樞椎后路改良側(cè)塊螺釘釘?shù)赖腃T測(cè)量

劉 磊，廖文波， 范紅松，孔維軍 ，覃建樸

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 脊柱外科，貴州 遵義 563099)

臨床經(jīng)驗(yàn)交流

樞椎后路改良側(cè)塊螺釘釘?shù)赖腃T測(cè)量

劉 磊，廖文波， 范紅松，孔維軍 ，覃建樸

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 脊柱外科，貴州 遵義 563099)

目的 通過(guò)對(duì)國(guó)人正常樞椎CT數(shù)據(jù)的研究，測(cè)量樞椎后路改良側(cè)塊螺釘?shù)尼數(shù)篱L(zhǎng)度以及進(jìn)釘方向，為該螺釘?shù)闹踩敕椒ㄌ峁├碚撘罁?jù)。方法 對(duì)30例(其中男16例，女14例)正常成年人行頸椎CT平掃，收集掃描數(shù)據(jù)的DICOM格式，并用Mimics 15.0打開(kāi)，以樞椎下關(guān)節(jié)突與椎板交界處下緣向上3 mm處為進(jìn)釘點(diǎn)，向橫突孔外側(cè)緣進(jìn)釘，測(cè)量該螺釘釘?shù)赖拈L(zhǎng)度、外傾角及尾傾角。結(jié)果 入選人群的平均年齡為(37.13±7.68)歲，釘?shù)榔骄L(zhǎng)度為(16.49±0.29)mm。外傾角平均角度為(13.10±0.20)°，尾傾角平均角度為(48.23±0.37)°。左右兩側(cè)及男女性對(duì)比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 本研究表明樞椎后路改良側(cè)塊螺釘可應(yīng)用于我國(guó)成年人，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可指導(dǎo)該螺釘?shù)闹踩?，避免螺釘進(jìn)入椎管及損傷橫突孔等嚴(yán)重并發(fā)癥，是樞椎椎弓根細(xì)小、椎動(dòng)脈高拱合并椎板損傷時(shí)的另一種安全候補(bǔ)術(shù)式。

