腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法的解剖学研究

2013-09-04 文章来源:首都医科大学附属北京朝阳医院骨科 杜心如 点击量:418   我要说

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【摘要】 目的  探讨腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法,为临床应用提供形态学依据。方法  共91例腰骶移行椎标本。生前资料完整者59例男54例,女5例;年龄平均(41.2±16.7)岁,身高(162.4±7.3)cm;汉族53例,傣族1例,苗族3例。生前资料不完整者32例。对椎弓根、上关节突、人字嵴、横突后部突起及“V” 形槽进行观测,确定进钉点、进钉角度及深度。结果  按照Castellvi分型法,移行椎ⅡA型13例(左6,右7),ⅡB型10例,ⅢA型7例(左2,右5),ⅢB型60例,Ⅳ型1例。移行椎人字嵴均不明显,横突后结节突起与上关节突形成的“V” 形槽均较明显。以移行椎上关节突关节面下缘水平线与“V”形槽最凹陷处交点作为移行椎椎弓根螺钉的进钉点,该点至椎弓根上缘距离,左(8.6±1.2)mm,右(8.3±1.2)mm;与矢状面呈20°时钉道至侧隐窝外侧壁距离,左(7.5±3.1)mm,右(7.2±2.7)mm;进钉角度,左(21.3°±4.1°),右(21.0°±4.6°);进钉深度,左(39.1±2.8)mm,右(39.1±2.7)mm。结论  腰骶移行椎后部横突变异,人字嵴结构不明显,以此作为进钉定位标志不可靠,而横突与上关节突形成的“V”形槽恒定存在,可以将其作为进钉定位标志,以上关节突关节面下缘的水平线与“V”形槽的最凹陷处的交点作为椎弓根螺钉的进钉点。此点距椎弓根上缘8~10mm,钉道至侧隐窝外侧壁6~10 mm,较为安全。进钉角度15°~25°,进钉深度35~40mm。

【关键词】 腰骶移行椎;椎弓根螺钉;V形槽

    Clinical anatomy of the pedicle screw insertion of the lumbosacral transitional vertebrae  DU  Xin-ru* , ZHAO Ling-xiu, ZHANG Ji-zong, et al. *Department of Orthopaedics, Beijing Chao Yang Hospital, Capital University of Medical Sciences, Beijing 100020, China

 

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基金项目:北京市教委资助项目(KM200610025019)

作者单位:100020 北京 首都医科大学附属北京朝阳医院骨科(杜心如);首都医科大学附属北京天坛医院(赵玲秀);中华人民共和国公安部物证鉴定中心(张继宗);承德医学院解剖教研室(孔祥玉);河北省大厂回族自治县医院(刘春生 高国庆)

 

AbstractObjective  To study the anatomical basis for pedicle screw insertion of the lumbosacral transitional vertebrae. Methods 91 dry lumbosacral transitional vertebrae specimen were anatomical evaluated , 59 cases of all had their intact material in birth (54 cases in male, 5 cases in female) , the average age is( 41.2±16.7)years, the body height is (162.4±7.3)cm, including Han nationality 53 ones, Miao nationality 3 ones and Tai nationality 1 one. The position of the “V” shape incisure and its relationship with the superior incisure of the pedicle were measured, the distance between the lateral wall of its recess and pedicle screw, the depth of the pedicle screw and the lateral obliquity angle for the pedicle screw insertion were also done. Results  There were ⅡA,13 cases(left 6,right 7);ⅡB,10 cases;ⅢA,7 cases(left 2,right 5);ⅢB,60 cases;Ⅳ,1 case according to Castellvi’s System. The “∧” shape crest were observed unclearly in all specimen, but the “V” shape incisure between the posterior eminence of the transverse process and the superior articular process were all observed obviously, the intersection point of lines through the lowest position of the “V” shape incisure and the inferior border of articular cartilage of superior articular process is the pedicle screw insertion point of the lumbosacral transitional vertebrae. The distance from the insertion point to the superior incisure of the pedicle was (8.6±1.2) mm in left, (8.3±1.2) mm in right. the distance between the lateral wall of its recess and pedicle screw is (7.5±3.1) mm in left ,(7.2±2.7) mm in right when the lateral obliquely angle at the insertion point was 20°. The lateral obliquely angle at the insertion point was 21.3°±4.1°  in left, 21.0°±4.6° in right. The depth of the pedicle screw was (39.1±2.8)mm in left, (39.1±2.7)mm in right. Conclusion  The pedicle screw insertion point in this method was easily expose and identified in operation, without the necessity to expose the transverse process and other structures, the lateral obliquity angles of the screw should be 15°-25° and the length of screw should be 35-40 mm. The use of a new landmark of the “V” shape incisures for  pedicle screw insertion through posterior approach results in a very simple, easily  way that leads to a very high success rate of pedicle screw insertion and a relatively low risk of neurological damage.

