寰樞椎后方結(jié)構(gòu)解剖學(xué)研究及臨床意義

潘保順，陳金水，方鎮(zhèn)，高明杰

1.蚌埠醫(yī)學(xué)院附屬蚌埠市第三人民醫(yī)院骨科，安徽 蚌埠 233000；2.福建醫(yī)科大學(xué)?？偱R床醫(yī)學(xué)院骨科，福州 350025 3.福建中醫(yī)藥大學(xué)?？偨虒W(xué)醫(yī)院骨科，福州 350025

寰樞椎失穩(wěn)多為創(chuàng)傷、腫瘤、炎癥、解剖變異等因素引起的骨性結(jié)構(gòu)破壞或缺失，很多情況傳統(tǒng)的內(nèi)固定方式不能實(shí)施或者固定失敗，需要新型的內(nèi)固定方式作為補(bǔ)充或者補(bǔ)救；目前治療寰樞椎失穩(wěn)的主要方案是經(jīng)后路寰樞椎釘棒系統(tǒng)固定，該術(shù)式易造成椎動脈、神經(jīng)根及脊髓損傷，要求術(shù)者充分掌握解剖結(jié)構(gòu)及精湛操作[1～5]。國內(nèi)外有少量文獻(xiàn)報道寰樞椎后路釘板系統(tǒng)可不同程度地解決上述問題，但存在設(shè)計缺陷及寰樞椎相關(guān)解剖數(shù)據(jù)不夠詳細(xì)等不足[6,7]。解剖學(xué)測量是設(shè)計內(nèi)固定的關(guān)鍵，本研究對寰樞椎后方結(jié)構(gòu)相關(guān)解剖數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，期為新型寰樞椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計提供依據(jù)，并通過測量寰椎后弓及樞椎板解剖結(jié)構(gòu)，探討新型寰樞椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)的可行性。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 骨標(biāo)本 選取30 例干燥的成人寰椎及樞椎骨標(biāo)本（性別、年齡不詳），要求骨結(jié)構(gòu)完整無畸形，由本院解剖教研室提供。

1.1.2 CT 圖像 選取本院影像科所攝C1～C3頸椎CT圖像，篩選50 例男性及50 例女性。納入標(biāo)準(zhǔn)：寰椎及樞椎發(fā)育正常且結(jié)構(gòu)完整，CT 進(jìn)行三維重建，年齡18～60 歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：寰椎及樞椎解剖結(jié)構(gòu)變異、創(chuàng)傷、炎癥等病變，年齡＜18 歲或＞60 歲。

1.1.3 測量工具 國產(chǎn)游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm），國產(chǎn)角度測量儀（精度0.05°），醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)測量工具。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 測量指標(biāo) 寰椎后弓高度：后中線處（H0），后中線5 mm 處（H1），后中線10 mm 處（H2），后中線15 mm 處（H3）；寰椎后弓厚度：后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）；寰椎兩側(cè)側(cè)塊后外側(cè)緣的距離（L）；寰椎后中線外側(cè)緣至兩側(cè)寰椎側(cè)塊后外側(cè)緣連線的距離（D）；寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣的距離（L1）；寰椎后弓外側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離（L2）；寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）；寰樞椎后間隙高度（D2）；寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣夾角（α）；寰椎后弓外側(cè)緣夾角（β）；樞椎板斜率（γ）。見圖1～2。

圖1 骨標(biāo)本測量示意圖1A：寰椎兩側(cè)側(cè)塊后外側(cè)緣距離（L）寰椎后中線外側(cè)緣至L 線距離（D）1B：寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣夾角（α）寰椎后弓外側(cè)緣夾角（β）1C：樞椎板斜率（γ）1D：寰椎后弓高度 后中線處（H0），后中線5 mm 處（H1），后中線10 mm 處（H2），后中線15 mm 處（H3）1E：寰椎后弓厚度 后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）1F：寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離（L1）,寰椎后弓外側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離（L2）Fig.1 Schematic diagram of bone specimen measurement1A: Distance from the posterolateral margins of the lateral mass of the atlas on each side (L),distance from the lateral margin of the posterior midline of the atlas to the L line (D); 1B: Angle from the medial margin of the posterior arch of the atlas (α),Angle from the lateral margin of the posterior arch of the atlas (β); 1C:Axis lamina slope rate (γ); 1D: Height of posterior arch of atlas: posterior midline (H0),at 5 mm of posterior midline (H1),at 10 mm of posterior midline (H2),at 15 mm of posterior midline (H3); 1E: Thickness of the posterior arch of the atlas: posterior midline (T0),at 5 mm of posterior midline (T1),at 10 mm of posterior midline (T2),at 15 mm of posterior midline (T3); 1F:Distance from the posterior midline of the medial edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral sulcus on both sides (L1),and from the posterior midline of the lateral edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral sulcus on both sides (L2)

