基于CT掃描及三維重建評估髂嵴對L5-S1經(jīng)椎間孔穿刺置管的影響

陳 誠，盧 洋，2，陳曉慶

（1.南通大學附屬醫(yī)院骨科，江蘇南通226001；2.南通大學醫(yī)學院，江蘇南通226001）

腰椎間盤突出癥（lumbar disc herniation,LDH）是由病變的椎間盤組織刺激和（或）壓迫神經(jīng)根、馬尾神經(jīng)所導致的臨床綜合癥，多見于下腰椎，嚴重影響患者的工作生活，好發(fā)于30～50歲的青壯年，常給社會、家庭帶來巨大的經(jīng)濟負擔[1-3]。經(jīng)椎間孔內(nèi)窺鏡下腰椎間盤摘除術(shù)（transforaminal percutaneous endoscopic lumbar discectomy,TF-PELD）是在有效穿刺的基礎上，借助微小的工作管道，精準摘除病變的椎間盤組織，是目前臨床治療LDH最主要的脊柱微創(chuàng)術(shù)式之一[4]。然而，腰5-骶1(L5-S1)椎間隙因周圍骨盆等結(jié)構(gòu)的包繞，常影響術(shù)中的穿刺置管，因此，術(shù)前詳細評估L5-S1周圍骨性結(jié)構(gòu)（主要是髂嵴）對穿刺置管的影響則尤為重要[5-7]。本研究回顧性分析119名行腹盆腔CT檢查成年人的影像資料，并通過CT三維重建斜矢狀位圖像，對其左右兩側(cè)共238例測量樣本穿刺置管路徑中髂嵴對TF-PELD術(shù)中穿刺置管的影響進行分析，為術(shù)前評估TF-PELD治療L5-S1LDH的可行性提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象及一般臨床資料的收集

對2018年5月至2020年4月在南通大學附屬醫(yī)院影像科行腹盆腔CT掃描檢查成年人(30～50歲)的影像資料及CT三維重建斜矢狀位圖像進行回顧性收集，從病歷系統(tǒng)中查找并記錄入選樣本的性別、年齡、身高、體質(zhì)量等一般資料。

入組標準：①年齡30～50歲；②無脊柱側(cè)彎、后凸等畸形；③無腰椎和骨盆外傷史及手術(shù)史；④無腰骶部原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤及感染性疾病病史；⑤無腰骶部其他結(jié)締組織慢性疾病史。排除標準：①腰椎和（或）骨盆畸形、骨折等外傷史或手術(shù)史；②腰部和（或）骨盆原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤病史、感染性疾病史或其他慢性結(jié)締組織疾病史。

該研究分析髂嵴對L5-S1行TF-PELD手術(shù)穿刺置管路徑可行性影響的術(shù)前評估，相關(guān)研究方案已提交南通大學附屬醫(yī)院倫理部門審查，獲得批準；患者均已簽署知情同意相關(guān)文件。

1.2 腹盆腔薄層CT檢查

入組者均采用荷蘭飛利浦公司提供的Brilliancect 64 X線電子計算機斷層掃面裝置進行檢查。將CT薄層數(shù)據(jù)在工作站中進行重建處理，并結(jié)合冠狀位、矢狀位、橫斷位不同層面圖像確定目標測量圖像（經(jīng)S1椎體后上緣中點的冠狀位圖像和經(jīng)S1上關(guān)節(jié)突頂點與S1椎體后上緣中點的斜矢狀位圖像），借助影像PACS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)測量工具進行相關(guān)觀察指標的測量。

1.3 髂嵴影響穿刺置管的CT影像指標的測量

頭傾角α指經(jīng)S1椎體后上緣的水平線與S1椎體后緣中點與S1上關(guān)節(jié)突頂點連線之間的夾角[8]。髂骨外展角β指經(jīng)S1椎體后上緣水平線與髂骨外側(cè)緣連線之間的夾角；在目標冠狀位圖像中，測量兩側(cè)髂嵴最高點的距離記為a；兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)之間的距離記為b；S1上關(guān)節(jié)突頂點（擴大窗寬獲得）到S1后上緣之間的距離記為c；髂嵴最高點到S1椎體后上緣之間的距離記為d；在CT三維重建目標斜矢狀位圖像上測量S1上關(guān)節(jié)突相對高度記為c’。在矢狀位上，平L5椎弓根中點作定位，同時觀察冠狀位中兩側(cè)髂嵴最高點是否高于定位點，高于記為“高髂嵴”，其余記為“低髂嵴”[9]（圖1）。

圖1 CT掃描冠狀位和CT三維重建斜矢狀位圖像中髂嵴對穿刺置管影響的相關(guān)測量指標Fig.1 The indexes for the influence of iliac crest on puncture and catheterization in the coronal CT scan and the oblique sagittal CT 3D reconstruction images

