多层螺旋CT测量成年贵州小型猪胸椎正常数据

刘新峰 付隽 曾宪春 王玉权 吴曙光 王荣品(通讯作者)

550002贵州省人民医院放射科1，贵州贵阳

550002贵阳中医学院实验动物研究所2，贵州贵阳

贵州小型猪由于在解剖、生化、生理及代谢方面与人具有极大的相似性，已成为重要的实用动物品系。在基础医学研究领域，国内已积累了贵州小型猪一定的正常生理、生化及解剖数据。比如，刘霞等完善了贵州小型猪胃肠黏膜5-羟色胺、生长抑素等内分泌细胞的分布规律[1]，为构建胃肠道疾病模型奠定了实验基础。王平等对贵州小型猪脾脏做了形态学和免疫组化初步研究[2]，并对CD3、CD4、CD8、CD20 细胞数量进行了测定。本研究主要采用螺旋CT及后处理软件对健康贵州小型猪的胸椎基本数据进行采集，为贵州小型猪数据库资料的建立及小型猪胸椎模型的建立提供基础支持。

资料与方法

实验动物：由贵阳中医学院动物研究所提供，全价颗粒饲料喂养，饲养环境按国家标准实验动物环境及设施执行。随机选取贵州成年小型猪10 头，其中雌雄各5 头，11～18 个月龄，体重17.05～30.8 kg。

实验仪器：扫描仪器采用由贵州省人民医院放射科提供的西门子双源CT(Siemens SOMATOM Definition)。

实验方法：实验动物扫描前均行肌注麻醉(3%戊巴比妥钠0.55 mL/kg，速眠新Ⅱ0.11 mL/kg)。麻醉起效后，将小猪置于特制实验用具并进行固定，采取仰卧位，进行CT扫描。扫描参数包括：重建间隔为1.5 mm，层厚为2 mm，管电压为100 kV，管电流为148 mAs。

数据处理：扫描结束，将原始图像传输到Aquarius iNtuition 4.4 软件中进行胸椎三维重建及数据测量。在胸椎椎体轴位正中层面测量椎体横径、椎体前后径及椎弓根宽度(图1)、椎弓根骨性通道(即椎弓根置钉通道，本研究测量经椎弓根中部达椎体前1/3 距离)[3]、椎弓根宽度、椎管横径及前后径(图2)，在矢状位相应重建图像中测量椎弓根高度(图3)、胸椎棘突长度(图4)。以上数据均采用两次测量取平均值。

统计学方法：数据采用SPSS 13.0 软件处理；计量资料以(±s)表示，采用t检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

贵州小型猪胸椎形态、结构：小型猪胸椎计数为13 个，与人有一定差异。胸椎椎体横径以T1、T2稍大外，其余椎体横径变化不明显，为18 mm 左右，椎体前后径及椎弓根高度自T1～13变化不大，分别为12 mm、17 mm左右；椎弓根宽度及骨性通道以T9最大，分别为(9.68±0.43)mm、(23.91±1.10)mm。胸椎棘突较长，自T1～13椎体依次变短是胸椎的特征，T1棘突长度约(74.28±2.56)mm。椎弓根宽度及骨性通道与小型猪体重均呈正相关，相关系数均＞0。

讨 论

胸椎是脊柱的重要组成部分，它与胸骨、肋骨围成的桶状结构在维持脊柱稳定方面要强于颈、腰椎。因此，一旦受损会对脊柱的稳定性产生影响。胸椎骨折主要治疗手段是早期后路手术，手术成功的关键在于螺钉的准确植入。胸椎常用椎弓根螺钉内固定术有3 种：传统胸椎椎弓根螺钉植入术、徒手胸椎椎弓根-肋骨复合螺钉植入术、计算机辅助螺钉植入术[4]，其中传统胸椎椎弓根螺钉植入术是基础。胸椎手术成功与否取决于术者熟练程度。因此，年轻骨科医生需要在实验动物上做大量模拟各种术式练习，而术前对实验动物椎体形态、解剖及各种径线值测量将变得尤为重要。

贵州小型猪已被培育成人类医学研究领域较好的实验用材，如刘兴华利用贵州小型猪采用介入栓塞法建立了急性心肌梗死的模型[5]。国外用于评价栓塞剂炎性不良反应、辐射损伤等实验模型。近年来，把影像设备运用到小型猪实验模型研究或正常数据的测量已成研究热点。有文献报道，多层螺旋CT仿真内镜对4 段猪空肠占位模型检测，显示率高达100%；我们之前利用螺旋CT 测量小型猪肾脏径线值并与解剖测量值相比并无明显差异。所以，为了推进贵州小型猪开发利用，我们采用影像设备对成年健康贵州小型猪胸椎数据进行测量，为建立胸椎病变手术模型提供数据支持。

本研究显示，双源CT及其后处理技术可清晰显示胸椎曲度、椎体及附件形态、结构，并能准确测量椎体及附件各种径线。胸椎椎体横径除T1、T2稍大外，其余椎体横径变化不明显，椎体前后径及椎弓根高度各椎体间差异不大。因此，小型猪是科学研究中理想的胸椎病变动物实验模型。椎弓根是脊柱最坚固的部分，被称之为“力核”，它要用后方的应力支撑前方的椎体，同时要承受周围的伸曲应力、旋转应力及侧方应力等，胸椎椎弓根宽度较窄，周围结构相对复杂，外科置钉风险也相应增加。若螺钉植入点选择及深度不当，将造成严重的后果；向前、外侧突破骨皮质易损伤周围肺组织、甚至胸部大血管危及生命，向内侧突入椎管，可引起脊髓、神经的损伤等。因此，本研究利用影像设备测量椎体及椎管横径、前后径、椎弓根高度及宽度，并三维重建胸段椎体全貌，对小型猪作为胸椎内固定术动物实验模型术前评估、术后随访具有积极意义。另外，小型猪椎弓根宽度及骨性通道均与小型猪体重呈正相关，表明随着小型猪体重增加，椎弓根宽度及椎弓根骨性通道将随着增加。

总之，利用螺旋CT 对成年贵州小型猪活体胸椎各种径线的测量，既避免了资源的浪费，又可以对胸椎多曲面重建、多方位观察分析，而且研究证明螺旋CT 在测量数据方面是真实可信的[8]。我们相信，随着影像设备不断更新，CT 在动物实验中发挥的作用越来越重要。

图1 成年贵州小型猪椎体轴位正中层面(1 为椎体前后径测量径线；2 为椎体横径测量径线；3 为椎弓根宽度测量径线)

图2 成年贵州小型猪椎体轴位正中层面(4 为椎管横径测量径线；5 为椎管前后径测量径线；6 为椎弓根骨性通道测量径线)

图3 成年贵州小型猪椎弓根矢状位正中层面(7 为椎弓根高度测量径线)

图4 成年贵州小型猪胸椎棘突矢状位正中层面(8为胸椎棘突测量径线)