應(yīng)用樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘固定治療椎動脈變異的療效評估

程曉非 楊二柱 田海軍 孫曉江 趙長清 趙杰

樞椎的常見內(nèi)固定方式包括椎弓根螺釘、峽部螺釘和椎板螺釘，其中椎弓根螺釘由于技術(shù)成熟，目前應(yīng)用最為廣泛。椎弓根螺釘通常從樞椎下關(guān)節(jié)突后方進釘，斜向頭端通過關(guān)節(jié)突間峽部和椎弓根后直達椎體前緣皮質(zhì)，其中椎弓根是這一骨性通道中最狹窄的部分，其外側(cè)偏前有椎動脈穿過。椎動脈在樞椎內(nèi)的走行復(fù)雜，且經(jīng)常發(fā)生解剖變異如椎動脈高[1-2]。有研究顯示，椎動脈高跨在人群中的發(fā)生比例在10%～31%[3]。椎動脈變異除了高跨外還存在內(nèi)移的情況，內(nèi)移和高跨的比例可分別達到25.5%和24%[4]。當存在這些解剖變異時，椎動脈占據(jù)樞椎內(nèi)更多的骨性區(qū)域，使得椎弓根變狹窄，植入椎弓根螺釘有穿透骨壁損傷椎動脈的風(fēng)險[5]，因此置釘前需要通過影像學(xué)檢查仔細評估椎動脈在樞椎內(nèi)的走行和椎弓根的直徑。遇到椎弓根狹窄的情況，可以選擇植入更加安全的樞椎峽部螺釘或椎板螺釘[6-7]。但有文獻報道，這兩種技術(shù)的固定強度和最終融合率低于椎弓根螺釘[8-9]，術(shù)后仍需輔助外固定。有學(xué)者研究測量了269例患者的樞椎CT數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)椎弓根小于4 mm者不適宜接受常規(guī)椎弓根螺釘固定，但在椎弓根的上部及寰樞椎關(guān)節(jié)面之間的骨質(zhì)則有可能容納螺釘植入[10]。此后，Patkar[11]介紹了一組在此區(qū)域進行置釘?shù)牟±⑽刺峒斑@些病例是否存在椎動脈變異和椎弓根狹窄的情況，也沒有進行具體的術(shù)前影像評估和設(shè)計。當需要進行樞椎固定時，應(yīng)首先進行術(shù)前CT測量，發(fā)現(xiàn)樞椎椎動脈變異和椎弓根狹窄時，進一步評估改用寰樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘技術(shù)進行固定的可行性。

資料與方法

一、資料

2013年1月至2021年1月上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科采取樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘行寰樞椎后路固定的椎動脈變異患者17例。手術(shù)指征包括：寰樞椎不穩(wěn)5例，齒狀突骨折5例，齒狀突游離小骨4例，寰樞椎脫位3例。男10例，女7例，平均年齡43.6歲。術(shù)前患者全部接受頸椎正側(cè)位、椎動脈CT(CT angiography,CTA)和頸椎MRI檢查。

二、方法

1. 圖像測量：本組患者為因術(shù)前CTA發(fā)現(xiàn)存在椎動脈變異，不能植入椎弓根螺釘。為準確植入關(guān)節(jié)面下螺釘，對每一名患者的CT二維重建圖像進行測量。首先在兩側(cè)的冠矢軸3個平面上確定螺釘中軸的最佳軌跡；隨后測量骨質(zhì)最狹窄處的直徑，以此確定骨性通道是否可植入螺釘。根據(jù)軌跡確定螺釘進針點，在矢狀位測量螺釘軌跡長度和頭傾角度，在軸位測量內(nèi)傾角度。同時測量雙側(cè)峽部長度，即矢狀位下關(guān)節(jié)突中點到橫突孔的距離，作為峽部螺釘軌跡的長度(圖1 )。

2.手術(shù)：術(shù)中根據(jù)術(shù)前測量結(jié)果，以關(guān)節(jié)間峽部背側(cè)為進針點，寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面下方約3 mm水平。用神經(jīng)剝離子探及樞椎椎管內(nèi)壁，取其外側(cè)約3 mm進針。采用磨鉆磨除進針點處少量皮質(zhì)骨，開口后用開路器逐漸深入；方向為頭端傾斜5°～10°，向內(nèi)側(cè)傾斜10°～15°。根據(jù)測深結(jié)果選擇不同長度的3.5 mm直徑螺釘植入(圖1 )。寰椎側(cè)塊螺釘采用標準方法植入，隨后用連接棒固定寰樞椎螺釘。最后行寰椎后弓及樞椎椎板去皮質(zhì)，自體髂骨塊植骨。術(shù)后第3～5天行頸椎正側(cè)位及CT檢查，評估復(fù)位情況和內(nèi)植物位置。術(shù)后給予頸托固定2～3周。術(shù)后1年隨訪復(fù)查頸椎正側(cè)位及CT檢查觀察內(nèi)植物及植骨融合情況。

