趙興華 夏之遠(yuǎn) 菅鳳增 陳贊

(首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科，北京100053)

對(duì)于顱底凹陷合并寰樞椎脫位[1-2](basilar invagination-atlantoaxial dislocation, BI-AAD)的手術(shù)治療方式主要有兩類，較傳統(tǒng)的為經(jīng)前路手術(shù)，該手術(shù)通過經(jīng)口咽入路松解寰樞椎或磨除齒狀突。經(jīng)前路手術(shù)[3-5]雖能直接解除壓迫，但因其術(shù)后常導(dǎo)致感染、進(jìn)食困難等并發(fā)癥發(fā)生率較高，近年來逐漸被不斷改進(jìn)的頸后路復(fù)位內(nèi)固定融合術(shù)所替代。Abumi等[6]最早報(bào)道了寰樞椎脫位后路復(fù)位技術(shù)，但早期后路復(fù)位技術(shù)存在復(fù)位率低，融合率低的問題。2004及2005年，Goel等[7-8]相繼報(bào)道了在側(cè)方關(guān)節(jié)植入融合器復(fù)位顱底凹陷和寰樞椎脫位，取得了一定的治療效果。前期我們采用關(guān)節(jié)間融合技術(shù)治療顱底凹陷合并寰樞椎脫位，明顯提高了顱底凹陷和寰樞椎的復(fù)位率，取得了良好的療效。但由于缺乏專用的關(guān)節(jié)間融合器，采用頸椎間盤或腰椎間盤的融合器代替，由于大小和形態(tài)不合適，給手術(shù)操作帶來一定難度。此前，李松凱[9]曾在2008年報(bào)道過關(guān)于寰樞椎椎間關(guān)節(jié)融合器的研制。其研究存在的主要問題在于以正常的骨骼標(biāo)本和正常人的薄層CT資料為研究對(duì)象，得出的研究結(jié)果難以應(yīng)用于側(cè)方關(guān)節(jié)存在嚴(yán)重畸形的BI-AAD患者。本文旨在通過測(cè)量比較正常人與BI-AAD患者側(cè)方關(guān)節(jié)的形態(tài)學(xué)差異，并以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出適用于BI-AAD患者的寰樞側(cè)方關(guān)節(jié)間融合器以及側(cè)方關(guān)節(jié)松解工具。

對(duì)象與方法

一、一般資料

1.實(shí)驗(yàn)組：收集我院及外院收治的28例顱底凹陷合并寰樞椎脫位患者，顱底凹陷診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]：齒狀突尖高于錢氏線超過3 mm；寰樞椎脫位診斷標(biāo)準(zhǔn)：寰齒間距(ADI)大于3 mm。平均年齡(44.2±2.4)歲，范圍31～52歲，男15例，女13例。

2.對(duì)照組：收集我院門診保留的25例正常人顱頸CT數(shù)據(jù)，年齡27～62歲，平均(47.2±4.4)歲，男14例，女11例。顱頸CT檢查結(jié)果排除顱頸交界區(qū)病變。

二、方法

1.兩組人群均進(jìn)行頸椎CT薄層掃描，層厚0.625 mm，CT為TOSHIBA Aquilion 16層CT機(jī)，120～135 kV，300 mA。保存CT薄層掃描數(shù)據(jù)。

圖1 各徑線測(cè)量方法

Fig 1 Measurement method of the radial lines

A: Maximum length of lateral atlantoaxial joint in sagittal section, 15.5 mm; B: Maximum length of lateral atlantoaxial joint in coronal section; C: The vertical distance between the odontoid tip to Chamberlain was used to diagnose the basilar invagination and assess its severity; D: Atlantodental interval (ADI), the shortest vertical distance of the posterior edge of anterior arch of atlas to the anterior edge of odontoid process was used for diagnosis of atlantoaxial dislocation; E, F: The indirect method of measurement was used to measure the angle between the lateral atlantoaxial joint and the posterior edge of C'-2; G: The angle between the tangent of the lower surface of slope and the extension line of anterior edge of odontoid process was defined as craniocervical tilt.

