椎动脉枕下段走行变异分型及其临床应用综述

练沛荣，陈虎，易红蕾，冯治滨，涂强，夏虹*

1.南方医科大学研究生院，广州 510515； 2.中国人民解放军南部战区总医院骨科，广州 510010

颅颈交界区损伤占颈椎外伤的10%～30%[1]，寰枕融合、颅底凹陷症、寰枢椎脱位可使颈髓和延髓受压导致永久性神经功能丧失[2]，上述疾病通常需要行颅颈交界区或寰枢椎后路内固定手术治疗[3]，椎动脉在颅颈交界区存在较多变异[4,5]，影响手术的显露及内固定的置入[6,7]，一旦造成椎动脉损伤，后果非常严重[8,9]。据报道，C1～2后路固定手术椎动脉损伤发生率为1.35%，其中54%的椎动脉损伤发生在C1侧块螺钉或C2椎弓根螺钉置入过程中，23.1%的椎动脉损伤病例发生了严重的神经系统后遗症，如小脑或脑干梗死[10]。熟悉椎动脉枕下段的解剖变异具有重要临床意义。当前学术界对椎动脉枕下段变异的分型方法繁多，本文对此进行综述，并分析不同类型椎动脉对于颅颈交界区及寰枢椎后路内固定手术中置钉的影响。

1 椎动脉枕下段正常解剖

椎动脉枕下段也称寰椎部或椎动脉V3段，由C2横突孔上缘至寰枕后膜入口进入硬膜处，在C2～1横突孔之间上行、C1椎动脉沟中水平走行，斜向上方入硬膜[11,12]，见图1。

图1 颅颈交界区椎动脉冠状位前面观（a）及后面观（b）Fig.1 Front view of normal course of vertebral artery in the suboccipital area（a）and back view of normal course of vertebral artery in the suboccipital area (b)

2 椎动脉枕下段变异分型

2.1 未合并骨性结构发育畸形的枕下段椎动脉变异

Tokuda 等[13]于1985 年提出椎动脉枕下段变异有3 种类型：①第1 节 段 间动脉（persistent first intersegmental artery，PIA），椎动脉离开C2横突孔后转向内侧，不经过C1横突孔而进入椎管（图2a 右）；②小脑后下动脉（posterior inferior cerebellar artery，PICA)，系起源于C1～2之间的椎动脉，从C1下方进入椎管，直接上行进入硬脑膜，未与椎动脉重新汇合（图2b 左）；③穿通型椎动脉（fenestration of the vertebral artery，FA)，椎动脉在枢椎横突孔上方形成两个分支，1 支与正常椎动脉走行一致，1 支在寰枢椎间隙进入椎管后上行，并在进入硬脑膜前与正常走行的分支汇合（图2b 右）。Lin 等[14]统计5927 例样本的系统回顾分析报道，合并骨结构异常的患者椎动脉枕下段变异的发生率为25.9%（74/286），其中PIA 为17.5%，FA 为6.6%，PICA 为1.8%；无骨结构异常的患者椎动脉枕下段变异的发生率为2.7%（152/5671），其中PIA 为1.76%，FA 为0.4%，PICA 为0.5%。无骨畸形的亚洲人群椎动脉枕下段变异发生率为5.8%，欧洲和美国人群分别为0.8%和0.6%。椎动脉走行正常的患者，可在C1后弓下缘置入C1侧块螺钉进行固定（图2c 左）。针对未合并骨结构异常的PIA，可选择寰椎后弓上方置入侧块螺钉进行固定，以避开在寰椎后弓下方进入椎管的变异椎动脉[15]（图2c 右）。环绕于C1后弓的FA 会阻碍寰椎侧块螺钉在C1后弓上方或下方的进针点。而PICA则分为两种情况，若PICA 起源于C1后弓的上方[16]，则并不会阻碍C1后弓下缘侧块螺钉的置入，若PICA 起源于C1后弓的下方[17]，则与FA 一样会阻碍C1侧块螺钉的进针点。针对FA以及起源于C1后弓下方的PICA，可以选择从C2置入经寰枢关节螺钉避免损伤C1后弓下方走行的变异椎动脉[18]（图2d 左）。此外，若同时合并C2高跨型椎动脉等不适合置入经寰枢关节螺钉时，可选择跳过C1直接固定于枕骨上[19]（图2d 右）。

