CT多平面重建術(shù)前評(píng)估樞椎椎弓根螺釘植入入路的可行性

李小海，郭 亮，李曉蘭*，鄧小麗，陳思浩，袁 亮，葉 龍

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬大學(xué)城醫(yī)院放射科，2.骨科，重慶 401331)

CT多平面重建術(shù)前評(píng)估樞椎椎弓根螺釘植入入路的可行性

李小海1，郭 亮2，李曉蘭1*，鄧小麗1，陳思浩1，袁 亮1，葉 龍1

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬大學(xué)城醫(yī)院放射科，2.骨科，重慶 401331)

目的 通過CT MPR評(píng)估后路樞椎椎弓根螺釘植入(C2 PSP)入路的可行性。方法 對(duì)250例(500側(cè))患者頭頸部CTA掃描數(shù)據(jù)行MPR，測量骨參數(shù)椎弓根直徑(D)、椎弓峽部厚度(T)、內(nèi)側(cè)高度(H)，動(dòng)脈參數(shù)樞椎段椎動(dòng)脈(IAVA)走行偏移方向[外側(cè)(L)、垂直(N)、內(nèi)側(cè)(M)]；IAVA騎跨程度[下方(b)、之間(w)、上方(a)]。計(jì)算椎弓根狹窄、高騎動(dòng)脈(HRVA)和IAVA分型發(fā)生率，并分析椎弓根狹窄、HRVA、IAVA分型及樞椎椎動(dòng)脈溝(C2 VAG)損傷的關(guān)系。結(jié)果 椎弓根狹窄和HRVA分別為14.40%(72/500)和24.60%(123/500)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=141.984，P<0.001)。模擬C2 PSP損傷C2 VAG的發(fā)生率為19.40%(97/500)。椎弓根狹窄和HRVA患者中模擬C2 PSP損傷C2 VAG的發(fā)生率高于無椎弓根狹窄和無HRVA患者(P均<0.001)。椎弓根狹窄與HRVA同時(shí)伴發(fā)58側(cè)(58/500，11.60%)。椎弓根狹窄、HRVA及C2 VAG損傷在IAVA各型中發(fā)病率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.001)，均以M-a型最多，分別為55.56%(40/72)、46.34%(57/123)、48.45%(47/97)。結(jié)論 C2 VAG損傷多發(fā)于椎弓根狹窄、HRVA或IAVA M-a型的患者；MPR可綜合評(píng)估骨性和動(dòng)脈參數(shù)，為C2 PSP提供解剖學(xué)依據(jù)。

樞椎；椎弓根；螺釘植入；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

圖1 模擬C2 PSP進(jìn)釘路徑及最佳螺釘植入?yún)^(qū)域 A.軸位觀察由樞椎椎板后方峽部中部向內(nèi)側(cè)進(jìn)釘(箭示進(jìn)釘方向)； B.矢狀位觀察進(jìn)釘方向盡量斜向上方(箭示進(jìn)釘方向)； C.冠狀位觀察螺釘頭端位置 (軸位、矢狀位及冠狀位黑線所示區(qū)域即為最佳螺釘植入?yún)^(qū)域) 圖2 骨參數(shù)的測量 A.軸位顯示椎弓根直徑測量位置(黑線示椎弓根直徑); B.在冠狀位寰樞關(guān)節(jié)中間點(diǎn)定位矢狀位圖像; C.矢狀位顯示椎弓峽部厚度(紅線)和內(nèi)側(cè)高度(黑線)測量位置

