下颈椎手术如何避免损伤椎动脉:椎动脉V2段的应用解剖研究

2011-11-06 00:00 来源:丁香园 作者:diggs,hotstone
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椎动脉的V2段通常是指其位于C6横突到C2横突间的部分,此部分椎动脉的医源性损伤导致的并发症是灾难性的,包括出血、血栓、栓子形成、脑缺血、动静脉瘘以及假性动脉瘤,相关的解剖变异使这种损伤的发生率增加,为了确保下颈椎手术的安全,有必要对其解剖结构和变异情况进行细致的研究。
J Neurosurg: Spine最新发表的一篇文章通过对尸体标本的研究,细致描述了V2段椎动脉与周围结构间的关系,揭示了可能的潜在风险。
该实验选取了10具成人尸体标本,其动静脉均进行了染色,颈椎的前后路均进行解剖,去除肌肉组织,暴露双侧椎动脉,保留韧带结构以维持其解剖结构和椎体间的位置关系。
在C3-C6水平测量图1、2所示的解剖学数据:中线与椎动脉内侧缘间的距离;椎动脉前缘与椎间隙前缘间的距离;椎动脉后缘与椎间隙后缘间的距离;侧块中心点与椎动脉外侧缘间的距离;钩突顶点与椎动脉内侧缘间的距离;椎动脉外侧缘与横突前结节内侧缘间的距离;椎动脉直径(外径);横突间最大距离;钩突高度;椎间隙前后径(中线水平)。
 

 
图1.椎动脉V2段解剖图(前路),以及实验所测量的解剖学数据, 椎动脉、伴行静脉及神经根在横突水平被韧带纤维包绕(A,白色箭头),并贴近钩突侧面,实验中可以看到横突前部的厚度不尽相同,此例可以看到骨质缺损(A,黑色箭头)。进行如下测量:椎动脉内侧缘与中线距离 (B, 1); 横突间最大距离 (B, 2); 椎动脉直径 (B, 3); 钩突尖与椎动脉内侧缘距离 (C, 1); 椎动脉外侧缘与横突前结节内侧缘间距 (C, 2); 钩突高度 (D). 侧面观 (E),为了显示椎动脉与间盘间隙的关系,对脊柱后部结构进行了处理, 黑点线代表间隙前缘与椎动脉前缘间距;黄点线代表间隙后缘与椎动脉后缘间距。根据我们的测量,在此部分,椎动脉的84%位于椎间隙后部。
 


图2. 图示V2椎动脉与侧块的关系,C2-C6侧块的内侧半已去除,测量侧块的外缘中点与椎动脉外缘间距(黄线),蓝点线代表侧块,黑点和蓝点分别代表Magerl和改良技术的进钉点。
侧块螺钉的置入:
    应用标准Magerl技术和改良Magerl技术在10具标本中从C3-C6双侧置入侧块螺钉,其中5具标本的C7也置钉(图3、4),颈椎标准Magerl技术进钉点位于侧块中点略偏内偏上(2mm),螺钉水平面内偏25度,与上关节面平行。改良技术进钉点为侧块中点略偏内下(2mm),螺钉方向取尖端指向侧块腹侧皮质的外上方。C7侧块置钉时,选侧块中心为进钉点,钉道与改良方法相同(图4)。测量轴向及矢状面的角度,定义安全角度为钉道不损伤椎动脉,并测量每种技术下进钉点与椎动脉后壁的距离,同时评估螺钉与脊神经的关系。
各螺钉均徒手置入,为提高测量精度,所有钉道角度均在上一节段颈椎去除后进行测量。数字摄影后应用UTHSCSA Image Tool Software 3.0进行分析,计算各解剖学测量数据,确定轴向、矢状面方向、安全角度,所有参数应用平均值±标准差的方法表示。应用方差分析的方法进行检验,取P<0.05为有意义。
 