1.2.2 骨標(biāo)本測量 游標(biāo)卡尺測量寰椎后弓高度、厚度及寰椎后弓內(nèi)、外側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣的距離。角度測量儀測量兩側(cè)寰椎后弓內(nèi)、外側(cè)緣夾角及樞椎板斜率。

1.2.3 CT 測量 矢狀面測量寰椎后弓高度、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度及樞椎椎板斜率；軸位測量寰椎后弓厚度、兩側(cè)寰椎側(cè)塊后外側(cè)緣距離（L）及后中線至兩側(cè)寰椎側(cè)塊后外側(cè)緣連線的距離，計算后弓外側(cè)緣半徑（R）、寰椎后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離：內(nèi)側(cè)、外側(cè)及兩側(cè)后弓內(nèi)側(cè)及外側(cè)夾角，如圖2 所示。

圖2 CT 測量示意圖2A：寰椎兩側(cè)側(cè)塊后外側(cè)緣距離（L）,寰椎后中線外側(cè)緣至兩側(cè)寰椎側(cè)塊后外側(cè)緣連線距離（D）2B：寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）,寰樞椎后間隙高度（D2）2C：寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離（L1）,寰椎后弓外側(cè)緣后中線至兩側(cè)椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離（L2）2D：寰椎后弓內(nèi)側(cè)緣夾角（α）,寰椎后弓外側(cè)緣夾角（β）2E：寰椎后弓厚度 后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）2F：樞椎板斜率（γ）,寰椎后弓高度（H）Fig.2 Schematic diagram of CT measurement2A: The distance from the posterolateral margin of the lateral mass of the atlas on both sides (L),the distance from the lateral margin of the posterior midline of the atlas to the L line (D); 2B: Height from the lower edge of the posterior arch of the atlas to the upper edge of the spinous process of the axis (D1),height of the posterior atlantoaxial space (D2); 2C: Distance from the posterior midline of the medial edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral artery sulcus on both sides (L1),distance from the posterior midline of the lateral edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral artery sulcus on both sides (L2); 2D:Angle of medial posterior arch of atlas (α),Angle of lateral posterior arch of atlas (β); 2E: Thickness of posterior arch of atlas: posterior midline (T0),at 5 mm of posterior midline (T1),at 10 mm of posterior midline (T2),at 15mm of posterior midline (T3); 2F: Axial lamina slope rate (γ),posterior atlas arch height (H)

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)處理

用SPSS25.0 軟件進(jìn)行分析，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。CT 男性與女性數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；骨標(biāo)本和CT，左側(cè)與右側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，若兩側(cè)數(shù)據(jù)無差異則合并計算均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差；骨標(biāo)本與CT 數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。設(shè)P＜0.05 有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

骨標(biāo)本30 例年齡及性別不詳。CT 不同性別組年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義，大部分?jǐn)?shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），對于15 mm 處寰椎后弓高度、兩側(cè)后弓外側(cè)夾角、樞椎板斜率、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表1）。骨標(biāo)本和CT 測量數(shù)據(jù)左側(cè)與右側(cè)進(jìn)行配對t檢驗(yàn)（P＞0.05），兩側(cè)數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（表2），因此合并數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，CT 測量與骨標(biāo)本測量數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

表1 不同性別CT 測量指標(biāo)（）（min～max）mmTab.1 Comparison of CT measurement items of different genders(Mean±SD)(min～max) mm

表1 不同性別CT 測量指標(biāo)（）（min～max）mmTab.1 Comparison of CT measurement items of different genders(Mean±SD)(min～max) mm

表2 骨標(biāo)本和CT 兩側(cè)測量指標(biāo)（）（min～max）mmTab.2 Comparison of bone specimen and CT measurement of both sides (Mean±SD)（min～max）mm

表2 骨標(biāo)本和CT 兩側(cè)測量指標(biāo)（）（min～max）mmTab.2 Comparison of bone specimen and CT measurement of both sides (Mean±SD)（min～max）mm

表3 骨標(biāo)本與CT 測量指標(biāo)比較（）（min～max）mmTab.3 Comparison of bone specimen and CT measurement(Mean±SD)（min～max）mm

表3 骨標(biāo)本與CT 測量指標(biāo)比較（）（min～max）mmTab.3 Comparison of bone specimen and CT measurement(Mean±SD)（min～max）mm

