頸胸段前路內(nèi)固定器械的相關(guān)MRI影像解剖學(xué)研究

陳作喜，黃義星，黃皆和，張軍，黃其杉

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 脊柱外科，浙江 溫州 325027）

脊柱頸胸段通常指C7～T4椎節(jié)，因其處于頸椎前曲向胸椎后凸的過渡處，是生物力學(xué)和解剖學(xué)的薄弱區(qū)[1]。由于發(fā)生于頸胸段的絕大部分病變?nèi)缒[瘤、感染以及退變性疾病通常導(dǎo)致前方結(jié)構(gòu)破壞，因此，需要直接從前方進(jìn)行手術(shù)減壓[3]。受其解剖位置的影響，現(xiàn)國(guó)內(nèi)外還較少有專門符合其解剖特點(diǎn)及生物力學(xué)的前路內(nèi)固定器械，這也限制了頸胸段前路內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展。本研究目的在于利用MRI圖像對(duì)頸胸段的一些影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，為頸胸段前路內(nèi)固定器械的研發(fā)、手術(shù)時(shí)的器械選擇提供參考。

1 資料和方法

1.1 一般資料 自2012年8月至2013年4月間，從溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院圖像存貯及傳輸系統(tǒng)（PACS）影像工作站中隨機(jī)選取100份包含頸胸段的正常頸椎MRI圖像（GE公司磁共振儀，1.5T），排除頸胸段椎體及椎弓根骨折、腫瘤，椎體側(cè)彎及椎體畸形等。其中男46例，女54例；年齡18～72歲，平均（43.31±13.25）歲。

1.2 影像學(xué)測(cè)量 利用醫(yī)院PACS影像工作站自帶測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量（距離精確度0.01 mm，角度精確度0.01°）。測(cè)量正中矢狀位T2加權(quán)影像上頸胸段各椎體上矢狀徑、中矢狀徑及下矢狀徑，椎體前高、中高及后高（示意圖見圖1和圖2），頸胸段各節(jié)段的節(jié)段長(zhǎng)度及Cobb角度，各椎體螺釘?shù)拈L(zhǎng)度。測(cè)量螺釘長(zhǎng)度時(shí)，將椎體在正中矢狀位平面上分為上、中、下3等份，測(cè)量上位椎體前緣中下1/3分界點(diǎn)至椎體后上緣的距離定義為頭端椎體螺釘，測(cè)量下位椎體前緣中上1/3分界點(diǎn)至椎體后下緣的距離定義為尾端椎體螺釘（見圖3）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。計(jì)量資料以 ±s表示，各指標(biāo)采用單樣本t檢驗(yàn)分析。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。椎體垂直指數(shù)[2]=椎體后高/椎體前高×100，數(shù)值小于97.9的為背楔型；在98.0～101.9之間為平正型；大于102.0為腹楔型。

圖1 測(cè)量頸胸段各椎體上、中、下矢狀徑

圖2 測(cè)量頸胸段各椎體前高、中高、后高

圖3 測(cè)量頸胸段各節(jié)段固定時(shí)頭端、尾端椎體螺釘?shù)拈L(zhǎng)度

2 結(jié)果

頸胸段各椎體上、中、下矢狀徑測(cè)量結(jié)果見表1。由表1發(fā)現(xiàn)椎體矢狀徑從C7到T4逐漸增大，最小為12.03 mm，最大24.36 mm，頸胸段椎體上下兩端的矢狀徑較大，而椎體中段的矢狀徑相對(duì)較小，同一椎體下矢狀徑大于該椎體上矢狀徑（P＜0.05）。男女之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），男性測(cè)量值在總體上大于女性的測(cè)量指標(biāo)。男性平均（15.53±1.44）mm到（21.26±1.31）mm，女性平均（14.26±1.11）mm到（19.91±1.44）mm。

頸胸段各椎體前高、中高、后高測(cè)量結(jié)果見表2。由表2可知，脊柱頸胸段各椎體的前高、中高、后高從頭端向尾端也逐漸變大，各椎體的中高＜前高＜后高（P＜0.05）。頸胸段各椎體后高大于椎體前高，從而維持了頸胸段脊柱的生理性后凸。前高、中高、后高各數(shù)值在男女之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，男性測(cè)量值在總體上大于女性的測(cè)量值。椎體垂直指數(shù)C7為99.3，為平正型。T1～T4椎體垂直指數(shù)為102.1～111.2，屬腹楔型。

