樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)相關(guān)解剖學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)量及臨床意義

張帥，王清，段毅，王高舉，楊進(jìn)，徐雙

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科，四川 瀘州 646000)

Hangman骨折為上頸椎常見損傷，占頸椎骨折的4%～8%，占樞椎損傷的20%～22%[1-2]。對(duì)于不穩(wěn)定Hangman骨折的手術(shù)入路選擇一直爭(zhēng)議不斷，近年來(lái)越來(lái)越多的學(xué)者報(bào)告了頸椎后路椎弓根螺釘固定的優(yōu)越性，故多數(shù)學(xué)者更傾向于頸椎后入路治療Hangman骨折[3-7]。王松等[4]對(duì)我院2008年到2014年總共21例診斷為不穩(wěn)定Hangman骨折的患者采用C2半螺紋拉力螺釘+C3側(cè)塊(或椎弓根螺釘)技術(shù)，本技術(shù)在達(dá)到穩(wěn)定骨折、神經(jīng)減壓、恢復(fù)脊柱序列的同時(shí)使骨折線遠(yuǎn)近端基本達(dá)到解剖復(fù)位。為協(xié)助C2椎弓根螺釘釘?shù)罍?zhǔn)備以及螺釘植入，術(shù)中首次應(yīng)用了經(jīng)口咽頂棒支撐樞椎體前表面協(xié)助骨折復(fù)位的技術(shù)。術(shù)中發(fā)現(xiàn)，由于對(duì)樞椎體前表面解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)認(rèn)識(shí)不足，單一規(guī)格頂棒系統(tǒng)不能適應(yīng)每一位患者，經(jīng)常發(fā)生頂棒滑脫移位，著力點(diǎn)不穩(wěn)定，需要反復(fù)多次操作試驗(yàn)，往往會(huì)造成咽后壁的軟組織損傷、影響釘?shù)罍?zhǔn)備及椎弓根螺釘?shù)闹踩氲惹闆r。我院王高舉等[8]隨后報(bào)告了頂棒系統(tǒng)在術(shù)中應(yīng)用的情況，發(fā)現(xiàn)術(shù)后仍有不少患者出現(xiàn)咽喉壁紅腫、咽痛等不適。為了進(jìn)一步研究頂棒系統(tǒng)與樞椎體前表面的適應(yīng)性，減少頂棒系統(tǒng)應(yīng)用中的并發(fā)癥，我們通過(guò)CT三維重建及MPR技術(shù)測(cè)量了普通人群樞椎體前表面與頂棒系統(tǒng)相關(guān)的解剖學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)其測(cè)量方法、結(jié)果及臨床應(yīng)用總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年12月至2016年12月在我院行頸椎CT三維重建的18歲以上患者100例；年齡28～85歲，平均(56.4±6.2)歲；身高150～178cm，平均(161.7±6.6)cm；其中女性49例，男性51例。所有患者均為漢族，具有C1～3脊椎CT薄層平掃及三維重建圖像。排除標(biāo)準(zhǔn)：上頸椎骨折伴樞椎前表面破壞、波及樞椎體前表面的腫瘤、代謝性疾病、感染性疾病、風(fēng)濕類風(fēng)濕性疾病、樞椎先天畸形等。

1.2 影像學(xué)測(cè)量 采用美國(guó)GE公司Light speed-64排CT機(jī)進(jìn)行薄層掃描，在ADW4.4工作站進(jìn)行重建，層厚、層距為0.625 mm，窗寬1 300 HU、窗位400 HU，精度0.1 mm。在三維CT重建圖像中定位于樞椎前面觀(見圖1)，測(cè)量?jī)蓚?cè)上關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)與樞椎體移行部之間的距離A(樞椎體前表面上界)，樞椎體前唇的最大寬度C(樞椎體前表面下界)，A線中點(diǎn)與C線中點(diǎn)的距離(樞椎體前表面高度)B。將樞椎體三維重建圖像定位于下面觀(見圖2)，測(cè)量樞椎體前表面雙側(cè)傾斜凹陷頂點(diǎn)間距離(即雙側(cè)椎弓根、上關(guān)節(jié)突和樞椎體移行處)D，測(cè)量樞椎前表面到D線的垂直距離(即樞椎體前表面雙側(cè)傾斜凹陷頂點(diǎn)到樞椎前表面的距離)E。

