基于CTA多平面重建對后路寰樞椎經關節螺釘與樞椎椎弓根螺釘固定術的安全性比較＊

1.重慶醫科大學附屬大學城醫院放射科(重慶 401331)

2.重慶醫科大學附屬大學城醫院骨科(重慶 401331)

黃 覓1 李曉蘭1,* 郭 亮2陳思浩1 王 葉1

后路寰樞椎經關節螺釘固定術(C1-C2 transarticular screw fixation，TAS)與樞椎椎弓根螺釘固定術(C2 pedicle screw fixation，PS)是目前最常用的兩種治療寰樞關節不穩的手術方式[1-4]。兩種術式均有在術中傷及鄰近椎動脈的危險，從而造成嚴重后果[5]。目前國內外鮮有研究比較兩種術式的安全性，一些研究只根據NP和(或)HRVA進行分析研究[6]，鮮見有研究將IAVA分型同時納入考慮來比較兩種術式的安全性。因此，本研究通過頭頸CTA的MPR，分別模擬TAS及PS過程，并觀察椎弓根狹窄(narrow pedicle，NP)、高騎動脈(high-riding vertebral artery, HRVA)、樞椎段椎動脈(intra-axial vertebral artery，IAVA)分型在兩種術式中與樞椎椎動脈溝(C2 vertebral artery groove，C2 VAG)損傷之間的關系，評價MPR的術前臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年9月至2017年12月我院進行頭頸部CTA檢查的63例(126側)患者資料，其中男39例，女24例，年齡16～74歲，平均年齡(45.3±14.4)歲。

納入標準：寰樞椎無明顯骨折及脫位；椎動脈顯示清晰。排除標準：寰樞椎有病理性改變，導致相關數據不能測量；因金屬偽影影響觀察。

1.2 研究方法 儀器采用GE Light speed VCT64層螺旋CT。管電壓120kV，管電流250～335mAs，螺距0.969，旋轉速度0.4s/r，矩陣512×512。使用碘普羅胺(370mgI/mL)為增強對比劑，用高壓注射器從肘靜脈以4mL/s流率注射60～80mL，間隔30～35s后采集動脈期圖像。重建MPR圖像層厚0.625mm，層距0.625mm。

圖1 黑線條所示區域為TAS最佳安全螺釘植入區域。1A：橫軸位；2B：矢狀位；3C：冠狀位。圖2 黑線所示區域為PS最佳安全螺釘植入區域。2A：橫軸位；2B：矢狀位；2C：冠狀位。圖3 置釘角度測量。3A：橫軸位測量內傾角；3B：矢狀位測量上傾角。圖4 骨性結構測量。4A：矢狀位測量側塊內高度(實線)及椎弓根高度(虛線)；4B：橫軸位測量椎弓根直徑。圖5 IAVA分型。5A：IAVA內側偏移；5B：IAVA垂直進入；5C：IAVA外側偏移；5D：IAVA位于橫突孔出口之間；5E：IAVA位于橫突孔出口之上；5F：IAVA位于橫突孔出口以下(箭為IAVA走行方向；十字交叉線為通過冠狀位C3橫突孔中心的垂線；虛線為樞椎橫突孔出口水平線；實線為IAVA最突出部分的水平線)。

1.3 圖像分析方法和參數測量

1.3.1 模擬置釘 在CTA多平面重組圖像上分別模擬TAS及PS，模擬螺釘直徑不超過4.0mm，模擬螺釘通道盡量遠離樞椎椎動脈溝和避免穿破骨皮質，即在橫軸位、矢狀位及冠狀位上的最佳安全置釘區域置釘(圖1、圖2)，比較兩種置釘方式對C2 VAG的侵犯。分別測量兩種螺釘的內傾角與上傾角，為實際手術提供參考。與標準矢狀面之間的夾角為內傾角，與寰樞關節水平面的夾角為上傾角，見圖3。

1.3.2 骨性結構 在樞椎椎弓根直徑最寬處測量椎弓根直徑，將椎弓根狹窄定義為椎弓根直徑≤4mm；在寰樞椎外側關節面的中點上測量椎動脈頂部至樞椎上關節面的距離為側塊內高度，測量椎弓根上極至椎動脈頂部的最短距離為椎弓根高度，椎弓根高度≤5mm或側塊內高度≤2mm時為HRVA[7-8]，見圖4。

