基于三維 CT重建的寰椎椎弓根解剖學測量及臨床意義*

西安市紅十字會醫院脊柱外科(西安 710054)

賀寶榮 許正偉 郝定均 姜永宏 郭 華 劉團江 王曉東 鄭永宏

寰椎后路椎弓根螺釘固定技術是新近發展起來的技術[1],由于其良好的三維穩定性及生物力學性能,臨床應用越來越廣泛,為了提高手術的安全性和準確性,本文通過三維 CT對 150例正常成人志愿者的寰椎,進行影像學測量,以明確寰椎椎弓根的解剖學形態、解剖學參數,為寰椎椎弓根螺釘內固定技術提供解剖學依據。

材料和方法

1 一般資料 150例正常成人志愿者,年齡 18～52歲(平均 36.3歲),男 91例,女 59例,排除相關上頸椎疾患。

2 方 法 德國西門子公司多層螺旋 CT機。掃描范圍包括枕骨粗隆至 C3水平,螺旋掃描層厚 2mm,間距 2 mm,螺距 l～ 0,120 kV,300 mA,螺旋掃描后圖像預處理用 lmm間距,選用骨脊柱重建算法。并將重建后的數據傳入美國 SUN工作站 (軟件 Adw 4.0 microsystems)。

3 寰椎椎弓根的測量 模擬進針點及進針角度設計在 CT三維多平面重建下,建立通過椎動脈溝底部下 3mm處的寰椎橫切面圖,取經寰椎下關節突中點矢狀線延長線與寰椎后弓的交點為 A點,取寰椎后弓移行為側塊處椎動脈孔內壁與椎管外壁中點為 B點,AB連線與前弓交點為 C點,AC即為寰椎椎弓根釘道(圖 1)。測量數據:寰椎椎弓根釘道長度(L1:AC);進釘點距后正中矢狀面距離(L2:B點到后正中矢狀面垂直距離);寰椎椎弓根的寬度(L3);寰椎椎弓根內傾角(α:AC與矢狀線的夾角);取經 AC連線的矢狀面切圖寰椎椎弓根的上傾角(β:寰椎椎弓根縱軸線與水平面成角),釘道椎動脈溝底椎弓根厚度(H1),寰椎椎弓根最大厚度(H2)(圖 2)。

圖1 通過椎動脈溝底部下 3mm處的寰椎橫切面圖

圖2 經 AC連線的矢狀面切圖

4 模擬寰椎椎弓根形態觀察 根據 H1的數值大小,以直徑 4.00mm和 3.50mm的螺釘為參照,0.05mm為進制分為 4型:正常型:H1＞ 4.00mm;相對狹窄型:3.50＜H1≤4.00mm;狹窄型:3.00＜H1≤ 3.50mm;無椎弓根型:H1≤ 3.00mm。

5 統計學方法 所得數據分別用 SPSS 13.0進行統計學分析,分別計算各測量值均數、標準差。計算可信區間;左右測量值行兩樣本均數 T檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

三維 CT重建測量 150例正常寰椎椎弓根數據見附表。根據 H1值的大小,將寰椎椎弓根分為 4型:正常型(92例,61.3%);相對狹窄型(33例,22%);狹窄型 (15例,10%);無椎弓根型 (10例,6.7%)。 所有 P值均大于 0.05,差異無統計學意義。各值取雙側平均值。寰椎椎弓根解剖形態,及釘道椎動脈溝底處椎弓根厚度為決定能否行椎弓根固定及椎弓根螺釘直徑大小選擇的主要因素,本研究結果提示寰椎椎弓根大部分允許植入直徑 4.00或 3.50mm的螺釘。椎弓根釘長度建議選擇 28～ 32mm。

