点击显示 收起
【摘要】 ［目的］探讨寰枢椎后路经关节螺钉内固定术钉道的安全性。［方法］（1）在30套国人干燥寰枢椎标本上测量相关的解剖参数；（2）在6具国人尸体标本上行寰枢椎后路经关节螺钉内固定术，术后行X线及CT检查，观察椎动脉与钉道的解剖学关系。［结果］干燥标本上枢椎上关节面下椎动脉沟深（5.86±1.45）mm；15侧椎动脉沟延伸到枢椎上关节面下内侧1/3，达中1/3和外1/3者分别为36、9侧，其理想钉道内倾角分别为（26.4±3.44）°、（16.1±2.44）°和（15.1±2.24）°。CT图像上测得钉道与椎动脉最小距离位于枢椎椎动脉沟顶点2.75～5.78 mm。［结论］枢椎椎动脉沟的位置决定钉道的角度，在枢椎上关节面下钉道与椎动脉关系最为密切，但两者之间仍有一定的安全范围。
【关键词】 寰枢关节； 后路； 经关节螺钉内固定； 椎动脉； 解剖学
Anatomic relationship of vertebral artery and screw trajectory of posterior atalanto-axial transarticular screw fixation∥CAI Xian-hua,JIANG Bin,CHEN Zhuang-hong,et al.Department of Orthopaedics,Wuhan General Hospital of Guangzhou Command of PLA,Wuhan 430070, China
Abstract: ［Objective］To study the screw trajectory in the posterior atalanto-axial transarticular screw fixation. ［Methods］（1）The anatomical parameters related to the screw fixation were measured on 30 paired dry atlantoaxial specimens；（2）The X ray and CT scan were taken after C1、2 was fixed by posterior transarticular screws on 6 cadavers .These iterms were used to explore the anatomical relation of the vertebral artery and the screw trajectory in the posterior C1、2 fixation.［Results］The depth of the vertebral artery groove on the inferior surface of the superior facet of the axial was(5.86 1.45)mm; the vertebral artery groove extented the superior facet up to its medial third in 15 sides , up to the middle third and its lateral third respective in 35 and 9 sides,and the ideal screw trajectory medial angle of these specimens were(26.4±3.44)°,(16.1±2.44)°,(15.1±2.24)° respectively。The shortest distance between the vertebral artery and the screw trajectory lied in the topmost point of the vertebral artery groove of the axial on CT images ,and the interval was（ 2.75～5.78）mm.［Conclusion］The position of vertebral artery groove of the axial is the key to decide the angle of the screw trajectory.The shortest interval between screw trajectory and vertebral artery, safe for posterior atalanto-axial transarticular screw fixation, locates on the inferior surface of the superior facet of the axial.
