腰椎侧位片判断椎弓根螺钉进钉深度的放射解剖学研究
作者：杜心如 赵玲秀 叶启彬 张一模
单位：杜心如 赵玲秀 张一模(承德医学院附属医院骨科 临床解剖研究室，承德 067000)；叶启彬(北京协和医院骨科)
关键词：腰椎；椎弓根螺钉；进钉深度；放射；解剖
中国矫形外科杂志001127 摘 要 目的：探讨用腰椎侧位片判断椎弓根螺钉进钉深度的可行性。材料和方法：在31套腰椎骨标本上(310个椎弓根)用1mm软钢丝在椎弓根最狭窄处缠绕，按人字嵴顶点进针方法打入椎弓根直钢丝，拍正侧位片及横断面片，观测直钢丝在椎弓根及椎体内的位置，并推算进钉深度比率。结果：腰椎侧位片上椎弓根螺钉进钉深度比率为L1(88.1±5)%，L2(86.2±4.4)%，L3(87.7±4.4)%，L4(87.2±5.1)%，L5(88.1±5.1)%。结论：在腰椎侧位片上可判定椎弓根螺钉进钉深度，其最佳比率L1～L5为85%～90%。
, 百拇医药
中图分类号 R322.71 文献标识码 A 文章编号 1005-8478(2000)11-1120-03
Radioanatomical Study of the Entrance Depth of Pedicle Screw in Lumbar Spine on the Lateral X-ray Film
DU Xin-ru ZHAO Ling-xiu YE Qi-bin
(Department of Orthopedics,Affiliated Hospital of Chengde Medical College Chengde 067000)
Abstract Objective: To study the depth of pedicle screw in lumbar spine on lateral X-ray film.Methods:The 310 pedicles(in 31 vertebrae) twined with the wire of 1.0mm in diameter were taken for radiological study.The anteroposterior,lateral and superoinferior roentgenograph were performed,the relationship between the projection of pedicle screw and that of vertebrea on lateal x-ray films was investigated.Results:The depth rate of pedicle screw was 88.1%±5%in L1,86.2%±4.4%in L2,87.7%±4.4%in L3,87.2%±5.1%in L4,88%±5.1%in L5.Conclusion:The entrance depth of pedicle screw can be determinated on lumbar lateral X-ray film,the best depth rate was 85%～90%in L1～L5.
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Key words Lumbar spine Pedicle screw Depth Radio Anatomy
目前，各种经椎弓根脊柱内固定术已经广泛地应用于复位和重建脊柱稳定性[1]，取得了理想疗效。但并发症也时有报道，如椎弓根皮质破裂[2]，大血管损伤[3]等，其原因之一就是椎弓根螺钉的进钉深度难以掌握。由于各种条件的限制，目前术中拍片或C形臂透视是判定椎弓根螺钉位置的主要手段，但术中如何判断进钉深度却是骨科难题之一，为此我们做了相关研究，以探讨用腰椎侧位片判断椎弓根螺钉进钉深度的可行性。
1 材料与方法
在31套腰椎标本上(310个椎弓根)用1mm直径的软钢丝紧紧缠绕在椎弓根最狭窄处的皮质上，标明左右，先在右侧人字嵴顶点，用尖锥子打一骨孔，然后用手摇钻将克氏针尾端向外倾斜5°～10°，沿椎弓根长轴钻入椎体至前缘皮质，退出克氏针，置入18号直钢丝段，其长度自椎体前缘骨皮质处至人字嵴顶点，用胶布固定，同样的方法放置左侧，但将左侧钢丝尾端折弯，以区别左右侧。编号记录后，用普通X光机拍摄腰椎标本的正、侧位片及各个腰椎的横断面X线片，拍照条件：48～50kV，0.08～0.1MA，观察椎弓根显影与钢丝圈显影的关系，直钢丝段与钢丝圈及椎弓根的关系，直钢丝与矢状面的角度及其与椎弓根中心及四周骨皮质的关系。
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2 结果
在腰椎正位片上可见到L1～L3椎弓根四周皮质均能显影，其显影均在缠绕其上的钢丝圈显影之内。L4、L5椎弓根内侧及上下皮质影清晰可见，而外侧骨皮质未见显影。椎弓根螺钉钉道中钢丝段位于椎弓根内，呈一短斜的线段。侧位片示人字嵴进钉法椎弓根螺钉钉道位于椎弓根中心或中心上方1～2mm位置，说明椎弓根螺钉钉道位置正确，符合临床实际情况。钉道内的钢丝前端在X线片上的投影位于椎体前皮质影之后，二者之间的距离及推算进钉深度最大比率的方法如图1所示(图1、2)。