1.4 信度檢測(cè) 由一位高年資醫(yī)師和CT技師分別對(duì)每份影像學(xué)資料進(jìn)行測(cè)量，1個(gè)月后所有影像學(xué)資料由計(jì)算機(jī)程序排序隨機(jī)組合重復(fù)測(cè)量一次。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)判定觀察者之間和同一觀察者兩次測(cè)量間一致性。

圖1 樞椎體前表面形態(tài)學(xué)相關(guān)參數(shù)A、B、C測(cè)量示意圖

圖2 樞椎體軸位像形態(tài)學(xué)相關(guān)參數(shù)D、E測(cè)量示意圖

2 結(jié) 果

2.1 測(cè)量信度 兩名觀察者測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)分析ICC為0.84，同一測(cè)量者兩次測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)分析ICC為0.86，一致性佳，因此，可以將測(cè)得的平均值作為上述數(shù)據(jù)值。

2.2 測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果 A、B、C、D、E五組數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果分別為(12.7±2.1)mm，(14.4±1.3)mm，(15.8±1.5)mm，(19.3±1.6)mm，(5.8±0.6)mm。上述五組數(shù)據(jù)男、女間比較見表1；身高>160 cm、≤160 cm間上述五組數(shù)據(jù)間比較見表2。

表1 樞椎前表面頂棒系統(tǒng)男、女解剖學(xué)數(shù)據(jù)比較

表2 身高>160 cm、≤160 cm者解剖學(xué)數(shù)據(jù)比較

3 討 論

3.1 關(guān)于頂棒系統(tǒng)樞椎體前表面解剖學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)量的必要性分析 Hangman’s骨折或稱為創(chuàng)傷性樞椎前滑移，是指波及雙側(cè)樞椎椎弓根或者關(guān)節(jié)突峽部的骨折，伴或不伴C2～3之間脫位，在上頸椎損傷中十分常見[1]。不同學(xué)者先后報(bào)道，Hangman Ⅰ型骨折采用保守治療骨折愈合率高，效果好；手術(shù)主要針對(duì)不穩(wěn)定Hangman骨折[2，4，6]。關(guān)于不穩(wěn)定Hangman骨折手術(shù)入路選擇仍然存在爭(zhēng)議，頸椎前路手術(shù)可以直接處理?yè)p傷的C2～3椎間盤，達(dá)到脊柱即刻穩(wěn)定效果，此外具有短節(jié)段固定融合、肌肉韌帶剝離少、術(shù)后早期即可下床活動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也面臨著解剖入路復(fù)雜，顯露困難，容易損傷鄰近組織器官等風(fēng)險(xiǎn)，尤其是不能行骨折遠(yuǎn)近端的直接修復(fù)和復(fù)位，遠(yuǎn)期可能出現(xiàn)陳舊骨折不愈合，甚至長(zhǎng)期慢性頸部疼痛等[9]。自從Roy-Camille描述頸椎后路C2～3釘板系統(tǒng)內(nèi)固定技術(shù)以來(lái)，頸椎后路C2～3內(nèi)固定手術(shù)變得越來(lái)越流行[10-12]。我院王松教授等對(duì)2008年到2014年共21例診斷為不穩(wěn)定Hangman骨折的患者采用了“C2半螺紋拉力螺釘+C3側(cè)塊(或椎弓根螺釘)”技術(shù)，在達(dá)到穩(wěn)定骨折、神經(jīng)減壓、恢復(fù)脊柱序列的同時(shí)使骨折線遠(yuǎn)近端基本達(dá)到解剖復(fù)位，克服了骨折線遠(yuǎn)近端骨折塊不能良好復(fù)位的難題。術(shù)中發(fā)現(xiàn)，由于C2關(guān)節(jié)突峽部骨折以及C2～3椎間盤和周圍韌帶復(fù)合體損傷會(huì)使骨折線遠(yuǎn)近端出現(xiàn)分離移位，甚至使骨折線遠(yuǎn)近端處于不同漂浮狀態(tài)[3-4，8]。所以在C2半螺紋拉力螺釘植入過(guò)程中，無(wú)論是采用大重量顱骨牽引，還是按壓C2、C3棘突及鉗夾固定寰椎后弓，經(jīng)常會(huì)在釘?shù)罍?zhǔn)備以及置釘過(guò)程中出現(xiàn)骨折線前方C2椎體的活動(dòng)，常常導(dǎo)致釘?shù)罍?zhǔn)備失敗、反復(fù)置釘、復(fù)位不全等不良后果?；诖藱C(jī)制，我院在術(shù)中首次采用了經(jīng)口咽頂棒支撐樞椎體前表面協(xié)助骨折復(fù)位的技術(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)在攻絲和置釘時(shí)可穩(wěn)定C2椎體，有效協(xié)助攻絲和置釘，大大減少手術(shù)時(shí)間和出血量，更重要的是，頂棒系統(tǒng)能協(xié)助骨折對(duì)位對(duì)線，盡早使骨折線遠(yuǎn)近端基本達(dá)到解剖復(fù)位。