图2 颅颈交界区椎动脉冠状位背面观a：正常走行的椎动脉（左）与第1 节段间动脉（右）b：小脑后下动脉（左）与穿通型椎动脉（右）c：正常椎动脉时C1后弓下缘置入侧块螺钉（左）与PIA 情况下于C1后弓上方置入C1侧块螺钉（右）d：FA 或PICA 时经C2置入经寰枢关节螺钉（左）与合并C2高跨型椎动脉时延伸至枕骨的固定（右）Fig.2 Coronal view of the vertebral artery in the craniocervical junction area abaxially a:Normal course of VA(Left)and PIA(Right); b:PICA(Left) and FA(Right); c: Insertion of lateral mass screw in the inferior border of the posterior arch of C1 for the normal course of the VA(Left) and insertion of lateral mass screw in the superior border of the posterior arch of C1 for the situation of PIA(Right); d:Transarticular screw fixation in case of PICA or FA(Left) and fixation extending to occipital in the case of PICA or FA with C2 high-riding VA(Right)

该分类方法直观展现了椎动脉变异的走行特点，多年来被大量引用[14,20～22]。然而合并骨结构异常（如寰椎枕化、寰枢椎融合等）的椎动脉变异发生率更高，该研究未囊括合并骨结构异常的椎动脉变异。

正常椎动脉枕下段出C1横突孔后紧贴C1椎动脉沟走行。Yamaguchi 等[22]利用三维CT 血管造影对133 例未合并颅颈交界区骨性结构畸形患者寰椎-椎动脉复合体图像进行分析，测量椎动脉的直径等解剖学参数，量化椎动脉穿出C1横突孔后于寰椎后弓向后外侧偏移的变异（图3）。133 例患者中左侧椎动脉优势者31 例（23.3%），右侧优势13 例（9.8%），89 例椎动脉无侧别优势（66.9%）。左侧椎动脉优势时，其最突出部分到寰椎后弓的平均距离（A 线）为（8.46±2.00）mm，明显大于右侧（6.64±2.00）mm；椎动脉最突出部分到中线的平均距离（B线）为（32.68±2.03）mm，明显大于右侧（29.87±2.53）mm。三维CT 血管造影技术在椎动脉变异的识别及手术风险评估中发挥重要作用，这种测量椎动脉向后突出度的方法能使外科医生术前对椎动脉位置有更准确的认识，从而避免在侧向暴露C1后弓的过程中损伤到向C1后弓外侧突出的椎动脉。然而该研究只描述了变异椎动脉向C1后弓外侧突出的部分，未进一步分析变异椎动脉越过C1后弓进入椎管后的行程是否存在缩短或其他变异，相比于只针对变异椎动脉突出部分的量化分析，研究该类型变异椎动脉的整个V3段行程特点更具有意义。

图3 寰椎-椎动脉复合体上面观A：左侧优势椎动脉最突出部分到寰椎后弓的距离B：左侧优势椎动脉最突出部分到中线的距离Fig.3 Atlanto-vertebral artery complex above view A: Distance from the most outstanding portion of the left dominant vertebral artery to the posterior arch of the atlas; B:Distance from the most outstanding portion of the left dominant vertebral artery to the midline

