華東地區(qū)健康成人頸椎椎間孔影像學(xué)參數(shù)測(cè)量

謝 棟，許晨輝，葉 程，劉 威，王瓏清，朱 奇，楊立利

海軍軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院脊柱外科，上海 200003

頸椎病是中老年人常見病之一，以頸肩部酸痛、上肢麻木無力、放射性疼痛等為主要癥狀，這些癥狀與椎間孔處神經(jīng)根和神經(jīng)節(jié)受壓密切相關(guān)，其中神經(jīng)根型頸椎病及以神經(jīng)根型為主的混合型頸椎病最為多見，占60% ~ 70%［1］。目前對(duì)神經(jīng)根型頸椎病的研究多集中于椎間盤、骨贅等外來致壓物方面，而對(duì)于頸椎椎間孔本身的研究則較為少見。數(shù)字骨科學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與骨科學(xué)相結(jié)合的一門交叉學(xué)科，能夠精確地顯示正?；虿∽児趋缽?fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，并可多角度旋轉(zhuǎn)觀察，進(jìn)行剖析、測(cè)量等操作［2］。本研究利用64排雙源CT機(jī)和數(shù)字骨科系統(tǒng)對(duì)華東地區(qū)健康成人頸椎椎間孔的形態(tài)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)，尋找頸椎椎間孔形態(tài)、徑值、面積等的變化規(guī)律，為神經(jīng)根型頸椎病的深入研究提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

通過預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定樣本量后，通過簡單隨機(jī)化方法選取華東地區(qū)來本院體檢的健康成人191名，其中男95名、女96名。入選條件：①年齡18 ~ 60歲，體型發(fā)育正常；②既往無頭、頸、肩部外傷病史；③既往無頸肩部酸脹、疼痛及活動(dòng)受限，無上肢疼痛、麻木、足底踩棉花感、步態(tài)不穩(wěn)等頸椎病常見癥狀；④頸肩部活動(dòng)度正常，無壓痛、無叩擊痛，壓頸試驗(yàn)陰性，臂叢牽拉試驗(yàn)陰性，四肢肌力無減退，肌張力無增高，四肢骨膜反射及腱反射正常，溫觸覺、痛覺等淺感覺及位置覺等深感覺無異常，Hoffmann征、Babinski征等病理征陰性；⑤標(biāo)準(zhǔn)頸椎正側(cè)位、雙斜位X線片示頸椎曲度、椎間盤高度、椎間孔等無異常；⑥將檢查的輻射影響等告知入選的體檢人員，其充分知曉并接受后續(xù)相關(guān)檢查。

1.2 頸椎椎間孔形態(tài)及參數(shù)影像學(xué)測(cè)量

CT檢查采用飛利浦64排雙源CT機(jī)，掃描范圍從枕骨至T1。掃描參數(shù)：電壓120 kV，電流500 mA；掃描速度0.42 s/360°，螺距0.9∶1.0，層厚3.0 mm，采集方式64層/360°，重組間隔為1.0 mm，以標(biāo)準(zhǔn)算法重組；掃描時(shí)間為8 ~ 14 s，重建層厚為1.0 mm。運(yùn)用SuperImageTMOrthopedics Edition數(shù)字骨科系統(tǒng)對(duì)CT掃描圖像進(jìn)行重建，包括冠狀面、矢狀面、橫斷面和任意角度斜位圖像。全部椎間孔形態(tài)及相關(guān)參數(shù)均由3位熟練的專業(yè)醫(yī)師在相同窗寬、窗位、放大率及最佳角度下測(cè)量觀測(cè)。

運(yùn)用數(shù)字骨科系統(tǒng)重建枕骨粗隆至T1下緣三維圖像，調(diào)整至相同的最佳投射角度，3位專業(yè)醫(yī)師對(duì)雙側(cè)椎間孔相關(guān)參數(shù)分別測(cè)量后取平均值，如果數(shù)據(jù)差異較大則由格拉布斯法判斷，將“可疑值”從此組測(cè)量數(shù)據(jù)中剔除，不參與平均值的計(jì)算。①椎間孔形態(tài)：分別從椎管外（圖1a）及椎管內(nèi)（圖1b）觀測(cè)最佳投射角度下各椎間孔形態(tài)。②縱徑：椎間孔下位椎弓根上緣內(nèi)側(cè)中點(diǎn)至上位椎弓根外側(cè)中點(diǎn)的距離（圖1c）。③橫徑：分為上前后徑和下前后徑，上前后徑為上位椎體后下緣至下位椎體上關(guān)節(jié)突前上緣的距離，下前后徑為下位椎體后上緣至上位椎體下關(guān)節(jié)突前下緣的距離（圖1d）；橫徑均值為上前后徑和下前后徑的均值。④橫截面積：3位醫(yī)師從椎管內(nèi)外各測(cè)量1次頸椎椎間孔矢狀位的橫截面積，取平均值（圖1e）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 21.0軟件對(duì)所測(cè)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以±s表示，不同節(jié)段之間各參數(shù)的比較采用單因素方差分析，不同性別之間各參數(shù)的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻次和百分?jǐn)?shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