圖1 患者男，51歲，寰樞椎不穩(wěn)，椎動脈變異。選擇樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘植入手術(shù) A～C 軸位及矢狀位CTA顯示椎動脈存在內(nèi)移和高跨，無法植入椎弓根螺釘 D～F 通過CT重建設(shè)計關(guān)節(jié)面下右側(cè)螺釘?shù)闹踩胲壽E G～I 通過CT重建設(shè)計關(guān)節(jié)面下左側(cè)螺釘?shù)闹踩胲壽E J～L 術(shù)后CT顯示右側(cè)關(guān)節(jié)面下螺釘植入位置滿意 M～O 術(shù)后CT顯示左側(cè)關(guān)節(jié)面下螺釘植入位置滿意

結(jié) 果

術(shù)前CT顯示該組患者全部存在樞椎椎弓根狹窄，直徑為(3.2±0.5)mm，不能接受椎弓根螺釘植入。在CT二維重建上測量關(guān)節(jié)面下螺釘軌跡的直徑為(5.5±0.9)mm，顯著高于椎弓根直徑(P<0.05)，可以安全植入3.5 mm螺釘。設(shè)計進針點距離寰樞椎關(guān)節(jié)面的距離為(2.7±0.4)mm，距離椎管內(nèi)壁距離為(3.4±0.3)mm。螺釘軌跡頭傾角度為(7.4±2.5)°。內(nèi)傾角度為(12.2±2.1)°。關(guān)節(jié)面下螺釘軌跡長度為(20.4±2.4)mm。峽部螺釘軌跡長度為(16.9±2.6)mm，兩者間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后CT顯示34枚樞椎螺釘均位于骨質(zhì)內(nèi)；其中7枚螺釘突破內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)，橫突孔處皮質(zhì)完整，未損傷神經(jīng)或椎動脈。患者隨訪1年以上，均實現(xiàn)骨性融合，未發(fā)現(xiàn)內(nèi)植物失效情況。

討 論

寰樞椎固定有助于實現(xiàn)節(jié)段的穩(wěn)定和融合。常見的寰樞椎后路固定方法包括經(jīng)關(guān)節(jié)突螺釘、寰椎側(cè)塊/椎弓根螺釘加樞椎峽部/椎弓根/椎板螺釘。經(jīng)關(guān)節(jié)突螺釘可以提供良好的即刻穩(wěn)定性。但單獨應(yīng)用這一技術(shù)時其抗屈曲應(yīng)力能力有限，常需要與寰椎線纜或掛鉤聯(lián)合使用以降低屈曲時內(nèi)固定失敗風(fēng)險[12]，因此，這一技術(shù)應(yīng)用于需要進行后弓切除減壓的情況時需慎重。同時，這項技術(shù)不能進行術(shù)中的進一步復(fù)位，對術(shù)前復(fù)位要求較高。由于進針角度大，對于肥胖及胸椎后凸大的患者，理想的置釘存在一定困難。此外，螺釘通過樞椎時有損傷椎動脈的風(fēng)險。

樞椎椎弓根螺釘最早被應(yīng)用于樞椎Hangman骨折的后路手術(shù)治療[13]。Goel等[14]首先采用寰椎側(cè)塊螺釘和樞椎椎弓根螺釘?shù)尼敯逑到y(tǒng)進行寰樞椎固定。隨后Harms等[15]使用釘棒系統(tǒng)對其進行了改良。由于固定牢靠、適應(yīng)范圍廣，同時可進行術(shù)中復(fù)位，目前這一技術(shù)已逐漸成為寰樞椎固定的主流術(shù)式。但臨床研究的結(jié)果顯示，樞椎椎弓根螺釘同樣存在損傷椎動脈的潛在風(fēng)險。Punyarat等[16]對術(shù)后CT分析發(fā)現(xiàn)植入的樞椎椎弓根螺釘中有23%(12枚/52枚)穿透骨皮質(zhì)。Alosh 等[17]同樣發(fā)現(xiàn)螺釘穿透皮質(zhì)比例為23%，且椎動脈損傷的發(fā)生率為0.6%。一項薈萃分析納入了2 975枚樞椎椎弓根螺釘?shù)闹踩虢Y(jié)果，發(fā)現(xiàn)椎動脈損傷發(fā)生率為0.3%[7]。