3 討論

3.1 寰樞椎后方結(jié)構(gòu)解剖特征

雖然寰樞椎后方解剖結(jié)構(gòu)存在變異，但總體相對固定。寰椎后弓為以寰椎后結(jié)節(jié)為中心左右對稱的弧形骨性結(jié)構(gòu)[7,8]，樞椎板為以棘突為對稱線的楔形骨性結(jié)構(gòu)。如表1 所示，CT 測量男性組與女性組數(shù)據(jù)對比，大部分有統(tǒng)計學(xué)差異，寰樞椎總體結(jié)構(gòu)男性組大于女性組；后中線15 mm 處寰椎后弓高度、后弓外緣側(cè)夾角、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度及樞椎板斜率測量數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明男性與女性寰樞椎后間隙及寰樞椎解剖結(jié)構(gòu)差異較小。因此認(rèn)為寰樞椎后方總體結(jié)構(gòu)基本一致，男性略大于女性且差異性較小。不同性別骨骼大小差異，指導(dǎo)設(shè)計內(nèi)固定應(yīng)為不同大小規(guī)格。本研究測量的寰樞椎后方解剖指標(biāo)主要有：后弓高度、厚度，后弓內(nèi)、外側(cè)緣夾角及內(nèi)、外緣側(cè)后中線至椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離，寰椎后弓外側(cè)緣半徑，樞椎板斜率，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度，寰樞椎后間隙高度。

本研究通過100 例CT 測量，得出寰椎后中線處高度為（10.45±1.61）mm，后弓高度最小為寰椎后中線15 mm 處，99%大于3.5 mm。Jin 等[9]測量100 例CT得出寰椎后中線處高（7.88±0.24）mm，后弓椎動脈溝處93.40%大于3.5 mm。Christensen 等[10]對120 例寰椎骨標(biāo)本進(jìn)行測量，后中線處高（9.58±2.26）mm，厚（7.82±2.64）mm。本研究測量30 例寰椎骨標(biāo)本，其后中線處高（10.75±1.38）mm，厚（8.55±1.77）mm。Kelly等[6]測量50 例CT 后中線處、后中線5 mm 處、后中線10 mm 處、后中線15 mm 處，平均厚度分別為7.0 mm、5.9 mm、5.4 mm、5.8 mm。本研究CT 測量寰椎后中線處、后中線5mm 處、后中線10 mm 處、后中線15 mm 處厚度分別為（8.12±1.57）mm、（7.02±1.28）mm、（6.65±1.26）mm、（6.63±1.31）mm。本研究測量結(jié)果略大于以往文獻(xiàn)，差異可能來自抽樣誤差或人種不同。通過寰椎后弓高度及厚度解剖學(xué)測量，寰椎后弓支持置入直徑3.5 mm 螺釘。

本研究測量100 例CT 圖像，得出內(nèi)、外緣后中線至椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離分別為(13.60±1.26）mm、（20.48±2.05）mm。Natsis 等[8]測量內(nèi)、外緣后中線至椎 動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離：左側(cè)為（13.71±1.76）mm、（17.16±2.15）mm，右側(cè)為（13.78±1.87）mm、（18.46±2.40）mm，本研究結(jié)果與之一致。通過寰樞椎后方結(jié)構(gòu)解剖測量，得出后弓內(nèi)側(cè)緣夾角為（141.00±3.43）°（骨標(biāo)本）、（141.23±9.64）°（CT），兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義，相關(guān)數(shù)據(jù)未曾見文獻(xiàn)報道。王賓賓等[11]測量40例寰椎骨標(biāo)本及60 例CT 圖像得出后弓外側(cè)緣夾角為135.07°（骨標(biāo)本）、130.70°（CT）。本研究測量后弓外 側(cè)緣夾 角為（134.67±2.87）°（骨標(biāo)本）、（135.47±9.02）°（CT），骨標(biāo)本數(shù)據(jù)與其相近，而CT 結(jié)果略大之。本研究與既往數(shù)據(jù)不同處可能來源抽樣誤差或樣本種族不同，或是測量方法不同導(dǎo)致。通過寰椎內(nèi)、外緣后中線至椎動脈溝內(nèi)側(cè)緣距離測量，后弓可置入螺釘安全長度為12～16 mm。通過寰椎后弓內(nèi)外側(cè)緣夾角測量，認(rèn)為后弓螺釘置入方向較為固定。

經(jīng)100 例寰椎后弓CT 測量，寰椎后弓外側(cè)緣半徑為（26.77±2.14）mm，寰樞椎后間隙高度為（19.07±2.73）mm，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度為（6.83±2.01）mm，樞椎板斜率（58.34±7.60）°。以上測量指標(biāo)均未見文獻(xiàn)報道，可作為寰樞椎后方結(jié)構(gòu)解剖學(xué)數(shù)據(jù)補(bǔ)充，為寰樞椎后路設(shè)計新型內(nèi)固定系統(tǒng)提供依據(jù)。