由表1可見，CT三維重建圖像下的頸椎椎間孔形態(tài)可分為類圓形、類橢圓形、紡錘形、不規(guī)則形等，C2/C3椎間孔以類圓形多見，占60.99%（233/382）；C3/C4/C5/C6/C7椎間孔以類橢圓形為主，分別占51.31%（196/382）、54.45%（208/382）、59.69%（228/382）、49.48%（189/382）。不同性別之間相同節(jié)段椎間孔形態(tài)分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。

由表2可見，在全體研究對(duì)象中，頸椎椎間孔的縱徑和上前后徑均從C2/C3到C6/C7逐漸減?。粰M徑均值和橫截面積從C2/C3到C6/C7大致呈減小趨勢(shì)，C2/C3椎間孔最大，C6/C7椎間孔最小；下前后徑C2/C3椎間孔最大，C3/C4椎間孔最小。不同節(jié)段椎間孔之間的各參數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

由表3可見，男性和女性各節(jié)段頸椎椎間孔形態(tài)相關(guān)參數(shù)的變化趨勢(shì)均與全體研究對(duì)象一致，男性和女性之間同一節(jié)段椎間孔各參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1 椎間孔形態(tài)的CT三維重建圖像及各參數(shù)測(cè)量Fig. 1 Morphology of intervertebral foramen in CT three-dimensional reconstruction image and measurement of related parameters

表1 頸椎各節(jié)段椎間孔形態(tài)Tab. 1 Morphology of intervertebral foramen at each segment N=382

表2 全體研究對(duì)象頸椎各節(jié)段椎間孔形態(tài)參數(shù)Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

表2 全體研究對(duì)象頸椎各節(jié)段椎間孔形態(tài)參數(shù)Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

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表3 男性和女性頸椎各節(jié)段椎間孔形態(tài)參數(shù)Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

表3 男性和女性頸椎各節(jié)段椎間孔形態(tài)參數(shù)Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

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3 討 論

頸椎椎間孔是呈漏斗狀的有一定縱深的骨性神經(jīng)根管，由上壁、下壁、前壁、后壁及出入口構(gòu)成。頸神經(jīng)根分別從相同序列椎體的上方椎間孔穿出，神經(jīng)根及其周圍的脂肪、血管、纖維間隔等組織共同走行于頸神經(jīng)槽；頸神經(jīng)槽分為內(nèi)側(cè)區(qū)（椎間孔部）、中間區(qū)（椎動(dòng)脈部）、外側(cè)區(qū)（橫突嵴）3部分，其中內(nèi)側(cè)區(qū)的病變是引起神經(jīng)根型頸椎病的重要因素［3-4］，同時(shí)，頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面傾角也影響著椎間孔形態(tài)［5］。本研究發(fā)現(xiàn)，頸椎椎間孔形態(tài)在健康成人不同性別間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。椎間孔的形態(tài)包括類圓形、類橢圓形、紡錘形、不規(guī)則形等；C2/C3節(jié)段雙側(cè)椎間孔形態(tài)以近圓形為主，類橢圓形也占有一定比例。C3/C4/C5/C6/C7節(jié)段雙側(cè)椎間孔形態(tài)以類橢圓形為主，同時(shí)類圓形和紡錘形所占比例也較大。Kruse等［6］的研究顯示，正常成人頸椎椎間孔的形態(tài)以類長方形為主，與本研究結(jié)果不一致，可能是對(duì)椎弓根上緣及下緣的形態(tài)描述不同導(dǎo)致，本研究將其描述為弧形，因此，椎間孔的形態(tài)以類橢圓形及類圓形為主。

頸椎各椎間孔的縱徑和上前后徑均隨著椎間孔序列的增加而減小，C2/C3最大，C6/C7最??；而下前后徑C2/C3最大，C3/C4最小。頸椎椎間孔橫截面積的變化趨勢(shì)與頸椎椎間孔橫徑相似，均為從C2/C3到C6/C7大致呈減小趨勢(shì)，說明兩者相關(guān)性較大，考慮椎間孔狹窄主要與橫徑變小有關(guān)。C2/C3到C6/C7椎間孔橫徑、縱徑及橫截面積之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同一節(jié)段不同性別之間各參數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與既往研究［1，3，7-8］結(jié)果一致。此外，有研究報(bào)道，頸椎椎間孔的形態(tài)及相關(guān)參數(shù)在正常成人組也存在差異，隨著年齡增加，椎體及附件發(fā)生進(jìn)行性退行性變、椎間盤變性突出、椎體后緣骨贅形成、后縱韌帶及黃韌帶肥厚增生和鈣化、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)周圍組織退行性變和粘連、骨質(zhì)增生等均可能導(dǎo)致頸椎椎間孔形態(tài)及相關(guān)參數(shù)的改變，但是尚未導(dǎo)致神經(jīng)根明顯受壓及張力增加，因而無相應(yīng)臨床癥狀及體征表現(xiàn)［9-10］。