頸胸段各節(jié)段長(zhǎng)度及節(jié)段Cobb角度見表3。雙節(jié)段長(zhǎng)度平均從（33.79±2.26 ）mm到（36.06±1.48）mm；三節(jié)段長(zhǎng)度為（52.35±2.65）mm到（54.86±2.15）mm；四節(jié)段長(zhǎng)度為（71.63±3.08）mm到（73.19±2.94）mm；C7～T4節(jié)段的長(zhǎng)度為（90.89±3.66）mm。C7～T4節(jié)段Cobb角為（6.99±5.52）°。

行頸胸段內(nèi)固定時(shí)，各節(jié)段的頭端及尾端螺釘測(cè)量結(jié)果見表4。正中矢狀位上頭端螺釘?shù)拈L(zhǎng)度女性為14.22～22.78 mm，男性為14.37～23.52 mm。女性尾端螺釘長(zhǎng)度為15.29～25.9 mm，男性為16.73～26.13 mm。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析脊柱頸胸段前路螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度從C7到T4也逐漸增大。男女之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），男性檢查者螺釘長(zhǎng)度要大于女性檢查者。

表1 100例成人男女頸胸段正中矢狀位MRI圖像矢狀徑測(cè)量結(jié)果（ ±s，mm，男=46，女=54）

表2 100例成人男女頸胸段正中矢狀位MRI圖像椎體高度測(cè)量結(jié)果（ ±s，mm，男=46，女=54）

表3 100例成人頸胸段正中矢狀位MRI圖像節(jié)段高度及角度測(cè)量結(jié)果（ ±s，男=46，女=54）

表4 100例成人頸胸段正中矢狀位MRI圖像頭端、尾端椎體螺釘測(cè)量結(jié)果（ ±s，mm，男=46，女=54）

3 討論

3.1 脊柱頸胸段的特殊性 脊柱頸胸段椎節(jié)（C7～T4）相對(duì)C3～6椎節(jié)活動(dòng)度較小，是靈活的頸椎和相對(duì)固定的胸椎的交界處，是頭顱和頸椎的重量從后柱逐漸轉(zhuǎn)為前柱應(yīng)力增加的部位[1]。因發(fā)生該部位的絕大部分病變?nèi)缒[瘤、感染及退變性疾病通常導(dǎo)致前方結(jié)構(gòu)破壞或脊髓壓迫，故需直接從前方進(jìn)行手術(shù)減壓。但該處處于頸椎前曲向胸椎后凸的過渡處，其位置較深，加上前方骨性組織（胸骨、肋骨、鎖骨等）及上縱隔內(nèi)軟組織(大血管、神經(jīng)、氣管、食管等)的遮擋，不僅增加了前方入路顯露的困難，同時(shí)也增加了手術(shù)的危險(xiǎn)性。所以經(jīng)前路暴露脊柱頸胸段一直是對(duì)骨科醫(yī)生的挑戰(zhàn)[3-6]。

隨著CT的重建技術(shù)及MRI檢查在臨床上的廣泛應(yīng)用，如今脊柱頸胸段疾病的發(fā)現(xiàn)率有所增高，可以預(yù)見頸胸段手術(shù)的開展必將會(huì)更加廣泛。但脊柱頸胸段結(jié)構(gòu)的特殊性及復(fù)雜性[7]，在一定程度上限制了其前路手術(shù)的開展，所以國(guó)內(nèi)外尚缺乏有專門符合其解剖特點(diǎn)及生物力學(xué)的前路內(nèi)固定器械，在已有文獻(xiàn)報(bào)道的頸胸段病變前方入路行內(nèi)固定重建時(shí)常選用頸前路相關(guān)鈦板。頸胸段椎體周圍有重要的血管神經(jīng)通過，椎管內(nèi)脊髓充盈飽滿，椎管空間相對(duì)狹小[8]，所以在選擇置入內(nèi)固定螺釘或鋼板的長(zhǎng)度、方向等稍有偏差，將會(huì)造成嚴(yán)重的并發(fā)癥。而對(duì)于頸胸段前路內(nèi)固定器械選擇的參考范圍，國(guó)內(nèi)外少見相關(guān)報(bào)道。CT影像學(xué)測(cè)量是一種較為準(zhǔn)確的研究方法，但臨床上較少有專門拍攝頸胸段矢狀位CT及二維重建，而在拍攝頸椎MRI時(shí)常常有包括頸胸段。因此，本研究利用MRI圖像對(duì)頸胸段的一些相關(guān)影像解剖學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，以期為頸胸段前路內(nèi)固定器械的研發(fā)、手術(shù)時(shí)的選擇提供參考。

