沈中海，李 耀，王向陽*

1.嘉興市第二醫(yī)院嘉興學(xué)院附屬第二醫(yī)院骨科，嘉興 314000

2.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨科，溫州 325000

胸椎肋骨橫突螺釘固定技術(shù)由Xu 等［1］首先提出，該技術(shù)經(jīng)脊柱傳統(tǒng)后路充分剝離橫突組織，將螺釘從胸椎橫突垂直置入，突破橫突后經(jīng)過肋骨橫突結(jié)合區(qū)到達(dá)前方肋骨，利用肋椎關(guān)節(jié)、胸廓的支撐力為脊柱提供一定穩(wěn)定作用。由于胸椎的解剖變異性較大，因此，正確理解肋骨橫突螺釘與周圍神經(jīng)血管、骨性結(jié)構(gòu)的空間立體關(guān)系，明確螺釘長度、置釘深度、置釘角度的范圍，對(duì)于該術(shù)式的開展有著重要意義。本研究通過在CT 圖像上設(shè)計(jì)不同的模擬進(jìn)釘點(diǎn)，分析胸椎肋骨橫突螺釘技術(shù)解剖學(xué)參數(shù)特點(diǎn)，為該技術(shù)的臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2009 年1 月—2013 年10 月在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院進(jìn)行胸椎CT 檢查的就診者中，排除胸椎病變患者（包括創(chuàng)傷、感染、原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤、先天性畸形等），隨機(jī)選取男女志愿者各50 名，年齡22 ～ 55（40.7±18.6）歲。CT 掃 描（Philips Secura 16-slice，荷蘭飛利浦醫(yī)療系統(tǒng)）層厚為2 mm。

1.2 研究方法

所選取影像學(xué)資料均包括T1～12節(jié)段，以T12肋骨為標(biāo)記，向上第2 個(gè)節(jié)段為T10，因?yàn)槔吖浅时鈾E圓形，橫突呈橢圓形，在椎體橫斷面平掃上選取橫突的最大寬度平面作為測量平面，并在該層面所顯示的橫突上選取2 個(gè)模擬進(jìn)釘點(diǎn)：A 點(diǎn)位于所選層面肋骨橫突關(guān)節(jié)表面，B 點(diǎn)位于橫突最內(nèi)側(cè)緣（橫突椎板交界處）。虛擬中線是指從椎體前緣到椎體后方通過棘突將椎體、椎管對(duì)切的一條虛擬線，用于測量角度（圖1a）。所有測量均在每個(gè)層面雙側(cè)測量后取均值。根據(jù)Tian 等［2］的方法，利用Star PACS（INFINITT 公司，韓國）軟件對(duì)T1～10兩側(cè)A、B 點(diǎn)的4個(gè)解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量（圖1b，c）。肋骨橫突長（CL）：每個(gè)椎體相應(yīng)橫突模擬進(jìn)釘點(diǎn)在橫斷位上所能達(dá)到的最長距離。肋骨橫突寬（CW）：每個(gè)椎體相應(yīng)橫突模擬進(jìn)釘點(diǎn)在橫斷位上所能達(dá)到的最短距離。肋骨橫突螺釘最大內(nèi)傾角（MIA）：相應(yīng)橫突模擬進(jìn)釘點(diǎn)和棘突尖連線（保留棘突及棘上韌帶）與虛擬中線間的夾角。肋骨橫突螺釘極限外展角（UEA）：相應(yīng)橫突模擬進(jìn)釘點(diǎn)和肋骨頭連線（確保螺釘位于橫突、肋骨皮質(zhì)骨內(nèi)）與虛擬中線間的夾角。

圖1 模擬進(jìn)釘點(diǎn)CT 影像解剖學(xué)參數(shù)測量示意圖Fig.1 Schematic diagram for measurement of anatomical parameters at simulative entrance point on CT

2 結(jié) 果

2.1 模擬進(jìn)釘點(diǎn)A各解剖學(xué)參數(shù)特點(diǎn)

模擬進(jìn)釘點(diǎn)A 各解剖學(xué)參數(shù)見表1。CL 最大值位于T6節(jié)段，最小值位于T1節(jié)段，以T6節(jié)段為分界點(diǎn)，呈先增大后減小的變化趨勢。CW 最大值位于T1節(jié)段，最小值位于T6節(jié)段，以T6節(jié)段為分界點(diǎn)，呈先減小后增大的變化趨勢。MIA 最大值位于T6節(jié)段，最小值位于T1節(jié)段，以T6節(jié)段為分界點(diǎn)，基本呈先增大后減小的變化趨勢。UEA 最大值位于T1節(jié)段，最小值位于T10節(jié)段，呈逐漸減小趨勢。