1.4 根據(jù)穿刺置管可行性進行分組

經(jīng)典穿刺路徑定義為術(shù)中X線攝片側(cè)位片上以穿刺針經(jīng)S1上關(guān)節(jié)突尖部，尖端到達S1椎體后上緣；正位片上以穿刺針達到后正中線[10-11]。本研究將穿刺置管可行性定義為，根據(jù)CT重建目標斜矢狀位圖像中S1椎體后上緣中點與S1上關(guān)節(jié)突頂點的連線與“髂嵴”的位置關(guān)系來判定，連線不與髂嵴相交者，可穿刺置管，記為“Ⅰ組”；連線與髂嵴相交者，不可穿刺置管，記為“Ⅱ組”。

1.5 統(tǒng)計學分析

數(shù)據(jù)采用SPSS（20.0版）計算機統(tǒng)計軟件進行分析。采用Komogorov-Smirnov法進行正態(tài)分布檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料用±s表示。高、低髂嵴及Ⅰ、Ⅱ兩組樣本基線資料（年齡、身高、體質(zhì)量）之間的比較采用獨立樣本t檢驗，性別比較采用卡方檢驗；所有樣本S1椎體上關(guān)節(jié)突高度c和重建后矢狀位高度c’比較采用配對t檢驗；Ⅰ組和Ⅱ組兩組中的組間比較采用單因素方差分析。雙側(cè)檢驗P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般臨床資料的比較

入組對象共119例（左右兩側(cè)共238例測量樣本），其中男性60例，女性59例。Ⅰ組與Ⅱ組成年人的年齡、身高、體質(zhì)量和體質(zhì)指數(shù)（BMI）比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表1），在性別分布比較中，Ⅰ組女性明顯比Ⅱ組多，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。

表1 兩組患者的主要基本臨床資料Tab.1 Main basic clinical data of the two groups

2.2 分析髂嵴對穿刺置管的影響

Ⅰ組與Ⅱ組髂嵴相關(guān)影像學測量指標比較分析發(fā)現(xiàn)：Ⅰ組中頭傾角α、兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)之間距離b和S1上關(guān)節(jié)突高度c均高于Ⅱ組，髂嵴垂直高度d較Ⅱ組短，且差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表2）。而兩組髂骨間距離a與髂骨外展角β差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；在Ⅰ組的樣本中通過影像資料測量發(fā)現(xiàn)在髂嵴解剖結(jié)構(gòu)上，兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)之間距離b更寬，髂嵴垂直高度d更低，而S1上關(guān)節(jié)突高度c相對較高（表2），結(jié)合臨床實際認為兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)之間距離和髂嵴垂直高度更具臨床價值。

表2 兩組樣本中髂嵴對穿刺置管影響的CT影像相關(guān)指標測量結(jié)果的比較Tab.2 The measurement and comparison of related indexes in CT images for the impact of iliac crest on puncture and catheterization between the two groups

2.3 CT掃描及三維重建技術(shù)在評估穿刺置管可行性中的價值

通過比較分析發(fā)現(xiàn)，Ⅰ組與Ⅱ組的CT掃描冠狀位圖像與CT三維重建斜矢狀位圖像的S1上關(guān)節(jié)突高度(13.99±2.53vs.13.93±2.40,P=0.465)差異無統(tǒng)計學意義，說明入組成年人脊柱無畸形，CT三維重建模型測量穩(wěn)定、有效。

根據(jù)“高髂嵴、低髂嵴”標準[9]將入組人群再次分組為高髂嵴組和低髂嵴組，分析發(fā)現(xiàn)兩組成年人的年齡、體質(zhì)量和BMI差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），組間性別和身高差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。同樣發(fā)現(xiàn)在低髂嵴組中女性所占比例高于男性，與通過CT三維重建模型測量得出的結(jié)果相似（表3）。

表3 髂嵴高低不同組患者的主要臨床資料Tab.3 Main clinical data of the high and low iliac crest groups

進而分析發(fā)現(xiàn)，Ⅰ組（可穿刺置管組）包括全部“低髂嵴”樣本和部分“高髂嵴”樣本，說明“低髂嵴”均可進行穿刺置管，與既往研究結(jié)果相同；部分“高髂嵴”樣本，也可進行穿刺置管，說明CT三維重建模型在術(shù)前穿刺置管評估中更加全面、精確（表4）。

表4 Ⅰ組和Ⅱ組樣本的髂嵴高低情況Tab.4 Distribution of high/low iliac crest cases in groupⅠand groupⅡ （n）