由于對(duì)樞椎體前表面解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)認(rèn)識(shí)不足，且采用了統(tǒng)一規(guī)格的頂棒系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不能完全適應(yīng)每一位患者，術(shù)中經(jīng)常發(fā)生頂棒滑脫移位，著力點(diǎn)不穩(wěn)定，反復(fù)多次操作，且頂棒與樞椎體前表面接觸面積有限，局部壓應(yīng)力過(guò)度集中，這樣往往會(huì)造成咽后壁的軟組織損傷等并發(fā)癥。分析其原因：a)樞椎體位于枕頸結(jié)合部，性質(zhì)上屬于頭頸部過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其形態(tài)和功能明顯異于普通頸椎，前表面結(jié)構(gòu)明顯異于普通頸椎前表面；b)不同性別、不同身高的患者，樞椎體前表面結(jié)構(gòu)存在差異。有學(xué)者已經(jīng)報(bào)道過(guò)關(guān)于樞椎前路釘板內(nèi)固定系統(tǒng)、鉤板內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)用解剖學(xué)研究[13-16]。本研究在此基礎(chǔ)上針對(duì)性的測(cè)量對(duì)頂棒系統(tǒng)設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)一步豐富樞椎體前表面的應(yīng)用解剖。樞椎解剖結(jié)構(gòu)與其他典型頸椎差異較大，學(xué)術(shù)界對(duì)其命名存在很大分歧[17-19]。尤其是關(guān)于樞椎體的定義仍不確切，本文為了方便對(duì)樞椎進(jìn)行測(cè)量與描述，將樞椎體前表面定義為：齒狀突基底部以下，雙側(cè)上關(guān)節(jié)突與椎弓根移行部以內(nèi)，樞椎前唇最長(zhǎng)橫徑以上的區(qū)域，投影呈一個(gè)不規(guī)則的五邊形。上界為齒狀突基底部或者說(shuō)雙側(cè)上關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)緣與樞椎體移行部連線，兩側(cè)上方邊界為上關(guān)節(jié)突與樞椎體移行部，下界為樞椎前唇最長(zhǎng)橫徑。

