(一)发病原因
多因各种脊柱骨折，脱位而致伤。
(二)发病机制
1.脊柱损伤的好发部位 脊柱骨折脱位在任何椎节均可发生，但有60%～70%的病例好发于胸10至腰2段。其中，胸12至腰1段更为高发，约占其中的80%;颈4～6椎节及颈1～2为次多发区，约占20%～25%;其余病例散见于其他椎节。
2.脊髓损伤的伴发率 脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)在脊柱骨折脱位中的发生率约占17%左右，其中以颈段发生率最高，胸段及腰段次之。颈1～2及枕颈伤易引起死亡，且多发生在致伤现场的当时。从暴力的作用方式观察，直接暴力所致比例最高，尤其是火器贯穿伤，几乎是百分之百，其次为过伸性损伤。如从骨折的类型判定，则以椎体爆裂性骨折多见。当然，伴有脱位的骨折合并脊髓损伤的发生率更高。临床上也可遇到椎骨损伤严重，却无明显脊髓受损症状的所谓“幸运型脊柱骨折”的病例，这主要是由于椎管较宽大的缘故。
3.各型骨折的病理解剖特点
(1)伸展型骨折：主要表现为关节突骨折或椎板骨折后向椎管方向的塌陷性改变，对硬膜囊形成压迫。轻者有感觉障碍，重者可引起截瘫。伴有椎体间关节自前方分离或椎体中部分裂者较为少见。前纵韧带可完全断裂，但临床上并不多见。偶可发现棘突骨折并向前方塌陷者，多系直接作用于棘突上的暴力所致，此时多伴有软组织挫伤。关节突跳跃征常见于颈椎，其次为胸椎，在腰椎节段十分罕见。
(2)椎体压缩骨折：椎体压缩骨折在脊柱骨折中最为多见。当椎体前缘压缩超过垂直径的1/2时，该节段即出现一个约18°的成角畸形;当椎体前缘压缩2/3时，这一角度可达25°左右;椎体前缘完全压缩时，成角可达40°(图1)。因此，被压缩的椎体数量愈多，程度愈重，角度愈大，并出现以下后果：
①椎管矢状径减小：其减少程度与畸形的角度大小呈正比，并易对椎管内的脊髓组织及其伴行血管等造成压迫而出现脊髓受累症状，尤其是后方小关节松动伴有严重椎节不稳者(图2)。
②椎管延长：由于成角畸形，其后方椎间小关节的关节囊因呈展开状而使椎管后壁拉长，以致椎管内组织，特别是后方的黄韧带、硬膜囊壁及血管均处于紧张状态，易引起损伤，并波及脊髓，尤其是当节段长度超过10%时(图3)。
③引起椎节不稳：椎体压缩愈多，椎节的稳定性愈差。除因小关节处于半脱位状态及前纵韧带松弛失去原有的制动作用外，椎体的短缩及成角畸形本身就已经改变了脊柱的正常负荷力线，易引起椎节失稳。
(3)椎体爆裂骨折：这种类型的骨折椎体后缘骨片最易进入椎管，且在X线片上又不易被发现。常可出现以下后果：
①脊髓受压：压缩碎裂的椎体后方的骨块或爆裂型骨折的骨片之所以不易向前方移位，主要是由于前纵韧带坚强，且受屈曲体位的影响。而后方恰巧是压力较低的椎管，以致椎体骨片易突向椎管而成为临床上较为常见的脊髓前方致压物，并构成后期阻碍脊髓功能进一步恢复的病理解剖学基础(图4，5)。
②易漏诊：突向椎管方向的骨块(片)因受多种组织的遮挡而不易在X线片上发现，尤其是在胸椎段，以致易漏诊而失去早期手术治疗的机会。因此，在病情允许的情况下，应尽早对伤者进行CT检查或断层摄影。
③难以还纳：后纵韧带损伤时，如果其尚未失去纵向联系，碎裂的骨块(片)仍附着在后纵韧带前方，则通过牵引可使骨块还纳;但在损伤时，如果后纵韧带完全断裂，则此时椎体后方的骨块多呈游离而失去联系，即使通过牵引使椎体骨折获得复位，该骨片也难以还纳原位(图6)。
