引用本文： 唐曉軍, 曹奇, 陳亮元, 唐國軍, 楊五洲, 李嚴兵. 樞椎椎弓根螺釘進釘點及植釘方式的解剖研究. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(2): 175-178. doi: 10.7507/1002-1892.20150038 復制
目前，國內外有許多學者對樞椎椎弓根螺釘技術的解剖學、影像學及臨床應用進行了研究，提出了多種不同的進釘點及植釘方法，但均存在不足，影響了植釘的準確性和安全性。鑒于此，本實驗通過對60具尸體樞椎標本的解剖學觀察，探尋與進釘點距離較近的“參照點”，并按此“參照點”行經椎弓根螺釘植釘，對植釘標本進行切割、測量，獲取解剖學參數，以綜合評估該內固定術式的安全性，以期為臨床實踐提供一種能最大程度避免術者主觀判斷、更利于直視下精確進釘的方法。報告如下。
1 材料與方法
1.1 實驗標本及測量工具
60具完整且無畸形的成人尸體樞椎干骨標本，年齡、性別不詳，由南華大學人體解剖學教研室提供。數顯卡尺（分辨力0.01 mm，精度±0.03 mm；桂林廣陸數字測控股份有限公司）；量角器（精確度0.1°；廣東威力獅五金有限公司）。樞椎椎弓根螺釘（深圳斯瑪儀器有限公司）。
1.2 解剖學測量
1.2.1 進釘點及進釘通道的確定
椎弓根內側緣與側塊的交點為A點，椎弓根外側緣與側塊的交點（相當于橫突孔后內側壁）為B點，樞椎橫突后支與下關節突外側緣的交點為C點；A、B連線中點的矢狀線與經C點水平線的交點偏外1～2 mm處為進釘點（圖 1），進釘點沿椎弓根軸線至側塊前緣為進釘通 道。
圖1
椎弓根螺釘進釘點（*）的確定? ?圖 2 椎弓根上緣寬度（W1）、中部寬度（W2）及下緣寬度（W3）? ?圖 3 最大進釘長度（L1）及釘道內傾角（α）? ?圖 4 釘道至椎管的最短距離（L2）及釘道至橫突孔的最短距離（L3）? ?圖 5 椎弓根高度（H）? ?圖 6 釘道頭傾角（β）
Figure1.
Determination of the entry point (*) of pedicle screw? ? Fig. 2 The width of pedicle in upper (W1) ,middle (W2) ,and lower (W3) parts? ? Fig. 3 The maximum length of screw projection (L1) and the angle between screw direction and transverse plane (α)? ? Fig. 4 The minimum distance from screw path to spinal canal (L2) and transverse foramen (L3)? ? Fig. 5 The height of pedicle (H)? ? Fig. 6 The angle between screw direction and coronal plane (β)
1.2.2 椎弓根及釘道的相關測量
按照以上方法確定進釘點，對60具樞椎標本行雙側經椎弓根螺釘植釘。隨機取其中20具標本，分別于左、右側椎弓根與椎體移行處行冠狀面切割后，測量樞椎椎弓根上緣寬度（W1）、椎弓根中部寬度（W2）及椎弓根下緣寬度（W3），見圖 2。再隨機取20具標本，依次經雙側椎弓根軸線行橫截面切割，測量以下指標：① 最大進釘長度（L1）：進釘點至樞椎椎弓根螺釘與側塊前緣的交點，兩者間距為最大進釘長度，見圖 3。② 釘道至椎管的最短距離（L2）：椎管內側壁至釘道的最短垂直距離，見圖 4。③ 釘道至橫突孔的最短距離（L3）：橫突孔內側壁至釘道的最短垂直距離，見圖 4。④ 釘道內傾角（α）：進釘方向與冠狀面的夾角，見圖 3。取剩余20具標本，分別沿雙側椎弓根軸線行矢狀面切割后，測量椎弓根高度（H）及釘道頭傾角（β，即進釘方向與矢狀面的夾角），見圖 5、6。