3.2 樞椎前表面解剖學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)頂棒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義 結(jié)合艾福志、尹慶水等[20]研究發(fā)現(xiàn)，樞椎體前表面被頸長(zhǎng)肌遮蓋的部分并不是如下頸椎椎體前方一樣平坦，而是椎體前方雙側(cè)向后外側(cè)凹陷，雙側(cè)凹陷間有一以前唇為主體的三角形凸起區(qū)域。我院設(shè)計(jì)的頂棒系統(tǒng)頭部附著部位主要為樞椎前表面雙側(cè)凹陷區(qū)(見圖3～4)，借助雙側(cè)凹陷區(qū)域?qū)敯粝到y(tǒng)頭部行一定限制作用，避免其發(fā)生滑動(dòng)移位。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析顯示，本研究所測(cè)得五組數(shù)據(jù)在男女之間、身高>160 cm和身高≤160 cm者均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且依據(jù)Pearson相關(guān)性分析顯示，上述五組數(shù)據(jù)與性別和身高存在顯著相關(guān)性。在樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需將性別、身高作為參考依據(jù)，并結(jié)合頂棒系統(tǒng)作用于咽喉壁的力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。頂棒系統(tǒng)需要解決頂棒與樞椎前表面的適應(yīng)性，同時(shí)需盡量減少對(duì)咽喉壁的損傷，因此，筆者所在單位設(shè)計(jì)的頂棒原型盡可能與樞椎前表面相適應(yīng)。樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)包括頭、柄、體三部分(見圖5)。首先，針對(duì)頂棒系統(tǒng)頭部：L1視為頂棒系統(tǒng)頭部的寬度，L2視為頂棒系統(tǒng)的深度，L3視為頂棒系統(tǒng)厚度，視為頂棒系統(tǒng)頭部分叉間夾角。為了使頂棒系統(tǒng)與樞椎體前表面帖附更加緊密，同時(shí)盡可能增加局部接觸面積，L1應(yīng)介于樞椎體前表面投影的最短橫徑與最長(zhǎng)橫徑之間(即數(shù)據(jù)A與數(shù)據(jù)D之間)，男性約17.0 mm(14.5～20.0 mm)，女性約15.5 mm(12.5～18.5 mm)為宜。L2對(duì)應(yīng)于樞椎前表面向后外側(cè)傾斜最大深度(即數(shù)據(jù)E)，男性平均為(6.0±0.6)mm，女性平均為(5.6±0.5)mm為宜。L3對(duì)應(yīng)于樞椎體前表面高度(即數(shù)據(jù)C)，男性平均為(16.7±1.4)mm，女性平均為(14.9±0.9)mm為宜。結(jié)合任俊濤等[15]研究結(jié)果顯示，角對(duì)應(yīng)于樞椎體前表面結(jié)構(gòu)左右兩外側(cè)緣與前正中線的夾角，約60°為宜。其次，針對(duì)頂棒系統(tǒng)體部，據(jù)尹慶水等[20]研究可知門齒至樞椎體前表面的距離約為(89.0±4.1)mm(81.3～95.3 mm)，為避免存在個(gè)體差異而導(dǎo)致的長(zhǎng)度不匹配，我院所設(shè)計(jì)的頂棒系統(tǒng)體部長(zhǎng)度在尹慶水等測(cè)量的門齒至樞椎體前表面距離基礎(chǔ)上增加了20 mm，為110.0 mm。最后，頂棒系統(tǒng)柄部主要便于操作者實(shí)際應(yīng)用，長(zhǎng)度適宜，便于握持即可，可不做具體數(shù)值限制(見圖5～6)。臨床上，依據(jù)不同性別或者不同身高在術(shù)中選擇合適型號(hào)的頂棒系統(tǒng)，如果性別和身高發(fā)生沖突，以滿足術(shù)中需要進(jìn)行選擇。