本研究數(shù)據(jù)均為靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量，而這些參數(shù)也隨著應(yīng)力及運(yùn)動(dòng)程度的變化而變化［11-12］。Liu等［13］的實(shí)驗(yàn)研究表明，在用5、10、15 kg外力牽引頸椎時(shí)，頸椎椎間盤高度明顯增大，相應(yīng)的頸椎椎間孔縱徑分別增加3.75%、8.67%和 10.43%，橫截面積分別增加5.81%、16.56%和18.90%。張正豐等［14］的實(shí)驗(yàn)研究表明，在全屈位時(shí)C3/C4、C4/C5、C5/C6的椎間孔面積分別增加16.0%、22.6%、13.3%，且屈位角度越大椎間孔橫截面積變化越大；而在全伸展位時(shí)，C3/C4、C4/C5、C5/C6椎間孔面積分別減小21%、15%、10%，同樣椎間孔橫截面積隨著伸展角度的增大而減小；C3/C4、C4/C5、C5/C6節(jié)段椎間孔橫截面積變化較大，而C2/C3、C6/C7節(jié)段變化不明顯，這與C3/C4/C5/C6節(jié)段活動(dòng)度較大有關(guān)。余情等［15］的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，頸椎椎間孔的形態(tài)隨著側(cè)曲的方向及角度改變而變化，凹側(cè)的椎間孔縱徑、上前后徑、下前后徑均減小，橫截面積減小13.07%；對(duì)側(cè)的橫截面積因縱徑、橫徑的增大而增加19.84%，Pearson相關(guān)分析表明，椎間孔面積變化率與側(cè)曲的角度存在明顯的相關(guān)性（R2=0.97）。頸椎在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)側(cè)及對(duì)側(cè)椎間孔的形態(tài)與徑值均發(fā)生明顯改變，一般表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)側(cè)孔徑和橫截面積減小，對(duì)側(cè)孔徑和橫截面積增大［16-17］。余情等［15］對(duì)頸椎椎間孔面積變化率和椎體旋轉(zhuǎn)的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，旋轉(zhuǎn)側(cè)C3/C4椎間孔面積隨著旋轉(zhuǎn)角度的增加而減?。◤?fù)相關(guān)系數(shù)為-0.947），而對(duì)側(cè)C3/C4椎間孔面積則隨著旋轉(zhuǎn)角度的增加而增加（復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.978）；其他序列椎間孔的變化趨勢(shì)與C3/C4節(jié)段相同。

頸椎椎間孔在動(dòng)態(tài)條件下的形態(tài)、徑值及橫截面積的變化是臨床上多種癥狀、體征的理論基礎(chǔ)。Chang等［18］的研究表明，頸伸時(shí)神經(jīng)根經(jīng)椎間孔處的壓力增大，若同時(shí)上肢由中立位變至外展位，壓力則減小。由此可見，椎間孔周圍的骨關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、椎管內(nèi)外韌帶的限制導(dǎo)致椎間孔內(nèi)有限空間的改變決定了神經(jīng)根通過椎間孔處的壓力，從而產(chǎn)生相應(yīng)的臨床癥狀和體征。

本研究對(duì)正常頸椎椎間孔的形態(tài)、徑值和橫截面積等進(jìn)行觀測(cè)，找出頸椎椎間孔形態(tài)、徑值、橫截面積等隨頸椎序列變化的規(guī)律，為探討頸椎椎間孔狹窄與神經(jīng)根型頸椎病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制的相關(guān)性，制訂臨床頸椎椎間孔狹窄癥定義及影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)神經(jīng)根型頸椎病椎間孔的手術(shù)減壓范圍和程度，以及進(jìn)一步制訂神經(jīng)根型頸椎病的手術(shù)指征提供了依據(jù)。但本研究僅測(cè)量了健康成人靜止?fàn)顟B(tài)下的數(shù)據(jù)，今后尚需進(jìn)一步在施加應(yīng)力和動(dòng)態(tài)條件下分析頸椎椎間孔形態(tài)參數(shù)的變化，并在多中心、大樣本的臨床工作中進(jìn)一步開展研究，對(duì)最常見的發(fā)生在C5/C6節(jié)段的椎間孔狹窄導(dǎo)致的神經(jīng)根型頸椎病進(jìn)行深入探討，為頸椎椎間孔狹窄導(dǎo)致的神經(jīng)根型頸椎病的診治提供參考。