1.3.3 IAVA分型 IAVA走行多變增加了兩種手術方式的危險性，在冠狀位對IAVA走行進行歸納，由偏移方向及騎跨程度將其分為9型[9]：(1)在冠狀位上根據IAVA最突出部分的垂線與C3橫突孔垂線的關系，將IAVA走行根據偏移方向分為外偏(lateral，L)、垂直進入(neutral，N)和內偏(medial，M)三種。(2)在冠狀位上根據IAVA最突出部分的水平線與樞椎橫突孔出口水平的關系，將IAVA走行根據騎跨程度分為在出口水平下方(below,b)、上方(above, a)、兩者之間(within, w)三種。具體見圖5。

1.4 統計學方法 采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析。數據以或率表示。采用χ2檢驗分析HRVA、NP、IAVA分型與兩種手術方法對C2 VAG侵犯之間的差別，用One-way ANOVA對置釘角度與IAVA分型之間的關系進行分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 椎弓根狹窄、HRVA、IAVA分型 由表1可知，在63例(126側)患者中，椎弓根狹窄和HRVA分別為21.4%(27/126)和26.2%(33/126)；對IAVA各種類型進行統計，其中Nw型(32.5%)占最多。

表1 IAVA分型

2.2 C2 VAG損傷與IAVA分型、HRVA與IAVA分型的關系 由表2可知，兩種置釘方式C2 VAG損傷發生率在不同IAVA分型患者中差異有統計學意義(P＜0.01)，兩種類型C2 VAG損傷中均以IAVA Ma型最多(TAS53.3%、PS48.6%)；HRVA發生率在不同IAVA分型之間差異有統計學意義(P＜0.01)，HRVA中IAVA Ma型最多，占53.3%。

表2 C2 VAG損傷與IAVA分型、HRVA與IAVA分型的關系

2.3 兩種置釘方式的安全性 由表3可知，比較通過MPR模擬TAS對C2 VAG侵犯率為23.8%，PS為29.4%，兩者的差異無統計學意義(P=0.12)。在HRVA病例中，TAS對C2 VAG侵犯率(66.7%)顯著低于(P=0.03)PS(87.9%)，而在NP病例中，TAS(77.8%)與PS(88.9%)對C2 VAG侵犯率的差異無統計學意義(P=0.16)。在Ma型當中，TAS(84.2%)與PS(94.7%)對C2 VAG侵犯率的差異無統計學意義(P=0.16)。

表3 兩種置釘方式的安全性比較[n(%)]

2.4 置釘角度與IAVA分型的關系 由表4可知，TAS螺釘內傾角及上傾角安全范圍分別為(3.6±2.8)°和(49.5±4.5)°，PS螺釘分別為(33.5±6.7)°和(38.6±6.7)°。IAVA的走行越向內向上，PS螺釘的內傾角越大，而并不影響TAS螺釘的上傾角和內傾角。

表4 置釘角度與IAVA分型的關系

3 討 論

后路TAS及PS是目前比較常用的上頸椎手術方式，而兩種置釘方式均有潛在損傷椎動脈及脊髓的危險性，椎動脈穿過樞椎時，其走行多變，當椎動脈孔向內向上擠壓時，更是增加了TAS及PS觸及椎動脈的風險[10]。因此，在術前仔細評估兩種手術方式造成椎動脈損傷的可能性，且預判置釘軌跡，對術者選擇合適的手術方式非常重要。目前，一些學者認為PS較TAS具有更多的優勢[11-12]，但是將椎動脈損傷考慮在內的研究少見，僅有少數學者對TAS及PS兩種手術方式的安全性進行了比較。

