基于國(guó)人頸椎CT數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)計(jì)寰樞椎椎間融合器的研究

肖 衡，羅明薇，謝世偉

(攀枝花市中心醫(yī)院，四川 攀枝花 617067)

枕頸聯(lián)合處位置較深，并且緊鄰延髓、頸髓等重要結(jié)構(gòu)，同時(shí)椎體側(cè)方和頸部前方有較多的重要血管、神經(jīng)、腺體，因此該處手術(shù)難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。創(chuàng)傷、先天畸形、腫瘤、炎癥等多種原因可導(dǎo)致寰樞椎不穩(wěn)，甚至危及生命。目前該區(qū)域常用的前路手術(shù)治療方式有經(jīng)口咽前路松解+后路融合內(nèi)固定術(shù)或經(jīng)口咽前路松解+TARP鋼板內(nèi)固定術(shù)。前者，術(shù)中翻身增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、手術(shù)時(shí)間及創(chuàng)傷。而TARP手術(shù)是目前治療難復(fù)性寰樞椎脫位的有效手段之一[1]，但術(shù)后咽喉局部的并發(fā)癥較多，如發(fā)生咽后壁黏膜腫脹、血腫形成、長(zhǎng)期的鋼板磨損致使咽喉部不適感甚至鋼板外露等[2]，遠(yuǎn)期可能出現(xiàn)內(nèi)固定松動(dòng)失敗。故研制設(shè)計(jì)相應(yīng)的一體化鋼板螺釘椎間融合器顯得十分必要和重要。本研究利用醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication Systems，PACS)，測(cè)量正?；颊呋蜉p度退變患者的各項(xiàng)影像學(xué)參數(shù)，以寰樞椎的數(shù)據(jù)為支撐，探討單純前路一體化鋼板螺釘椎間融合器的設(shè)計(jì)與考量。

1 材料和方法

1.1一般資料對(duì)2017年3月到2019年2月我院收治的頸椎病患者中，對(duì)所有患者常規(guī)進(jìn)行頸椎CT平掃和三維重建，隨機(jī)選取其中60例，均為成年人，排除先天性發(fā)育畸形患者，其中男27例，年齡(54.86±12.26)歲；女33例，年齡(56.60±7.43)歲，男女之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，在PACS系統(tǒng)上測(cè)量頸椎CT參數(shù)。

1.2檢查方法所有患者采用SIENMENS SOMATOM sensation cardiac 64螺旋CT機(jī)掃描，掃描電壓120 kV，300 mA，掃描層厚1 mm，重建層厚1 mm。掃描范圍為頸1～胸1。在計(jì)算機(jī)工作站上利用PACS系統(tǒng)自帶軟件進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)CT圖像窗位為400 Hu，窗寬為2 000 Hu。

1.3選取參數(shù)及測(cè)量方法橫斷面上，依照李凱松等[3]的方法，確定寰錐側(cè)塊中央最大層面分別測(cè)量左右兩側(cè)寰椎矢狀徑，記作a；寰椎最大冠狀徑，記作b；寰椎最小冠狀徑，記作c；寰椎最長(zhǎng)徑，記作d；寰椎短徑，記作e；橫斷面寰椎長(zhǎng)徑夾角，記作α；寰錐最大面積，記作S。

冠狀面上，分別測(cè)量樞椎側(cè)塊橫徑L，寰樞椎上下關(guān)節(jié)面冠狀位夾角β，寰樞椎關(guān)節(jié)面高度h(分別測(cè)量?jī)?nèi)、中、外3個(gè)高度)，寰樞椎側(cè)塊高度M、N。

矢狀位上，分別測(cè)量寰椎下關(guān)節(jié)面矢狀徑K，樞椎上關(guān)節(jié)面矢狀徑F，寰樞椎關(guān)節(jié)面高度H(包括前、中、后3個(gè)高度)。

每個(gè)參數(shù)均測(cè)量左右側(cè)塊，并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件分析。計(jì)量資料男女組別使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、左側(cè)與右側(cè)使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1患者寰椎橫截面相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較橫斷面上，寰椎側(cè)塊最大徑線男左側(cè)為(18.82±2.22) mm、右側(cè)為(18.86±0.89) mm，女左側(cè)為(18.72±2.18) mm、右側(cè)為(19.32±1.36) mm，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。寰椎側(cè)塊面積男性均較女性大，相差約20 mm2左右，但相差仍無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。

表1 60例患者寰椎橫截面相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較/Mean±Standard deviation，mm

2.2患者寰椎冠狀位相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較冠狀位上：樞椎側(cè)塊橫徑男女左右相當(dāng)。寰樞椎冠狀位上側(cè)塊間隙高度則呈現(xiàn)內(nèi)外低，中間相對(duì)較高的趨勢(shì)。男女組別之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表2。

表2 患者寰樞椎冠狀位相關(guān)參數(shù)結(jié)果比較/Mean±Standard deviation，mm

2.3患者寰椎矢狀位相關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較矢狀位上，寰樞椎上下側(cè)塊關(guān)節(jié)面矢狀徑徑線長(zhǎng)度大致相等，且關(guān)節(jié)面間隙同冠狀位一樣，仍是前后稍低，中間稍高的趨勢(shì)，男女之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表3。

