基于CTA多平面重建對后路寰樞椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘與樞椎椎弓根螺釘固定術(shù)的安全性比較＊

1.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院放射科(重慶 401331)

2.重慶醫(yī)科大學附屬大學城醫(yī)院骨科(重慶 401331)

黃 覓1 李曉蘭1,* 郭 亮2陳思浩1 王 葉1

后路寰樞椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定術(shù)(C1-C2 transarticular screw fixation，TAS)與樞椎椎弓根螺釘固定術(shù)(C2 pedicle screw fixation，PS)是目前最常用的兩種治療寰樞關(guān)節(jié)不穩(wěn)的手術(shù)方式[1-4]。兩種術(shù)式均有在術(shù)中傷及鄰近椎動脈的危險，從而造成嚴重后果[5]。目前國內(nèi)外鮮有研究比較兩種術(shù)式的安全性，一些研究只根據(jù)NP和(或)HRVA進行分析研究[6]，鮮見有研究將IAVA分型同時納入考慮來比較兩種術(shù)式的安全性。因此，本研究通過頭頸CTA的MPR，分別模擬TAS及PS過程，并觀察椎弓根狹窄(narrow pedicle，NP)、高騎動脈(high-riding vertebral artery, HRVA)、樞椎段椎動脈(intra-axial vertebral artery，IAVA)分型在兩種術(shù)式中與樞椎椎動脈溝(C2 vertebral artery groove，C2 VAG)損傷之間的關(guān)系，評價MPR的術(shù)前臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年9月至2017年12月我院進行頭頸部CTA檢查的63例(126側(cè))患者資料，其中男39例，女24例，年齡16～74歲，平均年齡(45.3±14.4)歲。

納入標準：寰樞椎無明顯骨折及脫位；椎動脈顯示清晰。排除標準：寰樞椎有病理性改變，導致相關(guān)數(shù)據(jù)不能測量；因金屬偽影影響觀察。

1.2 研究方法 儀器采用GE Light speed VCT64層螺旋CT。管電壓120kV，管電流250～335mAs，螺距0.969，旋轉(zhuǎn)速度0.4s/r，矩陣512×512。使用碘普羅胺(370mgI/mL)為增強對比劑，用高壓注射器從肘靜脈以4mL/s流率注射60～80mL，間隔30～35s后采集動脈期圖像。重建MPR圖像層厚0.625mm，層距0.625mm。

圖1 黑線條所示區(qū)域為TAS最佳安全螺釘植入?yún)^(qū)域。1A：橫軸位；2B：矢狀位；3C：冠狀位。圖2 黑線所示區(qū)域為PS最佳安全螺釘植入?yún)^(qū)域。2A：橫軸位；2B：矢狀位；2C：冠狀位。圖3 置釘角度測量。3A：橫軸位測量內(nèi)傾角；3B：矢狀位測量上傾角。圖4 骨性結(jié)構(gòu)測量。4A：矢狀位測量側(cè)塊內(nèi)高度(實線)及椎弓根高度(虛線)；4B：橫軸位測量椎弓根直徑。圖5 IAVA分型。5A：IAVA內(nèi)側(cè)偏移；5B：IAVA垂直進入；5C：IAVA外側(cè)偏移；5D：IAVA位于橫突孔出口之間；5E：IAVA位于橫突孔出口之上；5F：IAVA位于橫突孔出口以下(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；虛線為樞椎橫突孔出口水平線；實線為IAVA最突出部分的水平線)。

1.3 圖像分析方法和參數(shù)測量

1.3.1 模擬置釘 在CTA多平面重組圖像上分別模擬TAS及PS，模擬螺釘直徑不超過4.0mm，模擬螺釘通道盡量遠離樞椎椎動脈溝和避免穿破骨皮質(zhì)，即在橫軸位、矢狀位及冠狀位上的最佳安全置釘區(qū)域置釘(圖1、圖2)，比較兩種置釘方式對C2 VAG的侵犯。分別測量兩種螺釘?shù)膬?nèi)傾角與上傾角，為實際手術(shù)提供參考。與標準矢狀面之間的夾角為內(nèi)傾角，與寰樞關(guān)節(jié)水平面的夾角為上傾角，見圖3。

1.3.2 骨性結(jié)構(gòu) 在樞椎椎弓根直徑最寬處測量椎弓根直徑，將椎弓根狹窄定義為椎弓根直徑≤4mm；在寰樞椎外側(cè)關(guān)節(jié)面的中點上測量椎動脈頂部至樞椎上關(guān)節(jié)面的距離為側(cè)塊內(nèi)高度，測量椎弓根上極至椎動脈頂部的最短距離為椎弓根高度，椎弓根高度≤5mm或側(cè)塊內(nèi)高度≤2mm時為HRVA[7-8]，見圖4。