Key words：atlanto-axial joint； posterior approach; transarticular screw fixation; vertebral artery; atatomy
寰枢椎后路经关节螺钉内固定术是治疗寰枢椎不稳较为理想的手术方法［1］，椎动脉损伤是其最严重的并发症之一，但钉道与椎动脉的解剖学关系尚缺乏专题研究。有鉴于此，作者通过对成人干燥寰枢椎标本进行测量，并在尸体标本上行寰枢椎后路经关节螺钉内固定术，研究钉道与椎动脉的解剖学关系，以评估寰枢椎后路经关节螺钉内固定术的安全性。
1 材料和方法
1.1 标本 国人30套成人干燥配套寰枢椎标本，外观上排除破损与畸形，不分性别及种族、年龄。6具成人尸体标本，均死于急性失血，X线检查无骨性异常，每个标本由枕骨髁基底（C0～C6）组成，剔除颈后附着部分肌肉，保留韧带及关节囊的完整。
1.2 工具 干燥标本的线性测量用精度为0.01 mm的国产电子游标卡尺，角度测量用普通国产量角器，精度为0.5°。尸体标本术后X线片及CT片上的角度及长度测量均用电子尺软件测量，角度精确到0.1°，长度精确到0.1 mm。
1.3 干燥标本测量指标 钉道内倾角、枢椎椎弓根宽度、椎动脉沟顶点至枢椎上关节面内缘距离（图1）及枢椎侧块内侧高度、枢椎上关节面下椎动脉沟深度、钉道的上倾角（图2）。
1.4 尸体标本手术模拟与影像学测量 以双侧枢椎下关节突下缘正中为进钉点，瞄准寰椎前结节，分别向寰椎侧块拧入长度合适的空心螺钉，模拟行寰枢椎后路经关节螺钉内固定术。术后分别行X线片及CT平扫加三维重建检查，以电子尺测量软件测量钉道的角度（图3、4）及不同层面上钉道与椎动脉的距离（图5、6）。
1.5 数据处理 用SPSS 13.0软件对测量数据进行分析，测量指标用均数±标准差（x-±s）表示。同一标本左、右两侧相应参数采用配对t检验进行统计处理。多个样本均数间采用One-way ANOVA方差分析和SNK法进行分析比较。统计检验标准的显著性设在α＝0.05。 图11.椎动脉沟达关节面中、外1/3时钉道内倾角（螺钉的纵轴与矢状面的夹角）；2.椎动脉沟达关节面内1/3时钉道内倾角；3.椎弓根宽度（在枢椎横突孔处椎弓根中上段测量椎弓根宽度）；4.椎动脉顶点到关节面内缘距离 图21.枢椎侧块内侧高度（枢椎上关节面与椎动脉沟顶点的距离）；2.椎动脉沟深度（枢椎横突孔下缘与椎动脉沟顶点的距离）；3.螺钉的上倾角（螺钉的纵轴与水平面的夹角） 图3钉道内倾角的测量方法 图4钉道上倾角的测量方法 图5横断面CT显示椎动脉与螺钉的距离 图6矢状面CT显示椎动脉顶点与钉道的距离
2 结果
2.1 寰枢椎标本相关参数测量：结果见表1。在30套（60侧）标本中，枢椎椎弓根宽度＜4.5 mm 9侧（15%），其中左侧6例（10%），右侧3例（5%），左、右两侧数据无显著性差异（P＞0.05），故合并处理。表1 寰枢椎相关参数测量结果x-±s（min～max）项 目左 侧右 侧双 侧枢椎椎弓根高度（mm）8.52±1.17（6.45～11.06）8.47±1.03（6.01～10.75）8.49±1.10（6.01～11.06）枢椎椎弓根宽度（mm）6.16±1.85（3.06～8.61）5.47±1.65(3.10～9.40)5.81±1.75（3.06～9.40）枢椎椎动脉沟深度（mm）6.08±1.42(4.00～9.30)5.64±1.48(1.05～8.39)5.86±1.45（1.05～9.30）枢椎侧块内侧高度（mm）3.75±1.16(1.53～5.96)3.67±1.23(1.05～5.96)3.71±1.19(1.05～5.96)）钉道上倾角（°）45.3±2.6（35.0～56.0）43.8±2.5（37.5～56.5）44.6±2.5（35.0～56.5）2.2 枢椎上关节面下椎动脉沟不同范围的距离与角度测量：结果见表2。在枢椎上关节面下，椎动脉沟达到上关节面内1/3者15侧（25%），中1/3者36侧（60%），外1/3者9侧（15%）。椎动脉沟达到上关节面内侧1/3者，其钉道内倾角较中1/3、外1/3者大，其差异具有显著性（P＜0.05），达中1/3和外1/3者，钉道内倾角无明显差异（P＞0.05）。椎动脉沟顶点距关节面內缘距离三组相互比较均有显著性差异，小于4.5 mm者2侧，均在内1/3组。表2 枢椎上关节面下椎动脉沟不同范围的相关测量