因樞椎椎弓根螺釘植入(C2 pedicle screw placement, C2 PSP)具有高穩(wěn)定性，是目前最常用的寰樞椎螺釘植入術(shù)。因個(gè)體差異而導(dǎo)致樞椎解剖標(biāo)志的不確定及樞椎段椎動(dòng)脈(intra-axial vertebral artery, IAVA)走行多變，使C2 PSP具有一定的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。既往研究[3-5]對(duì)樞椎椎弓根解剖、高騎動(dòng)脈(high-riding vertebral artery, HRVA)、IAVA走行進(jìn)行單獨(dú)研究，但對(duì)三者之間的關(guān)系進(jìn)行評(píng)估以判斷C2 PSP可行性的研究鮮見。本研究在一般人群中采用MSCT對(duì)寰樞椎進(jìn)行MPR，模擬C2 PSP過程，觀察椎弓根狹窄、HRVA、IAVA與樞椎椎動(dòng)脈溝(C2 vertebral artery groove, C2 VAG)損傷之間的關(guān)系，并評(píng)價(jià)其術(shù)前臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2016年1月—2016年5月我院行頭頸部檢查患者資料，收集符合納入條件的250例(500側(cè))患者，其中男137例，女113例，年齡21～87歲，平均(56.4±13.8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①行頭頸部CTA檢查；②臨床診斷為無明確枕頸部病變；③樞椎及椎動(dòng)脈無明顯異常；④圖像質(zhì)量清晰。排除標(biāo)準(zhǔn)：①頸枕部有病理性改變，導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)不能測量；②因金屬牙齒等導(dǎo)致偽影影響觀察。

1.2儀器與方法 采用GE LightSpeed VCT 64層螺旋CT?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍自主動(dòng)脈弓水平至顱頂，掃描方向?yàn)樽阒令^。平掃管電壓100 kV，增強(qiáng)掃描管電壓120 kV，管電流 250～335 mAs，旋轉(zhuǎn)速度0.4 s/rot，螺距0.969，矩陣 512×512。增強(qiáng)掃描對(duì)比劑采用碘普羅胺(370 mgI/ml)，采用高壓注射器自肘靜脈以 4 ml/s流率注射60～80 ml，注射后30～35 s采集動(dòng)脈期圖像。掃描層厚5 mm，層間距5 mm，重建軸位、矢狀位及冠狀位圖像，重建層厚0.625 mm，間隔0.625 mm。

1.3圖像分析

1.3.1模擬C2 PSP進(jìn)釘點(diǎn) 在樞椎椎板上方水平模擬C2 PSP，進(jìn)釘點(diǎn)選擇樞椎峽部中部，進(jìn)釘時(shí)盡量向內(nèi)側(cè)、上方角度偏移[6]，即在軸位樞椎椎板后方峽部中部向內(nèi)側(cè)進(jìn)釘(圖1A)，矢狀位觀察進(jìn)釘方向盡量斜向上方(圖1B)，冠狀位觀察螺釘頭端位置(圖1C)；同時(shí)于軸位、矢狀位及冠狀位觀察模擬螺釘植入是否在最佳安全螺釘植入?yún)^(qū)域，進(jìn)釘點(diǎn)盡量避免損傷C2 VAG。若模擬C2 PSP進(jìn)釘區(qū)域超出圖1所示最佳螺釘植入?yún)^(qū)域，即認(rèn)為C2 VAG損傷。

圖3 IAVA分型 A.IAVA外側(cè)偏移; B.IAVA垂直進(jìn)入; C.IAVA內(nèi)側(cè)偏移; D.IAVA位于橫突孔出口以下; E.IAVA位于橫突孔出口之間; F.IAVA位于橫突孔出口以上 (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；粗黑線為樞椎橫突孔出口水平線；細(xì)黑線為IAVA最突出部分的水平線)

1.3.2骨參數(shù) 于軸位椎弓根直徑最寬處測量椎弓根直徑(D)；于寰樞關(guān)節(jié)中間點(diǎn)的矢狀位C2 VAG顯示清晰的層面測量椎弓峽部厚度(T)和內(nèi)側(cè)高度(H)，見圖2。臨床C2 PSP常用螺釘直徑一般為3.5 mm或4.0 mm。因此將椎弓根狹窄定義為椎弓根直徑≤4 mm；椎弓峽部厚度≤5 mm或內(nèi)側(cè)高度≤2 mm時(shí)走行的椎動(dòng)脈稱為HRVA[1,6-7]。