2.2 模擬進(jìn)釘點(diǎn)B各解剖學(xué)參數(shù)特點(diǎn)

模擬進(jìn)釘點(diǎn)B 各解剖學(xué)參數(shù)見表2。CL 最大值男性位于T7節(jié)段，女性位于T2節(jié)段；CL 最小值位于T9節(jié)段；CL 值較為平穩(wěn)，最大值與最小值差別較小。CW 最大值位于T1節(jié)段，最小值位于T6節(jié)段，以T6為分界點(diǎn)，呈先減小后增大的變化趨勢。MIA最大值位于T9節(jié)段，最小值位于T2節(jié)段；MIA 較為平穩(wěn)，最大值與最小值差別較小。UEA 最大值位于T10節(jié)段，最小值位于T1節(jié)段，呈逐漸增大趨勢。

表 1 模擬進(jìn)釘點(diǎn)A各解剖學(xué)參數(shù)Tab.1 Anatomical parameters of simulative entrance point A

表 1 模擬進(jìn)釘點(diǎn)A各解剖學(xué)參數(shù)Tab.1 Anatomical parameters of simulative entrance point A

CL/mm CW/mm Se節(jié)gm段ent M男ale Fe女male M男aleFe女male MIA/mm UEA/mm T1 28.7±2.6 26.0±3.1 17.5±1.5 15.8±2.0 38.3±3.4 29.3±6.7 T2 31.9±2.8 29.8±3.1 17.4±1.9 15.5±1.8 45.4±5.2 19.5±4.1 T3 32.7±1.8 30.4±2.1 14.4±1.6 13.1±1.7 47.1±4.7 16.7±4.4 T4 33.8±2.1 31.8±2.4 15.1±1.8 13.2±1.3 49.1±3.5 16.0±4.0 T5 34.5±1.4 32.1±2.7 14.4±1.7 12.6±1.3 52.2±4.2 16.3±3.7 T6 35.2±1.8 32.3±2.9 14.0±2.1 12.0±1.5 56.9±2.7 16.8±4.1 T7 34.5±2.0 31.5±3.1 15.1±1.2 12.1±1.3 56.0±3.0 14.3±4.4 T8 33.7±2.3 31.1±2.9 15.4±2.2 12.4±2.1 54.9±3.1 12.8±3.8 T9 32.4±2.1 29.3±3.1 15.6±1.8 12.9±1.9 53.6±3.3 11.2±4.4 T10 31.6±1.9 28.7±2.3 16.7±1.8 13.6±1.4 50.9±5.0 9.8±3.6

表 2 模擬進(jìn)釘點(diǎn)B各解剖學(xué)參數(shù)Tab.2 Anatomical parameters of simulative entrance point B x±s

3 討 論

椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)因其貫穿脊柱前中后三柱、具有強(qiáng)大的三維矯形和固定作用，目前已廣泛應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)。由于胸椎椎弓根的尺寸明顯小于腰椎，且不同節(jié)段的形態(tài)差異較大，其置釘失敗率相對(duì)較高，而且可能帶來一些嚴(yán)重的并發(fā)癥［3-4］。臨床上，胸椎椎弓根螺釘置釘失敗或椎體由于創(chuàng)傷、結(jié)核、腫瘤破壞而無法使用椎弓根螺釘時(shí)，常采用跨節(jié)段固定，但由于應(yīng)力過于集中，在病變節(jié)段的連接棒和上位節(jié)段的螺釘有斷釘、斷棒風(fēng)險(xiǎn)［5］。因此，選擇一種合適、可靠的技術(shù)來固定患椎以分散過于集中的應(yīng)力，一定程度上能降低斷釘、斷棒風(fēng)險(xiǎn)。椎弓根外螺釘技術(shù)是一種可以采用的方式［6］，但是當(dāng)脊柱椎體、椎弓根破壞，無法行椎體內(nèi)固定時(shí)，肋骨橫突螺釘技術(shù)可能是一種更為合適的固定技術(shù)。De Iure 等［7］報(bào)道了肋骨橫突螺釘技術(shù)在1 型多發(fā)性神經(jīng)纖維瘤所致頸胸段畸形患者中的應(yīng)用效果，認(rèn)為該技術(shù)可作為補(bǔ)救內(nèi)固定技術(shù)在解剖異常或者椎板切除時(shí)應(yīng)用。

