王洪立 姜建元呂飛舟 馬曉生 夏新雷

（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院骨科 復(fù)旦大學(xué)脊柱外科中心，上海200040）

腰椎椎板-椎弓根解剖參數(shù)的影像學(xué)測量及臨床意義*

王洪立 姜建元**呂飛舟 馬曉生 夏新雷

（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院骨科 復(fù)旦大學(xué)脊柱外科中心，上海200040）

背景：椎弓根螺釘固定技術(shù)是脊柱外科醫(yī)師必須掌握的臨床技能之一，了解并掌握椎弓根與椎板之間的解剖學(xué)關(guān)系可能有助于椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確置入。

目的：通過影像學(xué)測量腰椎椎板-椎弓根解剖學(xué)參數(shù)，并進一步探討其臨床意義。

方法：選取2013年2月至10月，我院門診行腰椎正側(cè)位檢查且結(jié)果為陰性的患者80例（男、女各40例），通過GE PACS系統(tǒng)于腰椎正側(cè)位片上分別測量以下解剖學(xué)參數(shù)：①椎弓根矢向軸與椎板切線夾角；②椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離。

結(jié)果：L1至L5節(jié)段椎弓根矢向軸與椎板切線夾角逐漸減小，男性患者由74.21°±6.20°減小至50.59°±7.39°，女性患者由76.32°±3.94°逐漸減小為53.99°±8.48°，男女之間比較無顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。L1至L4節(jié)段椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離男、女性分別為（8.77±1.77）mm～（6.86±1.55）mm、（6.35±1.73）mm～（5.53±2.08）mm，男性大于女性，各節(jié)段均存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05）。除男性L4節(jié)段，其余各節(jié)段左、右兩側(cè)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

結(jié)論：L1至L5節(jié)段椎板-椎弓根解剖學(xué)參數(shù)具有一定變化規(guī)律。了解上述解剖學(xué)數(shù)據(jù)，可在一定程度上更為準(zhǔn)確地完成椎弓根螺釘置入操作。

腰椎；椎板；椎弓根；解剖學(xué)

Background:Pedicle screw fixation is one of pratical clinical skills that must be mastered by spine surgeons.It may contribute to accurate placement of pedicle screws by understanding anatomical relationship between the pedicle and lamina.

Objective:To measure anatomical parameters of lumbar lamina-pedicle by a radiological study,and further to analyze its clinical significance.

Methods:A total of 80 cases,including 40 males and 40 females,from our orthopedic clinic underwent the anteroposterior and lateral lumbar spine X-ray films and the results were normal.Anatomical parameters,such as the angle of sagittal axis of the pedicle with the tangent of the lamina,the distance from the midpoint of outer wall of the pedicle to the tangent of outer edge of lamina were measured on the lumbar spine radiographs in the GE PACS system.

Results:From L1 to L5,the angle of sagittal axis of the pedicle with the tangent of the lamina decreased gradually.It reduced from 74.21°±6.20°to 50.59°±7.39°in the males,from 76.32°±3.94°to 53.99°±8.48°in the females.There was no significant difference in the angle between males and females(P＞0.05).The mean distance from the midpoint of outer wall of the pedicle to the tangent of outer edge of lamina from L1 to L4 was(8.77±1.77)mm to(6.86±1.55)mm in males and (6.35±1.73)mm to(5.53±2.08)mm in females.The distance in each segment of males was significantly larger than that of females(P＜0.05).Except for L4 segment of males,there was no significant difference in the distance of the remaining segments between the right and left sides(P＞0.05).

Conclusions:There is a certain trend for the anatomical parameters of the lumbar lamina-pedicle from L1 to L5 segment.It will help to improve the accuracy of lumbar pedicle screw placement by well understanding these anatomical data.

自20世紀60年 代Roy-Camille等[1]開 始臨床 應(yīng)用以來，椎弓根螺釘技術(shù)得到了巨大發(fā)展，目前已成為脊柱外科領(lǐng)域最為常用的固定技術(shù)之一[2,3]。熟練而準(zhǔn)確的置入椎弓根螺釘是脊柱外科醫(yī)師的基本技能之一。但回顧現(xiàn)有文獻資料發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘置入仍存在高達2.5%～40%的螺釘穿透率，由此導(dǎo)致了硬膜囊撕裂、神經(jīng)根損傷、血管損傷，甚至截癱等一系列并發(fā)癥[4-11]。而上述并發(fā)癥的實際發(fā)生率與臨床醫(yī)師的操作經(jīng)驗存在較大的相關(guān)性[4,12-14]。因此，如何進一步提高脊柱外科醫(yī)師，尤其是年輕醫(yī)師椎弓根置入操作技巧、降低相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率仍是脊柱外科領(lǐng)域存在的一個臨床實際問題。