1.3.3動(dòng)脈參數(shù) 于冠狀位分析IAVA的走行特點(diǎn)，定義2種動(dòng)脈參數(shù)[8]，見圖3。①偏移方向：以通過冠狀位C3橫突孔中心的垂線為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)IAVA最突出部分的垂線與C3橫突孔垂線的位置關(guān)系，將IAVA走行分為外側(cè)偏移(lateral, L)、垂直進(jìn)入(neutral, N)和內(nèi)側(cè)偏移(medial, M)。②騎跨程度：以冠狀位樞椎橫突孔出口為界，根據(jù)IAVA最突出部分的水平線與樞椎橫突孔出口水平的關(guān)系，分為樞椎橫突孔下方(below, b)、兩者之間(within, w)、上方(above, a)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。動(dòng)脈參數(shù)與骨參數(shù)相關(guān)性采用Spearman秩相關(guān)分析。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)和百分率表示，椎弓根狹窄、HRVA、IAVA分型與C2 VAG損傷之間的比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1IAVA分型 根據(jù)IAVA偏移方向及騎跨程度將其分為9型，見表1；其中N-w型(152/500，30.40%)最多，其次為L-b型(89/500，17.80%)和M-a型(78/500，15.60%)，共占63.80%。動(dòng)脈參數(shù)與骨參數(shù)呈負(fù)相關(guān)，D和T值越小，IAVA走行更易向內(nèi)側(cè)偏移和上方騎跨，見表2。

表1 IAVA分型[側(cè)(%)，n=500]

表2 動(dòng)脈參數(shù)與骨參數(shù)的相關(guān)系數(shù)(rs)

注：*：P>0.05

2.2C2 VAG損傷與椎弓根狹窄和HRVA的關(guān)系 250例(500側(cè))患者中，椎弓根狹窄和HRVA分別為14.40%(72/500)和24.60%(123/500)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=141.984，P<0.001)；模擬C2 PSP損傷C2 VAG的發(fā)生率為19.40%(97/500)。有無椎弓根狹窄患者C2 PSP對(duì)C2 VAG損傷率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=183.323，P<0.001)，椎弓根狹窄患者中C2 VAG損傷(56/72，77.78%)的比例更高。HRVA患者中模擬C2 PSP損傷C2 VAG的發(fā)生率(92/123，74.80%)高于無HRVA患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (χ2=320.159，P<0.001)，見表3。

2.3椎弓根狹窄與HRVA的關(guān)系 椎弓根狹窄與HRVA同時(shí)伴發(fā)58側(cè)(58/500，11.60%)；80.56%(58/72)椎弓根狹窄同時(shí)伴發(fā)HRVA，HRVA同時(shí)伴發(fā)椎弓根狹窄47.15%(58/123)。

2.4C2 VAG損傷與IAVA分型的關(guān)系 C2 VAG損傷發(fā)生率在不同IAVA分型患者中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=143.672，P<0.001)，C2 VAG損傷中IAVA M-a型最多(47/97，48.45%)，見表4。

表3 HRVA和椎弓根狹窄患者與模擬C2 PSP損傷C2 VAG(側(cè)，n=500)

2.5椎弓根狹窄與IAVA分型的關(guān)系 椎弓根狹窄發(fā)生率在不同IAVA分型患者中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=135.086，P<0.001)，椎弓根狹窄中M-a型最多，占55.56%(40/72)，見表4。

2.6HRVA與IAVA分型的關(guān)系 HRVA發(fā)生率在不同IAVA分型之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=176.361，P<0.001)，HRVA中IAVA M-a型最多，占46.34%(57/123)，見表4。在97側(cè)C2 VAG損傷中有3側(cè)(3/97，3.09%)并不伴發(fā)椎弓根狹窄及HRVA，其IAVA走行為N-w(1/3)和M-a(2/3)，僅1側(cè)既不是椎弓根狹窄和HRVA，也不是M-a類型。