樞椎；側(cè)塊；內(nèi)固定；CT掃描

寰樞關(guān)節(jié)具有獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)，且寰樞椎之間的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)范圍是頸椎各關(guān)節(jié)中最大的，但創(chuàng)傷、腫瘤及類(lèi)風(fēng)濕等疾病都會(huì)影響寰樞關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。目前，樞椎內(nèi)固定技術(shù)有多種固定方式，主要包括：后路鋼絲內(nèi)固定術(shù)、經(jīng)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)螺釘、樞椎椎弓根螺釘、樞椎椎板螺釘及樞椎側(cè)塊螺釘[1-6]，其中后路鋼絲內(nèi)固定術(shù)，融合率較低且術(shù)后需帶halo支具固定；經(jīng)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)螺釘，提高了融合率[7-12]，且術(shù)后無(wú)需halo支具固定，但該螺釘技術(shù)難度大，且容易損傷椎動(dòng)脈，有文獻(xiàn)報(bào)道損傷椎動(dòng)脈的概率約為8.2%[7-9，13-14]。鑒于以上風(fēng)險(xiǎn)，Harms等學(xué)者提出了樞椎椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)[15]，但有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，樞椎椎弓根螺釘同樣易損傷椎動(dòng)脈，且概率與寰樞椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)螺釘相當(dāng)[16-17]，當(dāng)樞椎椎弓根細(xì)小、椎動(dòng)脈高拱時(shí)，導(dǎo)致進(jìn)行樞椎椎弓根螺釘固定困難，危險(xiǎn)性增大，甚至不能完成固定。此時(shí)的候補(bǔ)固定方式是樞椎椎板螺釘及側(cè)塊螺釘，當(dāng)樞椎椎板同樣有損傷時(shí)，椎板螺釘欠可靠。此時(shí)需行樞椎側(cè)塊內(nèi)固定，目前文獻(xiàn)報(bào)道的樞椎側(cè)塊螺釘有以下兩種：① HoH DJ等論述的C-2 pars interarticularis 螺釘[5]；②馬向陽(yáng)等論述的樞椎側(cè)塊螺釘[6]。本課題旨在研究另一種樞椎改良側(cè)塊螺釘，與上述兩種樞椎側(cè)塊螺釘不同，該螺釘向樞椎橫突孔外側(cè)緣進(jìn)釘，減少了植入椎管及損傷椎動(dòng)脈的風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)Mimics軟件測(cè)量該螺釘釘?shù)赖倪M(jìn)釘長(zhǎng)度、外傾角及尾傾角，指導(dǎo)臨床應(yīng)用，此螺釘可作為當(dāng)樞椎椎弓根細(xì)小、椎動(dòng)脈高拱合并椎板損傷的另一種安全候補(bǔ)術(shù)式。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 數(shù)據(jù)來(lái)源：2016年2月～6月遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院頸椎CT掃描影像數(shù)據(jù)，并征得患者知情同意。納入標(biāo)準(zhǔn)：除外頸椎疾病而行頸椎CT掃描患者的影像資料，選出頸椎無(wú)明確病變者的原始掃描數(shù)據(jù)，年齡在21～50歲之間，發(fā)育正常，性別與身高不限。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有上頸椎畸形、骨折、炎癥、腫瘤及退行性疾病，或既往有上頸椎手術(shù)史的患者。本研究共選取滿足上述各項(xiàng)條件的頸椎CT掃描數(shù)據(jù)30例，其中男性16例，女性14例；年齡25～50歲，平均(37.13±7.68)歲。

1.2 掃描設(shè)備 Siemens/Somatom Sensation 16層螺旋CT掃描，掃描參數(shù)：100 kV，120 M，螺距0.75，掃描層厚5 mm，并行1.0 mm 層厚的重建間隔薄層圖像。

1.3 掃描體位 中立位掃描：被檢者仰臥位，頸椎自然伸直，避免頭過(guò)伸或過(guò)屈，雙肩水平對(duì)稱(chēng)，頭矢狀位與掃描床垂直，垂直矢狀正中定位線通過(guò)鼻梁及喉結(jié)，兩外眥線與掃描平面平行。

1.4 測(cè)量參數(shù)

1.4.1 進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘通道的確定 以樞椎下關(guān)節(jié)突與椎板交界處下緣向上3 mm處為進(jìn)釘點(diǎn)，向橫突孔外側(cè)緣進(jìn)釘。

1.4.2 釘?shù)赖南嚓P(guān)測(cè)量 ①釘?shù)赖倪M(jìn)釘長(zhǎng)度(L)：釘?shù)姥赝馍戏竭M(jìn)釘，進(jìn)釘點(diǎn)至橫突孔外緣的距離。②釘?shù)赖耐鈨A角(α)：按以上方向進(jìn)釘，釘?shù)琅c樞椎正中線的夾角。③釘?shù)赖奈矁A角(β)：按以上方向進(jìn)釘，釘?shù)琅c樞椎橫斷面的夾角。

1.5 測(cè)量方法 將收集的國(guó)人頸椎CT連續(xù)掃描數(shù)據(jù)集導(dǎo)入Mimics 15.0軟件中，操作區(qū)顯示四個(gè)視口，分別為冠狀面、水平面、矢狀面及3D視口(見(jiàn)圖1)，利用Mimics 15.0的重新切割項(xiàng)目(Reslice project)以冠狀面視口中雙側(cè)樞椎橫突孔上壁連線為重新切割線(L1)(見(jiàn)圖2a)，重建橫斷面(見(jiàn)圖2b)，形成新的體數(shù)據(jù)子集，輸入子集切片的層距為0.1 mm，生成新的Mimics項(xiàng)目。