附表 三維 CT重建測量 150例正常寰椎椎弓根數據

附表 三維 CT重建測量 150例正常寰椎椎弓根數據

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討 論

1 寰椎后弓解剖形態分類及臨床意義 寰椎呈環狀,沒有典型的椎體、椎板、椎弓及椎弓根,由前弓、后弓及側塊組成。將椎動脈溝處的后弓視為椎弓根,側塊視為椎體,也可以行椎弓根螺釘固定[2,3]。國人成年人寰椎后弓形態變異較大,因此能否行椎弓根螺釘固定,椎動脈溝處的后弓形態起到了決定性作用。有學者[4]根據寰椎椎動脈溝處的后弓變異程度,將其椎弓根形態分為三型:普通型(83%),輕度變異型(13%)和重度變異型(4%)。本研究中,對 150例寰椎椎弓根的不同截面進行高度測量,發現在影響螺釘直徑的選擇中,釘道椎動脈溝處后弓厚度最小(4.10±1.17)mm,起到了決定性作用,因此,根據 H1值的大小,結合臨床上常用的寰椎椎弓根螺釘的直徑為 4.00和 3.50mm,我們以 0.5mm為進制,將寰椎椎弓根形態分為 4型:正常型;相對狹窄型;狹窄型;無椎弓根型。對于正常型寰椎椎弓根,椎動脈溝底骨質高度大于4mm,釘道長度為 28.73±1.66mm,我們建議選擇直徑 4.00mm的椎弓根螺釘,長度 28～ 32mm的螺釘,盡可能增加釘道的長度,增強把持力,以獲得最佳的生物力學效能。對于相對狹窄型寰椎椎弓根,椎動脈溝底骨質高度介于 3.50～ 4.00mm,釘道長度為 28.73± 1.66mm,實際操作過程中,直徑 4.00mm的椎弓根螺釘大于椎弓根高度,強行植入,可能造椎動脈的損傷,或者椎弓根的完全劈裂,我們建議選擇直徑 3.50mm的椎弓根螺釘,由于椎弓根螺釘達釘道全長的 80%[5],才可獲得足夠的固定強度,根據本組研究結果,為保證80%的固定長度,我們建議選擇螺釘的長度應不小于22mm。此型在置釘過程中可能造成后弓下緣部分骨皮質穿破,但是由于椎弓根螺釘骨性釘道長,把持力強、穩定性好,其仍能保持良好的生物力學強度[6,7]。對于狹窄型和無椎弓根型,由于其椎弓根直徑過小,無法置釘,出于安全考慮,我們建議采用側塊螺釘固定或者椎板鉤固定。譚明生等[8]寰椎的解剖學研究表明,椎動脈溝底部后弓最薄處的內徑約 2mm,但是本組中 10例H1≤3.00mm,實際操作中,用直徑 2mm的椎弓根探針探查釘道時,發現此型寰椎后弓無松質骨管道,均為皮質骨,因此我們將其定義為無椎弓根型,提示此型為椎弓根螺釘固定的絕對禁忌證。

2 寰椎椎弓根測量的臨床意義 譚明生等[8,9]研究認為寰椎椎弓根進針點為寰椎后結節旁開 20mm,和寰椎后弓下緣上方 2mm處交點,該進針點適用于寰椎后弓厚度大于 4mm者。我們模擬置釘的進針點為,寰椎椎動脈溝底部下 3mm處和寰椎后弓下方側塊背面中點矢狀線延長線的交點,以寰椎后弓移行為側塊處椎動脈孔內壁與椎管外壁為參照物,釘道徑線的內傾角和上傾角均分別和寰椎椎弓根的矢狀面和冠狀面相平行。該進針點充分考慮了對椎動脈溝處骨皮質的保護,植入直徑 3.5～ 4.00mm的螺釘(半徑為 1.75～2.00mm),可以保證直徑 3.5～ 4.00mm的螺釘植入時,避免穿破椎動脈溝處骨皮質而損傷椎動脈。根據測量結果,絕大多數患者使用直徑 4.00或 3.50mm的椎弓根螺釘可以獲得很好的骨性包容,而避免損傷椎動脈及脊髓。本研究中,模擬進針點和寰椎后結節的距離為 20mm左右,提示實際操作中,顯露范圍只需寰椎后結節旁開 20mm左右即可,以避免損傷寰椎外側的靜脈叢。進針點于寰椎后弓的投照點為寰椎椎動脈溝底部下 3 mm處和后結節旁開 20mm的交點。在實際操作中,應注意進針點處的剝離應為骨膜下剝離,避免損傷椎動脈溝處走行的椎動脈,同時術中可用神經剝離子進一步探查椎弓根和側塊的內緣,從而進一步修正進針點,以提高手術的安全性。在進針點確定后,進針角度是置釘成功的關鍵。寰椎椎弓根毗鄰椎動脈和脊髓,置釘過程中,易損傷椎動脈和脊髓,由于椎弓根外側壁薄于內側壁,因此,椎動脈最易損傷。馬向陽等[10]研究認為,保持進針內傾角度為 10°,上傾角為5°,可以有效地降低椎動脈和脊髓損傷的概率。本研究中 ,釘道內傾角為 (6.53± 2.35)°,上傾角為 (8.24± 1.31)°,對比顯示本研究中內傾角較小,而上傾角較大,可能為兩者進針點選擇不同所致。但是本研究結果和我們既往研究結果[11]一致,內傾角為 0～ 10°,上傾角為 5～ 10°。總之,術前常規三維 CT檢查,了解寰樞椎椎弓根解剖結構,排除局部變異,確定進針點,測量椎弓根螺釘釘道方向及螺釘長度,有助于降低手術風險和并發癥。

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