CT薄层扫描后枢椎椎动脉孔术前评估的方法与临床应用价值

【摘要】 目的 探讨螺旋CT薄层扫描后枢椎椎动脉孔解剖变异术前评估在个体化置钉中的应用价值。方法： 80例共160侧枢椎椎弓根，术前接受薄层CT扫描，根据扫描结果进行枢椎椎弓根类型判读，I/III/IV型选择椎弓根固定，II型选择椎板螺钉或椎板钩固定。结果：其中I型102枚、II型26枚、  III型21枚、IV型11枚 。134侧椎弓根实施了椎弓根螺钉内固定，26侧II型的椎弓根被判断不适合椎弓根螺钉固定，放弃该技术而改用椎板螺钉（15）和椎板钩（11）固定。手术后的病例采用CT钉道扫描复查，显示130侧次椎弓根螺钉位置良好，4侧次偏外穿入椎动脉孔，但未造成严重后果。结论：术前应用螺旋CT薄层扫描技术可以有效判读枢椎椎弓根的类型，从而确定合理的手术方式，将手术的风险降到最低广州军区总医院骨科王建华

【关键词】  枢椎  椎动脉孔分型   术前评估  个性化置钉

Application of thin CT scan of axis and classification for the  vertebare artery foramen before operation // jianhuawang , qingshui ying, hongxia ,zenghui wu, general hospital of PLA ,GuangZhou , GuangDong, 510010

[Abstract] Objective Investigate application of axis thin slice CT scan  for pedicle screw placement before operation.Methods 80 patients(160 pedicles) underwent slice CT scan before operation, then the axis pedicles were classified into four types according to the parameter a (distance form the inside border of the axis vertebrae groove to the outer -side of vertebrae groove

) and parameter e (distance form the upper faces of latter mass to the rim peak of the axis vertebrae artery groove ). Then the type I/II/IV were shoosed for pedicle screw placement and type II were excluede with pedicle screw placement and chossed for other fixation methods (hooks or lament screw).Results The whole 160 pedicles include type I 102, typeII 26,type III 21 and typeIV 11 134 axis ( type I/III.IV) were placed pedicle screws and 26 type II were choosed for hooks (15) or lament screws (11) fixation. The CT scan for scerw paths after operation show that 130 pedicles is good except 4 screw violate into the vertebrae artery formen outside, without servere clincal result. Conclusion: Thin slice CT scan for axis is a good method for judgement the type of axis vertebrae artery groove before operation and is helpful for deciding right operation method. Which is useful to decrease the risk  and  improve the succeed rate for pedicle screws placement

 

 

[Key words]  axis  vertebrae artery formen classification of pedicle  pedicle screw personally

枢椎椎弓根螺钉技术是临床上常用的一种上颈椎内固定技术，目前已经成为寰枢椎内固定的”金标准”。但由于枢椎椎弓根的解剖结构特殊，变异较多，并不是任何枢椎椎弓根都适合采用该技术。枢椎椎动脉走行的解剖变异增大了椎弓根螺钉的置钉风险，如何在术前能够及时发现枢椎结构变异情况，准确判定其是否适合置钉，并采取相应替代措施是脊柱外科医生普遍关心的问题。我们在枢椎椎动脉解剖学观察研究的基础上，根据椎动脉走行的变异建立了一套椎动脉分型方法，帮助判断是否适合置钉^[1]。2008年开始，我们通过薄层CT扫描技术对枢椎椎弓根的类型进行判断，用于指导临床，获得了很好的效果，现介绍如下。

1临床资料

本组病例选择2008年3月到2010年3月我院实施的寰枢椎后手术的患者80例（男43例，女37例）年龄11～65岁（平均33岁）。其中寰枢椎脱位45例，枢椎椎弓骨折10例，寰枢椎肿瘤14例，寰枢椎结核11例。

2方法

2．1 枢椎椎弓根薄层CT扫描方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        图1 枢椎椎弓根连续薄层扫描方法

Figure 1 the scan method for the axis pedicle

如图1所示，所有患者的枢椎顺枢椎椎弓根方向扫描，仰角约20度。层厚1～1.5毫米，每个枢椎可以获得10～15层的连续断层图像。

2．1 椎动脉孔解剖分型方法

根据椎动脉入口与椎管外壁的距离（a），将其（指椎动脉孔）区分为松散型 (a>4.5mm)和紧密型（a≤4.5mm ）；根据椎动脉袢顶部距离侧块上关节面的距离（顶距e），区分为高拐(e<4.5mm)和低拐型(e≥4.5mm )，这样，枢椎椎动脉孔可以分为以下4种类型(表2，图2,，图3)：

