上胸椎椎板螺钉内固定的解剖学研究

刘杰 刘建东 姚建强 马捷 冯俊翔 宋文慧

上胸椎椎板螺钉内固定的解剖学研究

刘杰 刘建东 姚建强 马捷 冯俊翔 宋文慧

目的 测量成人上胸椎T1～T6椎板解剖学参数，探讨上胸椎椎板螺钉内固定的可行性。方法 取21具成人T1～T6的干燥标本（不分男女），用游标卡尺和量角器测量其椎板的解剖学数据，包括椎板高度（H）、厚度（T）、宽度（W）、钉道长度（L）、外倾角（angle A）。结果 21具成人尸体T1～T6节段椎板高度、厚度、宽度分别为16.48～21.20 mm、6.33～6.90 mm、6.68～10.18 mm，椎板外倾角为51.7°～55.9°，钉道长度为36.00 mm～26.60 mm。解剖学左右侧对比，差异无统计学意义。结论 上胸椎椎板螺钉具有解剖学可行性，有可能作为上胸椎后路固定的一种替代或者补救方法。

上胸椎；椎板螺钉；内固定；解剖学

虽然椎弓根螺钉固定作为胸椎后路固定的主要方法,但是其在上胸椎的应用受到一些限制[1]。由于胸椎特殊的解剖结构,特别是对胸椎侧弯为主的脊柱畸形患者,其后方结构变异大或解剖不清,置钉错误导致合并症的几率增高,引起螺钉内固定效果出现差异。因此,选择合适的螺钉固定方式,以取得最佳螺钉固定力学效果很必要。由于椎板螺钉内固定牢固和操作简便、安全,该技术在腰椎和上颈椎已越来越多地被推广应用[2]。近来有学者报道将其应用于T1、T2后路内固定,并取得了较好的疗效,并认为椎板螺钉固定在上胸椎可以作为椎弓根螺钉固定的一种替代或者补救办法[3]。但国内外有关上胸椎椎板螺钉固定的应用解剖学的报道较少,本文通过对上胸椎干燥标本的解剖学测量,评价成年人上胸椎椎板螺钉固定的可行性。

1 材料与方法

1.1 解剖学测量的方法和内容 利用国产游标卡尺（沪工,上海九量五金工具有限公司生产,精确度0.01 mm）测量椎体的线性解剖参数,量角器（精确度0.1°）测量椎板外倾角的角度。将椎板螺钉的进钉点设定为棘突与椎板交界线上下缘中点。上胸椎T1～T6的椎板测量参数：

（1)椎板高度（H）：椎板上缘和下缘中点之间的距离（见图1）；

（2)椎板厚度（T）：根据上胸椎解剖学特点,椎板中间的厚度相对于棘突连接处的椎板和横突连接处的椎板的厚度较薄,分别测量椎板上缘中点,下缘中点,及两点连线的中点的厚度,即x、y、z三点处ab的大小,求三者的均值（见图2、3）；

（3)椎板宽度（W）：设定椎体上、下关节突关节的内侧边缘的连线作为椎板的外缘,棘突根部的上下之间的连线作为椎板的内缘,分别在椎板上、下缘测量椎板宽度La、Lb的大小,取两者的平均值（见图1）；

（4)椎板外倾角（angle A）：以棘突根部为顶点,分别测椎板上、下缘与正中矢状面的夹角angle Aa、angle Ab,求两者的均值（见图4）；

（5)钉道长度（L）：从进钉点至同侧椎板与横突关节突前外侧交界的距离（见图4）。

图1 椎板高度和宽度示意图

图2 椎板厚度示意图

图3 椎板宽度中点示意图

图4 椎板外倾角和钉道长度示意图

1.2 统计学方法 采用SPSS 17.0软件进行统计学处理分析,正态计量资料以“x±s”表示,对比解剖学的左右两侧数据。对比前样本先进行方差齐性检验,方差齐用t检验,不齐用近似t检验,P＜0.05为差异有统计学意义。上胸椎固定节段之间数据采用单因素方差分析,P＜0.05为差异有统计学意义,有统计学意义再进行多重比较。