图3.图示椎动脉与侧块螺钉的关系, A、B比较2种技术钉道轴向角度 ,和安全角度. 安全角度定义为避开可能损伤椎动脉的角度。C:椎动脉的位置,从后面看,椎动脉位于侧块深部、后侧皮质中点的内侧 ,两种技术下,椎动脉所覆盖范围均为8.8。 D: 矢状面钉道:黄线为Margel技术,螺钉与上关节面平行,绿线为改良技术,螺钉方向取尖端指向侧块腹侧皮质的外上方. E: 进钉点与椎动脉后壁距离以及矢状面钉道。 

 

图4. C7侧块置钉. A、B: C7 与中颈椎 (C-4)侧块比较,C3、C4颈椎的侧块大致呈菱形,而下颈椎尤其是C7侧块逐渐变得狭长,这使得C7的上关节面角度更为陡峭,如A所示, C–E: C7的3种置钉方式:标准Magerl技术 (C.1 C.2);改良技术 (D.1 D.2);第3种技术(E.1 and E.2),以侧块中点为进钉点,进钉方向同改良技术。. F: 探针演示第3种技术的钉道方向,上关节面和松质骨已经去除,探针尖置于侧块腹侧皮质的上外侧(黄色箭头),远离神经血管结构;
 
解剖学测量数据,单位为mm,平均值-标准差 


 
图5. Magerl和改良技术的轴向角度比较
 


图6. Magerl和改良技术的平均矢状角度比较
 


图7. Magerl和改良技术的安全角度比较

 