2.測(cè)量方法：運(yùn)用RadiAnt DICOM Viewer(32-bit)加載CT薄層掃描數(shù)據(jù)并重建頸椎矢狀位和冠狀位。①寰樞椎側(cè)塊關(guān)節(jié)矢狀徑的測(cè)量：在頸椎CT矢狀位重建圖像中測(cè)量寰椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面矢狀徑，確定CT矢狀面的最長(zhǎng)徑進(jìn)行測(cè)量，如圖1A所示。②寰樞椎關(guān)節(jié)冠狀徑的測(cè)量：在頸椎CT冠狀位重建圖像中測(cè)量寰椎側(cè)塊關(guān)節(jié)面冠狀徑，因?yàn)橹踩肴诤掀鲿r(shí)需避開橫突孔內(nèi)的椎動(dòng)脈等結(jié)構(gòu)，故此處以橫突孔橫徑最大處測(cè)量關(guān)節(jié)突上關(guān)節(jié)面橫徑，如圖1B所示。③顱底凹陷程度：在頸椎CT矢狀位重建圖像中測(cè)量齒狀突頂點(diǎn)到Chamberlain線的垂直距離，用以診斷顱底凹陷的程度，如圖1C所示。④寰齒間距(atlantodental interval, ADI)：在頸椎CT三維重建矢狀面測(cè)量寰椎前弓后緣與齒狀突前緣的距離，用于診斷寰樞椎脫位如圖1D。⑤矢狀面關(guān)節(jié)傾角(sagittal joint iclination)及顱頸角[11](craniocervical tilt)參考P·Sarat Chandra的方法進(jìn)行測(cè)量，如圖1E、1F、1G所示。

3.統(tǒng)計(jì)方法：所有數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理：測(cè)量的相同項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行不配對(duì)t檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的顯著性設(shè)在P=0.05。

4.寰樞椎關(guān)節(jié)間融合器的設(shè)計(jì)：根據(jù)寰樞椎關(guān)節(jié)的矢狀徑測(cè)量結(jié)果設(shè)計(jì)融合器的長(zhǎng)度，根據(jù)寰樞椎關(guān)節(jié)的寬度設(shè)計(jì)融合器的寬度，根據(jù)顱底凹陷的程度設(shè)計(jì)融合器的高度，根據(jù)寰樞椎關(guān)節(jié)矢狀面傾角設(shè)計(jì)寰樞椎關(guān)節(jié)的前凸角度。

結(jié) 果

一、測(cè)量結(jié)果

分別測(cè)量實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組兩側(cè)關(guān)節(jié)面各形態(tài)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)本研究中兩組研究對(duì)象左右兩側(cè)關(guān)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)均無顯著差異(P>0.05)，因此將兩組對(duì)象的左右兩側(cè)數(shù)據(jù)合并進(jìn)行研究；實(shí)驗(yàn)組對(duì)象在矢狀徑和冠狀徑均顯著小于對(duì)照組(P<0.001)；實(shí)驗(yàn)組患者的矢狀面關(guān)節(jié)傾角、顱頸角和寰齒間距均顯著大于對(duì)照組(P<0.001)。具體數(shù)據(jù)見表1～2。

表1 正常人與BI-AAD患者寰樞側(cè)方關(guān)節(jié)各徑長(zhǎng)對(duì)比

Tab 1 Comparison of the lateral atlantoaxial joint between normal subjects and patients with BI-AAD

ItemTotalnumberofjointsCoronaldiameter(mm)Sagittaldiameter(mm)Sagittalinclination(°) Normal5014．6±1．417．2±1．589．91±6．61 BI-AAD5612．7±1．915．5±1．8118．93±14．97 P<0．001<0．001<0．001 t5．9385．298-12．654

表2 正常人與BI-AAD患者顱底凹陷程度、ADI、顱頸角對(duì)比

Tab 2 Comparison of the lateral atlantoaxial joint between normal subjects and patients with BI-AAD

ItemTotalnumberofpeopleChamberlaindistance(mm)ADI(mm)Craniocervicaltilt(°) Normal25<3．00<2．5059．9±5．6 BI-AAD2812．99±3．855．046±1．6378．2±9．8 P<0．001<0．001<0．001 t-8．228

二、融合器設(shè)計(jì)

1.整體外觀設(shè)計(jì)：融合器整體外觀設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，為了便于融合器的放置，融合器前方設(shè)計(jì)為子彈頭形態(tài)。為了避免融合器移位，在融合器中部設(shè)計(jì)了齒狀凸起，增加融合器在關(guān)節(jié)間隙內(nèi)的摩擦力。為了透視觀察融合器的位置，在融合器頭端和中點(diǎn)添加鈦金屬絲標(biāo)記線，如圖2所示。

