寰樞椎后方結構解剖學研究及臨床意義

潘保順，陳金水，方鎮，高明杰

1.蚌埠醫學院附屬蚌埠市第三人民醫院骨科，安徽 蚌埠 233000；2.福建醫科大學?？偱R床醫學院骨科，福州 350025 3.福建中醫藥大學?？偨虒W醫院骨科，福州 350025

寰樞椎失穩多為創傷、腫瘤、炎癥、解剖變異等因素引起的骨性結構破壞或缺失，很多情況傳統的內固定方式不能實施或者固定失敗，需要新型的內固定方式作為補充或者補救；目前治療寰樞椎失穩的主要方案是經后路寰樞椎釘棒系統固定，該術式易造成椎動脈、神經根及脊髓損傷，要求術者充分掌握解剖結構及精湛操作[1～5]。國內外有少量文獻報道寰樞椎后路釘板系統可不同程度地解決上述問題，但存在設計缺陷及寰樞椎相關解剖數據不夠詳細等不足[6,7]。解剖學測量是設計內固定的關鍵，本研究對寰樞椎后方結構相關解剖數據進行測量，期為新型寰樞椎后路內固定系統的設計提供依據，并通過測量寰椎后弓及樞椎板解剖結構，探討新型寰樞椎后路內固定系統的可行性。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 骨標本 選取30 例干燥的成人寰椎及樞椎骨標本（性別、年齡不詳），要求骨結構完整無畸形，由本院解剖教研室提供。

1.1.2 CT 圖像 選取本院影像科所攝C1～C3頸椎CT圖像，篩選50 例男性及50 例女性。納入標準：寰椎及樞椎發育正常且結構完整，CT 進行三維重建，年齡18～60 歲。排除標準：寰椎及樞椎解剖結構變異、創傷、炎癥等病變，年齡＜18 歲或＞60 歲。

1.1.3 測量工具 國產游標卡尺（精度0.01 mm），國產角度測量儀（精度0.05°），醫學影像存檔與通信系統測量工具。

1.2 實驗方法

1.2.1 測量指標 寰椎后弓高度：后中線處（H0），后中線5 mm 處（H1），后中線10 mm 處（H2），后中線15 mm 處（H3）；寰椎后弓厚度：后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）；寰椎兩側側塊后外側緣的距離（L）；寰椎后中線外側緣至兩側寰椎側塊后外側緣連線的距離（D）；寰椎后弓內側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣的距離（L1）；寰椎后弓外側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離（L2）；寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）；寰樞椎后間隙高度（D2）；寰椎后弓內側緣夾角（α）；寰椎后弓外側緣夾角（β）；樞椎板斜率（γ）。見圖1～2。

圖1 骨標本測量示意圖1A：寰椎兩側側塊后外側緣距離（L）寰椎后中線外側緣至L 線距離（D）1B：寰椎后弓內側緣夾角（α）寰椎后弓外側緣夾角（β）1C：樞椎板斜率（γ）1D：寰椎后弓高度 后中線處（H0），后中線5 mm 處（H1），后中線10 mm 處（H2），后中線15 mm 處（H3）1E：寰椎后弓厚度 后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）1F：寰椎后弓內側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離（L1）,寰椎后弓外側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離（L2）Fig.1 Schematic diagram of bone specimen measurement1A: Distance from the posterolateral margins of the lateral mass of the atlas on each side (L),distance from the lateral margin of the posterior midline of the atlas to the L line (D); 1B: Angle from the medial margin of the posterior arch of the atlas (α),Angle from the lateral margin of the posterior arch of the atlas (β); 1C:Axis lamina slope rate (γ); 1D: Height of posterior arch of atlas: posterior midline (H0),at 5 mm of posterior midline (H1),at 10 mm of posterior midline (H2),at 15 mm of posterior midline (H3); 1E: Thickness of the posterior arch of the atlas: posterior midline (T0),at 5 mm of posterior midline (T1),at 10 mm of posterior midline (T2),at 15 mm of posterior midline (T3); 1F:Distance from the posterior midline of the medial edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral sulcus on both sides (L1),and from the posterior midline of the lateral edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral sulcus on both sides (L2)