2 上胸椎椎板解剖学的测量结果

上胸椎T1～T6标本手工测量的椎板高度、厚度、宽度、椎板外倾角、钉道长度的数据见表1、表2,左右两侧比较P值均大于0.05 ,差异均无统计学意义。

表1 正常成年人上胸椎椎板高度、厚度、宽度解剖学测量结果左右侧对比

T1～T6椎板高度(见表1),T1至T6节段差异具有统计学意义(F=49.09,P＜0.05),T1＜T2＜T3＜T4＜T5、T6,但T5与T6之间差异无统计学意义（P=0.56）；T1～T6椎板厚度(见表1),T 1至

T6相邻节段差异无统计学意义（F=2.02,P＞0.05）,但T1与T6（P=0.04）、T2与T6（P=0.002）之间差异有统计学意义；T1至T6椎板宽度(见表1),T1～T6节段差异具有统计学意义(F=92.11, P＜0.05),T1＜T2＜T3＜T4、T5＜T6,但T4与T5之间差异无统计学意义（P=0.97）。

表2 正常成年人上胸椎椎板外倾角、钉道长度解剖学测量结果左右侧对比(n=21,mm)

T1～T6椎板外倾角（见表2）,T1至T6节段差异具有统计学意义（F=15.13,P＜0.05）,T1、T2、T3＜T4＜T5＜T6；T1～T6椎板钉道长度（见表2）,T1～T6节段差异具有统计学意义（F=103.5,P＜0.05）,T1～T3相邻节段之间差异具有统计学意义(P＜0.05),T3～T6相邻节段差异无统计学意义。

3 讨论

3.1 上胸椎椎板螺钉内固定的必要性 McLain等[6]报告老年患者T1有25%、T2有17%、T3有42%的椎弓根内外径小于5.5 mm,T3～T6平均有高达22%的椎弓根不能容纳4.5 mm直径大小的螺钉。Belmont等[7]在比较不同区域胸椎的椎弓根螺钉置钉准确性研究中报道,在T1～T4的椎弓根皮质破裂率达69%。首先,细小的椎弓根、颈胸交界区解剖结构的变化、还有解剖学标志在X线片上可视化的程度低,这些对椎弓根螺钉的植入带来了很多问题；其次,由于肿瘤或者复杂的功能重建造成的骨缺陷或模糊的解剖学标志,使得椎弓根螺钉的植入带来很大的挑战性；再次,椎弓根螺钉置钉偏差、松动、脱落,其它内固定作为一种补救措施是很有必要；最后,例如严重的骨质疏松,椎板螺钉可以与椎弓根螺钉联合增强固定的稳定性。

3.2 上胸椎椎板螺钉内固定的可行性分析 根据相关文献和测量的结果：上胸椎的椎板较厚,且较高,为椎板螺钉的固定提供了可行性。本研究通过对成人的T1～T6椎板高度测量发现,椎板高度允许植入至少1枚直径4.5 mm的螺钉；根据表1中,且螺钉两侧必须最少有1.0 mm的椎板边距[8],大部分上胸椎的椎板厚度可允许容纳3.5～4.5 mm的螺钉。根据实体标本的测量,从T1～T6,螺钉的长度分别为35 mm、30 mm、25 mm、25 mm、25 mm、25 mm是安全的。

3.3 上胸椎椎板螺钉内固定的手术适应证 （1）该技术必须建立在椎板完整的情况下；（2）确定病人是否患有后纵韧带钙化、黄韧带肥厚等疾病,需行胸椎后路椎板减压手术；（3）上胸椎椎弓根解剖结构,如椎弓根直径过小、畸形或者椎弓根破坏,无法行椎弓根螺钉内固定；（4）行椎弓根螺钉内固定手术失败,此术式可作为一种补救内固定办法；（5）椎弓根骨质疏松严重,椎弓根螺钉固定无法达到手术要求,可联合该术式。

