圧迫骨折と破裂骨折の違いとは？Denisの3柱理論・CTでの見分け方(椎体後壁)と腰椎・胸椎破裂骨折

圧迫骨折と破裂骨折の違いとは、椎体の後ろの壁(Denisの3柱理論でいう中央柱)まで壊れているかどうかです。研修医のハジメくんと一緒に、3柱理論の解剖から、CTで椎体後壁を見る手順、レントゲンでの手がかり、手術を考える所見までを順に整理します。

目的から読む: 圧迫骨折と破裂骨折の違い / Denisの3柱理論 / 圧迫骨折の画像 / 破裂骨折のCT所見 / 腰椎破裂骨折の症例 / レントゲンとCTの見分け方 / 手術が必要か

圧迫骨折と破裂骨折の違いとは？

くさび状の圧迫骨折と破裂骨折を見分けるときは、椎体後壁に骨折が及ぶかを確認します。破裂骨折では、後壁の骨片が脊柱管へ突出することがあります。後方の張力帯損傷や椎体の転位は別に評価します。

圧迫骨折と破裂骨折の違い(早見表)

	圧迫骨折	破裂骨折
主な損傷範囲（Denisの3柱）	前柱だけ(椎体の前2/3)	前柱＋中央柱(椎体の後ろの壁まで)
形	前がつぶれたくさび形、後ろの高さは保たれる	椎体後壁に骨折が及ぶ。骨片が脊柱管に飛び出すことがある
原因	骨粗しょう症(しりもちなど弱い外力)が多い	転落・交通事故など。骨が弱い場合は比較的軽い外力でも起こる。
安定性	後方の張力帯損傷や転位の有無も確認	後方の張力帯、変形、神経所見を合わせて判断

破裂骨折の定義：圧縮による椎体骨折が後壁にも及ぶ形です。AO Spine分類では、後壁と片方の終板が骨折するものをA3、後壁と上下の終板が骨折するものをA4とします。椎弓の縦割れを伴っても、それだけで後方の張力帯が離断したとは判断しません。骨粗しょう症の圧迫骨折でも、あとから椎体の後ろの壁が崩れて神経の症状が出ることがあります。

Denisの3柱理論(three column theory)とは

胸腰椎を前柱・中央柱・後柱の3つに分け、真ん中の中央柱(椎体後壁・後縦靱帯・線維輪の後ろ)が壊れているかで安定性を考える理論です(Denis 1983)。

Denisのthree column theoryとは？

• 1983年にDenisが、412例の胸腰椎損傷の検討から、脊柱を3つの構成要素に分ける three column theory を提唱しました(Denis 1983)。
• 前柱(anterior column)・中央柱(middle column)・後柱(posterior column)の3つに分け、なかでも中央柱が重要で、ここに外傷が及ぶものを不安定骨折と考えました。
• これに基づき、大きな胸腰椎損傷を圧迫骨折・破裂骨折・シートベルト型損傷(Chance骨折など)・脱臼骨折の4つに分類しました(Denis 1983)。

three column theoryにそれぞれ含まれる解剖

柱	含まれる構造
前柱	前縦靱帯、椎体の前2/3、椎間板(線維輪)の前2/3
中央柱	椎体の後1/3(後壁)、椎間板(線維輪)の後1/3、後縦靱帯
後柱	椎間関節、関節包、黄色靱帯、椎弓、棘突起、棘上・棘間靱帯

圧迫骨折の画像所見: くさび形で後壁は保たれる

圧迫骨折は主に前柱だけが壊れ、椎体の後ろの高さが保たれたまま前が低くなるくさび形です。後壁が保たれていても、後方の張力帯損傷や転位が疑われる所見を確認します。

圧迫骨折(compression fracture)

• 前かがみ(屈曲)を中心とした力で椎体の前方がつぶれて起こります。
• 椎体前方部の骨折で、後方部は温存され、くさび形になります。
• 骨粗鬆症が基礎にあると、しりもちなどの弱い外力でも起こります。

くさび状の圧迫骨折はDenisの3柱で主に前柱の損傷に当たります。椎間関節の離開や棘突起間の開大があれば、後方の張力帯損傷を疑います。

上の画像のように椎体の後縁の高さは保たれたまま楔状に変形しますが、骨粗鬆症による圧迫骨折では、魚椎様変形(上下の終板が凹む)や扁平化をきたすこともあります。

高齢者の圧迫骨折で、新しいか古いか、骨粗しょう症か骨転移かに迷うときは、MRIが役立ちます。腰椎の圧迫骨折の見方は腰椎圧迫骨折の画像診断で症例と合わせて見られます。

破裂骨折とは: CT所見は椎体後壁の突出

破裂骨折は、圧縮による椎体骨折が後壁にも及んだ形です。CTでは椎体後壁が後ろへ張り出し、骨片が脊柱管へ飛び出して脊柱管を狭くすることがあります。突出が目立たなくても、骨折線が後壁まで及んでいるかを確かめます。