Key words】Pedicle screw;  Lumbosacral transitional vertebrae;

           “V” shape incisure

随着脊柱内固定技术的广泛开展,腰骶移行椎合并滑脱、退行不稳及腰椎间盘突出症的临床病例已获得更多关注[1-4],需行腰骶移行椎椎弓根螺钉内固定的病例也逐渐增多。但在临床实践中,常出现腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉点难以确定,进钉角度及深度不易掌握,操作困难等情况。目前,有关正常腰椎和骶椎椎弓根螺钉进钉方法的研究已日益成熟并被广泛推广[5,6],但目前尚无有关腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法的研究。我们在研究腰椎及骶椎进钉方法的基础上,对腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法进行研究,旨在为临床应用提供参考依据。

材料与方法

一、调查对象及调查方法

在610套人体骨骼标本中发现91例成人腰骶移行椎标本(由中国人民共和国公安部物证鉴定中心和承德医学院提供,生前资料完整者59例,不完整者32例)。59例完整者中,男54例,女5例;年龄(41.2±16.7)岁(18~77岁);身高(162.4±7.3)cm (145.8~180cm);种族:汉族53例,傣族1例,苗族3例。应用量角器(精确度1°)、游标卡尺(精确度0.02mm)、弯规等测量工具对下列项目进行观测:移行椎后部人字嵴是否明显。人字嵴是确定腰椎后路椎弓根螺钉进钉点的一个解剖学标志, 在腰椎峡部有一隆起的纵嵴,暂将之命名为“峡部嵴”。在上关节突根部的后外侧,也有一隆起的纵嵴,称副突嵴。该嵴斜行并与峡部嵴汇合,形成了形似“人”字的嵴,故称为“人字嵴”。其汇合处,称为人字嵴顶点,该人字嵴的出现率为94.55;上关节突外侧与横突后结节形成的“V”形槽的形态及出现率;上关节突关节面下缘水平线与“V”形槽最凹陷处交点至椎弓根上切迹的距离;椎弓根上切迹的形态特点;以上关节突关节面下缘的水平线与“V”形槽的最凹陷处的交点作为椎弓根螺钉的进钉点的进钉角度及深度(图1)。

 

文本框: 图1 移行椎横突后结节及“V”形槽<br />
1横突后结节  2 “V”形槽  3上关节突乳突 黑线交叉点为腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉点</p>
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对17例标本进行CT扫描,扫描平面通过双侧上关节突关节面下缘水平线与“V”形槽最凹陷处交点并平行与移行椎椎体上终板,层厚2mm,窗宽 1500~2000,窗位 500~600。横断面上观察侧隐窝、横突及椎弓根的形态特点,测量在与正中矢状面呈0°、 10°、 20°时进钉点至椎体前缘的距离,测量与正中矢状面呈20°时钉道至侧隐窝外侧骨皮质的距离(图2)。

 

 

 
  文本框: 图2 横断面测量 (A示意图  B测量图)<br />
α钉道与正中矢状面夹角,本组取0°、 10°、 20° 三个数值<br />
a进钉深度,即椎弓根螺钉长度<br />
b 与正中矢状面呈20°时钉道至侧隐窝外侧骨皮质的距离</p>
<p>


二 统计分析方法

使用SPSS 13.0统计软件,所有数据两组之间的比较采用组间t检验,p值取0.05。

结果

一、移行椎的分型 

按Castellvi分型方法将本组移行椎标本进行分型:Castellvi对腰骶部移行椎分型方法如下(图3)

Ⅰ型 横突发育不良,Ⅰa:单侧;Ⅰb:双侧。横突高度>19mm.