3 討論

C2 PSP可獲得較高穩(wěn)定性，且對(duì)寰樞椎解剖一致性要求較低，使C2 PSP比經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘植入更安全[4,9-11]。C2 PSP的主要風(fēng)險(xiǎn)為椎動(dòng)脈或脊髓損傷，若置釘時(shí)向內(nèi)側(cè)偏移的角度過小，則易損傷C2 VAG進(jìn)而損傷椎動(dòng)脈，若內(nèi)側(cè)偏移角度過大，則易損傷脊髓。IAVA走行于樞椎橫突孔內(nèi)，術(shù)中難以精確評(píng)估其走行；此外，樞椎的其他解剖因素也會(huì)導(dǎo)致C2 PSP失敗。本研究通過觀察正常人群樞椎解剖和IAVA走行，分析其與C2 VAG損傷之間的關(guān)系。

Wang等[12-13]通過測量椎動(dòng)脈溝頂點(diǎn)到上關(guān)節(jié)面垂直距離(a)和椎動(dòng)脈溝入口到脊髓的水平距離(e)值設(shè)定安全區(qū)域評(píng)價(jià)C2 PSP的可行性。但I(xiàn)AVA走行具有三維特點(diǎn)，因此，筆者通過冠狀位圖像觀察IAVA走行，根據(jù)偏移程度和騎跨程度分為9型，結(jié)果表明不同IAVA分型與C2 VAG損傷間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=143.672，P<0.001)，其中M-a型最多(47/97，48.45%)。Wang等[12-13]研究中Ⅱ型與本研究的IAVA M-a型相一致，認(rèn)為該型不可行C2 PSP；但本研究發(fā)現(xiàn)M-a型并不是C2 PSP的禁忌證，還取決于椎弓根狹窄及HRVA存在與否。

C2 PSP與寰椎側(cè)塊螺釘植入相比，寰椎側(cè)塊較大及外側(cè)弓作為解剖標(biāo)志較易行螺釘植入，樞椎則因解剖差異不同而影響螺釘植入。椎弓根狹窄為主要因素，本研究中椎弓根狹窄占14.40%(72/500)，螺釘直徑為3.5 mm或4.0 mm，椎弓根狹窄患者中因損傷C2 VAG而不能行螺釘植入56側(cè)(56/500，11.20%)，16側(cè)(16/500，3.20%)盡管有椎弓根狹窄，但并未損傷C2 VAG而不影響螺釘植入。研究[1,3-5]發(fā)現(xiàn)9%～25%患者因椎弓根狹窄或其他解剖因素而不能行螺釘植入。也有研究[4,6]認(rèn)為椎弓根狹窄時(shí)仍可行C2 PSP，而椎弓根直徑足夠?qū)挄r(shí)并不一定能行C2 PSP，與本研究結(jié)果一致。HRVA為經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘植入時(shí)提出的概念[1，6，8，14]，但其主要衡量標(biāo)準(zhǔn)仍為樞椎骨參數(shù)；故C2 PSP時(shí)同樣需考慮HRVA的存在。本研究中，HRVA的發(fā)生率達(dá)24.60%(123/500)，其中因HRVA導(dǎo)致模擬螺釘植入對(duì)C2 VAG損傷占18.40%(92/500)；31側(cè)(31/500，6.20%)雖有HRVA，但并不影響C2 PSP。研究[2,6-7，14]顯示14.5%～32.0%的正常人具有HRVA。但椎弓根狹窄為軸位測量，HRVA為矢狀位測量；因此筆者將椎弓根狹窄、HRVA同時(shí)進(jìn)行考慮，發(fā)現(xiàn)椎弓根狹窄與HRVA發(fā)生率間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=141.984，P<0.001)，椎弓根狹窄與HRVA伴發(fā)者為11.60%(58/500)；椎弓根狹窄病例中同時(shí)伴發(fā)HRVA的患者80.56%(58/72)，而HRVA病例中同時(shí)伴發(fā)椎弓根狹窄僅47.15%(58/123)。

表4 C2 VAG損傷、椎弓根狹窄、HRVA與不同IAVA分型之間的關(guān)系(側(cè)，n=500)