图1 X线片人字嵴法椎弓根螺钉进钉深度比率计算示意图(左：侧位片：右：横断面片)
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图2a 腰椎正侧位片示椎弓根螺钉钉道位置正常
图2b 腰椎横断面片示螺钉钉道位置正常
侧位片所显示人字嵴顶点在乳突下缘处，即上关节突下缘处，侧位片上进钉深度的比率见表1。在腰椎横断面位片可见到腰椎椎弓根螺钉钉道均位于椎弓根内，横断面进钉深度的最大比率见表2。经统计学分析，各腰椎之间的进钉深度相比较没有显著意义(P>0.05)；腰椎侧位片横断面片所得的进钉深度比率相比较也没有显著意义(P>0.05)。表1 侧位片人字嵴进钉法进钉最大深度占椎体前后径的比率(%)
L1
L2
L3
L4
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L5
±SD
Min～Max
88.1±5
75～94.3
86.2±4.4
75～93.6
87.7±4.4
80～94.1
87.2±5.1
71.4～94.6
88±5.1
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77.1～94.3
表2 横断面X线片人字嵴进钉法进钉最大深度占椎体
前后径的比率
L1
L2
L3
L4
L5±SD
Min～Max
87.1±3.3
, 百拇医药
79～93.6
86.9±3.5
78.4～93.6
86.4±3.1
80～92.1
87±3.2
79～91.7
86.5±3.2
77.3～91.4
3 讨论
椎弓根螺钉进钉深度的判定 虽然国内外资料对进钉长度提供了详细数据，但由于种族、性别、年龄、个体差异等因素，使这些数据均有不同程度的偏差，影响了这些资料的临床应用。不同的定位方法，不同进钉角度，其进钉深度也不相同。所以如何判断螺钉进钉深度至今仍无完善的方法。资料表明，椎弓根螺钉进钉深度为4.0～4.5cm，但最小只有3.6cm，最大达5.6cm[4，5]，说明个体差异较大，用均值方法提供螺钉长度的数据不足取。目前判断螺钉位置的方法主要是术中照像或术后拍片，但如何判断螺钉深度尚无报道。CT扫描是判断进钉深度的可靠方法，但由于术中条件所限及金属伪影的影响，实际应用很困难，只有在去除内固定物观测钉道时才可应用。所以术中或术后X线检查仍然是判断椎弓根螺钉位置和深度的主要手段。我们对腰椎侧片及横断面位片研究发现，由于椎体呈椭圆形，侧位片椎体前缘的显影部位是椎体的最前缘，所以当螺钉即使穿破了椎体前侧骨皮质，而X线侧位片上仍显示“钉尖在椎体内”的错觉，这就影响了侧位片判断进钉深度的准确性。本文推算在侧位片上进钉深度的比率L1(88.1±5)%，L2(86.2±4.4)%，L3(87.7±4.4)%，L4(87.2±5.1)%，L5(88±5.1)%，所以侧位片上L1～L5进钉深度比率为85%～90%。这个比率对判定螺钉进钉深度有参考意义。
, 百拇医药
作者简介：杜心如(1965-)，男，河北武邑人，副教授，医学博士，研究方向：脊柱外科和临床解剖学。电话：(0314)2063592×8343。Email:hjcdyxyt@ public.cbptt,he,cn
参考文献
[1] Boos N,Webb JK.Pedicle screw fixation in spinal disorders:a European view[J].Eur Spine J，1997，6:2～18.
[2] Misenhimer GR,Peek RD,Wiltse LL,et al.Anatomic analysis of pedicle cortical and cancellous diameters as related to screw size[J].Spine,1989,14(4):367～372.
, http://www.100md.com
[3] Esses SI,Botsford DJ,Huler RJ,et al.Surgical anatomy of the sacrum,a guide for national screw fixation[J].Spine,1991,16(suppl):S283～288.
[4] 杜心如，叶启彬.经椎弓根胸腰椎内固定应用解剖学研究的进展[J].中国矫形外科杂志，1998，5(5):446～448.
[5] Zindrick MR,Wiltse LL.Doornik A,et al.Analysis of the morphometric characteristics of the thoracic and lumbar pedicle[J].Spine,1987,12:160～166.