1.2.2 骨標本測量 游標卡尺測量寰椎后弓高度、厚度及寰椎后弓內、外側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣的距離。角度測量儀測量兩側寰椎后弓內、外側緣夾角及樞椎板斜率。

1.2.3 CT 測量 矢狀面測量寰椎后弓高度、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度及樞椎椎板斜率；軸位測量寰椎后弓厚度、兩側寰椎側塊后外側緣距離（L）及后中線至兩側寰椎側塊后外側緣連線的距離，計算后弓外側緣半徑（R）、寰椎后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離：內側、外側及兩側后弓內側及外側夾角，如圖2 所示。

圖2 CT 測量示意圖2A：寰椎兩側側塊后外側緣距離（L）,寰椎后中線外側緣至兩側寰椎側塊后外側緣連線距離（D）2B：寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）,寰樞椎后間隙高度（D2）2C：寰椎后弓內側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離（L1）,寰椎后弓外側緣后中線至兩側椎動脈溝內側緣距離（L2）2D：寰椎后弓內側緣夾角（α）,寰椎后弓外側緣夾角（β）2E：寰椎后弓厚度 后中線處（T0），后中線5 mm 處（T1），后中線10 mm 處（T2），寰椎后中線15 mm 處（T3）2F：樞椎板斜率（γ）,寰椎后弓高度（H）Fig.2 Schematic diagram of CT measurement2A: The distance from the posterolateral margin of the lateral mass of the atlas on both sides (L),the distance from the lateral margin of the posterior midline of the atlas to the L line (D); 2B: Height from the lower edge of the posterior arch of the atlas to the upper edge of the spinous process of the axis (D1),height of the posterior atlantoaxial space (D2); 2C: Distance from the posterior midline of the medial edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral artery sulcus on both sides (L1),distance from the posterior midline of the lateral edge of the posterior arch of the atlas to the medial edge of the vertebral artery sulcus on both sides (L2); 2D:Angle of medial posterior arch of atlas (α),Angle of lateral posterior arch of atlas (β); 2E: Thickness of posterior arch of atlas: posterior midline (T0),at 5 mm of posterior midline (T1),at 10 mm of posterior midline (T2),at 15mm of posterior midline (T3); 2F: Axial lamina slope rate (γ),posterior atlas arch height (H)

1.3 數據統計學處理

用SPSS25.0 軟件進行分析，首先對數據進行正態分布檢驗，符合正態分布數據以均數±標準差（）表示。CT 男性與女性數據進行獨立樣本t檢驗；骨標本和CT，左側與右側數據進行配對t檢驗，若兩側數據無差異則合并計算均數和標準差；骨標本與CT 數據采用獨立樣本t檢驗。設P＜0.05 有統計學意義。

2 結果

骨標本30 例年齡及性別不詳。CT 不同性別組年齡差異無統計學意義，大部分數據差異有統計學意義（P＜0.05），對于15 mm 處寰椎后弓高度、兩側后弓外側夾角、樞椎板斜率、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度數據差異無統計學意義（P＞0.05，表1）。骨標本和CT 測量數據左側與右側進行配對t檢驗（P＞0.05），兩側數據差異均無統計學意義（表2），因此合并數據采用獨立樣本t檢驗，CT 測量與骨標本測量數據差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

表1 不同性別CT 測量指標（）（min～max）mmTab.1 Comparison of CT measurement items of different genders(Mean±SD)(min～max) mm

表1 不同性別CT 測量指標（）（min～max）mmTab.1 Comparison of CT measurement items of different genders(Mean±SD)(min～max) mm

表2 骨標本和CT 兩側測量指標（）（min～max）mmTab.2 Comparison of bone specimen and CT measurement of both sides (Mean±SD)（min～max）mm

表2 骨標本和CT 兩側測量指標（）（min～max）mmTab.2 Comparison of bone specimen and CT measurement of both sides (Mean±SD)（min～max）mm

表3 骨標本與CT 測量指標比較（）（min～max）mmTab.3 Comparison of bone specimen and CT measurement(Mean±SD)（min～max）mm