常規(guī)樞椎椎弓根螺釘走行通過下關(guān)節(jié)突、峽部和椎弓根。有學(xué)者通過影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，椎弓根的寬度是制約椎弓根螺釘安全植入的主要因素，約有5%～9%的人群因為椎弓根過于狹窄，不適宜接受椎弓根螺釘固定[18-19]。而椎弓根狹窄的原因在于椎動脈的解剖變異，Yeom等[10]通過測量發(fā)現(xiàn)椎動脈變異比例達14.5%，相應(yīng)的椎弓根狹窄(直徑小于4 mm)比例達到9.5%。在椎動脈同時出現(xiàn)高跨和內(nèi)移的情況下，椎弓根的平均直徑為4.6 mm。為避免損傷椎動脈，植入椎弓根釘時需要增大外展角及頭傾角。但即使這樣的進針角度也很難植入常規(guī)椎弓根螺釘，因而推薦改用峽部螺釘或椎板螺釘[4]。

樞椎在解剖形態(tài)上與下頸椎完全不同，它的椎弓根因椎體形態(tài)差別和椎動脈走行變異存在很大的個體差異；其截面并非單純的類圓形，普通軸位CT無法很好地評估椎弓根的形態(tài)和直徑。對于接受上頸椎手術(shù)治療的患者，術(shù)前常規(guī)進行椎動脈CTA檢查。通過重建清楚地顯示樞椎骨質(zhì)形態(tài)和椎動脈走行，在設(shè)計螺釘?shù)闹踩胲壽E時才能有效避開椎動脈。

本組患者均存在椎動脈內(nèi)移和/或高跨所致的椎弓根狹窄，椎弓根平均直徑3.2 mm，常規(guī)椎弓根螺釘軌跡會侵入椎動脈孔，具有血管損傷風(fēng)險，不能接受常規(guī)椎弓根螺釘植入。因此，本研究選擇樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘作為替代方案。為準確植入螺釘，術(shù)前通過CT二維重建在冠矢軸三個平面上確定螺釘中軸的最佳軌跡，隨后測量骨質(zhì)最狹窄處的直徑。經(jīng)過測量。本組病例在椎動脈高跨和內(nèi)移的情況下，椎動脈在樞椎內(nèi)的走行為先內(nèi)移再向前外側(cè)高跨，因此椎動脈內(nèi)側(cè)的椎弓根比較狹窄，平均直徑為3.2 mm。按常規(guī)方法植入椎弓根螺釘有風(fēng)險，而在椎動脈溝的內(nèi)上方的椎弓根骨質(zhì)受椎動脈影響較小，平均直徑為5.5 mm，可以安全植入3.5 mm螺釘。

本組病例采取徒手方式，依據(jù)術(shù)前測量的結(jié)果進行置釘，術(shù)中使用C臂或O臂進行透視。術(shù)后CT顯示螺釘位置均位于骨質(zhì)內(nèi)，未出現(xiàn)椎動脈損傷情況。關(guān)節(jié)面下螺釘?shù)倪M針點高于常規(guī)椎弓根螺釘，位于側(cè)塊關(guān)節(jié)間峽部背側(cè)，螺釘通過峽部和椎弓根內(nèi)上方的骨質(zhì)進入椎體內(nèi)實現(xiàn)有效固定。由于進針點高并且螺釘走行遠離椎動脈而朝向齒狀突方向，可以避免螺釘侵入椎動脈孔。同時，螺釘通過了峽部和椎弓根，其固定形式和穿行軌跡與椎弓根螺釘相近。螺釘與椎弓根內(nèi)側(cè)及上方皮質(zhì)骨形成直接接觸，固定強度接近椎弓根螺釘。術(shù)前CT測量結(jié)果顯示，本組關(guān)節(jié)面下螺釘?shù)能壽E長度要顯著大于峽部螺釘軌跡長度，提示其固定強度可能也高于峽部螺釘。

值得注意的是并非所有椎弓根狹窄病例都適合植入樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘。對于椎動脈變異明顯、術(shù)前CT測量顯示預(yù)計螺釘軌跡直徑小于4 mm的患者，仍無法安全植入關(guān)節(jié)面下螺釘，應(yīng)改用其它固定方式[20-22]。

綜上，當進行寰樞椎固定時，對于椎動脈變異伴樞椎椎弓根狹窄而不適合接受椎弓根螺釘固定時，寰樞椎關(guān)節(jié)面下螺釘可作為一個備選方案。術(shù)前通過CT重建測量有助于安全有效地植入螺釘。但本研究主要基于關(guān)節(jié)面下螺釘影像學(xué)測量結(jié)果，數(shù)據(jù)具有一定的局限性。此外，本研究并不能確定關(guān)節(jié)面下螺釘與椎弓根螺釘、峽部螺釘及椎板螺釘在力學(xué)性能上的差異，后續(xù)需要進一步進行尸體標本的測量和體外生物力學(xué)測試以明確這些問題。