在Mimics軟件中再次導(dǎo)入重新切割的體數(shù)據(jù)子集，在橫斷面視口中，勾畫(huà)正中線(L2)，以樞椎下關(guān)節(jié)突與椎板交界處確定橫斷面進(jìn)釘方向(L3)，使該直線位于橫突孔外側(cè)緣，測(cè)量該直線與后正中線的夾角，為釘?shù)劳鈨A角(α)(見(jiàn)圖2b)。利用Mimics 15.0的重新切割項(xiàng)目(Reslice project)以橫斷面進(jìn)釘方向(L3)為重新切割線，重建矢狀面(見(jiàn)圖2c)，形成新的體數(shù)據(jù)子集，輸入子集切片的層距為0.1 mm，生成新的Mimics項(xiàng)目。

在Mimics軟件中再次導(dǎo)入重新切割的體數(shù)據(jù)子集，在矢狀面視口中，勾畫(huà)樞椎橫斷面水平線，以樞椎下關(guān)節(jié)突下緣向上3 mm確定進(jìn)釘點(diǎn)(a)，斜向上勾畫(huà)矢狀面進(jìn)釘方向(L4)，使該直線位于橫突孔外側(cè)緣，測(cè)量進(jìn)釘長(zhǎng)度(L)，該直線與水平線夾角為釘?shù)赖奈矁A角(β)(見(jiàn)圖2c)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 利用SPSS 16.0對(duì)測(cè)量各數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)算各測(cè)量數(shù)據(jù)的均值及標(biāo)準(zhǔn)差，并對(duì)左右側(cè)樣本進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，性別樣本進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 頸椎CT的原始圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mmimcs 15.0顯示不同方位的視圖

A：重建后冠狀位示重新切割線(L1)；B：重建后橫斷位示正中線(L2)，橫斷位進(jìn)釘方向(L3)，外傾角(α)；C：重建后矢狀位示進(jìn)釘點(diǎn)(a)，矢狀位進(jìn)釘方向(L4)，尾傾角(β)。圖2 頸椎CT的原始圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 15.0軟件中重建后視圖

2 結(jié)果

測(cè)得30例對(duì)象的釘?shù)篱L(zhǎng)度平均值為(16.49±0.29) mm、外傾角平均值為(13.10±0.20)°、尾傾角平均值為(48.23±0.37)°。左、右兩側(cè)和男、女性的平均值及比較的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1～2。各測(cè)量指標(biāo)的均數(shù)在左、右兩側(cè)和男、女性間比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

測(cè)量指標(biāo)左側(cè)右側(cè)tP釘?shù)篱L(zhǎng)度(mm)16.44±0.3116.54±0.261.3620.178外傾角(°)13.14±0.2213.07±0.171.3890.170尾傾角(°)48.14±0.4648.32±0.221.9340.060

測(cè)量指標(biāo)男性女性tP釘?shù)篱L(zhǎng)度(mm)16.50±0.3116.48±0.260.2970.767外傾角(°)13.08±0.2113.14±0.181.2150.229尾傾角(°)48.17±0.3748.30±0.371.2710.209

應(yīng)用以上測(cè)得數(shù)據(jù)，本院脊柱外科已行樞椎改良側(cè)塊螺釘內(nèi)固定2例(見(jiàn)圖3)，術(shù)后及遠(yuǎn)期隨訪無(wú)手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生。