椎动脉袢顶部

椎动脉水平段

椎动脉上升段

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  图2 枢椎椎动脉孔测量与分型方法示意图

参数a  椎动脉入口与椎管外壁的距离

参数 e 椎动脉袢顶部顶点距离侧块上关节面的距离

Figure 2  

value a  distance form the inside border of the axis vertebrae groove to the outer -side of vertebrae groove

Value e distance form the upper faces of latter mass to the rim peak of the axis vertebrae artery groove

 

 

 

                        表1 枢椎椎动脉孔分型标准

Table 1 classfication for axis vertebrae formen

分型	名称	分型标准	适应症
I	松散低拐	a>4.5mm,e≥4.5mm	＋＋
II	紧密高拐	a≤4.5mm,e≥4.5mm	?
III	紧密低拐	a≤4.5mm,e<4.5mm	＋
IV	松散高拐	a>4.5mm,e<4.5mm	＋＋

                注: + 表示适合置钉，? 表示不适合置钉

 

              I型 松散低拐型                     II型 紧密高拐型

            Type I  loose and lower           type II tight and higher

     

               III型 紧密低拐型                IV型 松散高拐型

               Type III tight and lower           typen  IV loose and higher

                       图3 枢椎椎动脉孔形态分类图

Figure 3 classfication for axis vertebrae artery

2．3薄层CT扫描与枢椎椎动脉孔类型的判读方法

骨科医师借助PACS工作站调用图像，椎动脉孔的球顶距（e值）可以通过下列方法进行推算：数出椎动脉孔袢顶部出现在第几层，然后根据层厚与层数进行计算。球顶距（e）＝层厚×椎动脉袢顶部出现的平面数。如图3所示，该患者CT扫描层厚为1.5mm，椎动脉袢顶部在第7层开始出现，故e＝1.5×7＝10.5mm；在最后一个扫描平面测量椎动脉孔入口距椎管外壁的距离a=6.8mm，根据a/e两者数值即可以确定该侧的椎动脉孔属于哪种类型。(图3，4)

 

 

图4 枢椎椎弓螺旋CT薄层扫描，层厚1.5mm, 完整扫描整个枢椎椎弓根后共获得9层图像。以左侧枢椎椎弓根和椎动脉孔为例：根据椎动脉孔袢顶部出现在第7层，推算球顶距e=1.5×7(10.5mm)>4.5mm；根据最后一层扫描图像测量椎动脉孔入口距离椎管外壁的距离a=6.8mm>4.5mm，所以：a/e值为10.5mm/6.8mm。然后参考表1的分型标准，判断属于松散低拐型（III型），较适合置钉。

Figure 4 the CT thin slice scan for axis (thin 1.5mm,) the left vertebrae artery ball appear in the 7^th layer ,so the e=1.5×7(10.5mm)>4.5mm；;and the a=6.8mm>4.5mm，therefore a/e  is 10.5mm/6.8mm。according to the classification standard, it is type III .,fit for pedicle screw placement.

2．2手术方法的选择

根据枢椎椎弓根扫描结果，对枢椎椎弓根类型作出判断，其中I/III/IV型均实施了椎弓根螺钉固定，II型则改用椎板螺钉固定或椎板构固定。

3 结果

本组共160枚枢椎椎弓根，扫描测量结果如表2所示，其中I型102枚、II型26枚、  III型21枚、IV型11枚 。134侧椎弓根实施了椎弓根螺钉内固定，26侧II型的椎弓根被判断不适合椎弓根螺钉固定，放弃该技术而改用其他技术，包括椎板螺钉15枚，椎板钩11枚。手术后的病例采用CT钉道扫描复查，显示130侧次椎弓根螺钉位置良好，4侧次偏外穿入椎动脉孔，但未造成严重后果。

 

 

 

 

 

 

 

表2     160侧枢椎椎弓根CT扫描分型结果

Table 2 result for classification of 160 axis vertebrae artery formen by CT scan

分型	椎弓根数	e(mm)	a(mm)	椎弓根螺钉n1	椎板螺钉n2	椎板钩
I	102	6.52±1.18	6.62±1.21	102	0	0
II	26	3.41±1.31	4.09±1.33	0	15	11
III	21	6.83±1.49	4.14±1.20	21	0	0
IV	11	3.19±1.28	6.53±1.18	11	0	0

