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编号:10222540
前路经寰枢关节螺钉内固定术治疗创伤性寰-枢椎不稳的前期研究
http://www.100md.com 《中国脊柱脊髓杂志》 1999年第2期
     作者:陈 坚 刘 浩

    单位:陈 坚 成都市第三人民医院骨科 610031 四川省;刘 浩 华西医科大学附一院骨科

    关键词:前入路;寰枢关节;内固定;解剖

    中国脊柱脊髓杂志990207 摘要 目的:提出一种治疗创伤性寰枢椎不稳的新手术方法——前路经寰枢关节螺钉内固定术,并通过建立模拟手术模型和评价安全性,验证其临床应用的可行性。方法:在17具人体标本的术前颈椎X线片上作5条辅助线,取右侧颌下切口,根据术前计划,经枢椎椎体-寰枢关节-寰椎侧块方向置入螺钉。在术后X线片上测量螺钉轨道参数,与术前计划参数作t检验。在经寰椎横突上、下缘及枢椎上关节面下缘三个横断面上测量螺钉与椎动脉的距离。统计椎动脉、脊髓及枕颈关节损伤的例数。结果:①术前计划参数:内界角18°±1.4°,外界角33°±3.7°,标准外偏角26°±2.9°,后界角39°±4.1°,标准后倾角24°±2.0°。②螺钉轨道实际外偏角24°±3.5°,实际后倾角27°±4.0°,与术前参数比较无显著性差异(P>0.05)。③在经枢椎上关节面下缘的横断面上螺钉与椎动脉距离最短,平均值6mm,最小值3.5mm,无椎动脉及脊髓损伤,2例枕颈关节损伤。结论:前路经寰枢关节螺钉内固定术与后路内固定术互为补充。经应用解剖研究证明其具有较高的安全性和较大的临床实用性。
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    A preliminary study of anterior C1~2 transarticular screw for

    traumatic instability of C1~2 joint

    CHEN Jian,LIU Hao

    Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,1999,9(2):81~85

    Abstract Objective:A new method of anterior C1~2 transarticular screw for traumatic instability of C1~2 joint was studied experimentally.The feasibility is testified by surgical model and security evaluation.Method:17 formalin preserved human specimen were obtained for simulating operation.5 auxiliary lines were drawn in X-ray film.Through submandibular incision of right side,screws were drived from C2 vertebral body through atlantoaxial joint into C1 lateral mass.Postoperative X-ray films were taken.The difference of screw trajectory between preoperative and postoperative measurement were compared by t-test.The specimen were transected at three levels,the shortest distance between screws and vertebral artery in every level was measured.Result:(1)The data in preoperative plan are:medial limit angle 18°±1.4°,lateral limit angle 33°±3.7°,ideal lateral angle 26°±2.9°, posterior limit angle 39°±4.1°,ideal posterior angle 24°±2.0°.(2)The actual lateral angle 24°±3.5°,actual posterior 27°±4.0°.No significance existed between pre- and post-operative measurement.(3)The average shortest distance between screw and vertebral artery was 6mm with minimal value for 3.5mm.Neither vertebral artery nor spinal cord was injured.Two occipito-atlanto joints were injured.Conclusion:The preliminary study showed feasibility and security of the new technique.It can be a substitution of posterior fixation methods when contraindication existed.
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    Authors address s address Orthopedics Department,the Third Hospital of Chengdu,Sichuan,610031

    Key words Anterior approach Atlato-axial joint Internal fixation Anatomy

    创伤性寰枢椎不稳定是指寰枢椎区域骨和韧带结构遭受暴力致伤,丧失正常功能和稳定作用,并可导致寰枢椎脱位或半脱位,引起神经压迫症状。目前重建其稳定性的主要手段是通过后路固定技术行寰枢融合。传统的方法是Gallie钢丝法,近年来又出现了Halifax夹、后路经寰枢关节螺钉法等技术〔1~4〕。以上方法各有其禁忌证,尤其不适于处理延髓前方存在压迫因素的病例。为提供一种具有较高安全性和稳定性的方法弥补上述不足,我们设计了一种全新的手术方式:前路经寰枢关节螺钉内固定术。本研究建立了该内固定法的手术模型,并进行了安全性评价,以验证其临床应用的可行性。
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    1 材料和方法

    1.1 术前计划

    17具福尔马林浸泡人体标本,摄其张口位及侧位X线片。以枢椎椎体前下缘中点为基准点,在张口位片上作出以下三条参考线:(1)内界线(图1A①),连接基准点至寰枢关节面内缘。该线代表螺钉钻入时在冠状面上的最小内偏角。(2)外界线(图1A②),连接基准点至寰椎侧块上关节面外缘。此线代表螺钉轨道最大外偏角。(3)外偏标准线(图1A③),连接基准点与寰椎侧块上关节面中点。该线代表最理想的螺钉轨迹。分别测出三条参考线与齿状突中轴的夹角,依次称为内界角、外界角、外偏标准角。