破裂骨折(burst fracture)

• 強い外力(墜落や交通外傷)で、垂直方向(軸方向)に力が加わって生じます。
• 椎体後方部の皮質骨の破壊、高さの減少、骨片の脊柱管への陥入(椎体後壁の背側突出)、片側または両側の終板の損傷などが見られます。
• Denisは中央柱に及ぶ損傷を重視しました。現在の評価では、後方靱帯複合体の損傷、転位、神経症状も確認します。

破裂骨折の場合は、前柱だけではなく、中央柱にも損傷が及ぶことが特徴です。中央柱から遊離した骨片が脊柱管に突出して、脊柱管狭窄をきたすことがあります。

▶︎破裂骨折は5つのタイプに分けられます(Denis 1983)

腰椎破裂骨折のCT症例(L1・L3)

どちらの症例も、骨折線が椎体の後縁まで及んでいることが破裂骨折と読む決め手です。2例目は横断で椎弓にも縦の骨折線があり、後柱の靱帯まで壊れていないかを確かめる必要がありました。

症例　70歳代女性　腰椎L1破裂骨折

L1に水平方向の骨折線があります。骨折線は椎体の背側まで及び、椎弓には及んでいません。

破裂骨折の所見です。

症例 70歳代男性　5mの高さより転落

L3に水平方向と垂直方向の骨折線があります。骨片の脊柱管への陥入(椎体後壁の背側突出)と、片側または両側の終板の損傷が見られます。骨折線は椎体後縁(背側)まで及んでいます。

矢状断像では一見、椎弓に骨折線が及んでいないように見えます。

しかし横断像では垂直方向の骨折線が多数あり、骨折に伴って脊柱管狭窄が生じています。さらに左の椎弓にも骨折線があることがわかります。

骨折線は前柱(anterior column)・中央柱(middle column)に加え、後柱(posterior column)の椎弓にも及んでいます。椎弓の縦骨折を伴う破裂骨折の所見です。

ただし椎弓の縦の骨折だけでは、後方の張力帯(後方靱帯複合体)の損傷とは言えません。AOSpine分類でも、破裂骨折に伴う椎弓の縦割れと、後方の水平な離断(屈曲伸延損傷)は区別されています(Vaccaro 2013)。棘突起の間・椎間関節の開きや水平の骨折線がないかを確かめ、必要に応じてMRIで後方の靱帯を評価します。

後柱と中央柱に損傷を起こした場合は、

• 骨性要素のみを損傷するタイプ
• 靱帯要素のみを損傷するタイプ
• 両方の要素を損傷するタイプ

に分けられ、骨性要素のみを損傷するタイプをChance骨折と呼びます。

レントゲンとCTでの圧迫骨折・破裂骨折の見分け方

レントゲンだけでは破裂骨折を圧迫骨折と間違えやすく、急性の椎体骨折ではCTを考慮します(Ballock 1992)。レントゲンでは側面像の後壁の線、正面像の椎弓根の間の距離が手がかりです。

急性の椎体骨折67か所をCTと比べた研究では、X線で破裂骨折がくさび状の圧迫骨折に見える例がありました（Ballock 1992）。

高リスクの急性鈍的外傷では、CTで骨折や転位を評価します。脊髄、神経根、靱帯の損傷が疑われる場合は、非造影MRIを追加します（ACR 2024年改訂）。

見るところ	圧迫骨折	破裂骨折
椎体後壁(CT矢状断)	まっすぐ保たれる	骨折線が後壁まで及ぶ。後ろへ弓なりに張り出す・骨片が脊柱管へ飛び出すことがある
椎体の後ろの高さ	保たれる	低くなることがある
椎弓根の間の距離(正面像・CT横断)	変わらない	広がることがある
椎弓の縦の骨折線(CT横断)	なし	あることがある
脊柱管(CT横断)	狭くならない	骨片で狭くなることがある

レントゲンの側面像では、椎体後壁が後ろへ弓なりになるposterior bow signと、後壁の線が途切れて見えなくなるvanishing line signが破裂骨折の手がかりになります。小規模な読影研究では、2つのサインを使うと感度が80％から90％に上がり、特異度は75％から71％に下がりました（Huang 1996）。

破裂骨折は手術が必要？ 安定性の考え方

神経症状がなく、後方の張力帯が保たれ、著しい変形や転位がない一部の破裂骨折では、保存的治療を検討できます（WFNS）。治療は骨折の形、後方靱帯の損傷、神経所見を合わせて専門医が判断します。

