少年脊柱腰骶段椎弓根的增龄变化及临床意义

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(1.内蒙古自治区人民医院:a.急诊外科；b.脊柱外科；c.骨创伤科,内蒙古 呼和浩特 010017；2.内蒙古医科大学:a.基础医学院解剖教研室,数字医学中心;b.基础医学院生理教研室,内蒙古 呼和浩特 010059；3.内蒙古医科大学附属医院血液科,内蒙古 呼和浩特 010050)

脊柱矫形的根本目的是减轻疼痛，矫正畸形，避免压迫神经血管，从而稳定脊柱三维结构。而维持脊柱生物力学功能则是脊柱治疗的核心所在。随着近几十年脊柱生物力学的发展，诞生了以椎弓根螺钉内固定系统为代表的新一代内固定技术，椎弓根螺钉内固定技术正是紧紧把握“脊柱椎弓根”这个力学核心而发展起来的全新技术，达到了较为理想的治疗目的[1-2]，有效完成了脊柱的三维固定，符合脊柱的生物力学要求及脊柱的三维空间活动，成为常用的脊柱内固定系

统。但由于脊柱侧凸是极其复杂的动态畸形，常见于少年儿童患者，随着人体的发育，畸形继续发展，置入螺钉与周围组织(脊髓神经、椎血管、食管等诸多结构)密切相关，且与成人有较大差异[3-6]。目前对少年型脊柱侧凸的治疗仍面临巨大挑战。本研究通过30例少年腰骶椎椎弓根及相关结构的应用解剖学研究，为临床应用提供有关椎体椎弓根等骨性结构的详实数据，为安全准确置入腰骶椎椎弓根螺钉提供解剖学理论参考值。

1 资料与方法

1.1 材料

在我院进行双源64排螺旋CT扫描的无腰椎疾病少年患者30例，其中男15例，女15例，年龄12～18周岁，平均(14.35±4.99)岁。

1.2 方法

采用德国Siemens炫速双源64排螺旋CT选取患者，均取标准中立仰卧位，身体长轴与机床平行，双臂抱头，扫描范围为盆腹腔，扫描线与身体中轴线垂直，扫描参数：准值0.625 mm，采用Z轴飞焦点技术采集64层。探测器排列：64 mm×0.625 mm，重建层厚0.75 mm，重建间距0.5 mm，采集矩阵512 dpi×512 dpi，显示矩阵1 024 dpi×1 024 dpi，A管球电压140 kV，电流104 mAs，B管球电压100 kV，电流104 mAs。将扫描原始数据选取所研究腰骶段后以DICOM格式导入计算机工作站，利用比利时Materialise 公司Mimics 15.01软件行三维重建后处理并测量。

1.3 测量指标

椎弓根宽：椎弓根内外皮质外缘之间最短距离。椎弓根高：椎弓根上下皮质外缘之间最短距离。钉道长：椎弓根进钉点外侧皮质沿椎弓根轴到达椎体前缘皮质的距离，本文为理论上的解剖学长度。

1.4 统计学方法

2 结果

椎弓根高、宽及钉道长经统计学分析在左、右侧别和性别间均无显著性差异(P>0.05)，故合并统计。椎弓根高从L1～L5基本呈逐渐递减趋势，到S1达最大峰值，其中L4,L5与L1～L3和S1与L1～L5之间有显著性差异(P<0.05)，其余均无显著性差异(P>0.05)；椎弓根宽则呈逐渐递增趋势，最小值位于L2，最大值仍位于S1，其中L3与L1、L2,L4与L1～L3,L5与L1～L4和S1与L1～L5之间有显著性差异(P<0.05)，其余均无显著性差异(P>0.05)；钉道长从L1到S1总体呈波浪状，且各椎之间相差较小，均无显著性差异(P>0.05)。