2.2 合并骨性结构发育畸形的枕下段椎动脉变异

Wang 等[23]提出寰椎枕化合并椎动脉变异的4 种类型及其对于寰椎后路置钉的影响（n=72）。I 型：占8.3%，椎动脉出C2横突孔后，走行于枕化C1侧块下方，于C1后弓下方进入椎管，该型VA 椎动脉路径位于C1侧块下方，C1侧块螺钉置入相对安全；II 型：占25%，沿枕化C1侧块后表面走行，在C1后弓下方进入椎管，该型VA 位于枕骨C1侧块后表面或在其上迂回，因此在接近、显露和螺钉置入的过程中损伤椎动脉的风险增加；III 型：占61.1%，椎动脉离开C2横突孔后向外侧上行，经枕化C1的骨孔进入颅内，该型VA 穿过融合寰椎和枕骨之间的骨孔进入颅骨时，未阻挡C1侧块，置入C1侧块螺钉的风险较低，但需警惕某些病例缺乏该孔的明显骨性标志，需通过术前CTA 成像评估VA 进入骨孔的具体位置；IV 型：占5.6%，椎动脉缺如，该型置入C1侧块螺钉相当安全，然而，在对侧手术时应格外小心，以避免唯一VA 受伤造成灾难性后果。这是一种针对寰椎枕化的椎动脉分型方法，以C1后弓为参考，细致描述了椎动脉走行与C1后弓的相对位置，对于需经后路置入C1侧块螺钉的手术具有重要意义。

Chhabra 等[24]制作患者的3D 打印模型，研究椎动脉从C2横突孔出口至进入硬脑膜前的走行，在Wang 等[23]的基础上根据椎动脉与寰枢关节背侧的位置关系提出4 种类型，并对合并寰椎枕化椎动脉变异的情况作以补充。10 例患者中9 例为寰椎枕化，20 条椎动脉中，13 条位于寰枢关节外，3 条位于寰枢关节外侧三分之一，1 条位于寰枢关节中三分之一，1 条位于寰枢关节内侧三分之一（图4），1 例患者因严重的脊柱侧凸畸形使椎动脉被牵拉水平穿过寰枢关节，1 条椎动脉在3D 打印模型上未能识别。该分类方法以自身的寰枢关节作为参考，不易受寰椎枕化解剖结构异常的影响，对椎动脉变异的冠状面定位作了很好的描述，穿过寰枢椎关节的椎动脉可能阻碍C1侧块螺钉置入，必须仔细显露并轻柔地向上或向下拨开椎动脉暴露置钉点，以便在C1后弓下缘置入螺钉。该分类方法对于需要后路进行寰枢关节松解并植骨的手术而言意义重大。术前3D 打印椎动脉模型有助于减小术中椎动脉损伤的风险[25～27]。然而该研究样本量较少，无法获知以该方法分类的椎动脉变异的发生率。

图4 颅颈交界区椎动脉冠状位背面观 左侧椎动脉在寰枢关节外侧，正常进入颅骨Fig.4 Coronal dorsal view of the vertebral artery in the craniocervical junction region The left vertebral artery is lateral to the atlantoaxial joint and enters the skull normally