Ⅱ型:肥大横突与骶骨翼形成假关节,Ⅱa:单侧;Ⅱb:双侧。

Ⅲ型:肥大横突与骶骨翼完全融合,Ⅲa:单侧;Ⅲb:双侧。

Ⅳ型:混合型,指一侧肥大横突与骶骨翼形成假关节,另一侧则完全融合。

 

 
  文本框: 图3移行椎类型示意图


本组标本中,ⅡA型13例(14.3%,其中左6例,右7例);ⅡB型10例(11%);ⅢA,7例(7.7%,左2例,右5例);ⅢB型60例(65.9%);Ⅳ型1例。

 

二、 “V”形切迹及人字嵴的出现率

腰骶移行椎的上关节突形态与正常腰椎的形态相近,有完整的关节面,其外上缘处粗大,形成骨性隆起的乳突也与正常腰椎相近。移行椎的横突肥大,均无明显的副突,但横突的外侧端形成骨性隆起,本文称之为“横突后结节”。横突后结节与上关节突后外缘形成了“V”形凹槽,本文称之为“V”形槽。该槽在正常腰椎不明显,但在移行椎“V”形槽出现率为100%。人字嵴均不明显。

腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉点的确定,本组以“V”形槽最低点作为纵线,以上关节突关节面下缘水平线作为横线,二者的交点为我们推荐的椎弓根螺钉进钉点。

三、移行椎椎弓根上切迹的形态特点

腰骶移行椎椎弓根上切迹不明显,没有形成明显的凹陷。椎弓根上面近似平面状,侧面观椎弓根上缘而不是呈中间凹陷状,这与正常腰椎明显不同,所以从椎弓根上面后缘至进钉点的距离即可以代表椎弓根螺钉至椎弓根上缘的距离。本组标本进钉点至椎弓根上缘距离,左(8.6±1.2)mm(5~11 mm),右(8.3±1.2mm)(6~11 mm),左右差异无统计学意义(t=0.001  p>0.05),进钉角度,左21.3°±4.1°(10°~30°),右21.0°±4.6°(10°~30°);进钉深度,左(39.1±2.8mm)(33~45 mm),右(39.1±2.7)mm(33~45 mm)。进钉角度为15°~25°和深度在35~40mm。

四、CT横断面观测

移行椎椎弓根的外侧壁由横突构成,没有典型的椎弓根外侧切迹,而是宽大的骨块,外周为皮质骨,内为松质骨;由于侧隐窝的存在,椎弓根内侧壁由侧隐窝的外侧壁构成。横断面V”形槽明显,在“V”形槽最凹陷处做与正中矢状面呈0°、 10°、 20°角的线段,此3条线与椎体前侧骨皮质相交,线段长度代表当螺钉的进钉深度即椎弓根螺钉长度,结果如表1所示。当进钉呈20°时,钉道至侧隐窝外侧壁的距离为左(7.5±3.1)mm(3.3~13.8 mm),右(7.2±2.7)mm (3.3~12.5 mm)。

表1 螺钉呈0°、 10°、 20°时的进钉深度x±s(min-max)mm

进钉角度             左                   右             n    t        P

0°         23.1±4.5(11.7~30.0)    22.9±3.1(18.3~30.0)  17   0.859    >0.05

10°        28.9±4.0(20.0~33.3)    30.2±4.3(23.8~40.0)  17   0.164    >0.05

20°        36.6±4.3(30.0~41.7)    38.7±4.5(31.3~50.0)  17  0.049    >0.05

 

讨论

一、腰骶移行椎的分型、出现率及其临床意义

以往对腰骶移行椎的研究多是局限于影像学资料 [7,8],尚缺乏腰椎移行椎的系统解剖学研究。

腰骶移行椎的分型目前以Castellvi分型最为常用,但该分型方法是基于影像学资料进行分型的,而不是根据解剖学资料进行分型[9]。资料表明,CastellviⅡ型最多,Ⅲ型次之,再次为Ⅰ型和Ⅳ型。本研究有所不同,以Ⅲ型最多,Ⅱ型次之,Ⅳ型最少,而Ⅰ型则缺乏,分析原因为:①以横突宽度>19mm作为Ⅰ型移行椎,在标本中与正常腰椎有无区别,尤其作为椎弓根螺钉进钉方法的选择有无意义有待进一步研究,所以本组资料未将此型归入研究;②解剖标本与病例资料来源不同;③国人与西方人固有的差别。

资料报道移行椎的发生率差异很大,为0.5%~51.3%不等[1],在腰椎间盘突出症及腰椎滑脱症的病例中腰骶移行椎的发生率较高,多在20%以上,在正常人群中发生率则为5%~10%,这说明腰骶移行椎者易发生腰椎间盘突出症或滑脱,也说明,在腰椎间盘突出症或滑脱的患者中腰骶移行椎问题应引起临床重视。本组资料移行椎的发生率为14.9%,说明国人腰骶移行椎也很常见,应引起重视。