在安全地開展一項(xiàng)新的固定技術(shù)之前，全面、深刻的解剖學(xué)認(rèn)識(shí)十分必要。從解剖學(xué)上分析，肋骨橫突螺釘技術(shù)通過橫突、肋骨橫突結(jié)合區(qū)至肋骨這一區(qū)域，有肋骨頭和相應(yīng)的椎體連接的肋椎關(guān)節(jié)，在上胸椎有肋骨結(jié)節(jié)和相應(yīng)椎體的橫突組成的肋骨橫突關(guān)節(jié)（其外側(cè)被關(guān)節(jié)囊和韌帶組織所包裹），而在中、下胸椎該關(guān)節(jié)不一定存在；在上下肋骨間有肋間血管、肋間神經(jīng)穿行，在肋骨前方有壁胸膜和肺組織，以及椎體前緣的胸主動(dòng)脈和食管，理論上在此區(qū)域內(nèi)置入螺釘有損傷這些毗鄰組織的風(fēng)險(xiǎn)［7］。因此在置釘時(shí)，應(yīng)對(duì)不同節(jié)段的不同進(jìn)釘點(diǎn)以及不同進(jìn)釘角度、肋骨最前緣皮質(zhì)骨到橫突最后方皮質(zhì)骨的安全距離進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。Xu 等［1］發(fā)現(xiàn)，肋骨橫突關(guān)節(jié)的進(jìn)釘矢狀面角在T1～4節(jié)段應(yīng)為80° ～ 90°，在T5～10節(jié)段應(yīng)為50° ～ 70°，以確保螺釘位于肋橫突關(guān)節(jié)內(nèi)，實(shí)際操作時(shí)可采用垂直椎板橫突平面進(jìn)釘，這一點(diǎn)類似于徒手置釘技術(shù)的判斷方法。

生物力學(xué)分析是判斷一項(xiàng)內(nèi)固定技術(shù)是否可靠有效的重要手段［8-9］。Heller等［10］對(duì)橫突螺釘技術(shù)的生物力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)在T1～4節(jié)段橫突螺釘平均單軸極限加載強(qiáng)度（361.0 N）小于椎弓根螺釘平均強(qiáng)度（658.0 N），但在T1節(jié)段兩者無明顯差異。在此基礎(chǔ)上，Little等［11］在T3～4節(jié)段失穩(wěn)模型上對(duì)肋骨橫突螺釘技術(shù)和椎弓根螺釘技術(shù)進(jìn)行了脊柱活動(dòng)度和拔出力測量，結(jié)果顯示，2種技術(shù)均能降低脊柱前屈后伸、左右旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度，但對(duì)于左右側(cè)曲固定作用并不明顯，其中在前屈后伸、左右旋轉(zhuǎn)上，肋骨橫突螺釘均不如椎弓根螺釘表現(xiàn)，并且肋骨橫突螺釘?shù)陌纬隽Γ郏?17±105）N］約為椎弓根螺釘［（782±297）N］的38%，因此認(rèn)為，肋骨橫突螺釘技術(shù)能穩(wěn)定脊柱的三柱損傷，對(duì)于退行性疾病可提供足夠的力學(xué)強(qiáng)度，但不能應(yīng)用于嚴(yán)重創(chuàng)傷引起的三柱失穩(wěn)。鑒于Little 等［11］對(duì)肋骨橫突螺釘?shù)牧W(xué)測量結(jié)論以及后方韌帶復(fù)合體，尤其是棘上韌帶，在制約脊柱前屈、維持脊柱生理彎曲方面的重要作用［12-13］，本研究在設(shè)計(jì)模擬進(jìn)釘點(diǎn)時(shí)，采用保留棘突及棘上韌帶的進(jìn)釘方案，以保證更大的力學(xué)穩(wěn)定性。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若選擇A 為進(jìn)釘點(diǎn)，男性CL最大值為（35.2±1.8）mm、女性為（32.3±2.9）mm，男性CL 最小值為（28.7±2.6）mm、女性為（26.0±3.1）mm；男性CW 最大值為（17.5±1.5）mm、女性為（15.8±2.0）mm，男性CW 最小值為（14.0±2.1）mm、女性為（12.0±1.5）mm；MIA 最大值為56.9°±2.7°，最小值為38.3°±3.4°；UEA 最大值為29.3°±6.7°，最小值為9.8°±3.6°。若選擇B 為進(jìn)釘點(diǎn)，男性CL 最大值為（24.4±2.0）mm、女性為（23.0±1.6）mm，男性CL最小值為（20.7±1.6）mm、女性為（18.3±2.4）mm；男性CW最大值為（19.8±2.3）mm、女性為（18.4±1.5）mm，男性CW 最小值為（16.0±1.6）mm、女性為（13.1±1.2）mm；MIA最大值為27.9°±2.2°，最小值為23.9°±2.5°；UEA最大值為28.1°±4.2°、最小值為4.0°±2.8°。在置釘時(shí)應(yīng)參照上述測量數(shù)據(jù)選擇合適的螺釘，避免長度過長、直徑過大而導(dǎo)致肋骨及橫突骨折、穿破肋骨前方皮質(zhì)骨、損傷毗鄰結(jié)構(gòu)等。本研究還發(fā)現(xiàn)，以T6為分界點(diǎn)，CL 向上、向下節(jié)段均表現(xiàn)為減小趨勢，CW 向上、向下節(jié)段均表現(xiàn)為增大趨勢，這對(duì)不同節(jié)段螺釘長度的選擇有一定的指導(dǎo)意義。本研究僅對(duì)CT 橫斷面進(jìn)行研究，并未對(duì)橫突縱向?qū)挾冗M(jìn)行測量，存在一定的局限性。但Cui 等［14］在橫突形態(tài)學(xué)研究中測量得出T1～10橫突縱向?qū)挾葹椋?1.68±0.80）mm 至（12.87±1.48）mm，亦對(duì)胸椎肋骨橫突螺釘技術(shù)有一定的參考價(jià)值。