3 討 論

TF-PELD是當前治療LDH主要的脊柱微創(chuàng)術(shù)式，它以有效的穿刺置管為前提，能精準摘除突出的椎間盤組織，療效確切，醫(yī)源性損傷微小。但由于L5-S1周圍的骨性結(jié)構(gòu)常影響術(shù)中穿刺置管，甚至因骨性結(jié)構(gòu)（主要是髂嵴）的阻擋無法穿刺而改行其他手術(shù)，增加患者的生理、心理和經(jīng)濟負擔[5]。

安全、有效地穿刺置管是TF-PELD手術(shù)實施的核心和前提，直接影響手術(shù)效果，其中以準確定位穿刺最為關(guān)鍵[12-13]。髂嵴是阻擋TF-PELD術(shù)中穿刺置管的主要骨性結(jié)構(gòu)，除了髂嵴最高點水平外，骨性結(jié)構(gòu)的空間形態(tài)同樣有重要影響[14]。目前臨床上評估髂嵴高低主要是基于X線，當存在“高髂嵴”情況時，傳統(tǒng)的椎間孔鏡技術(shù)因高髂嵴的阻擋并伴有L5椎體橫突及關(guān)節(jié)突肥大等因素而出現(xiàn)置管困難并增加手術(shù)難度及時間以及病患痛苦和心理負擔。為減少“高髂嵴”所帶來的不利影響[15-16]，HOOGLAND等[17]提出在L5-S1水平可通過將傳統(tǒng)穿刺點的內(nèi)移動，增加穿刺角度，能有效避開高髂嵴及橫突的遮擋，順利置入工作通道。SONG等[18-19]建議通過大直徑環(huán)鉆（外徑7.5 mm）進行椎間孔改良擴大成形并結(jié)合內(nèi)移穿刺點，從而更容易進入L5-S1椎間孔，進行減壓操作。但是，在術(shù)前評估中仍缺乏對髂骨與L5-S1椎間孔之間三維空間形態(tài)的分析，因此，本研究將髂嵴作為主要的阻擋骨性結(jié)構(gòu)進行局部空間結(jié)構(gòu)的影像分析，根據(jù)腹盆腔CT三維重建預測結(jié)果將所有樣本分為Ⅰ組（可穿刺置管組）和Ⅱ組（不可穿刺置管組），結(jié)果顯示目標冠狀位圖像中α、a、c和d在兩組間均存在差異。在穿刺定位成功后，通過關(guān)節(jié)突甚至橫突成形等操作能夠有效放置工作套管，進行TF-PELD手術(shù)。α和c之間的微小差異，雖有統(tǒng)計學差異，但臨床實踐價值不高。而骨盆的“內(nèi)聚”程度(a)和髂嵴垂直高度d是評估穿刺置管可行性更為關(guān)鍵的因素，骨盆和髂骨“寬”且“低”的形態(tài)下更易穿刺置管。在男性人群中不可穿刺置管的情況明顯較女性更多見，這與兩者的骨盆外形密切相關(guān)，因此，對女性“高髂嵴”可以進行嘗試穿刺置管，而男性則需謹慎。

臨床目前主要以腰椎X線片和腰椎間盤CT評估穿刺置管可行性，常易造成偏差。本研究通過腹盆腔CT及三維重建對L5-S1穿刺置管可行性進行研究，發(fā)現(xiàn)CT三維重建模型術(shù)前評估后“低髂嵴”的所有樣本均為可穿刺置管組，與既往研究結(jié)果一致，證明預測方法的有效性[20]。因此，對“高髂嵴”的L5-S1LDH患者，可選擇行腹盆腔CT掃描，通過CT三維重建能獲得更加可靠的結(jié)果，具有較高的臨床實踐意義。有研究表明L5-S1間隙在體位改變時幾乎保持相對恒定，仰臥位掃描獲得的腹盆腔CT，研究結(jié)論仍適用于術(shù)中俯臥位的情況[21-22]。本研究相關(guān)測量指標主要集中在S1椎體及髂骨，幾乎不涉及L5/S1間隙的相對位置，故研究結(jié)果實際意義較大。本研究的不足之處在于僅選取LDH高發(fā)年齡段正常人群作為研究對象，未深入分析椎間盤突出類型、部位及病變狹窄的L5-S1間隙對穿刺置管的影響。此外，本研究主要對穿刺難易程度進行評估，實際手術(shù)中一定程度還需考慮工作套管的直徑的影響。

通過腹盆腔CT掃描及三維重建能更加全面、準確進行術(shù)前評估髂嵴對L5-S1行TF-PELD術(shù)中穿刺置管的影響，通過對LDH高發(fā)人群進行影像解剖指標分析，能為術(shù)者尤其是初學者確定手術(shù)方案提供參考，有較高的臨床實際應用價值。