二、腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法及其临床意义

目前有关腰骶移行椎与腰痛、腰椎间盘突出症及滑脱关系的研究有较多报道[10-13],但有关腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉方法却未见报道。临床上对须进行移行椎椎弓根螺钉固定的病例多参照正常腰椎椎弓根螺钉进钉方法进行操作,但常出现进钉点难以确定、螺钉拧入困难,螺钉穿破椎弓根皮质等问题。 本文结果显示,腰骶移行椎的横突发育异常,所以以横突平分线作为腰骶移行椎椎弓根螺钉进钉的定位标志不可取。腰骶移行椎椎弓根的形态学也不同于正常腰椎,所以以上关节突关节面的内缘或外缘的垂线作为定位标志也不准确。腰骶移行椎的人字嵴亦不明显,所以用以人字嵴顶点作为进钉标志也不可行,应另外选择椎弓根螺钉的进钉方法。

三、“V”形槽定位方法的科学性及可行性

为了便于临床应用,理想的定位方法应具备位置恒定,容易显露辨认,手术操作简便,创伤小,准确性高等特点。针对上述问题,根据本组研究结果,“V”形槽恒定存在,变异小,不用过多地显露横突,易于辨认。腰骶上关节突关节面下缘水平易于确认,以此作为水平线定位标志,手术时只须将关节突关节显露即可,对于关节突关节退变的病例,咬除或凿除增生的上位下关节突下部分即可显露关节面下缘,易于操作和掌握。所以利用“V”形槽与腰骶移行椎上关节突关节面下缘水平线的交点作为移行椎椎弓根螺钉进钉点有可行性,易于推广。此点至椎弓根上缘距离为8-10mm,如此充足的空间完全可以防止螺钉穿破椎弓根上缘皮质。由于横突肥大,螺钉亦不会穿破外侧及下侧骨皮质。此进钉点钉道至侧隐窝距离为6-10mm,也不会穿破侧隐窝而损伤神经根,所以以此点为进钉点有安全性。我们初步临床应用证明,此种进钉方法简单易行,准确性高(图4)。

 

 
 

图4 男,37岁,Ⅳ型移行椎,L4峡部裂合并L4-5 Ⅱ度滑脱术前(A正位 ;B侧位;C CT扫描测量移行椎椎弓根螺钉进钉长度及角度),按本文推荐的进钉方法拧入移行椎椎弓根螺钉,术后显示位置良好(D正位; E侧位 ; F ,G CT扫描显示移行椎椎弓根螺钉)。

 

 

 



四、“V”形槽方法的进钉角度及深度

进钉点不同,进钉角度不同,进钉深度也不相同。由于腰骶移行椎形态的变异,如进钉角度(与正中矢状面夹角)过小则有可能不能进入椎体而穿破横突前方骨皮质,有造成前方结构损伤的危险,且进钉深度过短,有可能影响固定强度;如进钉角度太大,则有可能进入椎管,造成神经根及硬膜损伤,且由于钉尾过于偏外,导致操作困难以及与同侧上下椎弓根螺钉钉尾顺应性不一致而引起安放连续装置困难。本研究选择的进钉角度为15°-25°,则可以兼顾上述问题,椎弓根螺钉可以进入椎体内,既可以不进入椎管,又可以较顺利地安放连结杆或钢板装置,操作也较为容易。在这种情况下进钉深度为35-40mm,此数据可作为选择合适长度螺钉的依据,

    文  献

1        杜心如. 腰骶移行椎临床解剖学研究进展. 中国临床解剖学杂志, 2007, 25: 606-608.

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3        Delport EG, Cucuzzella TR, Kim N, et al. Lumbosacral transitional vertebrae: incidence in a consecutive patient series. Pain Physician, 2006, 9: 53-56.

4        Peterson CK, Bolton J, Hsu W, et al. A cross-sectional study comparing pain and disability levels in patients with low back pain with and without transitional lumbosacral vertebrae. J Manipulative Physiol Ther, 2005, 28: 570-574.

5        杜心如,叶启彬,赵玲秀,等. 腰椎人字嵴顶点椎弓根螺钉进钉方法的解剖学研究. 中国临床解剖学杂志, 2002, 20:86-88

6        赵玲秀,杜心如,叶启彬,等. 骶骨上关节突关节面5点7点螺钉进钉点的应用解剖学. 中国临床解剖学杂志, 2003, 21: 330-334

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