近十余年來，各種影像學(xué)輔助導(dǎo)航技術(shù)和電生理監(jiān)測技術(shù)的快速發(fā)展，一定程度上提高了椎弓根螺 釘 置 入 的 準(zhǔn) 確 率[2,15-18]。 但 近年 來 亦 有 文 獻 指 出O型臂等導(dǎo)航技術(shù)在提高椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確率方面價值相對有限，而且還存在準(zhǔn)備工作復(fù)雜、操作時間較長、增加醫(yī)療費用等一系列問題[14,19-21]。另外，國內(nèi)大多數(shù)醫(yī)療單位，尤其基層醫(yī)院，目前尚缺少上述設(shè)備的支持與應(yīng)用，現(xiàn)階段徒手椎弓根置釘操作（必要時進行透視）仍是臨床最為常用的方法。

當(dāng)然，徒手進行椎弓根置釘操作術(shù)中可參考各種解剖結(jié)構(gòu)，既往國內(nèi)外眾多學(xué)者介紹了參考“人字嵴”、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)、橫突等多種置釘方法[1,22-23]。但是上述研究中較少涉及椎弓根螺釘矢狀面的置入角度。另外，上述置釘方法常需要顯露部分關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)等結(jié)構(gòu)，而過多的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)騷擾將潛在地增加鄰近節(jié)段退變的發(fā)生率[24,25]；在某些嚴重退變病例中，上述結(jié)構(gòu)往往增生明顯，按照上述置釘方法常存在一定困難。在我們的臨床操作以及早期的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，椎板發(fā)生嚴重增生的病例相對較少，且椎板與椎弓根存在較為固定的解剖學(xué)關(guān)系[26]。故進一步以椎板為操作參照，測量椎弓根解剖學(xué)參數(shù)、明確椎弓根螺釘矢狀面置入角度可在一定程度上提高椎弓根術(shù)中置入的準(zhǔn)確率。

基于以上認識，本研究擬采用標(biāo)準(zhǔn)腰椎正側(cè)位片對腰椎椎板-椎弓根解剖學(xué)參數(shù)進行測量研究，并根據(jù)測量結(jié)果進一步分析其在提高腰椎椎弓根置入操作技巧方面的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2013年2月至2013年10月，我院門診行腰椎正側(cè)位檢查且結(jié)果為陰性的患者80例，男女各40例，年齡20～40歲。排除腰椎發(fā)育畸形等骨性結(jié)構(gòu)異常者，以及因拍攝技術(shù)等原因?qū)е碌恼齻?cè)位圖像不標(biāo)準(zhǔn)者。

1.2 測量參數(shù)及方法

通過我院放射科GE PACS系統(tǒng)于標(biāo)準(zhǔn)腰椎正側(cè)位片上分別測量以下解剖學(xué)參數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。每一參數(shù)由2名脊柱外科醫(yī)師分別重復(fù)測量3次，最終數(shù)據(jù)取6次測量結(jié)果的平均值。

椎弓根矢向軸與椎板切線夾角：腰椎側(cè)位片上確定L1～L5椎弓根上下徑的中點，自該點作椎體上終板的平行線（a），該線與椎板后表面切線（b）之間的夾角，即為椎弓根矢向軸與椎板切線夾角（圖1A）。

椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離：于腰椎正位片上分別確定L1至L5雙側(cè)椎弓根上下徑的中點，自該點作同側(cè)椎板外側(cè)緣切線的垂線，該線與同側(cè)椎弓根外側(cè)壁的交點定義為椎弓根外側(cè)壁中點。該點至同側(cè)椎板外側(cè)緣切線的距離，即為椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離，左側(cè)為L，右側(cè)為R（圖1B）。

圖1 A.椎弓根矢向軸與椎板切線夾角（α）測量示意圖；B.椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離測量示意圖（左側(cè)L，右側(cè)R）

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件（SPSS公司，美國）進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示，對不同性別之間以及同節(jié)段左、右兩側(cè)參數(shù)測量結(jié)果進行配對t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

80例入選對象L1～L5節(jié)段椎弓根矢向軸與椎板切線夾角均成功測量。L1～L5節(jié)段男、女性該數(shù)據(jù)均具有一定的規(guī)律性變化趨勢，分別由74.21°±6.20°、76.32°±3.94°逐 漸 減 小 為50.59°±7.39°、53.99°± 8.48°。女性椎弓根矢向軸與椎板切線夾角略大于男性，但t檢驗顯示兩者無明顯統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05，表1，圖2）。

表1 腰椎椎板-椎弓根解剖學(xué)參數(shù)測量結(jié)果（，n=40）

表1 腰椎椎板-椎弓根解剖學(xué)參數(shù)測量結(jié)果（，n=40）

注：α為椎弓根矢向軸與椎板切線夾角；L、R分別為同節(jié)段左、右側(cè)椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離

?