2.3 模拟手术标本影像学测量：6具（12侧）标本中，其椎动脉沟达关节面内1/3、中1/3、外1/3的各有1侧、8侧、3侧；模拟手术标本钉道内倾角（12.5±0.85）°，钉道上倾角（50.5±2.88）°；模拟手术标本钉道与椎动脉的距离测量结果见表3。不同层面钉道与椎动脉的距离不同，在枢椎横突孔上、下缘及椎动脉沟顶点处，钉道与椎动脉的距离较小，但后者最小2.78～5.78 mm。 表3 模拟手术标本钉道与椎动脉的距离测量：x-±s（min～max）平 面（mm）左 侧右 侧双 侧枢椎横突孔下缘4.02±1.06(2.98～5.87)3.89±1.01(2.99～5.76)4.01±1.00(2.98～5.87)枢椎横突孔上缘3.89±1.08(2.80～5.80)3.80±0.89(2.85～5.38)3.84±0.95(2.80～5.80)寰椎横突孔8.30±1.06(6.87～9.68)8.04±0.94(6.72～9.11)8.16±0.96(6.72～9.68)寰椎出钉处11.92±0.82(10.98～13.22)11.89±0.99(10.75～13.18)11.91±0.86(10.75～13.22)椎动脉沟顶点处3.60±0.95(2.78～5.22)3.80±1.07(2.80～5.78)3.70±0.97(2.78～5.78)
3 讨论
3.1 寰枢椎后路经关节螺钉内固定术椎动脉损伤危害与发生率
寰枢椎不稳定的治疗主要是恢复寰枢关节的解剖结构、解除压迫或刺激、重建寰枢关节的稳定性。后路经关节螺钉内固定术以疗效显著而广泛运用于治疗寰枢椎不稳定，但椎动脉损伤时有发生［2、3］，一旦损伤，术中即可见鲜红色血液从针道或螺钉孔内流出，严重者可造成偏瘫、脑干缺血死亡［4］。目前椎动脉损伤发生率尚无准确的报道，据Gluf［2］报道，67例行寰枢椎后路经关节螺钉内固定术者，2例发生椎动脉损伤；Suchomel［3］报道了80例患者中有4例出现椎动脉损伤；Wright［4］在1 318例寰枢椎后路经关节螺钉内固定术患者中,发现31例（2.4%）发生椎动脉损伤， 23例（1.7%）患者可疑椎动脉损伤，因此，研究钉道与椎动脉的解剖学关系很有意义。
3.2 椎动脉与寰枢椎及钉道的解剖学关系探讨
寰枢椎是不规则形椎体，其形状及结构特殊，了解椎动脉与寰枢椎解剖关系对后路经关节螺钉的置入十分重要。
椎动脉在C0～C3段走行明显不同于下位颈椎，此段椎动脉走行有数个弯曲［5］，特别在枢椎上关节面下椎动脉沟处为明显。本组通过对30套（60侧）干燥标本的观察发现，在枢椎上关节面下均存在椎动脉沟，其深度为（1.05～9.30） mm。因椎动脉沟的存在，使枢椎侧块内侧高度降低，且椎动脉沟常常延伸到枢椎上关节面下。椎动脉沟顶点达到关节面内1/3者15侧，中1/3者36侧，外1/3者9侧，说明椎动脉沟顶点大部分位于中1/3，置钉时应充分考虑椎动脉沟的位置。在枢椎上关节面下椎动脉常常没有完全占据椎动脉沟，椎动脉在此段多为屈曲状态，在头颈部屈曲状态下，椎动脉相对较直，使椎动脉与沟之间间隙增大［6、7］，有利于术中避免伤及椎动脉。
一般说来，椎弓根宽度＜4.5 mm时，螺钉损伤椎动脉的风险较大［8］。作者通过对本组60侧干燥标本的观察测量发现，虽然本组大部分标本显示其宽度＞4.5 mm，但由于椎动脉沟的存在，椎动脉沟顶点至枢椎上关节面内缘的距离对手术安全性也十分重要。有些椎体虽然椎弓根宽度较大，但由于椎动脉沟占据关节面内1/3，椎动脉沟顶点至关节面内缘距离较小，导致不能完全容纳3.5 mm的螺钉。在15例椎动脉沟达到关节面内侧1/3的标本中，有2例小于4.50 mm，这些标本由于枢椎上关节面外侧2/3下都为椎动脉沟压痕，钉道应相应增大内倾角才可避免伤及外侧椎动脉。本组测得内1/3的15侧标本钉道内倾角平均为26.4°，中1/3和外1/3的标本其内倾角分别为16.1°、15.1°。这表明椎动脉的走行方向决定钉道内倾角的大小。
以枢椎下关节突下缘正中为进钉点，螺钉经过枢椎峡部、寰枢关节突关节中后部、从寰椎侧块上方骨皮质穿出。本组6具（12侧）标本按此方法模拟行后路双侧经关节螺钉内固定术，术后CT扫描加三维重建检查示12枚螺钉均未损伤椎动脉。在CT图像上测量结果显示，在不同层面钉道与椎动脉之间存在不同间距，在枢椎上关节面下椎动脉沟顶点与钉道距离最近2.78～5.78 mm，这表明后路经关节螺钉内固定术钉道与椎动脉之间有一定的安全范围。所测得的钉道内倾角为12.5°，小于干燥标本，可能与尸体标本有完整的软组织附着及正常的寰枢椎间关节间隙相关；同时，在6具（12侧）标本中，仅1侧椎动脉沟位于枢椎上关节面内1/3处，表明大部分椎动脉沟位于枢椎上关节面中、外1/3处，与干燥的标本获得数据类似。因此，椎动脉沟位置的判断对于寰枢椎后路经关节螺钉内固定术及钉道的选择极为重要。
3.3 后路经关节螺钉内固定术中椎动脉损伤的原因探讨与预防
因寰枢椎与椎动脉的特殊解剖学关系，枢椎椎弓根宽度仅为（5.81±1.75） mm,椎弓根内要容纳直径为3.5 mm的螺钉必须掌握好钉道的方向，否则螺钉易突破骨质，损伤其外侧的椎动脉。由于椎动脉沟常延伸至枢椎上关节面下方，本组置钉后测得其与钉道距离最短，说明此处是术中钉道损伤椎动脉的高发部位。