图8. 3种不同技术下C7侧块螺钉平均安全角度,轴向角度,矢状角度比较
 


图9.此图示椎间盘、韧带等椎动脉周围的组织均去除,可看到,当椎板咬骨钳在C3-4间隙侧缘工作时头部紧贴椎动脉。本研究中,我们观察到椎动脉距钩突较横突前结节的距离更近,而且,根据我们的测量,椎动脉后壁和椎间隙后缘的距离仅3±1.8mm(C2-3)到5.1±3mm(C5-6)。因此,在侧面切开和神经根减压时安全空间相对较小。C: 螺钉置入时指向侧块前外侧角; D:当椎动脉扭曲时必须更加小心,如果椎动脉在侧块前形成侧弯,即使轻微的偏差也可能导致动脉的损伤
10例标本有1例存在椎动脉迂曲,在走行通路方面,椎动脉距中线的距离,C3-4、C4-5较C2-3、C5-6层面更近,双侧数据间无差别,最大间距位于C5-6,椎动脉平均直径为5.2±0.6MM。
椎动脉走行距钩突距离(1.8 ± 1.1 mm)要比距横突前结节更近(3.4 ± 1.6mm) (p < 0.05)。椎动脉距离钩突的距离在C2-3(3.3 ± 0.8 mm)层面较其下的颈椎大(1.3 ± 0.7 mm)。
在由C5-6至C2-3的走行过程中,椎动脉距横突前结节的距离逐渐变大(2.6 ± 1 mm-3.9 ± 2.2 mm)。前方横突间隙平均为10.4 ± 2.1 mm,变动范围为9.5 ± 2.2 mm (C5–6)到10.9 ± 2 mm (C4–5),各层面及左右侧无差异。钩突高度为5.9 ± 1.4 mm, 由C-3 (5.5 ± 1.3 mm)到 C-6递增 (6.2 ± 2.2 mm)。
椎动脉距离椎间隙前缘的距离为11.9± 1.7 mm (最小值为11.2 ± 1.3 mm,于C4–5,最大值为12.5 ± 1.7 mm,于C5–6),距椎间隙后缘距离为4.2 ± 2.6 mm (minimum 3 ± 1.8 mm,于 C2–3,最大值5.1 ± 3 mm,于 C5–6)。椎间隙的径线由C2–3 (20.2 ± 2.4 mm)到C5–6 (22.8 ± 4 mm)递增。
置钉研究:在各层面测量椎动脉内侧缘至侧块中点的距离,此距离数值与位置及左右侧无显著差别,平均值为9.7 ± 2 mm, 变动范围为9 ± 2.8 mm( C-7)至10.6 ± 2 mm( C-5)。
应用Magerl技术置钉,矢状面角度在C7最大(平均43.8),C5最小(32.5)。改良技术时,角度平均为横向36.6度,头侧倾46.1度。轴向角度(图5)33.8(C3)-41.8度(C7),矢状角度(图6)42.5(C5)-52度(C3)。应用第三种技术行C7置钉时,横向角度34.7度,头侧倾44.6度。
安全角度:测量钉道到椎动脉的偏离角度(图7),三种技术间有差异(P<0.05),侧别无差异,改良技术的角度平均为28.2度,Magerl技术为16.1度,两种技术间的差别平均为12度,变动范围是9.2度(C3)至16.8度(C7)。在C7,平均安全角度在Magerl为12.3度,改良技术为29.2度,第三种置钉技术则为32.3度(图8)。
螺钉长度在Magerl技术时平均为15.7 ± 1.4 mm (13.5–19 mm) ,改良技术为19.1 ± 1.2 mm ( 17–22.5 mm) (p < 0.05)。
进钉点与椎动脉距离:Magerl技术为18.3mm(16.7mm于C5-22.2mm于C7);明显高于改良技术和第三种置钉技术。
钉道与脊神经关系:三种技术间无明显差异。
椎动脉损伤一旦发生,应立即设法止血,防治椎动脉供血不足和脑栓塞等并发症。术前高分辨率CT扫描,MR检查,椎动脉成像可以明确椎动脉位置和毗邻关系并发现解剖变异。当然,术者对于解剖知识的透彻了解也是避免损伤的重要保障。
下颈椎前路手术广泛应用于颈椎间盘突出、退行性疾病、创伤、肿瘤、感染等疾病,可以解除脊髓和神经根的压迫,椎动脉损伤的发生率大致为0.3-0.5%。常见的损伤原因包括:钻头偏斜、过度去除骨与间盘,感染或肿瘤引起的病理性骨质强度改变。为预防损伤,应明确了解动脉的位置,时刻保持中线位置明确是确保避免损伤动脉且能充分减压的关键。
包括颈长肌在内的多个结构被推荐用来作为保持中线的解剖标志,Smith等推荐应用颈长肌内侧缘作为警戒线。然而,基于双侧颈长肌的距离由C3-C6递增的事实,此方法的应用受到质疑。本实验的相关测量表明,椎动脉在C3-4/C4-5距中线较近,而在C5-6距中线最远。在侧方减压时,椎体侧缘、钩突、钩椎关节也被用来作为预防椎动脉损伤的标志物,然而,仍然没有合适的方法用来准确定位椎动脉位置。在该研究中,观察到,在横突位置,椎动脉走行距离钩突更近,最大间距位于C2-3,根据测量,侧方减压最可能造成椎动脉损伤的位置在C3-4和C4-5水平。研究中测量发现椎动脉距离椎间隙前缘的距离明显大于距后缘的距离,根据测量结果,在摘除间盘时最容易发生损伤的部位位于神经孔。
测量前侧横突间距后发现,其双侧无差异,但各节段间差异显著。因为横突前突可能是紧贴其后的椎动脉前唯一的骨性保护,在行侧方手术时应提高警惕。
各种置钉技术的核心内容都是避免椎动脉、神经根、关节面等重要结构的损伤。事实上,这些损伤的发生常与错误的方向和过长的螺钉有关。既往研究表明,侧块中点置钉时15度的角度可以避免椎动脉的损伤。该研究测量了各种解剖数据并比较了各种置钉方法间的区别,分析了潜在的危险因素和安全角度等问题,加深对这些问题的理解可以大大提高手术的安全性,减少损伤椎动脉V2段的可能。

编辑: 夏志敏

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