由于部分入選個體L5椎板外側(cè)緣顯像不良，測量過程中無法準(zhǔn)確辨別，導(dǎo)致部分個體L5節(jié)段椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離無法獲得，故該研究未對L5節(jié)段該數(shù)據(jù)進行分析。L1-L4節(jié)段椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離測量數(shù)據(jù)見表1。男性該數(shù)據(jù)L1～L4左、右兩側(cè)分別為：（8.12± 1.49）mm～（6.86±1.55）mm、（8.77±1.77）mm～（8.27± 2.47）mm；女 性 對 應(yīng) 數(shù) 據(jù) 分 別 為 ：（6.25±1.48）mm～（5.53±2.08）mm、（6.35±1.73）mm～（5.58±2.00）mm。統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果顯示無論男女，L1～L4該數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出一定的遞減趨勢（圖3）；且男性各節(jié)段數(shù)據(jù)均大于女性，并存在明顯的統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05，表1）。同節(jié)段左、右兩側(cè)該參數(shù)測量結(jié)果進行配對t檢驗分析發(fā)現(xiàn)，除男性L4節(jié)段，其余各節(jié)段左右兩側(cè)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖2 腰椎各節(jié)段椎弓根矢向軸與椎板切線夾角的變化趨勢

圖3 腰椎各節(jié)段椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離的變化趨勢（L為左側(cè)，R為右側(cè)）

3 討論

3.1 腰椎椎弓根螺釘置入的相關(guān)解剖學(xué)參考

良好的椎弓根螺釘置入需要選擇合適的螺釘直徑、長度以及良好的置入位置。根據(jù)既往解剖學(xué)研究以及必要的術(shù)前影像學(xué)測量對于椎弓根螺釘直徑與長度的選擇已得到較好的解決。而關(guān)于椎弓根螺釘進釘點的選擇、內(nèi)傾角度的大小等亦存在多項詳細的研 究 分 析 ，如“Roy-Camille法”[1]、“Weinstein法”[22]、“Margel法”[27]等多種定位方法等。采用上述方法術(shù)中一般以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)、橫突、乳突等解剖結(jié)構(gòu)作為操作參照，但既往多項研究指出對于部分腰椎退變性疾病病例，上述解剖結(jié)構(gòu)常常增生明顯，按照上述方法進行椎弓根螺釘置入存 在 一 定 的 困 難[26,28]。 而 且Roy-Camille方法等因術(shù)中需咬除關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的部分骨性結(jié)構(gòu)，破壞了關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的完整性，潛在增加了鄰近節(jié)段退變的發(fā)生率[24,25]。鑒于椎板在腰椎退變性疾病患者中較少發(fā)生嚴重增生，國內(nèi)學(xué)者馬昕[26]、余霄[28]等先后提出以椎板作為術(shù)中參照進行個性化椎弓根螺釘置入的方法具體良好的操作安全性及準(zhǔn)確性。但需要指出的是椎弓根螺釘?shù)闹萌耄粌H需要準(zhǔn)確的進釘點、合適的內(nèi)傾角度，還需要具有合適的椎弓根矢狀面置入角度。過大的頭傾置入角度可能會損傷椎體上位終板，潛在加速鄰近節(jié)段退變；而過大的尾傾置入角度可能會導(dǎo)致出口神經(jīng)根損傷等嚴重并 發(fā) 癥。Yahiro[29]對101篇文獻涉 及5756例椎 弓根置入患者進行的Meta分析顯示神經(jīng)結(jié)構(gòu)損傷并發(fā)率高達1.7%，而基于腰椎神經(jīng)根與椎弓根毗鄰關(guān)系的認識，不難發(fā)現(xiàn)過大的尾傾置入角度是產(chǎn)生神經(jīng)根損傷的重要危險因 素[30-32]。故準(zhǔn)確掌握椎弓根矢狀面置入角度是椎弓根置入操作的關(guān)鍵之一。Li等[33]研究指出對于胸腰段骨折病例，椎弓根螺釘置入過程與棘上韌帶保持垂直可以較好的把握矢狀面置入角度，并可以減少術(shù)中透視時間。但既往大多數(shù)研究對椎弓根螺釘矢狀面置入角度缺少量化分析，臨床操作過程中更多依賴手術(shù)者的臨床操作經(jīng)驗以及術(shù)中透視監(jiān)測等。