1.3 統計學方法
采用SPSS16.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，同一標本左右側比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
樞椎左、右側各解剖測量指標差異均無統計學意義，雙側數據合并后計算均值。W1、W2、W3分別為（7.35±0.89）、（5.50±1.48）和（3.97±1.01） mm，H為（9.94±1.16）mm。L1為（25.91±1.15） mm，α角為（26.95±1.88）°、β角為（22.81±1.61）°。L2和L3分別為（2.72±0.83）mm和（1.98±0.26）mm。
3 討論
3.1 樞椎椎弓根的解剖定位
樞椎椎弓根的解剖定位存在爭議。Borne等[1]認為椎弓根為樞椎椎體主體-齒突復合體與上關節突之間的區域，Ebraheim等[2]認為樞椎椎弓根位于上關節突下方、橫突孔的前內側，他們均認為上下關節突之間較窄的區域為峽部。Naderi等[3]認為椎弓根被上下關節突之間的峽部所覆蓋，為連接椎體與下關節突的部分。而Yarbrough等[4]將上下關節突之間的區域認為是椎弓根。侯黎升等[5]認為樞椎椎體為位于前結構下方的三角形突起部分，椎弓根位于上關節突與椎體之間，椎弓側方為上下關節突之間的連接部分，被橫突孔后結節分為橫突孔內界及峽部兩部分。袁峰等[6]將上下關節突之間的部分稱為峽部和椎弓根的復合體，復合體上部較為扁平的部分為峽部，峽部下方、復合體中下部分半管狀結構的骨嵴為椎弓根部，在橫突孔的后內側連接樞椎椎體和下關節突。目前臨床普遍認為樞椎上下關節突之間為峽部，上關節突后下方、橫突孔內側的解剖區域為樞椎椎弓根部。樞椎椎弓根螺釘是從后部側塊進入，螺釘向前上方、內側途經椎弓根及峽部部分區域，并進入樞椎椎體。
3.2 樞椎椎弓根植釘的解剖因素
樞椎椎弓根的解剖參數主要包括椎弓根的高度、寬度及長度，由于樞椎峽部內側緣在術中可以探及，其椎弓根植釘的風險更多來源于緊鄰椎弓根外側橫突孔內的椎動脈。椎動脈在樞椎上關節突外下方的橫突孔內彎曲形成一由內向外上方走行的“袢”，導致椎弓根的寬度多變[7]。Wang等[8]通過CT測量椎動脈袢頂點距上關節面的垂直距離、椎動脈入口與椎管外壁的水平距離，兩者共同組成樞椎椎弓根螺釘的安全區域。
影響樞椎椎弓根螺釘植釘的主要因素不是椎弓根的高度，而是其寬度。椎弓根上緣寬度并不能真實反映椎弓根的實際橫徑，由于螺釘主要行經椎弓根中上部，提示所能容納的螺釘直徑不應超過其中部寬度。沙勇等[9]對100具中國成人干燥樞椎標本進行解剖學測量，結果發現樞椎椎弓根的寬度為（7.65±1.79）mm、高度為（9.01±1.26）mm、長度為（6.08±1.69）mm，96.5%標本的椎弓根寬度＞4.5 mm，20.6%標本椎弓根內側高度＜4.5 mm，右側占8.1%、左側占12.5%，其中男性15.7%、女性40%的標本椎弓根內側高度＜4.5 mm。Mandel等[10]對102具男性和103具女性樞椎標本行CT掃描，測得男、女性椎弓根寬度分別為（8.2±1.5） mm和（7.2±1.3）mm，高度分別為（8.6±2.0）mm和（6.9±1.5） mm，2.4%標本的寬度和11.7%標本的高度＜5 mm，因此絕大多數人可植入直徑3.5 mm的螺釘。