    在侧位片上作两条参考线:(1)后界线(图1B①),连接基准点与寰椎侧块后上缘,代表螺钉最大后倾角。(2)后倾标准线(图1B②),连接基准点至寰椎侧块上缘中点,代表矢状面上的螺钉最佳后倾方向。测量两线与齿状突轴的夹角:后界角与后倾标准角。
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    图1 术前计划参考线

    A① 内界线 A② 外界线 A③ 外偏标准线 B① 后界线 B② 后倾标准线

    1.2 模拟手术过程

    置尸体仰卧于手术台上,头后伸。作右侧颌下切口(图2)。切开筋膜及颈阔肌。结扎切断浅静脉,游离并向外牵开胸锁乳突肌前缘、颈动脉鞘及颌下腺。切断二腹肌中央腱,向内牵开舌骨及下咽部。为了更好地显露,可酌情结扎颈外动脉内侧的各动脉分支,注意保护舌下神经。

    图2 手术切口示意图

    扪及寰椎前结节,沿椎体前正中线切开C1~C3椎前筋膜,骨膜下剥离,切除少量C2~3椎间盘前部,显露枢椎椎体前下缘。于前下缘中点两侧各1mm处,以3.2mm钻头(使用带20°倾斜角的微型电钻),分别按术前计划中制定的螺钉置入角度,向外、向后钻入,经寰枢关节内侧份进入寰椎侧块,至侧块上关节面骨皮质下停止(图3)。测深器测出钉道的全长及其分别在枢椎椎体和寰椎侧块中的长度,选择恰当长度的直径为3.5mm的部分螺纹松质骨螺钉拧入。注意使螺纹全部拧入侧块中,应用拉力螺钉原则,在寰枢关节之间产生加压作用。取出整段颈椎,摄正侧位片(图4)。
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    图3 手术示意图

    图4 手术模型术后正侧位X线片

    1.3 安全性评价

    1.3.1 于正侧位片上分别测量螺钉外偏角和后倾角,与外偏标准角、后倾标准角作两样本均数比较的t检验,以实际角度与标准角度是否存在显著性差异来判断手术操作的难易程度。

    1.3.2 在以下三个层面上以钢锯横行剖开寰枢椎-内固定物复合体,观察横断面上螺钉与毗邻结构的关系(图5):A、寰椎横突上缘,B、寰椎横突下缘,C、枢椎上关节面下缘,椎动脉管出口上壁。如螺钉与椎动脉接触或穿破椎管,则分别视为有椎动脉或脊髓损伤;螺钉穿破寰椎侧块上关节面,视为损伤枕颈关节;统计损伤例数。分别在三个横断面上测量螺钉至椎动脉的距离。
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    图5 安全性评价横断面层次示意图

    2 结果

    在17例34侧标本中共置入34枚螺钉,分别测量记录术前计划的角度、螺钉轨道的实际角度及螺钉与椎动脉间距离。术前计划内界角为18°±1.4°,外界角为33°±3.7°,后界角为39°±4.1°。外偏标准角为26°±2.9°,实际外偏角24°±3.5°,两者之间双侧t检验显示两样本均数无显著性差异(P>0.1)。后倾标准角为24°±2.0°,实际后倾角为27°±4.0°,两者无显著性差异(P>0.05),说明手术操作能达到术前计划的要求。

    在三个层面的横断面上,螺钉与椎动脉间的距离见附表。以断面C中椎动脉与螺钉之间距离最近,为6±1.4mm,其中1枚螺钉距椎动脉3.5mm,其余33枚距离均大于4mm,无椎动脉及脊髓损伤。2枚螺钉穿入枕颈关节,关节损伤率为5.9%。

    附表 螺钉与椎动脉的距离 (mm)
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    平均值

    标准差

    变化范围

    横断面A

    8.7

    2.0

    6.0~11.2

    横断面B

    12.1

    2.5

    10.3~17.9

    横断面C

    6.0
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    1.4

    3.5~9.7

    3 讨论

    3.1 前路寰枢关节螺钉内固定法的特点

    自Gallie于1939年报告使用后路钢丝法行寰枢融合术以来,钢丝法已成为治疗寰枢椎不稳定的主要内固定方法。虽然其效果已被肯定,但仍存在一些缺点,如:钢丝穿越椎管时可能损伤脊髓;过伸、旋转稳定性差4〕;不能应用于存在寰椎后弓或枢椎椎板骨折的病例。Halifax夹同样受此限制。后路经寰枢关节螺钉内固定可较好地解决上述问题,但螺钉轨道所经的枢椎椎弓根与椎动脉紧密毗邻,危险性大。且有近20%的病人由于存在椎动脉变异(椎动脉行径扭曲、高置,椎弓峡部薄弱),至少一侧不适于行该手术2、5〕。我们以前的临床解剖研究表明,椎动脉损伤达10%。
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    为在后路内固定存在禁忌证时提供一种替代方法,我们设计了一种新的手术方式:前路经寰枢关节螺钉内固定术,由枢椎前下缘中点向两侧寰椎侧块置入螺钉。此方法中内固定物不进入椎管,不受上颈椎后部骨结构损伤的限制。螺钉在枢椎椎体中穿行,与椎动脉的毗邻较不密切,不易受椎动脉变异的影响。