3.4 上胸椎椎板螺钉内固定的优点和不足之处 优点：(1)操作简单：由于棘突标志比较明显,可以在直视下进针；(2)置钉相对安全：螺钉的置入方向可以参考椎板的走向,轻度向背侧避免进入椎管,从而减少神经根损伤的风险；(3)当螺钉过长,可以穿出关节突横突复合体的前外侧皮质,钉头在肋横复合体内比较安全,同时达到双侧皮质固定,增加螺钉的把持强度；（4）上胸椎椎弓根发育异常、椎弓根螺钉操作困难或失败,椎板螺钉内固定可以作为一种重要的补救技术。不足之处：（1）椎板螺钉作为椎弓根固定的补充技术,牢固程度不如椎弓根螺钉的三柱固定；（2）椎板螺钉内固定是通过后柱的固定达到稳定,其固定前提是后柱结构完整；（3）钉棒连接有一点难度,需要对棒进行更大的塑形。

[1] Zhuang Z,Chen Y,Han H,et al.Thoracic pedicle morphometry in different body height population:a three-dimensional study using reformatted computed tomography[J].Spine 2011，36 :E 1547–1554 .

[2] Chung KJ,Suh SW,Desai S,et al.Ideal entry point for the thoracic pedicle screw during the free hand technique[J].Int Orthop,2008,32(5):657-662.

[3] 王岩,毛克亚,张永刚，等.对徒手置入胸椎椎弓根螺钉的安全性评价[J].中国脊柱脊髓杂志,2006,16(8):596-599.

[4] Wright NM.Posterior C 2 fixation using bilateral,crossing C2laminar screws :case series and technical note[J].2004,17(2):158-162.

[5] Kretzer RM,Sciubba DM,Bagley CA,et al.Translaminar screw fixation in the upper thoracic spine.J Neurosurgery Spine,2006,5:527-533.

[6] McLain Robert F,Ferrara Lisa,Kabins Mark.Pedicle morphometry in the upper thoracic spine:limits to safe screw placement in older patients[J].2002,27 (22):2467-2471.

[7] Belmont PJ Jr，Klemme WR．Dhawan A，et a1．In vivo accuracy of thoracic pedicle screws．Spine(Phila Pa 1976)，2001，26：2340-2346．

[8] Wang MY．C2 crossing laminar screws：cadaveric morphometric analysis[J]．Neurosurgery，2006，Jul：59(1 Suppl 1):ONS84-88;discussion ONS84-88．

Objective To measure anatomic data of laminar from T 1 to T 6, and evaluate the possibility of laminar screw placement in the upper thoracic spine. Methods The anatomical parameters which were related to laminar screw placement in the upper thoracic spine were measured in 21 adult cadaveric specimens of T1to T6segment by vernier caliper and protractor.these data included the laminar height、thickness、width、camber and the trajectory length of laminar screws. Results The height、thickness and width of vertebral laminar of T1to T6segment of the 21 adult cadavers ranged from 16.48 mm to 21.20 mm、from 6.33 mm to 6.90 mm and from 6.68 mm to 10.18 mm, the laminar camber and the trajectory length of laminar screws ranged from 51.7° to 55.9° and from 36.00 mm to 26.60 mm.There was no statistic difference on the data of cadavers between left and right. Conclusion Laminar Screw Placement is feasible,and this could be used as a supplementary method for conventional posterior screw fi xation techniques in the upper thoracic spine .

Upper thoracic；Laminar screws；Internal fi xation ；Anatomic

10.3969/j.issn.1009-4393.2014.24.010

山西 030001 山西医科大学第二医院骨科 （刘杰 刘建东姚建强 马捷 冯俊翔 宋文慧）

宋文慧 E-mail：songwenhui@gmail.com