A：正位片；B：側(cè)位片。 圖3 43歲男患樞椎植入改良側(cè)塊螺釘

3 討論

3.1 樞椎側(cè)塊的特點(diǎn) 在解剖學(xué)上，將頸椎的上、下關(guān)節(jié)突及其間的連接部稱(chēng)為側(cè)塊，將相鄰兩頸椎的側(cè)塊構(gòu)成的關(guān)節(jié)稱(chēng)為側(cè)塊關(guān)節(jié)，即關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)。樞椎作為人體的第二頸椎，具有獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)，缺乏上關(guān)節(jié)突，其上關(guān)節(jié)面類(lèi)似于C3～7的上關(guān)節(jié)突，可視作樞椎的上關(guān)節(jié)突[6]。樞椎側(cè)塊(即峽部)由樞椎橫突后結(jié)節(jié)與下關(guān)節(jié)突組成[18]。椎動(dòng)脈及椎靜脈伴行于頸椎橫突孔內(nèi)，椎動(dòng)脈位置較深，位于椎靜脈的后內(nèi)側(cè)[19]

3.2 樞椎改良側(cè)塊螺釘固定的解剖學(xué)研究 目前對(duì)脊柱釘?shù)乐冕攨?shù)的解剖學(xué)研究，大多數(shù)應(yīng)用尸體標(biāo)本觀測(cè)，均存在標(biāo)本來(lái)源困難等問(wèn)題。本課題通過(guò)對(duì)樞椎原始影像學(xué)數(shù)據(jù)的研究，應(yīng)用Mimics軟件對(duì)置釘各參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，方法及影像學(xué)數(shù)據(jù)收集簡(jiǎn)易。

樞椎側(cè)塊螺釘固定指螺釘全程位于側(cè)塊內(nèi)的固定方法。目前文獻(xiàn)報(bào)道的樞椎側(cè)塊螺釘有以下兩種：①C-2 pars interarticularis 螺釘[5]，該螺釘以樞椎下關(guān)節(jié)突下緣上3 mm為進(jìn)釘點(diǎn)，穿過(guò)樞椎峽部，停于樞椎椎弓根，該文獻(xiàn)報(bào)道99%的病例可容納大小約14 mm螺釘，但在臨床應(yīng)用較少，主要因?yàn)槁葆敿舛苏龑?duì)橫突孔，當(dāng)螺釘長(zhǎng)度太長(zhǎng)時(shí)，置入橫突孔風(fēng)險(xiǎn)較高，可能出現(xiàn)災(zāi)難性椎動(dòng)脈損傷；②樞椎側(cè)塊螺釘[6]，此螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)為樞椎下關(guān)節(jié)突內(nèi)下緣的外、上各2 mm，樞椎上關(guān)節(jié)面后緣出釘，螺釘內(nèi)斜5°，上斜(55～60)°，置釘?shù)钠骄L(zhǎng)度為18.33 mm。但當(dāng)為雙皮質(zhì)固定時(shí)，螺釘突入椎管可能性加大，可能會(huì)引起嚴(yán)重臨床并發(fā)癥。介于以上風(fēng)險(xiǎn)，本課題組提出了另一種樞椎側(cè)塊螺釘，簡(jiǎn)稱(chēng)為樞椎改良側(cè)塊螺釘，該螺釘以樞椎下關(guān)節(jié)突與椎板交界處下緣向上3 mm處為進(jìn)釘點(diǎn)，向橫突孔外側(cè)緣進(jìn)釘，進(jìn)釘需外傾(13.10±0.20)°，尾傾(48.23±0.37)°，平均釘?shù)篱L(zhǎng)度為(16.49±0.29)mm，釘?shù)乐褂跈M突孔外側(cè)緣，植入椎管及橫突孔風(fēng)險(xiǎn)較小。另外，如上所述，椎動(dòng)脈位于椎靜脈后內(nèi)側(cè)，而該螺釘向樞椎橫突孔外側(cè)緣進(jìn)釘，理論上損傷椎動(dòng)脈的概率進(jìn)一步降低。當(dāng)樞椎椎弓根細(xì)小、椎動(dòng)脈高拱合并椎板損傷時(shí)該樞椎改良側(cè)塊螺釘可為另一種安全補(bǔ)救術(shù)式。上述測(cè)量數(shù)據(jù)僅對(duì)臨床置釘方式起指導(dǎo)作用，術(shù)中實(shí)際植入外傾角度、尾傾角度及進(jìn)釘長(zhǎng)度，需結(jié)合患者頸椎CT影像資料。術(shù)者術(shù)中應(yīng)用神經(jīng)剝離子可探及橫突孔外側(cè)緣，并結(jié)合本課題測(cè)量外傾角及尾傾角角度，可快速置入該樞椎側(cè)塊螺釘，同時(shí)降低了椎動(dòng)脈、脊髓損傷風(fēng)險(xiǎn)，可作為備選的固定方案，也可作為基層醫(yī)院的常規(guī)固定方案。