Resnick等[13]利用CT掃描圖像對TAS及PS的風險進行了比較，分析了50位患者的CT二維圖像。在另外10位患者中，使用了CT三維圖像及術中計算機導航系統，結果顯示，在二維圖像中，94%的患者進行TAS是安全的，而PS的安全率為91%；在三維圖像中，TAS的安全率為95%，而PS為100%。這從解剖學的觀點來說，PS并不比TAS更安全。Yoshida等[14]分析了62位患者通過術中計算機導航系統重建得到的三維圖像，發現TAS置釘失敗率為11.3%，而PS為9.7%，但兩者之間無統計學差異。前述研究未分析樞椎置釘空間受限的情況，比如NP或HRVA，比較兩種置釘方式對C2 VAG侵犯率。Jin等[6]基于269位患者的CT圖像，通過3D模擬軟件模擬TAS及PS置釘過程，并統計失敗率，發現兩種術式在總人群及NP人群中對C2 VAG侵犯率無差異，而在HRVA人群中PS比TAS更加安全。本研究結果顯示，TAS失敗率(23.8%)與PS失敗率(29.4%)之間的差異無統計學意義，TAS和PS對椎動脈侵犯存在同樣的風險，這與上述研究得出的結果相似。分析得出PS更加傾向于侵犯樞椎椎動脈溝靠近下方及中央的部分，也就是樞椎峽部靠近邊緣的部分，而TAS傾向于侵犯樞椎椎動脈溝靠上靠后方的部分。PS軌跡靠中減少了樞椎椎動脈溝的侵犯，同時其軌跡上傾角較小，增加了C2 VAG侵犯的可能性，因為椎動脈溝靠近樞椎的尾部。上述因素使得兩種置釘方式的利弊互相抵消，使得兩種置釘方式的侵犯率沒有明顯的差異。

兩種置釘方式在NP人群中對樞椎椎動脈溝的侵犯率差異無統計學意義，因為大多數的椎弓根狹窄患者同時伴發HRVA。但本研究認為在HRVA人群中TAS相對PS更加安全，這跟椎弓根復合體是不規則的立體結構有很大關系[15]，單純通過標準層面椎弓根復合體的高度與寬度定義C2 VAG的變異可能過于片面，同時還應綜合評價患者IAVA的客觀狀況。本研究認為HRVA人群中，椎動脈向內向上走行，此時，適度增加上傾角可避免觸及椎動脈，TAS螺釘上傾角較PS更大，因此在HRVA中，TAS從理論上較PS更加安全。但在臨床上存在螺釘侵犯C2 VAG，不一定造成椎動脈損傷的現象[16-17]，故本研究結果有待臨床手術進一步研究證實。

國內外許多學者研究了不同螺釘置入術式的術前CT測量。本研究結果顯示，TAS內傾角及上傾角安全范圍分別為(3.6±2.8)°和(49.5±4.5)°，PS分別為(33.5±6.7)°和(38.6±6.7)°，得出椎動脈孔位置同時影響PS的內傾角與上傾角，IAVA的走行越向內向上，PS的內傾角越大。在不同類型的IAVA中，TAS螺釘的上傾角及內傾角變化范圍很小。此外，椎弓根復合體發育較好的患者，螺釘的上傾角及內傾角可在一定范圍內進行調整。

螺釘植入中樞椎的特殊解剖變異是重要影響因素，其中主要有NP及HRVA。本研究發現一些患者有NP或HRVA，但不影響螺釘置入。有研究提及NP仍可進行PS[4]，這與本研究相符合。NP在橫斷面上定義，HRVA在矢狀位上定義，因此本研究將NP及HRVA同時進行考慮。在本研究中，PS及TAS對總人群中C2 VAG侵犯率分別為29%、25%，而在NP病例中C2 VAG侵犯率分別為88.9%、77.8%，在HRVA病例中分別為87.9%、66.7%，明顯高于總人群的侵犯率。在NP及HRVA中均以IAVA Ma型最多，分別占53%、44%。本研究中，HRVA、IAVA與兩種手術方式對C2 VAG侵犯之間差異具有顯著性(P＜0.001)。因此，僅依靠單一骨性結構斷面，并不是判斷PSP及TASP可行性的準確條件。

IAVA走行具有三維的特點，因此，本研究在冠狀位根據IAVA偏移程度和騎跨程度將其分為9型，結果表明，不同類型IAVA在TAS及PS對C2 VAG侵犯之間的差異具有顯著性(P＜0.001)，其中 Ma型在兩種術式中對C2 VAG侵犯最明顯，分別占84.2%、94.7%，但兩者之間差異無統計學意義。Wang等[18]研究中將IAVA Ma型定義為II型，認為該型不能行 PS，但在本研究中發現Ma型不是都不能進行PS或TAS，還要取決于其 他骨性因素。

綜上所述，TAS及PS兩種方式手術風險相似，在HRVA人群中，選擇TAS更加安全。術前行椎動脈CTA檢查是很重要的，通過CTA圖像，可以綜合評價患者椎動脈及樞椎骨性結構特點，據此進行多平面重組，不僅能夠判定置釘的可行性，還能為術中螺釘置釘角度提供參考。術者可根據術前椎動脈CTA圖像，針對每位患者進行個體化手術方案設計，降低手術風險。