2.融合器尺寸設(shè)計(jì)：融合器長(zhǎng)度為患者關(guān)節(jié)面全長(zhǎng)，將融合器放置在關(guān)節(jié)間隙內(nèi)，術(shù)中在進(jìn)行懸臂操作技術(shù)操作時(shí)可以起到支點(diǎn)的作用，復(fù)位寰樞椎水平脫位。融合器的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為關(guān)節(jié)面矢狀徑長(zhǎng)度，為了糾正寰樞椎關(guān)節(jié)后凸畸形，恢復(fù)生理前凸，融合器設(shè)計(jì)為前高后低，前凸的度數(shù)分為0°、10°和20°。融合器的寬度設(shè)計(jì)為6～10 mm，以2 mm為間距，共3個(gè)型號(hào)；將融合器的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為15 mm和18 mm兩個(gè)型號(hào)。根據(jù)顱底凹陷程度，將融合器后緣的高度設(shè)計(jì)為5～12 mm，以1 mm為間距，共8個(gè)型號(hào)。以前凸0度、寬度10 mm、長(zhǎng)度15 mm、后緣高度10 mm為例。

三、松解工具設(shè)計(jì)

關(guān)節(jié)撐開器設(shè)計(jì)采用鈍刃，插入關(guān)節(jié)間隙后，通過旋轉(zhuǎn)、撬撥松解撐開側(cè)方關(guān)節(jié)，松解寰樞椎前方張力帶。撐開器長(zhǎng)度為30 mm，厚度為2 mm，寬度6～10 mm，間隔2 mm，如圖3所示。關(guān)節(jié)面刮刀用于刮除關(guān)節(jié)面軟骨，長(zhǎng)度為25 mm，厚度為2 mm，寬度為6～10 mm，寬度型號(hào)間隔2 mm，為了避免損傷關(guān)節(jié)面，刮刀一側(cè)為鈍刃，另一側(cè)為銳刃，如圖4所示。擴(kuò)張器和鉸刀的連接桿均標(biāo)記深度為20 mm、25 mm和30 mm的刻度。連接桿長(zhǎng)度為200 mm，連接桿尾端可以與T型把手連接。

圖2 融合器工程圖

Fig 2 The engineering drawing of cage

圖3 撐開器工程圖

Fig 3 The engineering drawing of brace implement

圖4 關(guān)節(jié)面刮刀工程圖

Fig 4 The engineering drawing of articular surface drawknife

討 論

2004及2005年，Goel等[7-8]相繼報(bào)道了在寰樞椎椎間關(guān)節(jié)內(nèi)放置融合器，增加寰樞椎關(guān)節(jié)間高度，補(bǔ)償寰椎側(cè)塊與枕髁融合后丟失的寰椎側(cè)塊的高度。這一技術(shù)可以有效地復(fù)位顱底凹陷和寰樞椎脫位，取得了良好的療效，但由于Goel所使用的關(guān)節(jié)間融合器為其自制，無法推廣應(yīng)用范圍。我們?cè)谇捌诘呐R床工作中采用后路關(guān)節(jié)間松解，植入融合器，配合后路旋臂技術(shù)，可以有效復(fù)位顱底凹陷和寰樞椎脫位，并糾正寰樞椎后凸畸形和顱頸角，取得了良好的療效。由于缺乏專用的融合器，我們采用的是長(zhǎng)度為23 mm，寬度為9 mm，高度為6～9 mm的腰椎融合器(強(qiáng)生公司)。如圖5所示，患者術(shù)后寰樞椎后凸畸形和顱頸角均得到明顯改善，術(shù)后隨訪癥狀得到明顯改善。但從術(shù)后復(fù)查的CT可見，由于我們所用的融合器長(zhǎng)度過長(zhǎng)，壓迫患者咽后壁，雖然患者沒有出現(xiàn)明顯吞咽困難等癥狀，但融合器形態(tài)大小不合適會(huì)在很大程度上影響復(fù)位的效果。

圖5 患者術(shù)前術(shù)后對(duì)比

Fig 5 Comparison of patients pre- and post-operation

A: Pre-operative MRI of T2images of the cervical spine in sagittal plane; B: Pre-operative sagittal reconstruction of CT; C: Pre-operative sagittal reconstruction of CT; D: An X-ray examination after placing the cage; E: Post-operative sagittal reconstruction of CT; F: Post-operative sagittal reconstruction of CT (CL=0.5 mm, ADI=0 mm, craniocervical tilt=62.3°).