(4)椎节脱位：除颈椎可单独发生椎节脱位外，胸、腰段的椎节脱位大多与各型骨折伴发，尤以屈曲型多见。由于上节段椎体下缘在下椎节椎体上缘向前滑动，使椎管内形成一个骨性的阶梯样致压物，可引起对脊髓或马尾神经的刺激或压迫，构成早期脊髓损伤的主要原因(图7)。同时，这也是妨碍脊髓功能完全恢复的重要因素之一。
(5)侧屈型损伤：其病理改变与屈曲型大体相似，主要表现为一侧椎体的侧方压缩，多见于胸、腰段。侧屈型损伤的脊髓受损程度，在同样的暴力情况下较前屈型为轻。
(6)其他类型：包括目前发现较为多见的急性椎间盘脱出(尤多见于颈椎，图8)、单纯的棘突骨折和横突骨折等，病变大多较局限，受损程度亦轻。通过椎体中部至后方椎板的水平分裂骨折(chance fracture)等，近年来在临床上也不少见(图9)。
4.脊髓损伤的病理改变分型 由于脊髓组织十分娇嫩，任何撞击、牵拉、挤压及其他外力作用后，均可引起比想像更为严重的损伤，其病理改变主要表现为脊髓震荡、脊髓实质损伤及脊髓受压三种状态，但在临床上常将其分为以下六种类型。
(1)震荡：是最轻的一种脊髓损伤，与脑震荡相似，主要是传导暴力通过脊柱后部传到脊髓，并出现数分钟至数十小时的短暂性功能丧失，在临床上较为多见。这一类型的脊髓损伤在恢复时，一般先从下肢开始。由于脊髓组织形态上无可见的病理改变，因此其生理功能紊乱多可获得恢复，属可逆性。
(2)脊髓出血或血肿：指脊髓实质内出血，这在血管畸形者更易发生。其程度可从细微的点状出血到血肿形成不等。少量出血者，血肿吸收后其脊髓功能有可能得到部分或大部分恢复;严重的血肿易因瘢痕形成而预后不佳。
(3)脊髓挫伤：脊髓挫伤的程度有较大差别，从十分轻微的脊髓水肿、点状或片状出血到脊髓广泛挫裂(软化和坏死)不等，并随着时间的延长，由于神经胶质和纤维组织增生等改变，继而导致瘢痕形成、脊髓萎缩以致引起不可逆性后果。
(4)脊髓受压：髓外组织，包括骨折片、脱出的髓核、内陷的韧带、血肿及后期的骨痂、骨刺、粘连性束带、瘢痕等以及体外的异物(弹片、内固定物及植骨片等)可造成对脊髓组织的直接压迫。这种压迫可引起局部的缺血、缺氧、水肿及淤血等，从而改变且加重了脊髓的受损程度。
(5)断裂：除火器伤外，脊柱脱位超过一定限度时，脊髓也可出现部分或完全断裂，以致引起脊髓传导功能的大部或全部丧失，外形上看，硬膜囊大多保持完整;但骨折脱位十分明显的严重型，硬膜囊亦可同时断裂。
(6)脊休克：与脊髓震荡不同，脊休克不是暴力直接作用于脊髓所致。其临床表现为损伤椎节以下肌张力降低，肢体呈弛缓性瘫痪，感觉及骨骼肌反射消失，引不出病理反射，大便失禁及小便潴留等。这种表现实质上是损伤断面以下脊髓失去高级中枢控制的后果，一般持续2～4周，合并感染者持续时间延长。当脊休克消失后，脊髓的恢复因损伤程度的不同而有所差异。横断性脊髓损伤者的运动、感觉及浅反射功能不恢复，反射亢进，并有病理反射出现;不完全性损伤者的脊髓功能则可获得大部分、部分或少许恢复。
以上为脊髓损伤的类型，但脊髓内的病理改变则视伤后时间的长短而不同。脊髓实质性损伤一般可分为早、中、晚三期。早期指伤后2周以内，主要表现为脊髓的自溶过程，并于伤后48h内达到高峰。中期为伤后2周至2年以上，主要表现为急性过程的消退及修复过程，由于成纤维组织的生长速度快于脊髓组织，而使断裂的脊髓难以再通。后期主要表现为脊髓组织的变性改变，其变化时间较长，一般从伤后2～4年开始，持续可达10年以上，其中微循环改变起着重要作用。