傳統(tǒng)的胸椎椎弓根螺釘通常采用徒手置釘，較為公認(rèn)的螺釘進(jìn)釘點(diǎn)位于胸椎上關(guān)節(jié)突外側(cè)緣與橫突交界處，但具體置釘點(diǎn)的選擇尚存在爭議［15-18］。作為補(bǔ)救技術(shù)，將肋骨橫突螺釘置于該區(qū)域所在的矢狀面線上更利于與其他節(jié)段椎弓根螺釘放置連接棒，無需特別調(diào)整連接棒形狀，因此，選擇B 點(diǎn)作為進(jìn)釘點(diǎn)更加具有臨床實(shí)用價(jià)值；另外，B 點(diǎn)相對(duì)A 點(diǎn)更靠近中線，需要?jiǎng)冸x的組織范圍更小，手術(shù)創(chuàng)傷更小。

遺憾的是，目前并沒有相關(guān)研究將肋骨橫突螺釘技術(shù)與其他補(bǔ)救技術(shù)，如椎弓根外螺釘固定、經(jīng)椎板螺釘固定、椎板下鋼絲固定、椎板鉤固定等技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)比較，本研究也未對(duì)模擬進(jìn)釘點(diǎn)進(jìn)行生物力學(xué)分析。理論上，在解剖學(xué)參數(shù)可接受范圍內(nèi)，生物力學(xué)強(qiáng)度與螺釘直徑、進(jìn)釘深度密切相關(guān)，螺釘直徑越大、進(jìn)釘越深，力學(xué)強(qiáng)度越大［19-20］。本研究設(shè)計(jì)的2 個(gè)模擬進(jìn)釘點(diǎn)中，A 點(diǎn)的CL 大于B點(diǎn)，推測在力學(xué)性能上A 點(diǎn)的極限外展角所成的進(jìn)釘方式可能提供最大的力學(xué)穩(wěn)定性及抗拔出力，但仍有待生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究證實(shí)。

綜上所述，本研究在CT 影像學(xué)資料上為胸椎肋骨橫突螺釘技術(shù)設(shè)計(jì)了2 個(gè)進(jìn)釘點(diǎn)，并對(duì)相應(yīng)的CL、CW、MIA、UEA 分別進(jìn)行測量分析，結(jié)合既往研究認(rèn)為，該技術(shù)可作為補(bǔ)救技術(shù)應(yīng)用于胸椎后路內(nèi)固定，適用于因椎弓根缺損、腫瘤、感染等無法應(yīng)用椎弓根螺釘或者椎弓根螺釘置釘失敗的患者，但應(yīng)注意進(jìn)釘角度并根據(jù)本研究測量數(shù)據(jù)選擇合適的螺釘，避免損傷相鄰結(jié)構(gòu)。理論上選擇在A 點(diǎn)進(jìn)釘具有較好的力學(xué)性能，但選擇在B 點(diǎn)進(jìn)釘更適合與胸椎椎弓根螺釘進(jìn)行聯(lián)合內(nèi)固定，增加內(nèi)固定強(qiáng)度，降低因跨節(jié)段固定引起的斷釘、斷棒風(fēng)險(xiǎn)，且手術(shù)剝離范圍小。本研究結(jié)論僅來自于影像學(xué)測量結(jié)果，今后仍需開展大量臨床實(shí)踐及生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。