圖3 頂棒系統(tǒng)在樞椎體前表面作用區(qū)域示意圖

圖4 頂棒系統(tǒng)術(shù)中應(yīng)用簡(jiǎn)化圖 圖5 自制頂棒大體照

注：L1-頂棒系統(tǒng)頭部的寬度；L2-頂棒系統(tǒng)的深度；L3-頂棒系統(tǒng)厚度；α-頂棒系統(tǒng)頭部分叉間夾角

圖6 自制頂棒系統(tǒng)頭部形態(tài)及相關(guān)參數(shù)示意圖

3.3 CT三維重建及圖像后處理技術(shù)在樞椎體前表面數(shù)據(jù)測(cè)量中的優(yōu)勢(shì) 首先，利用三維CT重建技術(shù)測(cè)得值較干骨尸體標(biāo)本測(cè)得值而言避免了諸如脫水等因素的干擾，使測(cè)得值更加接近于活體真實(shí)值，三維CT測(cè)量方便快捷，克服了大樣本干骨標(biāo)本收集的困難。其次，相對(duì)于其它影像學(xué)測(cè)量手段來(lái)講，X線片是最常用的影像學(xué)檢查手段，通過(guò)頸椎張口位X線片對(duì)樞椎體前表面的形態(tài)進(jìn)行初步了解，但上頸椎結(jié)構(gòu)深在，與周圍骨組織重疊不清，導(dǎo)致在X線片上圖像模糊。MRI能較為清楚地顯示神經(jīng)軟組織情況，對(duì)骨組織顯像結(jié)果相對(duì)較差，且難以獲得立體三位圖像。CT三維重建技術(shù)具有掃描速度快、空間分辨率高、溶劑性采樣以及信息連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，并且掃描后可利用系統(tǒng)工作站對(duì)圖像進(jìn)行多角度、多平面三維后處理，很大程度上避免了常規(guī)X線片和MRI、普通CT掃描的局限性，提高準(zhǔn)確率及清晰度。三維CT能逼真地顯示樞椎體的整體結(jié)構(gòu)，立體感強(qiáng)，利用圖像后處理技術(shù)對(duì)三維立體圖像行旋轉(zhuǎn)、切割，消除或隱匿非關(guān)鍵部位，突出顯示感興趣的區(qū)域，還可以從各個(gè)角度細(xì)致觀察骨性結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)設(shè)定定點(diǎn)坐標(biāo)參考，彌補(bǔ)了以往測(cè)量方法主觀隨意性強(qiáng)的不足。

回顧既往文獻(xiàn)，不同學(xué)者因不同研究目的對(duì)樞椎前表面解剖學(xué)結(jié)構(gòu)做了大量研究。本文針對(duì)樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)測(cè)量了相關(guān)解剖學(xué)數(shù)據(jù)，并結(jié)合相關(guān)研究結(jié)果對(duì)頂棒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。經(jīng)筆者單位多年實(shí)踐證實(shí)，樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)協(xié)助Hangman骨折復(fù)位在C2椎弓根置釘過(guò)程中，能切實(shí)有效地維持C2椎體的穩(wěn)定，減少了因C2椎體活動(dòng)帶來(lái)的諸如置釘失敗的風(fēng)險(xiǎn)。本研究中以不穩(wěn)定Hangman骨折治療為例介紹了樞椎體前表面頂棒系統(tǒng)的可行性及有效性，同樣，如果涉及樞椎的其它疾病，比如顱底凹陷、上頸椎其它類型骨折、上頸椎炎癥性及感染性疾病等需要行后路復(fù)位內(nèi)固定手術(shù)的病例，如果需要行樞椎椎弓根置釘，頂棒系統(tǒng)同樣可以協(xié)助困難釘?shù)赖臏?zhǔn)備以及螺釘植入等。此外，本研究進(jìn)一步豐富了樞椎前表面相關(guān)解剖學(xué)數(shù)據(jù)，為樞椎這一特殊椎體的手術(shù)操作以及涉及樞椎前表面的手術(shù)器械設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考。

由于地域原因，本研究所測(cè)得數(shù)據(jù)僅僅代表了川西南及周邊區(qū)域的人群樞椎前表面解剖學(xué)特點(diǎn)，不能適用于整體人群。此外，頂棒系統(tǒng)為新近應(yīng)用于臨床的一項(xiàng)新技術(shù)，有待長(zhǎng)期的觀察來(lái)證實(shí)頂棒系統(tǒng)的優(yōu)越性及有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]Levine AM，Edwards CC.The management of traumatic spondylolisthesis of the axis[J].J Bone Joint Surg(Am)，1985，67(2)：217-226.