本研究中，C2 VAG的損傷發(fā)生率為19.40%(97/500)，椎弓根狹窄的側(cè)別中77.78%(56/72)對(duì)C2 VAG造成損傷，HRVA中有74.80%(92/123)；椎弓根狹窄和HRVA均為IAVA M-a型最多。Yamazaki等[2]術(shù)前三維CT研究發(fā)現(xiàn)，23%病例因存在潛在椎動(dòng)脈損傷而未行C2 PSP。Wang等[10-11]對(duì)C2 PSP術(shù)后患者研究發(fā)現(xiàn)，分別有7.2%和21%的C2 VAG損傷；但并未發(fā)生椎動(dòng)脈損傷，但也提示有潛在發(fā)生椎動(dòng)脈損傷的風(fēng)險(xiǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)C2 VAG損傷在有無椎弓根狹窄、是否HRVA和IAVA不同走行類型間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，本研究中，C2 VAG損傷99%均發(fā)生在椎弓根狹窄、HRVA或IAVA M-a型患者(96/97，98.97%)，僅1側(cè)既不是椎弓根狹窄和HRVA，也不是M-a類型。。

綜上所述，多數(shù)C2 VAG損傷發(fā)生在具有椎弓根狹窄、HRVA或IAVA M-a型的患者，因此僅依靠單一因素(單一軸位、矢狀位或冠狀位)并不是判斷可行C2 PSP的準(zhǔn)確條件。MPR可綜合評(píng)估骨性和動(dòng)脈參數(shù)，為臨床行C2 PSP提供解剖學(xué)基礎(chǔ)。

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Feasibility of helical CT multiplanar reconstruction in evaluation of C2 pedicle screw placement

LIXiaohai1,GUOLiang2,LIXiaolan1*,DENGXiaoli1,CHENSihao1,YUANLiang1,YELong1

(1.DepartmentofRadiology, 2.DepartmentofOrthopaedics,UniversityTownHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing401331,China)

Objective To evaluate the feasibility of the posterior C2 pedicle screw placement (C2 PSP) by MPR techniques of helical CT. Methods Totally 250 patients (500 sides) who underwent head and neck CTA examination were enrolled. The bony parameters and the arterial parameters were measured after MPR. The bony parameters included pedicle diameter (D), isthmus height (T), internal height (H), and the arterial parameters included medial shifting: lateral (L), neutral (N), medial (M); and the degree of riding included below (b), within (w), above (a). The prevalence of narrow pedicles, high-riding vertebral arteries (HRVA) and the subtypes of IAVA in the general population were calculated, and the statistical analysis between narrow pedicles, HRVA, IAVA and C2 vertebral arteries groove (C2 VAG) injury were performed. Results The rate of narrow pedicles and HRVA were 14.40% (72/500) and 24.60% (123/500;χ2=141.984,P<0.001). When it came to the simulation of the C2 PSP inserting, the incidence of C2 VAG injuries was 19.40% (97/500). In narrow pedicle and HRVA patients, the C2 VAG injuries incidence were higher than that of without narrow pedicle and HRVA patients (bothP<0.001). In 58 sides (58/500, 11.60%), the narrow pedicles and HRVA occurred simultaneously. There were statistical significance differences of narrow pedicles and HRVA and the C2 VAG injuries in different types of IAVA (allP<0.001), the subtypes of IAVA M-a consisted most common, which account for 55.56% (40/72), 46.34% (57/123) and 48.45% (47/97), respectively. Conclusion Most of the C2 VAG injuries happened in narrow pedicles, HRVA or IAVA M-a type patients. MPR can be used to comprehensively evaluate osseous and arterial parameters, which will provide anatomy foundation to the screw placement of C2 pedicles.

Axis; Pedicle; Screw placement; Tomography, X-ray computed

重慶市衛(wèi)生計(jì)生委醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目(2016MSXM059)。

李小海(1991—)，男，貴州黔西人，在讀碩士。研究方向：頭頸部影像學(xué)。E-mail: lxh19910116@163.com

李曉蘭，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬大學(xué)城醫(yī)院放射科，401331。E-mail: 1283783653@163.com

2016-10-10

2017-03-21

R322.71; R814.42

A

1003-3289(2017)06-0933-05

10.13929/j.1003-3289.201610027