收稿：2000-01-10, http://www.100md.com
单位：杜心如 赵玲秀 张一模(承德医学院附属医院骨科 临床解剖研究室，承德 067000)；叶启彬(北京协和医院骨科)
关键词：腰椎；椎弓根螺钉；进钉深度；放射；解剖
中国矫形外科杂志001127 摘 要 目的：探讨用腰椎侧位片判断椎弓根螺钉进钉深度的可行性。材料和方法：在31套腰椎骨标本上(310个椎弓根)用1mm软钢丝在椎弓根最狭窄处缠绕，按人字嵴顶点进针方法打入椎弓根直钢丝，拍正侧位片及横断面片，观测直钢丝在椎弓根及椎体内的位置，并推算进钉深度比率。结果：腰椎侧位片上椎弓根螺钉进钉深度比率为L1(88.1±5)%，L2(86.2±4.4)%，L3(87.7±4.4)%，L4(87.2±5.1)%，L5(88.1±5.1)%。结论：在腰椎侧位片上可判定椎弓根螺钉进钉深度，其最佳比率L1～L5为85%～90%。
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中图分类号 R322.71 文献标识码 A 文章编号 1005-8478(2000)11-1120-03
Radioanatomical Study of the Entrance Depth of Pedicle Screw in Lumbar Spine on the Lateral X-ray Film
DU Xin-ru ZHAO Ling-xiu YE Qi-bin
(Department of Orthopedics,Affiliated Hospital of Chengde Medical College Chengde 067000)
Abstract Objective: To study the depth of pedicle screw in lumbar spine on lateral X-ray film.Methods:The 310 pedicles(in 31 vertebrae) twined with the wire of 1.0mm in diameter were taken for radiological study.The anteroposterior,lateral and superoinferior roentgenograph were performed,the relationship between the projection of pedicle screw and that of vertebrea on lateal x-ray films was investigated.Results:The depth rate of pedicle screw was 88.1%±5%in L1,86.2%±4.4%in L2,87.7%±4.4%in L3,87.2%±5.1%in L4,88%±5.1%in L5.Conclusion:The entrance depth of pedicle screw can be determinated on lumbar lateral X-ray film,the best depth rate was 85%～90%in L1～L5.
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Key words Lumbar spine Pedicle screw Depth Radio Anatomy
目前，各种经椎弓根脊柱内固定术已经广泛地应用于复位和重建脊柱稳定性[1]，取得了理想疗效。但并发症也时有报道，如椎弓根皮质破裂[2]，大血管损伤[3]等，其原因之一就是椎弓根螺钉的进钉深度难以掌握。由于各种条件的限制，目前术中拍片或C形臂透视是判定椎弓根螺钉位置的主要手段，但术中如何判断进钉深度却是骨科难题之一，为此我们做了相关研究，以探讨用腰椎侧位片判断椎弓根螺钉进钉深度的可行性。
1 材料与方法
在31套腰椎标本上(310个椎弓根)用1mm直径的软钢丝紧紧缠绕在椎弓根最狭窄处的皮质上，标明左右，先在右侧人字嵴顶点，用尖锥子打一骨孔，然后用手摇钻将克氏针尾端向外倾斜5°～10°，沿椎弓根长轴钻入椎体至前缘皮质，退出克氏针，置入18号直钢丝段，其长度自椎体前缘骨皮质处至人字嵴顶点，用胶布固定，同样的方法放置左侧，但将左侧钢丝尾端折弯，以区别左右侧。编号记录后，用普通X光机拍摄腰椎标本的正、侧位片及各个腰椎的横断面X线片，拍照条件：48～50kV，0.08～0.1MA，观察椎弓根显影与钢丝圈显影的关系，直钢丝段与钢丝圈及椎弓根的关系，直钢丝与矢状面的角度及其与椎弓根中心及四周骨皮质的关系。
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2 结果
在腰椎正位片上可见到L1～L3椎弓根四周皮质均能显影，其显影均在缠绕其上的钢丝圈显影之内。L4、L5椎弓根内侧及上下皮质影清晰可见，而外侧骨皮质未见显影。椎弓根螺钉钉道中钢丝段位于椎弓根内，呈一短斜的线段。侧位片示人字嵴进钉法椎弓根螺钉钉道位于椎弓根中心或中心上方1～2mm位置，说明椎弓根螺钉钉道位置正确，符合临床实际情况。钉道内的钢丝前端在X线片上的投影位于椎体前皮质影之后，二者之间的距离及推算进钉深度最大比率的方法如图1所示(图1、2)。