表1 腰骶段椎弓根解剖学参数

*：与L1比较，P<0.05；#：与L2比较，P<0.05；△：与L3比较，P<0.05；▼：与L4比较，P<0.05；★：与L5比较，P<0.05

3 讨论

少年腰骶段椎弓根的高度、宽度和钉道长决定了手术选择与使用螺钉的直径和长度，本研究发现椎弓根高在L1～L3之间并无显著性差异，而L4至S1与L1～L3间存在着一定差异性；椎弓根宽随着椎序的增加则呈递增趋势，并且存在着部分显著性差异，这就要求在置钉过程中应根据不同椎体选取相应直径的螺钉；钉道长在各椎体之间并无显著性差异，那么在置钉过程中可不考虑各椎之间螺钉的长度。临床生物力学实验证明80%的深度即达到了手术的最佳要求[7],但还应考虑左右、上下入钉点间距和E、F角等椎体相关结构关系[8]。这是因为脊柱整体的运动是三维空间内六个自由度的复杂运动，即三轴间的综合运动，其生物力学性能复杂多变[9]。脊柱节段内固定是一个整体相邻椎体间固定，相互之间影响比较大。如果入钉点位置、长度、入钉点角度间等分布不均，则易造成应力性疲劳而致螺钉断裂。

本课题运用Mimics 15.01软件可以非常方便的重建脊柱三维立体结构[10]。将CT扫描的脊柱薄层图像导入Mimics 15.01软件，重建脊柱标本。将所获重建脊柱数字化标本信息用计算机快速成型技术制作成实体树脂模型，根据模型判断椎体椎弓根的位置和方向，在模型的指导下直接应用在手术操作中，可以大大提高椎弓根螺钉内固定术的置钉成功率，保证了椎弓根内固定器械的准确置入，术中可结合国人少年(12～18岁)脊柱椎弓根解剖学的数据选择螺钉，才能真正达到了个体化治疗的目的，这就是目前脊柱矫形治疗发展的方向[11-12]。

[参考文献]

[1] Kotil K,Bilge T.Prospective study of anterior cervical microforaminotomy for cervical radiculopathy[J].J Clin Neurosci,2008,15(7):749-756.

[2] Balasubramanian C,Price R,Brydon H.Anterior cervical microforaminotomy for cervical radiculopathy-results and review[J].Minim Invasive Neurosurg, 2008, 51(5):258-262.

[3] 张 余,郑小飞,李鉴轶.儿童脊柱椎弓根测量及其意义[J].南方医科大学学报,2007,27(8):1196-1198.

[4] 马 岩,李 岩,马 威，等.中国北方地区成人椎弓根形态的测量及其临床意义[J].中国临床解剖学杂志,2009,27(3):295-298.

[5] 王振峰,李志军,李筱贺,等.CT三维重建青少年胸椎椎弓根断面测量的解剖学研究[J].中国临床解剖学杂志,2011,29(2):193-196.

[6] 李筱贺,李志军,牛广明,等.青少年脊柱胸腰段椎弓根解剖学特征及其临床意义[J].中国临床解剖学杂志,2007,25(4):394-396.

[7] 马云兵,夏元祥,杨庆秋,等.经椎弓根-肋骨结构单元途径置入螺钉安全角度的应用解剖学测量[J].昆明医科大学学报,2013,(3):11-14.

[8] Vilela MD,Goodkin R,Lundin DA,et al.Rotational vertebrobasilar ischemia:hemodynamic assessment and surgical treatment[J].Neurosurgery,2005,56(1):36-43.

[9] Watanabe Y,Uotani K,Nakazawa T,et al.Dual-energy direct bone removal CT angiography for evaluation of intracranial aneurysm or stenosis:comparison with conventional digital subtraction angiography[J].Eur Radiol,2009,19(4):1019-1024.

[10] 王 星,史 君,张少杰,等.三维图像测量青少年颈椎钩突的形态特征[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(30):5587-5590.

[11] 刘 瑞,张元智,李志军,等.个体化导航模板辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置钉准确性实验研究[J].内蒙古医学院学报,2012,34(2):99-103.

[12] 陈玉兵,陆 声,徐永清.等.个体化导航模板在胸椎椎弓根螺钉置入中的初步临床应用[J].中国脊柱脊髓杂志,2011,21(8):669-674.