X线可以检查出脊柱关节变化也是诊断强直性脊柱炎的主要依据，脊柱的X线改变大多发生在骶髂关节改变之后，脊柱X线片早期可见骨质疏松，强直性脊柱炎中晚期出现方椎，脊椎间“骨桥”形成竹节一样的病变。
脊椎局部有小范围骨质硬化和破坏，这是早期X线的迹象，硬化开始于椎体的前角，有时候这种破坏很明显，致使受侵犯的椎体前角圆凸，方形椎体可持续存在。随着病变的发展，椎体前缘失去正常的凹陷，而出现特征性的方形椎体，这是由于发生在椎体前角的骨炎所引起的。有病期较长的患者，颈椎轴线变直，椎体呈方形，椎旁软组织钙化。推荐阅读：强直性脊柱炎会危害四肢关节吗？
有些病变表现为椎间小关节变化为主，X线常显示为无脊柱韧带骨化，突出的表现是椎间小关节病变，表现为上下关节突之间的小关节间隙宽窄不匀，关节面破坏凹凸不平。关节面破坏较为严重的患者，上下关节突骨质增生较为明显，关节面硬化也很明显。病变发展到晚期，上下关节突完全或者部分骨性融合，关节突的周围大部分出现骨质增生硬化，有的合并小关节韧带骨化或椎旁韧带部分骨化，严重者可引起腰椎椎管狭窄。
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