本研究測得椎弓根上緣寬度為（7.35±0.89） mm，通過剖面測得椎弓根高度及其中部、下緣寬度分別為（9.94±1.16）、（5.50±1.48）、（3.97±1.01） mm。由于螺釘主要行經椎弓根中上部，提示所能容納的螺釘直徑不應超過5～7 mm。
3.3 樞椎椎弓根螺釘的進釘點及植釘角度
影響樞椎椎弓根螺釘準確性的因素主要是進釘點及植釘角度的選擇。張金明等[11]通過CT掃描確定，在橫斷面上進釘點位于樞椎椎弓峽部內上壁水平外（5.77±0.53）mm處，在冠狀面上進釘點為峽部內上壁下（4.30±0.49）mm處，最佳上傾角、內傾角分別為（26.53±1.34）°和（30.26±1.20）°。Chun等[12]推薦的進釘點為椎板上緣水平線與椎弓峽部交匯點偏外、偏下各4 mm處，根據術中C臂X線機觀察樞椎椎弓峽部內側緣，采用的內傾角和頭傾角均為20～30°。馬向陽等[13]以樞椎下關節突為標志建立了兩種進釘點定位方法，一種位于下關節突內上象限，即中心點內、上各2 mm處，內傾32.1°、上傾28.3°；一種位于經下關節突內緣的縱垂線與經下關節突中上1/4水平線的交點，內傾16.5°、上傾18.6°。然而，以上方式均存在部分弊端，進而影響植釘的準確性和安全性，難以完全在手術實際操作中被采納。這些不足之處包括：① 以樞椎棘突、關節突等作為骨性解剖定位標志，個體變異較大，定位不清晰。② 不適用于合并嚴重關節突退變、骨贅增生、骨質破壞或關節突骨折、交鎖的患者。③ 以樞椎下關節突為定位標志時，術中對C2、3關節突關節囊的醫源性破壞和干擾，可能對小關節正常穩定性的維持產生不利影響。④ 以樞椎棘突等“參照物”的旁開距離作為進釘點的定位標志時，由于參照物與實際進釘點距離過遠，進釘點選擇錯誤的風險會隨每位術者主觀評估偏差的增加而增大。
本研究發現，樞椎橫突后支與下關節突外側緣交點的水平線，恰好處于椎弓根與下關節突內側緣及椎板上緣三者的移行部位，該交點位置較恒定，受關節突退變、增生等因素的影響較小，經過該交點的水平線可作為冠狀面上進釘點的橫坐標。對椎弓根與椎體移行處的冠狀面切割、以及沿椎弓根軸線的橫截面切割發現，螺釘釘道的中段走行于椎弓根內、外側緣與側塊的交點之間，經兩交點連線中點的縱垂線適合作為冠狀面上進釘點的縱坐標。樞椎最大進釘長度為（25.91±1.15）mm，說明椎弓根螺釘長度不宜超過24～26 mm，否則易導致螺釘穿破椎體前緣骨皮質。釘道內傾角（26.95±1.88）°，頭傾角（22.81±1.61）°。因此，本研究椎弓根螺釘進釘點的確定是通過依次顯露椎弓根內、外側緣與側塊的交點，兩點之間連線中點作縱垂線，再顯露樞椎橫突后支與下關節突外側緣的交點作水平線，兩線交點偏外1～2 mm處為進釘點；內傾25～30°、頭傾20～25°進行植釘。進釘點選擇偏上會導致釘道行程縮短、把持力減弱，甚至穿破椎弓根上緣進入寰樞椎側塊關節；偏下則螺釘穿經椎弓根中下部，易引起椎弓根爆裂，損傷椎間孔內的脊神經或椎弓根下緣椎動脈袢的起始處。本研究中釘道至椎管、橫突孔的最短距離分別為（2.72±0.83）mm和（1.98±0.26） mm。植釘過程中，釘道前1/3段處螺釘外側緣與橫突孔內壁最為接近，而在釘道中段處螺釘內側緣與椎管距離最接近。進釘點過于偏內、偏外或內傾角過大、過小，會導致螺釘進入椎管或橫突孔。提示通過C臂X線機透視時，尤其應仔細觀察螺釘的三段行程里與橫突孔及椎管的毗鄰關系。上述定位標志在臨床手術過程中，依靠神經剝離子即可精確顯露，對椎管、椎動脈、C2神經根及側塊關節的干擾極少，同時能最大程度避免關節退變對定位準確性的影響，減少過多剝離造成的出血，創傷小、操作簡便。