Sivaraju 等[21]研究73 条合并寰椎枕化的变异椎动脉，发现其中15 条位于C1后弓下方进入颅内，即Wang 等[23]所提出的I型或II 型椎动脉变异，58 条通过枕化寰椎的骨孔进入颅内，即Wang 等[23]的III 型 椎 动 脉 变 异。Sivaraju 等[21]将Wang 等[23]的III 型变异依据椎动脉穿过枕化寰椎的位置进一步分成3 个亚型：IIIa 型为椎动脉穿过枕化寰椎侧块前方的骨孔进入颅内（12.2%），IIIb 型为椎动脉穿过枕化寰椎侧块后方的骨孔进入颅内（40.6%），IIIc 型为椎动脉直接穿过位于枕化寰椎侧块内部的骨孔进入颅内（25.7%）。当VA 在C1侧块后方或C1侧块内走行时，应避免置入C1侧块螺钉，此处与Wang 等[23]对此型椎动脉变异所提出的置钉建议不同，可能是Wang 等[23]仅考虑椎动脉进入枕化寰椎的骨孔位置，而未考虑椎动脉穿入骨孔后的走行与C1侧块的关系。同时，该研究将15 条位于C1后弓下方进入颅内的椎动脉分为2 个亚型，即伴或不伴C1横突孔缺如。当VA 经过C1后弓下方时，应避免寰枢关节分离。Sivaraju 等[21]针对椎动脉穿过枕化寰椎侧块所在位置的分型方法可以更好地帮助外科医生选择置入寰椎侧块螺钉的进钉点角度及深度，从而避免损伤椎动脉。其关于在C1后弓下方走行的椎动脉是否伴有C1横突孔缺如的变异研究可能提示C1横突孔与椎动脉变异之间存在发育时间、空间甚至病因学的关系。然而，Sivaraju 等[21]的分型中将Wang 等[23]所提出的I型（即椎动脉走行在枕化C1侧块下方，并在C1后弓下方进入椎管）及II 型（即椎动脉走行于枕化C1侧块的后表面，并在C1后弓下方进入椎管）笼统描述为椎动脉走行于C1后弓下方。在置入寰椎螺钉的过程中损伤到II 型变异椎动脉（即行走于枕化C1侧块后表面）的可能性更大，未能准确描述变异椎动脉与C1后弓的相对位置关系。

此外，Sivaraju 等[21]观察到部分椎动脉从C1横孔穿出后向后外侧偏移并形成一个环，随后转向前内侧越过C1后弓进入椎管。此种变异往往合并颅底凹陷、游离齿状突及寰枢椎脱位等变异。这与Yamaguchi 等[22]在未合并颅颈交界区骨性结构畸形患者中观察到的椎动脉穿出C1横突孔后，于寰椎后弓向后外侧偏移的变异类似。由于颅底凹陷、游离齿状突及寰枢椎脱位等骨性结构变异未直接干扰椎动脉枕下段的走形，且少有量化指标描述上述骨性结构变异与变异椎动脉之间的位置关系，故单独针对合并颅底凹陷、游离齿状突及寰枢椎脱位的椎动脉变异分类方法较少，对于临床的指导意义有限。

Li 等[28]对120 例（240 条椎动脉）颅底凹陷和寰椎枕化患者颅颈交界区的椎动脉变异进行三维评价，提出7 种分型。第I 类（26.7%）：在寰椎部分枕化的患者中，椎动脉离开C1横孔后沿C1后弓上表面走行，从C1后弓上行进入硬脑膜（图5a），此型变异与正常椎动脉走形相近，但仍需注意在显露C1后弓时谨慎操作避免损伤椎动脉。第II 类（53.3%）：VA 离开C2横孔后向外侧上行，穿过C1横突孔，进入颅内前穿过枕化寰椎中形成的骨孔，相当于Wang 等[23]提出的III 型变异（图5b），当置入C1侧块螺钉时，为保护VA，应把控螺钉角度并针对个案进行调整，了解VA 所经过的骨孔的位置。第III 类（11.7%）：椎动脉离开C2横突孔后直接向内侧转向椎管，然后在枢椎上方或寰椎侧块下方弯曲，在枕化寰椎的下缘下方进入颅骨，即Wang 等[23]的I 型及II 型变异（图5c）。由于III 型VA 紧贴寰枢关节的表面，在C1～2面之间放置垫片或钛网融合器以及置入C1侧块螺钉等手术操作中可能更容易受伤，需仔细探查和拨开关节面表面的VA 以减少和避免受伤。第IV 类（1.3%）：椎动脉从C3的横突孔穿出后，不穿过C2横突孔，经C2和C3椎板之间的空隙直接进入椎管，然后上行进入颅内（图5d）。IV 型VA 在手术过程中几乎没有受伤的风险，因为它在C2椎板下走行，被骨结构所保护并远离螺钉轨迹。第V 类（31.3%）：C2峡部高≤5 mm 的情况下，椎动脉穿过C2横突孔时过于靠近中线、靠后，或/和过高（图5e）。V 型VA 会妨碍C2椎弓根/椎弓根螺钉的置入并增加VA 损伤的风险，应避免使用C2椎弓根螺钉。C3椎弓根或侧块螺钉和椎板螺钉可作为替代选择。但该分型没有量化描述椎动脉穿过C2横突孔的具体位置。第VI 类（2.9%）：椎动脉从C2横突孔穿出后开始分支，1支正常行走，通过C1横突孔进入C1后弓进入椎管，另一个分支从C1和C2之间进入椎管，然后与前者汇合（图5f）。该分型与Tokuda 等[13]提出的穿通型椎动脉（FA）类似，当置入C1侧块螺钉时，VI 型VA 可能具有很高的损伤风险，它可能在C1后弓下方走行并阻碍C1侧块后表面，C1侧块上方或C1后弓可作为螺钉插入的替代置钉点，或选择C1～2经关节螺钉代替。第VII类（4.2%）：椎动脉缺失。与Wang 等[23]提出的4 种分型相比，该种分型更为细致，但与Sivaraju 等[21]的分型相比，缺少量化指标衡量变异椎动脉。