1.3.3 IAVA分型 IAVA走行多變增加了兩種手術(shù)方式的危險性，在冠狀位對IAVA走行進行歸納，由偏移方向及騎跨程度將其分為9型[9]：(1)在冠狀位上根據(jù)IAVA最突出部分的垂線與C3橫突孔垂線的關(guān)系，將IAVA走行根據(jù)偏移方向分為外偏(lateral，L)、垂直進入(neutral，N)和內(nèi)偏(medial，M)三種。(2)在冠狀位上根據(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，將IAVA走行根據(jù)騎跨程度分為在出口水平下方(below,b)、上方(above, a)、兩者之間(within, w)三種。具體見圖5。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)以或率表示。采用χ2檢驗分析HRVA、NP、IAVA分型與兩種手術(shù)方法對C2 VAG侵犯之間的差別，用One-way ANOVA對置釘角度與IAVA分型之間的關(guān)系進行分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 椎弓根狹窄、HRVA、IAVA分型 由表1可知，在63例(126側(cè))患者中，椎弓根狹窄和HRVA分別為21.4%(27/126)和26.2%(33/126)；對IAVA各種類型進行統(tǒng)計，其中Nw型(32.5%)占最多。

表1 IAVA分型

2.2 C2 VAG損傷與IAVA分型、HRVA與IAVA分型的關(guān)系 由表2可知，兩種置釘方式C2 VAG損傷發(fā)生率在不同IAVA分型患者中差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，兩種類型C2 VAG損傷中均以IAVA Ma型最多(TAS53.3%、PS48.6%)；HRVA發(fā)生率在不同IAVA分型之間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，HRVA中IAVA Ma型最多，占53.3%。

表2 C2 VAG損傷與IAVA分型、HRVA與IAVA分型的關(guān)系

2.3 兩種置釘方式的安全性 由表3可知，比較通過MPR模擬TAS對C2 VAG侵犯率為23.8%，PS為29.4%，兩者的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.12)。在HRVA病例中，TAS對C2 VAG侵犯率(66.7%)顯著低于(P=0.03)PS(87.9%)，而在NP病例中，TAS(77.8%)與PS(88.9%)對C2 VAG侵犯率的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.16)。在Ma型當中，TAS(84.2%)與PS(94.7%)對C2 VAG侵犯率的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.16)。

表3 兩種置釘方式的安全性比較[n(%)]

2.4 置釘角度與IAVA分型的關(guān)系 由表4可知，TAS螺釘內(nèi)傾角及上傾角安全范圍分別為(3.6±2.8)°和(49.5±4.5)°，PS螺釘分別為(33.5±6.7)°和(38.6±6.7)°。IAVA的走行越向內(nèi)向上，PS螺釘?shù)膬?nèi)傾角越大，而并不影響TAS螺釘?shù)纳蟽A角和內(nèi)傾角。

表4 置釘角度與IAVA分型的關(guān)系

3 討 論

后路TAS及PS是目前比較常用的上頸椎手術(shù)方式，而兩種置釘方式均有潛在損傷椎動脈及脊髓的危險性，椎動脈穿過樞椎時，其走行多變，當椎動脈孔向內(nèi)向上擠壓時，更是增加了TAS及PS觸及椎動脈的風險[10]。因此，在術(shù)前仔細評估兩種手術(shù)方式造成椎動脈損傷的可能性，且預判置釘軌跡，對術(shù)者選擇合適的手術(shù)方式非常重要。目前，一些學者認為PS較TAS具有更多的優(yōu)勢[11-12]，但是將椎動脈損傷考慮在內(nèi)的研究少見，僅有少數(shù)學者對TAS及PS兩種手術(shù)方式的安全性進行了比較。

Resnick等[13]利用CT掃描圖像對TAS及PS的風險進行了比較，分析了50位患者的CT二維圖像。在另外10位患者中，使用了CT三維圖像及術(shù)中計算機導航系統(tǒng)，結(jié)果顯示，在二維圖像中，94%的患者進行TAS是安全的，而PS的安全率為91%；在三維圖像中，TAS的安全率為95%，而PS為100%。這從解剖學的觀點來說，PS并不比TAS更安全。Yoshida等[14]分析了62位患者通過術(shù)中計算機導航系統(tǒng)重建得到的三維圖像，發(fā)現(xiàn)TAS置釘失敗率為11.3%，而PS為9.7%，但兩者之間無統(tǒng)計學差異。前述研究未分析樞椎置釘空間受限的情況，比如NP或HRVA，比較兩種置釘方式對C2 VAG侵犯率。Jin等[6]基于269位患者的CT圖像，通過3D模擬軟件模擬TAS及PS置釘過程，并統(tǒng)計失敗率，發(fā)現(xiàn)兩種術(shù)式在總?cè)巳杭癗P人群中對C2 VAG侵犯率無差異，而在HRVA人群中PS比TAS更加安全。本研究結(jié)果顯示，TAS失敗率(23.8%)與PS失敗率(29.4%)之間的差異無統(tǒng)計學意義，TAS和PS對椎動脈侵犯存在同樣的風險，這與上述研究得出的結(jié)果相似。分析得出PS更加傾向于侵犯樞椎椎動脈溝靠近下方及中央的部分，也就是樞椎峽部靠近邊緣的部分，而TAS傾向于侵犯樞椎椎動脈溝靠上靠后方的部分。PS軌跡靠中減少了樞椎椎動脈溝的侵犯，同時其軌跡上傾角較小，增加了C2 VAG侵犯的可能性，因為椎動脈溝靠近樞椎的尾部。上述因素使得兩種置釘方式的利弊互相抵消，使得兩種置釘方式的侵犯率沒有明顯的差異。