表3 骨標本與CT 測量指標比較（）（min～max）mmTab.3 Comparison of bone specimen and CT measurement(Mean±SD)（min～max）mm

3 討論

3.1 寰樞椎后方結構解剖特征

雖然寰樞椎后方解剖結構存在變異，但總體相對固定。寰椎后弓為以寰椎后結節為中心左右對稱的弧形骨性結構[7,8]，樞椎板為以棘突為對稱線的楔形骨性結構。如表1 所示，CT 測量男性組與女性組數據對比，大部分有統計學差異，寰樞椎總體結構男性組大于女性組；后中線15 mm 處寰椎后弓高度、后弓外緣側夾角、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度、寰樞椎后間隙高度及樞椎板斜率測量數據差異無統計學意義，說明男性與女性寰樞椎后間隙及寰樞椎解剖結構差異較小。因此認為寰樞椎后方總體結構基本一致，男性略大于女性且差異性較小。不同性別骨骼大小差異，指導設計內固定應為不同大小規格。本研究測量的寰樞椎后方解剖指標主要有：后弓高度、厚度，后弓內、外側緣夾角及內、外緣側后中線至椎動脈溝內側緣距離，寰椎后弓外側緣半徑，樞椎板斜率，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度，寰樞椎后間隙高度。

本研究通過100 例CT 測量，得出寰椎后中線處高度為（10.45±1.61）mm，后弓高度最小為寰椎后中線15 mm 處，99%大于3.5 mm。Jin 等[9]測量100 例CT得出寰椎后中線處高（7.88±0.24）mm，后弓椎動脈溝處93.40%大于3.5 mm。Christensen 等[10]對120 例寰椎骨標本進行測量，后中線處高（9.58±2.26）mm，厚（7.82±2.64）mm。本研究測量30 例寰椎骨標本，其后中線處高（10.75±1.38）mm，厚（8.55±1.77）mm。Kelly等[6]測量50 例CT 后中線處、后中線5 mm 處、后中線10 mm 處、后中線15 mm 處，平均厚度分別為7.0 mm、5.9 mm、5.4 mm、5.8 mm。本研究CT 測量寰椎后中線處、后中線5mm 處、后中線10 mm 處、后中線15 mm 處厚度分別為（8.12±1.57）mm、（7.02±1.28）mm、（6.65±1.26）mm、（6.63±1.31）mm。本研究測量結果略大于以往文獻，差異可能來自抽樣誤差或人種不同。通過寰椎后弓高度及厚度解剖學測量，寰椎后弓支持置入直徑3.5 mm 螺釘。

本研究測量100 例CT 圖像，得出內、外緣后中線至椎動脈溝內側緣距離分別為(13.60±1.26）mm、（20.48±2.05）mm。Natsis 等[8]測量內、外緣后中線至椎 動脈溝內側緣距離：左側為（13.71±1.76）mm、（17.16±2.15）mm，右側為（13.78±1.87）mm、（18.46±2.40）mm，本研究結果與之一致。通過寰樞椎后方結構解剖測量，得出后弓內側緣夾角為（141.00±3.43）°（骨標本）、（141.23±9.64）°（CT），兩者差異無統計學意義，相關數據未曾見文獻報道。王賓賓等[11]測量40例寰椎骨標本及60 例CT 圖像得出后弓外側緣夾角為135.07°（骨標本）、130.70°（CT）。本研究測量后弓外 側緣夾 角為（134.67±2.87）°（骨標本）、（135.47±9.02）°（CT），骨標本數據與其相近，而CT 結果略大之。本研究與既往數據不同處可能來源抽樣誤差或樣本種族不同，或是測量方法不同導致。通過寰椎內、外緣后中線至椎動脈溝內側緣距離測量，后弓可置入螺釘安全長度為12～16 mm。通過寰椎后弓內外側緣夾角測量，認為后弓螺釘置入方向較為固定。

經100 例寰椎后弓CT 測量，寰椎后弓外側緣半徑為（26.77±2.14）mm，寰樞椎后間隙高度為（19.07±2.73）mm，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度為（6.83±2.01）mm，樞椎板斜率（58.34±7.60）°。以上測量指標均未見文獻報道，可作為寰樞椎后方結構解剖學數據補充，為寰樞椎后路設計新型內固定系統提供依據。