3.2 椎體形態(tài)特征 根據(jù)本研究測(cè)量可知，頸胸段椎體高度從上向下逐漸增大，各椎體后高均大于椎體前高，中央高度低于前后緣高度，T1～4椎體垂直指數(shù)為102.1～111.2，屬腹楔型，與李偉等[9]和李志君等[10]的研究結(jié)果相一致，從而維持了頸胸段脊柱的生理性后凸。椎體的矢狀面呈上下終板的雙凹形，同一椎體的下矢狀徑均大于上矢狀徑，中矢狀徑最小，這滿足椎體由上而下負(fù)重遞增的要求。另外頸胸段椎體間的上位椎體下矢狀徑測(cè)量值與下位椎體上矢狀徑的值相接近，這與維持上胸椎的穩(wěn)定性有關(guān)。人體形態(tài)結(jié)構(gòu)存在著明顯的性別差異，從本研究結(jié)果來看椎體的矢狀徑和高度性別差異顯著，并且均為男性大于女性，這與男性一般身體質(zhì)量較重、身材較高大，椎體承受的重量也相對(duì)較大有關(guān)。

3.3 前路內(nèi)固定技術(shù)及器械相關(guān)分析 目前，樞法模公司的Z-plate有為胸椎設(shè)計(jì)的，比較適用于中下胸椎椎體的固定，對(duì)頸胸段椎體來說規(guī)格可能偏大[11]。頸前路鋼板常被用來進(jìn)行上胸椎的內(nèi)固定，但其彎曲弧度與頸胸段生理曲度相反，且與其匹配的螺釘又可能太短[12]。尤其對(duì)上胸椎后凸畸形的病例，練克儉等[11]提出，如果采用Orion鋼板內(nèi)固定，需將鋼板反折成與后凸角度相一致的弧度，這樣將破壞鋼板的強(qiáng)度甚至造成鋼板斷裂。因此，臨床應(yīng)用中需設(shè)計(jì)一套專門用于頸胸段前路內(nèi)固定器械。

脊柱前路內(nèi)固定的固定螺釘一般采用單皮質(zhì)固定螺釘，以不穿過對(duì)側(cè)骨皮質(zhì)進(jìn)入椎管為準(zhǔn)。根據(jù)我們的測(cè)量結(jié)果，同一椎體的上下矢狀徑較大，中矢狀徑最小，因此在行頸胸段前路內(nèi)固定時(shí)，我們建議頭端椎體進(jìn)釘點(diǎn)在椎體前緣中下1/3分界處，螺釘可向頭端稍傾斜；尾端椎體的進(jìn)釘點(diǎn)在椎體的中上1/3處，螺釘可稍向尾側(cè)傾斜。這樣既增加了進(jìn)釘深度、加大了螺釘?shù)陌殉至Γ植蝗菀资孤葆敶┢茖?duì)側(cè)骨皮質(zhì)而導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥。賀聚良等[8]測(cè)量50具成人上胸椎標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)椎體矢狀徑從Tl到T4逐漸增大，與我們的結(jié)果一致，這提示頸胸段前路螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度逐漸增大。肖增明等[13]提出上胸椎前路內(nèi)固定采用的皮質(zhì)骨螺釘長(zhǎng)度為17 mm，較頸椎皮質(zhì)骨螺釘（15 mm）長(zhǎng)2 mm，目的是減少鋼板螺釘松動(dòng)、脫落的發(fā)生率。根據(jù)本研究矢狀位最長(zhǎng)螺釘?shù)臏y(cè)量結(jié)果，頭端螺釘長(zhǎng)度為14.22～23.52 mm，而尾端螺釘為15.52～26.13 mm。由于本研究測(cè)量的螺釘長(zhǎng)度只考慮正中矢狀位時(shí)上位椎體前緣中下1/3分界點(diǎn)至椎體后上緣的距離，以及下位椎體前緣中上1/3分界點(diǎn)至椎體后下緣的距離，臨床實(shí)際中螺釘可以往椎體兩側(cè)適度傾斜，加上鋼板本身的厚度，以及正位的進(jìn)釘點(diǎn)會(huì)有一定的偏離正中線，所以螺釘長(zhǎng)度跟我們所測(cè)量的值會(huì)有偏差。因此，我們建議在行頸胸段前路內(nèi)固定術(shù)前，行MRI測(cè)量，根據(jù)進(jìn)釘位置并參考此測(cè)量范圍選擇合適的釘長(zhǎng)及進(jìn)釘深度，為安全起見，應(yīng)以較小的數(shù)據(jù)為參考值。