綜上述，經椎弓根內外側緣與側塊的交界處，以及經橫突后支與下關節突外側緣的交界處作為樞椎椎弓根進釘點坐標的定位標志進行植釘，在解剖形態學方面是安全、可行的。
目前，國內外有許多學者對樞椎椎弓根螺釘技術的解剖學、影像學及臨床應用進行了研究，提出了多種不同的進釘點及植釘方法，但均存在不足，影響了植釘的準確性和安全性。鑒于此，本實驗通過對60具尸體樞椎標本的解剖學觀察，探尋與進釘點距離較近的“參照點”，并按此“參照點”行經椎弓根螺釘植釘，對植釘標本進行切割、測量，獲取解剖學參數，以綜合評估該內固定術式的安全性，以期為臨床實踐提供一種能最大程度避免術者主觀判斷、更利于直視下精確進釘的方法。報告如下。
1 材料與方法
1.1 實驗標本及測量工具
60具完整且無畸形的成人尸體樞椎干骨標本，年齡、性別不詳，由南華大學人體解剖學教研室提供。數顯卡尺（分辨力0.01 mm，精度±0.03 mm；桂林廣陸數字測控股份有限公司）；量角器（精確度0.1°；廣東威力獅五金有限公司）。樞椎椎弓根螺釘（深圳斯瑪儀器有限公司）。
1.2 解剖學測量
1.2.1 進釘點及進釘通道的確定
椎弓根內側緣與側塊的交點為A點，椎弓根外側緣與側塊的交點（相當于橫突孔后內側壁）為B點，樞椎橫突后支與下關節突外側緣的交點為C點；A、B連線中點的矢狀線與經C點水平線的交點偏外1～2 mm處為進釘點（圖 1），進釘點沿椎弓根軸線至側塊前緣為進釘通 道。
圖1
椎弓根螺釘進釘點（*）的確定? ?圖 2 椎弓根上緣寬度（W1）、中部寬度（W2）及下緣寬度（W3）? ?圖 3 最大進釘長度（L1）及釘道內傾角（α）? ?圖 4 釘道至椎管的最短距離（L2）及釘道至橫突孔的最短距離（L3）? ?圖 5 椎弓根高度（H）? ?圖 6 釘道頭傾角（β）
Figure1.
Determination of the entry point (*) of pedicle screw? ? Fig. 2 The width of pedicle in upper (W1) ,middle (W2) ,and lower (W3) parts? ? Fig. 3 The maximum length of screw projection (L1) and the angle between screw direction and transverse plane (α)? ? Fig. 4 The minimum distance from screw path to spinal canal (L2) and transverse foramen (L3)? ? Fig. 5 The height of pedicle (H)? ? Fig. 6 The angle between screw direction and coronal plane (β)
1.2.2 椎弓根及釘道的相關測量
按照以上方法確定進釘點，對60具樞椎標本行雙側經椎弓根螺釘植釘。隨機取其中20具標本，分別于左、右側椎弓根與椎體移行處行冠狀面切割后，測量樞椎椎弓根上緣寬度（W1）、椎弓根中部寬度（W2）及椎弓根下緣寬度（W3），見圖 2。再隨機取20具標本，依次經雙側椎弓根軸線行橫截面切割，測量以下指標：① 最大進釘長度（L1）：進釘點至樞椎椎弓根螺釘與側塊前緣的交點，兩者間距為最大進釘長度，見圖 3。② 釘道至椎管的最短距離（L2）：椎管內側壁至釘道的最短垂直距離，見圖 4。③ 釘道至橫突孔的最短距離（L3）：橫突孔內側壁至釘道的最短垂直距離，見圖 4。④ 釘道內傾角（α）：進釘方向與冠狀面的夾角，見圖 3。取剩余20具標本，分別沿雙側椎弓根軸線行矢狀面切割后，測量椎弓根高度（H）及釘道頭傾角（β，即進釘方向與矢狀面的夾角），見圖 5、6。