4讨论                                         

4．1枢椎椎动脉孔解剖变异对椎弓根置钉的影响

椎动脉孔的解剖变异是影响椎弓根置钉的重要因素^【2-5】，主要与椎动脉孔的形态，位置等因素有关。枢椎椎弓根施术时，应该选择合理的钉道方向，避免对椎动脉造成损伤。由于椎动脉孔与椎椎弓根的外壁相邻，椎动脉孔的形态差异导致了椎弓根外壁的变异性，其中，椎动脉入口距椎弓根的距离以及椎动脉袢顶部的高度是影响两者位置关系的重要变量。Abumi^【6】观察发现，大部分枢椎的椎动脉袢顶部主要位于椎弓根的外下方，并认为通过枢椎椎弓根置钉是安全的。但椎动脉存在变异时，椎动脉袢顶部与椎弓根的关系可能变为内外关系，椎动脉可能严重挤压椎弓根，使得置钉变得困难。

我们的研究发现，4种类型的枢椎中：I, IV型的椎动脉入口和上升段距离椎管外壁较远，枢椎椎弓根上，中，下宽均很宽大，比较适合置钉。II型枢椎的椎动脉孔明显向内挤压椎弓根，并且其袢顶部位置高，椎弓根的上，中，下宽均小于椎弓根螺钉的直径，难以寻找到螺钉的置钉空间，不适合置钉；III型的枢椎的椎动脉孔入口靠近椎管外壁，使得椎弓根下宽变窄；但其袢顶部水平较低，椎动脉孔上升一小段距离后很快水平向外拐出，椎动脉袢顶部位于椎弓根的外下方，椎弓根的上宽和中宽仍然较宽大，椎动脉袢顶部内上方的置钉安全“三角区”仍有足够空间可以容纳螺钉，可以在合理掌握行钉方向的情况下实施置钉。这一分型方法对于判断枢椎椎弓根的类型，选择合理的手术方法具有十分重要的意义。

4．2 螺旋CT薄层扫描对枢椎椎弓根置钉术前评估的意义

CT扫描技术已被广泛应用于脊柱外科手术的术前手术设计中，尤其是颈椎椎弓根螺钉技术。通过薄层的螺旋CT扫描获取的断层图像，不仅可以提供椎弓根宽度，钉道内倾角等量化指标作为手术的参考还可以有效判读枢椎的结构类型，为选择手术适应症提供参考。本研究中，我们采用64排高速螺旋CT对患者的枢椎进行薄层扫描采样，获得枢椎椎动脉孔的连续薄层图片。图像直接传输到医生工作站的PACS图像系统，通过对层厚与层数的关系进行推算e值，并结合测量的a值，对枢椎的类型进行判读。其中I/III/IV型共134侧，均采用椎弓根螺钉固定；II型26侧， 因椎动脉孔袢顶部位置内挤且高拱，椎弓根的上下区域均狭窄不适合置钉，遂放弃椎弓根螺钉技术而改用其椎板螺钉和椎板钩。术后CT扫描结果提示，枢椎椎弓根置钉成功率97％，仅4枚椎弓根钉方向欠满意，但未造成严重后果。

综上所述，术前应用螺旋CT薄层扫描技术可以有效判读枢椎椎弓根的类型，从而选择合理的手术方式，将手术的风险降到最低。

参考文献

1.       王建华，尹庆水，夏虹等，枢椎椎动脉孔解剖分型与椎弓根置钉关系的研究[J]，中国脊柱脊髓杂志，2006，16（9）：677～680

2.         Mandel IM, Kambach BJ ,Petersilge CA, et al. Morphologic consideration of C₂ isthmus dimensions for the placemant of transarticular screws[J] ,Spine, 2000，25(12):1542-1547.

3.         Xu R, Nadaud MC, Ebraheim NA, et al. Morphology of the second cervical vertebrae and the posterior projection of the C₂ pedicle axis[J].Spine, 1995,20（3）:259~263

4.          Ebraheim N,Rollins JR,Xu R ,et al.An anatomic consideration of C₂ pedicle screw placement[J]. Spine, 1996,21（19）:691-695.

5.         Edward C, Benzel ,MD,Point of view[J], Spine,1996,21(19):2301~2302

6.         Abumi K,Shono Y,Ito M,et al.Complications of pedicle screw fixation reconstructive surgery of the cervical spine [J].Spine,2000,25(5):962~969