图5 Li 等[28]提出的颅颈交界区椎动脉变异冠状位背面观 a～f：分别为I～VI 型椎动脉Fig.5 Coronal dorsal view of vertebral artery variant in the craniocervical junction region proposed by Li et al [28] a～f: vertebral artery types I～VI, respectively

Das 等[29]报告2 例合并先天性颅颈交界区发育异常的椎动脉变异，其中1 例CT 显示C2/C3先天性融合伴寰枢关节旋转脱位，CT 血管造影（CTA）显示双侧椎动脉变异，右侧椎动脉通过C2/C3椎间孔进入椎管后上行抵达颅骨，左侧椎动脉经枕化的C1与C2之间进入椎管（图6）；1 例CT 提示寰齿关节前脱位，右侧C2下关节突发育不全，C3侧块延长形成C2/C3关节，CTA 提示右侧椎动脉于C2下方进入椎管后垂直上行，椎动脉走行异常，但C2、C1均有椎动脉孔，左侧椎动脉正常。

图6 椎动脉前面观示意图椎动脉在C2 椎弓下方内转至关节内间隙，通过C2/C3 神经孔进入硬脑膜Fig.6 Anterior view of vertebral artery schematic diagram The vertebral artery turns inward below the C2 pedicle into the intraarticular space and enters the dura mater through the C2/C3 neural foramina

Wang 等[20]报告1 例罕见的尸体解剖，两侧小脑后下动脉均起源于硬膜外C1和C2横突孔之间的椎动脉，同时右侧存在双起源。该病例中，左侧小脑后下动脉（PICA）起源于硬膜外C1和C2横突孔之间的椎动脉，走行于寰椎后弓和枢椎后弓之间，C2神经根上方，向内穿过硬脑膜和蛛网膜进入椎管并上行进入颈脊髓背侧的孔。右侧小脑后下动脉具有两个起源，近端起源于硬膜外C1和C2横突孔之间的椎动脉（与左侧一致），远端起源于C1上方的硬膜内，在椎动脉进入硬膜后，两个小脑后下动脉起源的分支于枕骨孔上方汇合。

3 小结

本文主要综述了合并及未合并骨性结构发育畸形的椎动脉枕下段变异的分型及其临床意义。通过尸体解剖、椎动脉CTA、CT 三维重建、3D 模型打印等技术对椎动脉枕下段的变异进行分类，可使外科医生对此有更直观的认识。在进行上颈椎手术前必须了解椎动脉枕下段是否存在变异以及变异的类型，从而更好地指导手术。目前针对椎动脉枕下段变异的分类方法各有侧重，但缺乏一种综合性较强的分类方法。罕见的椎动脉变异还需要更多的外科医生在临床工作中收集并报告。