1.3 統計學方法
采用SPSS16.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，同一標本左右側比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
樞椎左、右側各解剖測量指標差異均無統計學意義，雙側數據合并后計算均值。W1、W2、W3分別為（7.35±0.89）、（5.50±1.48）和（3.97±1.01） mm，H為（9.94±1.16）mm。L1為（25.91±1.15） mm，α角為（26.95±1.88）°、β角為（22.81±1.61）°。L2和L3分別為（2.72±0.83）mm和（1.98±0.26）mm。
3 討論
3.1 樞椎椎弓根的解剖定位
樞椎椎弓根的解剖定位存在爭議。Borne等[1]認為椎弓根為樞椎椎體主體-齒突復合體與上關節突之間的區域，Ebraheim等[2]認為樞椎椎弓根位于上關節突下方、橫突孔的前內側，他們均認為上下關節突之間較窄的區域為峽部。Naderi等[3]認為椎弓根被上下關節突之間的峽部所覆蓋，為連接椎體與下關節突的部分。而Yarbrough等[4]將上下關節突之間的區域認為是椎弓根。侯黎升等[5]認為樞椎椎體為位于前結構下方的三角形突起部分，椎弓根位于上關節突與椎體之間，椎弓側方為上下關節突之間的連接部分，被橫突孔后結節分為橫突孔內界及峽部兩部分。袁峰等[6]將上下關節突之間的部分稱為峽部和椎弓根的復合體，復合體上部較為扁平的部分為峽部，峽部下方、復合體中下部分半管狀結構的骨嵴為椎弓根部，在橫突孔的后內側連接樞椎椎體和下關節突。目前臨床普遍認為樞椎上下關節突之間為峽部，上關節突后下方、橫突孔內側的解剖區域為樞椎椎弓根部。樞椎椎弓根螺釘是從后部側塊進入，螺釘向前上方、內側途經椎弓根及峽部部分區域，并進入樞椎椎體。
3.2 樞椎椎弓根植釘的解剖因素
樞椎椎弓根的解剖參數主要包括椎弓根的高度、寬度及長度，由于樞椎峽部內側緣在術中可以探及，其椎弓根植釘的風險更多來源于緊鄰椎弓根外側橫突孔內的椎動脈。椎動脈在樞椎上關節突外下方的橫突孔內彎曲形成一由內向外上方走行的“袢”，導致椎弓根的寬度多變[7]。Wang等[8]通過CT測量椎動脈袢頂點距上關節面的垂直距離、椎動脈入口與椎管外壁的水平距離，兩者共同組成樞椎椎弓根螺釘的安全區域。
影響樞椎椎弓根螺釘植釘的主要因素不是椎弓根的高度，而是其寬度。椎弓根上緣寬度并不能真實反映椎弓根的實際橫徑，由于螺釘主要行經椎弓根中上部，提示所能容納的螺釘直徑不應超過其中部寬度。沙勇等[9]對100具中國成人干燥樞椎標本進行解剖學測量，結果發現樞椎椎弓根的寬度為（7.65±1.79）mm、高度為（9.01±1.26）mm、長度為（6.08±1.69）mm，96.5%標本的椎弓根寬度＞4.5 mm，20.6%標本椎弓根內側高度＜4.5 mm，右側占8.1%、左側占12.5%，其中男性15.7%、女性40%的標本椎弓根內側高度＜4.5 mm。Mandel等[10]對102具男性和103具女性樞椎標本行CT掃描，測得男、女性椎弓根寬度分別為（8.2±1.5） mm和（7.2±1.3）mm，高度分別為（8.6±2.0）mm和（6.9±1.5） mm，2.4%標本的寬度和11.7%標本的高度＜5 mm，因此絕大多數人可植入直徑3.5 mm的螺釘。
本研究測得椎弓根上緣寬度為（7.35±0.89） mm，通過剖面測得椎弓根高度及其中部、下緣寬度分別為（9.94±1.16）、（5.50±1.48）、（3.97±1.01） mm。由于螺釘主要行經椎弓根中上部，提示所能容納的螺釘直徑不應超過5～7 mm。