3.2 該研究對提高腰椎椎弓根螺釘置入操作技巧的指導(dǎo)價值

在既往研究[26]的基礎(chǔ)上，我們認為對于大多數(shù)腰椎開放手術(shù)患者，術(shù)中大多需要進行手術(shù)節(jié)段椎板的顯露；而且對于絕大多數(shù)腰椎退變性疾病患者，椎板亦較少發(fā)生嚴重的增生，故選擇以椎板作為術(shù)中操作參考具有良好的可行性。為明確矢狀面的置入角度，本研究中我們以椎板為參考標(biāo)志對腰椎椎弓根矢向軸與椎板切線夾角進行了測量，結(jié)果顯示椎弓根矢向軸與椎板切線夾角自L1至L5節(jié)段呈現(xiàn)一定 的 變 化 規(guī) 律 ，男 性 自74.21°±6.20°逐 漸 減 小 至50.59°±7.39°，女 性個 體 自76.32°±3.94°逐漸 減 小 為53.99°±8.48°；統(tǒng)計學(xué)分析顯示男女之間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。該研究結(jié)果明顯小于余霄等[28]學(xué)者的既往研究結(jié)果，在其研究中尸體標(biāo)本上與影像學(xué)所測的自L1至L5節(jié)段椎弓根軸線-椎板外側(cè)緣夾角分別為89.8°±3.3°至99.2°±3.6°、90.7°±3.0°至100.5°±3.2°。對于兩項研究結(jié)果之間的差異，其原因可能為本研究中選擇椎板后表面切線作為參考標(biāo)志，而上述學(xué)者研究中以椎板外緣為測量標(biāo)志，由于椎板傾斜形態(tài)及自身厚度的存在導(dǎo)致了兩者之間的差異。而在本研究過程中我們發(fā)現(xiàn)自腰椎側(cè)位片上準(zhǔn)確判斷椎板外緣存在一定的難度，而椎板后表面的側(cè)位投影則較為清晰。而且以椎板后表面為置釘參考術(shù)中無法常規(guī)顯露椎板外緣，對于某些病例可能存在一定的優(yōu)勢。另外，本研究中我們進一步測量了椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離，對術(shù)中判斷椎弓根在后方的投影位置具有一定的價值，尤其對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)增生嚴重的患者進行腰椎椎弓根置釘時具有良好的參照意義。綜上，該研究為腰椎椎弓根螺釘矢狀面的置入角度提供了明確的數(shù)據(jù)參考，并以椎板外側(cè)緣為參考對椎弓根外側(cè)壁的投影進行了適當(dāng)分析，理論上有助于操作者，尤其是臨床操作經(jīng)驗相對有限的年輕醫(yī)師更好的掌握腰椎椎弓根置入操作技巧、提高椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確率。

需要指出的是，本研究仍然存在一定的問題與不足。由于部分入選個體L5椎板外側(cè)緣顯像不良，導(dǎo)致L5節(jié)段椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離無法測量，未對L5節(jié)段該解剖學(xué)參數(shù)進行分析。其次，本研究測量結(jié)果過程中受到個體差異、腰椎曲度及攝片角度等因素的影響，可能存在一定的研究誤差。正如本研究顯示男性個體L1～L4各節(jié)段右側(cè)椎弓根外側(cè)壁中點至椎板外側(cè)緣切線的距離均大于左側(cè)，且L4節(jié)段左右兩側(cè)存在統(tǒng)計學(xué)差異，對于該結(jié)果尚缺少較為合理的解釋，不排除上述多種干擾因素引起的測量誤差所導(dǎo)致，尚需要大樣本量的測量研究予以明確。另外，本研究僅為一項影像學(xué)測量分析，其實際指導(dǎo)價值仍需要臨床操作進一步驗證。

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Measurement and clinical significance of anatomical parameters of lumbar lamina-pedicle by a radiological study*

WANG Hongli,JIANG Jianyuan**,LV Feizhou,MAXiaosheng,XIAXinlei (Department of Orthopaedics,Huashan Hospital,Fudan University,Shanghai 200040,China)

Lumbar Vertebrae;Lamina;Pedicle;Anatomy

2010年國家自然科學(xué)基金面上項目（項目編號：81071438）；2012年上海市科委醫(yī)學(xué)重點項目（項目編號：12411951201）

**通信作者：姜建元，E-mail：jjy@fudanspine.com