    对有延髓压迫症状的寰枢椎病变,如齿状突骨折不愈合、颅底凹陷症、上颈椎区类风湿性关节炎等,常需行前路齿状突切除减压。减压后的上颈椎不稳定由二期后路融合术解决,病人需做两次手术,且在达骨性融合前需长时间头颈部制动。如采用前路螺钉法,则可于切除齿状突后直接行寰枢融合,不仅减少了手术次数,还由于手术后立即获得了坚强的内固定,可缩短头颈部制动的时间。

    3.2 内固定的稳定性

    本项技术所获得的稳定性是由以下三个方面来保证的:①螺钉穿过枢椎椎体和寰椎两侧块,路径长,有足够多的骨质稳定螺钉。②两枚螺钉方向从前向后,从内向外,所夹平面形成一顶点向前下、底向后上的三角形,从力学原则上保证了寰枢椎-内固定物复合体具有良好的抗前后剪切应力和旋转力矩的能力。③拉力螺钉原则的运用使寰枢关节面之间产生加压作用,有助于早日达到骨性融合。
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    3.3 内固定的安全性评价

    所有寰枢椎手术都面临着脊髓或椎动脉损伤的风险,而此手术的风险是较小的。螺钉在椎体和侧块中由内向外的走行方向,可避免向内穿入椎管损伤脊髓。螺钉钉道与椎动脉走行方向毗邻较不密切。在三个横断面的解剖测量中,我们发现椎动脉与螺钉轨道相距最近的是在经椎动脉管出口上壁的断面C上,平均值为6mm,除1例为3.5mm外,其余33枚螺钉均距椎动脉4mm以上,说明在本手术中不仅没有椎动脉损伤,还为手术操作上的细微偏差(如外偏角稍大等)留有一定的余地。模拟手术中螺钉实际外偏角和实际后倾角与术前计划角度之间都无显著性差异,说明手术操作能达到术前计划的要求,从而证明了此手术的可行性。

    在本研究中,有2枚螺钉穿破寰椎侧块上关节面,损伤了枕颈关节,损伤率为5.9%。在临床应用时,此并发症可能导致枕颈关节退行性变和创伤性关节炎。避免它的主要手段是在钻孔时仔细体会钻头在侧块松质骨中行进时的阻力感,其阻力存在但不强,将要钻达上关节面骨皮质下时,阻力感会明显变强,此时应停止钻孔。
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    3.4 手术的两个技术性问题

    3.4.1 入路 寰枢椎前入路显露和操作较困难。为便于操作,我们采用了显露最广的不经口腔的颈动脉鞘前入路。该入路最早于1969年由DeAndrade采用,经过McAfee等的改良,已成为经典上颈椎前入路。可提供较经口腔入路更大更清晰的手术野。该入路要求结扎较多的颈外动脉分支如舌动脉、面动脉、咽升动脉和甲状腺上动脉,有时还需切除部分颌下腺,创伤较大,为其不足之处。其潜在的并发症主要是面神经下颌支的损伤6、7〕。如采用经C4~5椎间盘平面的颈部横切口,即前路齿状突螺钉内固定术的入路,则对组织的损伤较小,但显露手术野不如经典入路充分8、9〕

    3.4.2 螺钉入点及方向的确定 枢椎椎体位置可由扪及寰椎前结节后确定,螺钉入点位于枢椎前下缘中点两侧。为便于钻孔,可切除C2~3椎间盘前部的一小部分。切开C1~2关节囊,显露枢椎上关节面内侧缘,在直视下钻孔,钉道应尽可能从枢椎上关节面的内侧份穿越关节,以免损伤椎体两侧的椎动脉。如能在C臂透视下钻孔,可能会提供更高的精确度。
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    4 结论

    经前路寰枢关节螺钉内固定术为治疗创伤或其它原因引起的寰枢椎不稳定提供了一种新的方法,有较高的安全性。尤其在需作齿状突切除的病例中,可将前方减压与寰枢融合在一次手术中完成,具有很大的临床应用价值。

    参考文献

    [1] Charles B,Stillermar J,Wilson A.Atlantoaxial stabilization with posterior transanticular screw fixation:Technical descriotion and report of 22 case.Neurosurg,1993,32(6):948.

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    收稿日期:1998-02-04, 百拇医药