顱底凹陷患者寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)形態(tài)畸形[12-13]，表現(xiàn)為矢狀面傾角和冠狀面傾角都與正常人有很大區(qū)別，部分顱底凹陷患者關(guān)節(jié)突矢狀面傾角畸形嚴(yán)重，關(guān)節(jié)突后方椎弓峽部與枕鱗形成關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變異嚴(yán)重。除此之外，顱底凹陷患者寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)均不同程度陷入后顱窩，枕鱗嚴(yán)重遮擋關(guān)節(jié)面后方。顱底凹陷患者由于寰椎與枕骨融合，寰椎后弓和橫突與枕骨融合后，寰椎后弓的椎動(dòng)脈溝和寰椎的橫突孔消失，導(dǎo)致椎動(dòng)脈缺少骨性結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)，而走行異常，椎動(dòng)脈經(jīng)常從外側(cè)向內(nèi)側(cè)跨越寰樞椎關(guān)節(jié)面后緣進(jìn)入枕大孔，在松解寰樞椎關(guān)節(jié)和植入融合器過程中極易受到損傷。因此需要設(shè)計(jì)特殊的工具安全分離撐開寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)間隙，以便植入關(guān)節(jié)間融合器。

通過測(cè)量我們發(fā)現(xiàn)顱底凹陷患者寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度、寬度均明顯小于正常人群，矢狀面傾角和冠狀面傾角均明顯大于正常人群。因此，我們根據(jù)顱底凹陷患者寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)的形態(tài)數(shù)據(jù)，解剖學(xué)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了專用的關(guān)節(jié)間隙松解工具和關(guān)節(jié)間融合器。關(guān)節(jié)間隙松解工具包括關(guān)節(jié)撐開器和關(guān)節(jié)刮刀，首先需要將窄的關(guān)節(jié)撐開器插入寰樞椎關(guān)節(jié)面內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)撐開器撐開關(guān)節(jié)間隙，撐開關(guān)節(jié)間隙可以松解寰樞椎前方的張力帶，這是后路復(fù)位顱底凹陷合并寰樞椎脫位技術(shù)的關(guān)鍵。樞椎的上關(guān)節(jié)面的下方為樞椎椎動(dòng)脈孔，在撐開關(guān)節(jié)間隙的過程中必須保證上下關(guān)節(jié)面骨性關(guān)節(jié)面的完整，一旦手術(shù)操作造成樞椎上關(guān)節(jié)面骨折，將失去其對(duì)融合器的支撐，融合器還可能因樞椎上關(guān)節(jié)面塌陷壓迫其下方的椎動(dòng)脈孔內(nèi)的椎動(dòng)脈，造成椎動(dòng)脈閉塞，威脅患者生命。因此關(guān)節(jié)間撐開器兩側(cè)被設(shè)計(jì)為鈍性，并從4 mm寬度開始，以2 mm為間距逐級(jí)增加撐開器寬度，根據(jù)齒狀突向上超出錢氏線的距離確定最終需要撐開關(guān)節(jié)間隙的高度。關(guān)節(jié)間隙撐開到預(yù)定高度后，用關(guān)節(jié)面刮刀，在關(guān)節(jié)間隙內(nèi)慢慢旋轉(zhuǎn)，利用其刀刃刮除關(guān)節(jié)面上的軟骨，顯露骨性關(guān)節(jié)面，以便與植入的關(guān)節(jié)間融合器融合。

顱底凹陷患者寰樞椎關(guān)節(jié)存在后凸畸形，表現(xiàn)為顱頸角增大，矢狀面傾角增加(大于90°)，P·Sarat Chandra等[11]的文章中報(bào)道BI-AAD患者平均顱頸角為(84.0±15.1)°，正常人為(60.2±9.2)°；平均矢狀面傾角為(127.10±22.05)°，正常人為(87.15±5.65)°。該數(shù)據(jù)與我們所得數(shù)據(jù)結(jié)論一致，可以認(rèn)為BI-AAD患者顱頸角一般大于70°，關(guān)節(jié)面矢狀面傾角大于100°。因此，將關(guān)節(jié)間融合器的前凸角設(shè)計(jì)為0°、10°和20°三個(gè)型號(hào)，以增加寰樞椎關(guān)節(jié)的前凸，減小后凸畸形。對(duì)于后凸嚴(yán)重的患者，還需要以融合器作為支點(diǎn)進(jìn)行后路加壓復(fù)位寰樞椎之間的后凸畸形。

顱底凹陷寰樞椎脫位患者寰樞椎側(cè)方關(guān)節(jié)存在不同程度畸形，設(shè)計(jì)適合的關(guān)節(jié)間融合器是采用關(guān)節(jié)間融合后路復(fù)位內(nèi)固定技術(shù)治療顱底凹陷寰樞椎脫位的關(guān)鍵，有望提高后路治療顱底凹陷合并寰樞椎脫位的復(fù)位率和融合率。

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