3.3 樞椎椎弓根螺釘的進釘點及植釘角度
影響樞椎椎弓根螺釘準確性的因素主要是進釘點及植釘角度的選擇。張金明等[11]通過CT掃描確定，在橫斷面上進釘點位于樞椎椎弓峽部內上壁水平外（5.77±0.53）mm處，在冠狀面上進釘點為峽部內上壁下（4.30±0.49）mm處，最佳上傾角、內傾角分別為（26.53±1.34）°和（30.26±1.20）°。Chun等[12]推薦的進釘點為椎板上緣水平線與椎弓峽部交匯點偏外、偏下各4 mm處，根據術中C臂X線機觀察樞椎椎弓峽部內側緣，采用的內傾角和頭傾角均為20～30°。馬向陽等[13]以樞椎下關節突為標志建立了兩種進釘點定位方法，一種位于下關節突內上象限，即中心點內、上各2 mm處，內傾32.1°、上傾28.3°；一種位于經下關節突內緣的縱垂線與經下關節突中上1/4水平線的交點，內傾16.5°、上傾18.6°。然而，以上方式均存在部分弊端，進而影響植釘的準確性和安全性，難以完全在手術實際操作中被采納。這些不足之處包括：① 以樞椎棘突、關節突等作為骨性解剖定位標志，個體變異較大，定位不清晰。② 不適用于合并嚴重關節突退變、骨贅增生、骨質破壞或關節突骨折、交鎖的患者。③ 以樞椎下關節突為定位標志時，術中對C2、3關節突關節囊的醫源性破壞和干擾，可能對小關節正常穩定性的維持產生不利影響。④ 以樞椎棘突等“參照物”的旁開距離作為進釘點的定位標志時，由于參照物與實際進釘點距離過遠，進釘點選擇錯誤的風險會隨每位術者主觀評估偏差的增加而增大。
本研究發現，樞椎橫突后支與下關節突外側緣交點的水平線，恰好處于椎弓根與下關節突內側緣及椎板上緣三者的移行部位，該交點位置較恒定，受關節突退變、增生等因素的影響較小，經過該交點的水平線可作為冠狀面上進釘點的橫坐標。對椎弓根與椎體移行處的冠狀面切割、以及沿椎弓根軸線的橫截面切割發現，螺釘釘道的中段走行于椎弓根內、外側緣與側塊的交點之間，經兩交點連線中點的縱垂線適合作為冠狀面上進釘點的縱坐標。樞椎最大進釘長度為（25.91±1.15）mm，說明椎弓根螺釘長度不宜超過24～26 mm，否則易導致螺釘穿破椎體前緣骨皮質。釘道內傾角（26.95±1.88）°，頭傾角（22.81±1.61）°。因此，本研究椎弓根螺釘進釘點的確定是通過依次顯露椎弓根內、外側緣與側塊的交點，兩點之間連線中點作縱垂線，再顯露樞椎橫突后支與下關節突外側緣的交點作水平線，兩線交點偏外1～2 mm處為進釘點；內傾25～30°、頭傾20～25°進行植釘。進釘點選擇偏上會導致釘道行程縮短、把持力減弱，甚至穿破椎弓根上緣進入寰樞椎側塊關節；偏下則螺釘穿經椎弓根中下部，易引起椎弓根爆裂，損傷椎間孔內的脊神經或椎弓根下緣椎動脈袢的起始處。本研究中釘道至椎管、橫突孔的最短距離分別為（2.72±0.83）mm和（1.98±0.26） mm。植釘過程中，釘道前1/3段處螺釘外側緣與橫突孔內壁最為接近，而在釘道中段處螺釘內側緣與椎管距離最接近。進釘點過于偏內、偏外或內傾角過大、過小，會導致螺釘進入椎管或橫突孔。提示通過C臂X線機透視時，尤其應仔細觀察螺釘的三段行程里與橫突孔及椎管的毗鄰關系。上述定位標志在臨床手術過程中，依靠神經剝離子即可精確顯露，對椎管、椎動脈、C2神經根及側塊關節的干擾極少，同時能最大程度避免關節退變對定位準確性的影響，減少過多剝離造成的出血，創傷小、操作簡便。
綜上述，經椎弓根內外側緣與側塊的交界處，以及經橫突后支與下關節突外側緣的交界處作為樞椎椎弓根進釘點坐標的定位標志進行植釘，在解剖形態學方面是安全、可行的。