3.2 骨標(biāo)本與CT 測量比較

本研究通過測量30 例寰椎及樞椎骨標(biāo)本和100例CT 圖像，比較CT 與骨標(biāo)本相關(guān)數(shù)據(jù)，如表3 示，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，說明CT 能夠較好地反映骨標(biāo)本解剖特征。本研究所測量項目均數(shù)CT 略小于骨標(biāo)本，說明CT 反映骨標(biāo)本解剖學(xué)特征不夠完全，與文獻(xiàn)報道一致[6]。筆者認(rèn)為CT 與骨標(biāo)本數(shù)據(jù)差異可能因抽樣誤差及骨標(biāo)本樣本量較小導(dǎo)致。通過CT 測量可為寰樞椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)提供解剖依據(jù)，提高后弓螺釘置釘、融合器設(shè)計的安全性。

3.3 寰樞椎后方結(jié)構(gòu)解剖測量意義

寰樞椎后路的內(nèi)固定系統(tǒng)必需有效、穩(wěn)定、安全。目前后路的內(nèi)固定方式主要有融合器、后弓鋼板螺釘?shù)?，本測量數(shù)據(jù)可為這類寰樞后路內(nèi)固定系統(tǒng)的設(shè)計提供解剖學(xué)依據(jù)。后路寰樞椎內(nèi)固定往往需要植骨融合，融合的方式為骨塊植入寰樞椎間、側(cè)塊關(guān)節(jié)或寰椎后弓與樞椎棘及椎板突間，依靠接觸達(dá)到骨性融合[12]。隨著寰樞椎板間及側(cè)塊關(guān)節(jié)植骨術(shù)野暴露范圍增加，頸靜脈叢及神經(jīng)損傷風(fēng)險增加[13,14]。Gole等[13]研制植入寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)融合器，頸靜脈叢及神經(jīng)損傷風(fēng)險較高。鄒小寶等[14,15]提出寰樞椎間融合器，但缺乏傳統(tǒng)融合器椎間支撐作用。寰椎后弓和樞椎棘突間植骨區(qū)域較大且該區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)清晰，無需增加術(shù)野暴露[16]。Ryu 等[16]于寰椎后弓和樞椎棘突間植入鈦籠融合器，并使用鈦纜穿樞椎椎板固定，損傷脊髓風(fēng)險較高。目前寰椎后弓與樞椎棘突及椎板之間的融合器未見報道，且缺乏相關(guān)解剖數(shù)據(jù)。本研究寰樞椎后間隙高度（D2）可指導(dǎo)設(shè)計融合器內(nèi)側(cè)高度，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）可為融合器外側(cè)高度提供依據(jù)，樞椎板斜率（γ）可為融合器高度內(nèi)側(cè)至外側(cè)提供傾斜度。樞椎椎板斜率（γ）、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）、寰樞椎后間隙高度（D2）可為融合器的設(shè)計提供解剖學(xué)依據(jù)。

Guo 等[17]使用寰椎后弓鉤與樞椎弓根釘連接，取得較好的生物力學(xué)穩(wěn)定性，但后弓鉤易出現(xiàn)與寰椎后弓配伍不良、固定相對不安全等問題。Floyd 等[18]采用寰椎后弓螺釘技術(shù)，單一使用后弓螺釘固定存在生物力學(xué)穩(wěn)定性較差，固定強(qiáng)度不足等缺點(diǎn)。本研究組擬設(shè)計一款新型寰樞椎后路內(nèi)固定系統(tǒng)將后弓鉤和后弓螺釘結(jié)合，作為現(xiàn)有固定方式的補(bǔ)充方案。寰椎兩側(cè)側(cè)塊后外側(cè)緣距離（L）及寰椎后中線外側(cè)緣至兩側(cè)寰椎側(cè)塊后外側(cè)緣連線距離（D）的測量，可計算寰椎后弓外側(cè)緣半徑（R），從而為寰椎后弓弧形鋼板半徑提供依據(jù)；寰椎后弓高度（H）可指導(dǎo)鋼板高度設(shè)計；寰椎后弓厚度（T）可以為寰椎后弓鉤長度提供解剖數(shù)據(jù)；寰椎后中線至椎動脈溝距離（L1、L2）可指導(dǎo)鋼板安全長度設(shè)計。此外寰椎后弓高度（H）及厚度（T）為寰椎后弓螺釘直徑選擇提供解剖依據(jù)；寰椎后中線至椎動脈溝距離（L1、L2）還可用于指導(dǎo)寰椎后弓螺釘長度的選擇；寰椎后弓內(nèi)、外側(cè)緣夾角（α、β）對后弓螺釘方向提供解剖依據(jù)。

3.4 存在的不足

首先，本研究因骨標(biāo)本樣本量較小，存在抽樣誤差，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此需要加大樣本量進(jìn)一步研究。其次，本測量部分?jǐn)?shù)據(jù)為首次測量，無相關(guān)數(shù)據(jù)對照驗(yàn)證，可能存在抽樣誤差及結(jié)果偏移。再者，骨標(biāo)本性別、年齡不詳，可能影響結(jié)果準(zhǔn)確性。