Wright 等［4］对椎动脉损伤原因进行了探讨，认为主要为术前对寰枢椎的解剖了解不够，寰枢椎复位不佳及进行螺钉内固定时监测不够。作者通过对寰枢椎的干燥标本观察发现， 9侧（15%）标本的椎弓根宽度小于4.5 mm；有15侧（25%）标本枢椎椎动脉沟较深，且达到枢椎上关节面内1/3，其钉道内倾角平均为26°，若按大部分标本的内倾角16°置钉，其钉道极有可能损伤椎动脉，因此解剖关系的特殊性应引起重视。
术前对患者进行CT扫描及三维重建检查可以显示椎弓根及椎动脉沟的相关数据，有利于指导手术操作。对于枢椎椎动脉沟深大的患者，应沿椎弓根轴偏内侧，螺钉内偏角应相对较大（26°）。椎弓峡部细小的患者（小于4.5 mm），使用直径3.5 mm的极易穿破峡部骨质导致椎动脉损伤，需改行其他手术方式或采用直径较小的螺钉。尽管国内也有学者［9］在尸体标本上模拟寰枢椎前后脱位下的置钉角度研究，认为寰枢关节在一定范围内前后脱位下也可以实行后路经关节螺钉术，但作者认为寰枢椎处于前后或旋转移位时，均使得钉道方向发生明显变化，大大增加了手术难度及椎动脉损伤的风险。同时置钉时应在X线机透视下进行，以便及时了解导针的方向，并加以调整，以确保螺钉在骨性通道内走行。
总之，枢椎椎动脉沟的解剖位置对于螺钉的置入十分重要。钉道与椎动脉间存在一定的安全距离，后路经寰枢关节螺钉内固定术是安全的，但应该注意其解剖关系的特殊性，尤其要注意椎动脉沟的位置，术前进行有关影像学检查并进行相关测量十分重要。
【参考文献】
［1］ Richter M,Mattes T,Cakir B.Computer-assisted posterior instrumentation of the cervicaland cervico-thoracic spine［J］.Eur Spine ,2004,1:50-59.
［2］ Gluf WM,Brockmeyer DL.Atlantoaxial transarticular screw fixation:a review of surgical indications,fusion rate,complications,and lessons in 67 pediatric patients［J］.Neurosurg,2005,2:164-169.
［3］ Suchomel P,Stulink J,Klezl Z.Transarticular fixation of C1、2:a multicenter retrospective study［J］.Acta Chir orthop Traumatol Cech,2004,1:6-12.
［4］ Wright NM, Lauryssen C.Vertebral artery injury in C1、2 transarticular screw fixation:results of a survey of the AANS/CNS section on disorders of the spine and peripheral nerves［J］.Neurosurg,1998,4:634-640.
［5］ Moftakhar P,Gonzalez NR,Khoo LT.Osseous and vascular anatomical variations within the C1、2complex:a radiographical study using computed tomography angiography［J］.Int J Med Robot，2008,2:158-164.
［6］ Cacciola F,Phalke U.Verterbral artery in relationship to a C1～2 vertebrae :an anatomical study［J］.Neurosurg，2004,2:178-184.
［7］ Spangenberg P,Coenen V. Virtual placement of posterior C1～2 transarticular screw fixation［J］.Neurosurg Rev,2006,2:114-117.
［8］ 任中武,倪斌, 陶春生.寰枢椎后路经关节螺钉固定术［J］.中华创伤骨科杂志，2007,9:229-232.
［9］ 孔庆毅，李家顺，贾连顺.寰枢椎经关节螺钉固定的临床解剖学测量［J］.中国矫形外科杂志,2002，13：1328-1330.
（收稿：20081127）
作者单位：1.广州军区武汉总医院骨科，湖北武汉 430070；2.南方医科大学研究生学院，广州 510515