頸胸段椎體高度較頸椎椎體高，因此，在治療頸胸段疾患前路手術(shù)時(shí)選擇頸前路鋼板并不適合。因頸胸段生理性后凸角度的存在，我們所測(cè)量的節(jié)段高度值較實(shí)際要短。這些結(jié)果可為日后頸胸段前路內(nèi)固定器械的研發(fā)提供相關(guān)依據(jù)。根據(jù)我們測(cè)量的頸胸段不同節(jié)段Cobb角度可知，不同的節(jié)段Cobb角度會(huì)有不同，不同個(gè)體在相同節(jié)段的Cobb角也有不同。這提示我們?cè)谑中g(shù)操作中應(yīng)根據(jù)節(jié)段高度選擇合適長(zhǎng)度的鋼板，并根據(jù)節(jié)段角度進(jìn)行預(yù)彎，以確保鋼板與頸胸段節(jié)段后凸弧度相匹配。這樣才符合內(nèi)固定的張力帶原則，在后伸時(shí)保持其張力，在屈曲時(shí)保持鋼板支撐作用，避免載荷不平衡、壓力不勻稱導(dǎo)致螺釘松動(dòng)或斷裂，另一方面避免鋼板過長(zhǎng)或彎曲過度導(dǎo)致的不適感、食管壓迫、吞咽困難等。不同的個(gè)體存在一定的變異，術(shù)前行MRI測(cè)量是十分必要的，這樣有利于準(zhǔn)備合適長(zhǎng)度的前路鋼板，并在術(shù)中根據(jù)術(shù)前測(cè)量的節(jié)段Cobb角對(duì)鋼板進(jìn)行適當(dāng)預(yù)彎，使鋼板伏貼，達(dá)到最佳固定效果。

微創(chuàng)技術(shù)及相關(guān)器械的發(fā)展為頸胸段前路手術(shù)提供了一個(gè)方向[14]。本研究利用MRI影像學(xué)測(cè)量的方法，使用醫(yī)院PACS系統(tǒng)內(nèi)自帶的測(cè)量長(zhǎng)度和Cobb角的工具，準(zhǔn)確地測(cè)量了頸胸段前路內(nèi)固定相關(guān)的一些影像解剖學(xué)數(shù)據(jù)，且對(duì)象均是活體，比傳統(tǒng)的測(cè)量方法更為精確，數(shù)據(jù)更為可靠，同時(shí)可重復(fù)多次測(cè)量。本研究可為脊柱頸胸段前路內(nèi)固定器械的設(shè)計(jì)、研發(fā)提供參考，同時(shí)對(duì)頸胸段前路內(nèi)固定時(shí)器械的選擇提供指導(dǎo)。但本研究測(cè)量數(shù)量仍較少，同時(shí)由于后凸角度的存在，部分測(cè)量的節(jié)段前高度較實(shí)際會(huì)較短，這些不足仍需進(jìn)一步研究改善。

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