• 骨粗鬆症性椎体骨折の破裂骨折化：骨粗鬆症性椎体骨折では、椎体がさらに圧潰して後壁が脊柱管側へ突出し、遅れて神経症状が出ることがあります。手術を要した28例では、腰背部痛の出現から平均5.4週後に神経症状が出ていました。同じ論文では、破裂型・椎体内の空気(vacuum sign)・後弯・脊柱管への骨片突出などが、神経症状の予測因子として挙げられています(Yeung 2017)。
• 手術か保存か：Denis分類では前柱と中央柱の損傷を伴う不安定型損傷とされ、手術が検討されてきました。ただし神経症状がなく安定と評価された胸腰椎破裂骨折の比較試験では、手術の明らかな優位性は示されませんでした（Wood 2003）。対象は限られており、神経症状や不安定性がある骨折では個別に判断します。
• 現在の分類：骨折の形態に後方靱帯複合体の損傷と神経症状を加えて点数化し、手術・保存の判断に用いるTLICS(2005年)(Vaccaro 2005)や、形態をA(圧迫)・B(前方または後方の張力帯の損傷。B1・B2は後方、B3は前方の過伸展損傷)・C(転位)の3型に分け、神経症状などと合わせて記載するAOSpine分類(2013年)(Vaccaro 2013)も用いられます。

よくある勘違い

まとめ(壊れる場所と骨折の名前)

• 椎体の前方(腹側)だけの骨折 → 圧迫骨折
• 椎体の後方(背側)まで及ぶ骨折 → 破裂骨折
• 水平の骨折線が椎体から椎弓まで及ぶ → Chance骨折(屈曲伸延損傷によって起こる)

【脊椎圧迫骨折と破裂骨折の違い】
圧迫骨折が後方成分の骨折や靱帯損傷を伴わない安定型の骨折なのに対して、破裂骨折では椎体後縁にも骨折が及びます。そのため、骨片の脊柱管内への陥入により神経症状を起こすことがあります。#画像診断 pic.twitter.com/xqFP0cTiv0

— ごろ~にゃ@画像診断cafe (@radiology_cafe) May 12, 2022

根拠(もう少し詳しく)

• レントゲンでの予測(Ballock 1992)：49人・67か所の急性椎体骨折をCTを基準に検討。X線所見を使った判別分析では88％で骨折型を正しく予測しましたが、破裂骨折をくさび状の圧迫骨折と判断した例もありました。
• posterior bow sign と vanishing line sign(Huang 1996)：7人の読影者が26組の胸腰椎レントゲンを読み、CTで確かめた検討です。2つのサインを使うと感度は80%から90%に上がり、特異度は75%から71%にやや下がり、陽性的中率は88%のままでした。写真の質が悪いと、圧迫骨折を破裂骨折と読みすぎる例がありました。
• 遅れて出る神経症状(Yeung 2017)：骨粗鬆症性椎体骨折のあと神経症状が出て手術した28例(平均77歳)で、最も多い高位はL1、破裂骨折は14例でした。圧迫骨折の例は破裂骨折の例より術後の改善がよい傾向でした。
• 保存と手術の比較(Wood 2003)：神経症状のない安定型の胸腰椎破裂骨折47例を、手術群と保存群(ギプスまたは装具)に無作為に割り付けた試験です。

関連記事：椎体骨転移の画像診断(骨粗鬆症による圧迫骨折との鑑別)／脊椎の過伸展と過屈曲による骨折

あわせて読みたい：脊椎術後の画像診断

参考文献

1. Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries. Spine (Phila Pa 1976). 1983;8(8):817-31. PubMed
2. Wood K, Buttermann G, Mehbod A, et al. Operative compared with nonoperative treatment of a thoracolumbar burst fracture without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am. 2003;85(5):773-81. PubMed
3. Vaccaro AR, Lehman RA, Hurlbert RJ, et al. A new classification of thoracolumbar injuries: the importance of injury morphology, the integrity of the posterior ligamentous complex, and neurologic status. Spine (Phila Pa 1976). 2005;30(20):2325-33. PubMed
4. Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK, et al. AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: fracture description, neurological status, and key modifiers. Spine (Phila Pa 1976). 2013;38(23):2028-37. PubMed
5. Ballock RT, Mackersie R, Abitbol JJ, et al. Can burst fractures be predicted from plain radiographs? J Bone Joint Surg Br. 1992;74(1):147-50. PubMed
6. Huang TJ, Chen CY, Fan GF, et al. Posterior bow and vanishing line signs in diagnosis of burst fractures of the spine on plain radiographs. J Formos Med Assoc. 1996;95(12):929-32. PubMed
7. Yeung YK, Ho ST. Delayed Neurological Deficits after Osteoporotic Vertebral Fractures: Clinical Outcomes after Surgery. Asian Spine J. 2017;11(6):981-988. PubMed
8. AO Spine 胸腰椎外傷分類
9. ACR Acute Spinal Trauma 2024 Update
10. WFNS 胸腰椎外傷の診療推奨

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症例画像は各図の引用元のとおりです。