图1 X线片人字嵴法椎弓根螺钉进钉深度比率计算示意图(左：侧位片：右：横断面片)
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图2a 腰椎正侧位片示椎弓根螺钉钉道位置正常
图2b 腰椎横断面片示螺钉钉道位置正常
侧位片所显示人字嵴顶点在乳突下缘处，即上关节突下缘处，侧位片上进钉深度的比率见表1。在腰椎横断面位片可见到腰椎椎弓根螺钉钉道均位于椎弓根内，横断面进钉深度的最大比率见表2。经统计学分析，各腰椎之间的进钉深度相比较没有显著意义(P>0.05)；腰椎侧位片横断面片所得的进钉深度比率相比较也没有显著意义(P>0.05)。表1 侧位片人字嵴进钉法进钉最大深度占椎体前后径的比率(%)
L1
L2
L3
L4
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L5
±SDMin～Max
88.1±5
75～94.3
86.2±4.4
75～93.6
87.7±4.4
80～94.1
87.2±5.1
71.4～94.6
88±5.1
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表2 横断面X线片人字嵴进钉法进钉最大深度占椎体
前后径的比率
L1
L2
L3
L4
L5
±SDMin～Max
87.1±3.3
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79～93.6
86.9±3.5
78.4～93.6
86.4±3.1
80～92.1
87±3.2
79～91.7
86.5±3.2
77.3～91.4
3 讨论
椎弓根螺钉进钉深度的判定 虽然国内外资料对进钉长度提供了详细数据，但由于种族、性别、年龄、个体差异等因素，使这些数据均有不同程度的偏差，影响了这些资料的临床应用。不同的定位方法，不同进钉角度，其进钉深度也不相同。所以如何判断螺钉进钉深度至今仍无完善的方法。资料表明，椎弓根螺钉进钉深度为4.0～4.5cm，但最小只有3.6cm，最大达5.6cm[4，5]，说明个体差异较大，用均值方法提供螺钉长度的数据不足取。目前判断螺钉位置的方法主要是术中照像或术后拍片，但如何判断螺钉深度尚无报道。CT扫描是判断进钉深度的可靠方法，但由于术中条件所限及金属伪影的影响，实际应用很困难，只有在去除内固定物观测钉道时才可应用。所以术中或术后X线检查仍然是判断椎弓根螺钉位置和深度的主要手段。我们对腰椎侧片及横断面位片研究发现，由于椎体呈椭圆形，侧位片椎体前缘的显影部位是椎体的最前缘，所以当螺钉即使穿破了椎体前侧骨皮质，而X线侧位片上仍显示“钉尖在椎体内”的错觉，这就影响了侧位片判断进钉深度的准确性。本文推算在侧位片上进钉深度的比率L1(88.1±5)%，L2(86.2±4.4)%，L3(87.7±4.4)%，L4(87.2±5.1)%，L5(88±5.1)%，所以侧位片上L1～L5进钉深度比率为85%～90%。这个比率对判定螺钉进钉深度有参考意义。
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作者简介：杜心如(1965-)，男，河北武邑人，副教授，医学博士，研究方向：脊柱外科和临床解剖学。电话：(0314)2063592×8343。Email:hjcdyxyt@ public.cbptt,he,cn
参考文献
[1] Boos N,Webb JK.Pedicle screw fixation in spinal disorders:a European view[J].Eur Spine J，1997，6:2～18.
[2] Misenhimer GR,Peek RD,Wiltse LL,et al.Anatomic analysis of pedicle cortical and cancellous diameters as related to screw size[J].Spine,1989,14(4):367～372.
, http://www.100md.com
[3] Esses SI,Botsford DJ,Huler RJ,et al.Surgical anatomy of the sacrum,a guide for national screw fixation[J].Spine,1991,16(suppl):S283～288.
[4] 杜心如，叶启彬.经椎弓根胸腰椎内固定应用解剖学研究的进展[J].中国矫形外科杂志，1998，5(5):446～448.
[5] Zindrick MR,Wiltse LL.Doornik A,et al.Analysis of the morphometric characteristics of the thoracic and lumbar pedicle[J].Spine,1987,12:160～166.
收稿：2000-01-10, http://www.100md.com