通常上頸椎側(cè)塊至少需14 mm螺釘固定才可獲得有效的生物力學(xué)強(qiáng)度[5]，通過(guò)本課題測(cè)得樞椎改良側(cè)塊螺釘平均釘?shù)篱L(zhǎng)度為(16.49±0.29)mm，介于C-2 pars interarticularis螺釘及樞椎側(cè)塊螺釘之間，其中所測(cè)釘?shù)篱L(zhǎng)度均大于14 mm，初步估計(jì)固定可靠，但仍需行生物力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論。

3.3 本研究不足之處 本研究各數(shù)據(jù)是在Mimics 15.0軟件下，通過(guò)CT掃描影像資料測(cè)得，再測(cè)量過(guò)程中，可能存在部分偏差，且測(cè)量樣本較少，后期研究需增加測(cè)量樣本；雖該術(shù)式已在臨床上應(yīng)用數(shù)例，但該螺釘拔出強(qiáng)度，仍需在尸體標(biāo)本上與其他樞椎螺釘對(duì)比，該研究本課題組已在進(jìn)行。

通過(guò)本研究表明樞椎后路改良側(cè)塊螺釘可應(yīng)用于我國(guó)成年人，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可很好的指導(dǎo)螺釘?shù)闹萌?，避免進(jìn)入椎管及損傷橫突孔等嚴(yán)重并發(fā)癥，是當(dāng)樞椎椎弓根細(xì)小、椎動(dòng)脈高拱合并椎板損傷時(shí)的另一種安全補(bǔ)救術(shù)式。

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[收稿2017-01-12;修回2017-03-08]

(編輯：王福軍)

Computered tomography morphometric analysis for the posterior improved lateral mass screw fixation on axis

LiuLei,LiaoWenbo,FanHongsong,KongWeijun,QinJianpu

(Department of Orthopaedics,Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China)

Objective To evaluate the morphology of C2 posterior improved lateral mass screws for Chinese by measuring the length, and directions based on computered tomography (CT) data.Methods The cervical vertebrae of 30 patients were measured on CT scans. The CT scanning image data was input into the Mimics 15.0. Using an entry point 3-mm rostral to the junction of the C2 inferior aspect and lamina, the trajectory was direct toward the exterior border of the transverse foramen. The length and the angle of C2 improved lateral mass screw trajectory were evaluated.Results The mean patient age was (37.13 ± 7.68) years old. The average length of the screw trajectory was (16.49 ± 0.29)mm, 90% of which had a length above 15.99 mm. The mean lateral and downward inclination angle of the screw trajectory were (13.10 ± 0.20)° and (48.23 ± 0.37)°, respectively. There were no statistical differences between the left and the right sides, and among the sexes (P>0.05).Conclusion It is feasible to place C2 posterior improved lateral mass screws in Chinese patients. The results could guide the implantation of the screws and avoid the screws implanting into the spinal canal and the transverse foramen. It is a supplementary technique for the patients with a narrow pedicle, an enlarged high-riding VA and combining with injury of the lamina.

axis;lateral mass; fixation; CT scans

貴州省科技合作計(jì)劃項(xiàng)目(NO：黔科合LH字[2015]7495)。

R687.3

B

1000-2715(2017)02-0200-04