兩種置釘方式在NP人群中對樞椎椎動脈溝的侵犯率差異無統(tǒng)計學意義，因為大多數(shù)的椎弓根狹窄患者同時伴發(fā)HRVA。但本研究認為在HRVA人群中TAS相對PS更加安全，這跟椎弓根復合體是不規(guī)則的立體結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系[15]，單純通過標準層面椎弓根復合體的高度與寬度定義C2 VAG的變異可能過于片面，同時還應綜合評價患者IAVA的客觀狀況。本研究認為HRVA人群中，椎動脈向內(nèi)向上走行，此時，適度增加上傾角可避免觸及椎動脈，TAS螺釘上傾角較PS更大，因此在HRVA中，TAS從理論上較PS更加安全。但在臨床上存在螺釘侵犯C2 VAG，不一定造成椎動脈損傷的現(xiàn)象[16-17]，故本研究結(jié)果有待臨床手術(shù)進一步研究證實。

國內(nèi)外許多學者研究了不同螺釘置入術(shù)式的術(shù)前CT測量。本研究結(jié)果顯示，TAS內(nèi)傾角及上傾角安全范圍分別為(3.6±2.8)°和(49.5±4.5)°，PS分別為(33.5±6.7)°和(38.6±6.7)°，得出椎動脈孔位置同時影響PS的內(nèi)傾角與上傾角，IAVA的走行越向內(nèi)向上，PS的內(nèi)傾角越大。在不同類型的IAVA中，TAS螺釘?shù)纳蟽A角及內(nèi)傾角變化范圍很小。此外，椎弓根復合體發(fā)育較好的患者，螺釘?shù)纳蟽A角及內(nèi)傾角可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整。

螺釘植入中樞椎的特殊解剖變異是重要影響因素，其中主要有NP及HRVA。本研究發(fā)現(xiàn)一些患者有NP或HRVA，但不影響螺釘置入。有研究提及NP仍可進行PS[4]，這與本研究相符合。NP在橫斷面上定義，HRVA在矢狀位上定義，因此本研究將NP及HRVA同時進行考慮。在本研究中，PS及TAS對總?cè)巳褐蠧2 VAG侵犯率分別為29%、25%，而在NP病例中C2 VAG侵犯率分別為88.9%、77.8%，在HRVA病例中分別為87.9%、66.7%，明顯高于總?cè)巳旱那址嘎?。在NP及HRVA中均以IAVA Ma型最多，分別占53%、44%。本研究中，HRVA、IAVA與兩種手術(shù)方式對C2 VAG侵犯之間差異具有顯著性(P＜0.001)。因此，僅依靠單一骨性結(jié)構(gòu)斷面，并不是判斷PSP及TASP可行性的準確條件。

IAVA走行具有三維的特點，因此，本研究在冠狀位根據(jù)IAVA偏移程度和騎跨程度將其分為9型，結(jié)果表明，不同類型IAVA在TAS及PS對C2 VAG侵犯之間的差異具有顯著性(P＜0.001)，其中 Ma型在兩種術(shù)式中對C2 VAG侵犯最明顯，分別占84.2%、94.7%，但兩者之間差異無統(tǒng)計學意義。Wang等[18]研究中將IAVA Ma型定義為II型，認為該型不能行 PS，但在本研究中發(fā)現(xiàn)Ma型不是都不能進行PS或TAS，還要取決于其 他骨性因素。

綜上所述，TAS及PS兩種方式手術(shù)風險相似，在HRVA人群中，選擇TAS更加安全。術(shù)前行椎動脈CTA檢查是很重要的，通過CTA圖像，可以綜合評價患者椎動脈及樞椎骨性結(jié)構(gòu)特點，據(jù)此進行多平面重組，不僅能夠判定置釘?shù)目尚行?，還能為術(shù)中螺釘置釘角度提供參考。術(shù)者可根據(jù)術(shù)前椎動脈CTA圖像，針對每位患者進行個體化手術(shù)方案設計，降低手術(shù)風險。