[2]Rafid AM，Christopher B，Ele W，et al.Management of typical and atypical Hangman's fractures[J].Global Spine J，2016，6(3)：248-256.

[3]王清，王松，鐘德君，等.不穩(wěn)定性Hangman骨折手術(shù)入路選擇[J].中國(guó)脊柱脊髓雜志，2012，22(6)：526-530.

[4]Wang S，Wang Q，Yang H，et al.A novel technique for unstable Hangman’s fracture：lag screw-rod(LSR)technique[J].Eur Spine J，2017，26(4)：1284-1290.

[5]Ma W，Xu R，Liu J，et al.Posterior short-segment fixation and fusion in unstable Hangman's fractures[J].Spine，2011，36(7)：529-533.

[6]Li XF，Dai LY，Lu H，et al.A systematic review of the management of hangman's fractures[J].Eur Spine J，2006.15(3)：257-269.

[7]Elmiligui Y，Koptan W，Emran I，et al.Transpedicular screw fixation for type Ⅱ Hangman's fracture：a motion preserving procedure[J].Eur Spine J，2010，19(8)：1299-1305.

[8]王高舉，王清，王松，等.后路椎弓根置釘頂棒技術(shù)治療C2椎弓根骨折的療效[J].中華創(chuàng)傷雜志，2017，33(4)：478-484.

[9]Hur H，Lee JK，Jang JW，et al.Is it feasible to treat unstable hangman's fracture via the primary standard anterior retropharyngeal approach?[J].Eur Spine J，2014，23(8)：1641-1647.

[10]Dong HJ，You NK，Lee CK，et al.Posterior C2～C3fixation for unstable Hangman's fracture[J].Korean J Spine，2013，10(3)：165-169.

[11]王清，王高舉，修鵬，等.CT觀察Hangmam骨折中C1～3椎弓根置釘?shù)挠绊懸蛩豙J].中國(guó)脊柱脊髓雜志，2013，23(5)：431-435.

[12]Khoo LT，Xie N，Ni B，et al.Combined anterior C2～C3fusion and C2pedicle screw fixation for the treatment of unstable Hangman’s fracture[J].Spine，2010，35(6)：613-619.

[13]Samaha C，Lazennec JY，Laporte C，et al.Hangman's fracture：the relationship between asymmetry and instability[J].J Bone Joint Surg( Br)，2000，82(7)：1046-1052.

[14]王文軍，蔡斌，宋西正，等.新型上頸椎前路鉤狀鈦板的研制及應(yīng)用解剖學(xué)基礎(chǔ)[J].中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志，2009，27(4)：459-463.

[15]任俊濤.樞椎前路解剖型鋼板的研制及有限元分析[D].南昌：南昌大學(xué)，2012.

[17]侯黎升，賈連順，譚軍，等.樞椎前結(jié)構(gòu)的臨床解剖學(xué)測(cè)量[J].醫(yī)學(xué)爭(zhēng)鳴，2004，25(21)：1988-1991.

[18]Zsolczai S，Pentelenyi T.The modern approach of hangman's fracture[J].Acta Chir Hung，1990，31(31)：3-24.

[19]Yarbrough BE，Hendey GW.Hangman's fracture resulting from improper seat belt use[J].South Med J，1990，83(7)：843-845.

[20]Borne GM，Bedou GL，Pinaudeau M，et al.Treatment of pedicular fractures of the axis.A clinical study and screw fixation technique[J].J Neurosurg，1984，60(1)：88-93.

[21]艾福志，尹慶水，王智運(yùn)，等.經(jīng)口咽前路寰樞椎復(fù)位鋼板內(nèi)固定的外科解剖學(xué)研究[J].中華外科雜志，2004，42(21)：1325-1329.