表3 患者寰樞椎矢狀位相關(guān)參數(shù)結(jié)果比較/Mean±Standard deviation，mm

2.4單純前路減壓固定融合裝置的設(shè)計(jì)寰樞椎作為顱頸移行部, 具有獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。本研究選取頸椎正?；蜉p度退變患者作為研究對(duì)象，測(cè)量各相關(guān)參數(shù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)提出設(shè)計(jì)單純前路減壓固定融合裝置如圖1所示。

圖1 鋼板、融合器一體化模型

3 討 論

寰樞椎作為顱頸移行部, 具有獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。由于寰樞椎區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 危險(xiǎn)性大, 外科手術(shù)要求特高，現(xiàn)有頸椎的數(shù)據(jù)是基于干燥骨測(cè)量和影像結(jié)果包括X片和CT測(cè)量所得[4-6]。本研究選取頸椎正?；蜉p度退變患者作為研究對(duì)象，測(cè)量各相關(guān)參數(shù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)提出設(shè)計(jì)單純前路減壓固定融合裝置的思路并分析其可行性。

側(cè)塊的大小、側(cè)塊長(zhǎng)軸等與內(nèi)固定材料的設(shè)計(jì)選擇息息相關(guān)，為了避免椎動(dòng)脈以及椎管內(nèi)容物的損傷，通常選擇的植入材料矢狀徑、橫徑均須小于影像學(xué)測(cè)量結(jié)果，但由于椎骨融合率的高低與融合器接觸面積呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，故在不損傷內(nèi)外重要組織的前提下盡量增加融合期與上下椎板的接觸面積。研究顯示，寰椎橫截面長(zhǎng)徑同陳曉隴等[7]測(cè)量的稍小，但其長(zhǎng)度包含了寰椎部分后弓的長(zhǎng)度，故實(shí)際長(zhǎng)度相當(dāng)。

內(nèi)固定融合器置入時(shí)，需考慮此矢狀徑及冠狀徑徑線，避免穿破內(nèi)外側(cè)及后側(cè)骨皮質(zhì)，損傷重要組織結(jié)構(gòu)。矢狀位及冠狀位夾角與內(nèi)固定的置入聯(lián)系緊密，在內(nèi)固定融合器設(shè)計(jì)及置入時(shí)，須參考此數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確把握置入的方向。有研究表明[8]，要達(dá)到牢靠固定的生物力學(xué)要求，須滿足椎弓根螺釘?shù)闹睆竭_(dá)到3.5 mm的條件，而本研究測(cè)量顯示寰椎側(cè)塊厚度最小徑在[(7.61±1.56)～(8.83±0.89)] mm之間，滿足處理終板后達(dá)到堅(jiān)強(qiáng)固定的條件。

寰樞側(cè)塊關(guān)節(jié)由寰椎下關(guān)節(jié)面、樞椎上關(guān)節(jié)面及內(nèi)襯滑膜的關(guān)節(jié)囊構(gòu)成，寰椎下關(guān)節(jié)面為圓形微凹的關(guān)節(jié)面，所以寰樞椎椎間隙高度對(duì)于融合器的設(shè)計(jì)具有關(guān)鍵的意義，本研究測(cè)量了矢狀位及冠狀位上側(cè)塊間隙的多個(gè)高度，發(fā)現(xiàn)上下關(guān)節(jié)面呈“凹”形，基本和李松凱的研究結(jié)果相似。在設(shè)計(jì)融合器時(shí)，必須考慮寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面三維立體結(jié)構(gòu)，以達(dá)到設(shè)計(jì)出的融合器與關(guān)節(jié)面形成有效貼合，提高融合率。

由測(cè)量數(shù)據(jù)可知，寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面類似于橢圓形，為達(dá)到最高的融合率，需要滿足融合期的大小既不超過(guò)寰樞椎的最大面積，又能在寰樞椎關(guān)節(jié)面之間達(dá)到最大接觸面積，故可設(shè)計(jì)一類“長(zhǎng)方體”凸形融合器?？紤]到融合率相關(guān)因素影響，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，考慮設(shè)計(jì)長(zhǎng)度約15～17 mm，寬9～11 mm，高3～4 mm的雙“凸”形融合器，配以帶孔鋼板，孔距可選擇依據(jù)本測(cè)量數(shù)據(jù)寰樞椎高度數(shù)據(jù)，距離融合器約7～9 mm，螺釘長(zhǎng)度選擇參考寰樞椎側(cè)塊長(zhǎng)徑、矢狀徑，長(zhǎng)度約13～15 mm(見(jiàn)圖1)，內(nèi)固定置入時(shí)要求沿寰樞椎側(cè)塊長(zhǎng)徑方向，同時(shí)須注意保護(hù)寰樞椎內(nèi)外側(cè)及后方的重要結(jié)構(gòu)。

研究基于寰樞椎測(cè)量數(shù)據(jù)，可設(shè)計(jì)一體化鋼板螺釘椎間的融合器，為后續(xù)頸前路內(nèi)固定器械的研發(fā)提供一定的證據(jù)，為枕頸畸形的手術(shù)方式提供新思路。