3.2 骨標本與CT 測量比較

本研究通過測量30 例寰椎及樞椎骨標本和100例CT 圖像，比較CT 與骨標本相關數據，如表3 示，差異均無統計學意義，說明CT 能夠較好地反映骨標本解剖特征。本研究所測量項目均數CT 略小于骨標本，說明CT 反映骨標本解剖學特征不夠完全，與文獻報道一致[6]。筆者認為CT 與骨標本數據差異可能因抽樣誤差及骨標本樣本量較小導致。通過CT 測量可為寰樞椎后路內固定系統提供解剖依據，提高后弓螺釘置釘、融合器設計的安全性。

3.3 寰樞椎后方結構解剖測量意義

寰樞椎后路的內固定系統必需有效、穩定、安全。目前后路的內固定方式主要有融合器、后弓鋼板螺釘等，本測量數據可為這類寰樞后路內固定系統的設計提供解剖學依據。后路寰樞椎內固定往往需要植骨融合，融合的方式為骨塊植入寰樞椎間、側塊關節或寰椎后弓與樞椎棘及椎板突間，依靠接觸達到骨性融合[12]。隨著寰樞椎板間及側塊關節植骨術野暴露范圍增加，頸靜脈叢及神經損傷風險增加[13,14]。Gole等[13]研制植入寰樞椎側塊關節融合器，頸靜脈叢及神經損傷風險較高。鄒小寶等[14,15]提出寰樞椎間融合器，但缺乏傳統融合器椎間支撐作用。寰椎后弓和樞椎棘突間植骨區域較大且該區域解剖結構清晰，無需增加術野暴露[16]。Ryu 等[16]于寰椎后弓和樞椎棘突間植入鈦籠融合器，并使用鈦纜穿樞椎椎板固定，損傷脊髓風險較高。目前寰椎后弓與樞椎棘突及椎板之間的融合器未見報道，且缺乏相關解剖數據。本研究寰樞椎后間隙高度（D2）可指導設計融合器內側高度，寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）可為融合器外側高度提供依據，樞椎板斜率（γ）可為融合器高度內側至外側提供傾斜度。樞椎椎板斜率（γ）、寰椎后弓下緣至樞椎棘突上緣高度（D1）、寰樞椎后間隙高度（D2）可為融合器的設計提供解剖學依據。

Guo 等[17]使用寰椎后弓鉤與樞椎弓根釘連接，取得較好的生物力學穩定性，但后弓鉤易出現與寰椎后弓配伍不良、固定相對不安全等問題。Floyd 等[18]采用寰椎后弓螺釘技術，單一使用后弓螺釘固定存在生物力學穩定性較差，固定強度不足等缺點。本研究組擬設計一款新型寰樞椎后路內固定系統將后弓鉤和后弓螺釘結合，作為現有固定方式的補充方案。寰椎兩側側塊后外側緣距離（L）及寰椎后中線外側緣至兩側寰椎側塊后外側緣連線距離（D）的測量，可計算寰椎后弓外側緣半徑（R），從而為寰椎后弓弧形鋼板半徑提供依據；寰椎后弓高度（H）可指導鋼板高度設計；寰椎后弓厚度（T）可以為寰椎后弓鉤長度提供解剖數據；寰椎后中線至椎動脈溝距離（L1、L2）可指導鋼板安全長度設計。此外寰椎后弓高度（H）及厚度（T）為寰椎后弓螺釘直徑選擇提供解剖依據；寰椎后中線至椎動脈溝距離（L1、L2）還可用于指導寰椎后弓螺釘長度的選擇；寰椎后弓內、外側緣夾角（α、β）對后弓螺釘方向提供解剖依據。

3.4 存在的不足

首先，本研究因骨標本樣本量較小，存在抽樣誤差，影響結果的準確性，因此需要加大樣本量進一步研究。其次，本測量部分數據為首次測量，無相關數據對照驗證，可能存在抽樣誤差及結果偏移。再者，骨標本性別、年齡不詳，可能影響結果準確性。