戚力升，謝明忠，李 森

胸腰段脊柱椎弓根形態(tài)及相關(guān)因素分析

戚力升，謝明忠，李 森

目的測量胸腰段（T11～L2）脊柱椎弓根最狹窄處的高度（POH）、寬度（POW）和軸長（PL），觀察椎弓根形態(tài)學(xué)變化規(guī)律，分析各測量參數(shù)與性別、年齡、身高、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）等因素的相關(guān)性。方法通過CT三維重建觀察100例中國漢族成人胸腰段脊柱椎弓根最狹窄處的解剖形態(tài)，測量胸腰段脊柱POH、POW和PL等參數(shù)；采用Pearson相關(guān)分析評估POH、POW、PL與不同性別（男性和女性）、年齡（＜60和≥60歲）、身高（＜160和≥160 cm）、BMI（＜24和≥24 kg/m2）患者之間的相關(guān)性。結(jié)果胸腰段脊柱椎弓根最狹窄處冠狀面形態(tài)各異，多為橢圓形（T1156%、T1259%、L175%、L264%）、腎形（T1138%、T1233%、L124%、L234%），少數(shù)為不規(guī)則形（T116%、T128%、L11%、L22%）。T11～L2POH、POW和PL的平均值分別為15.3、7.5、45.5 mm。在性別、年齡、身高、BMI分組中，POH、POW和PL與性別、身高的相關(guān)性有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），與年齡無顯著相關(guān)性（P＞0.05）；除T12POH、PL之外，余測量參數(shù)均與BMI無相關(guān)性。結(jié)論中國漢族成年人胸腰段脊柱POH、POW、PL與性別、身高存在顯著相關(guān)性，但與年齡、BMI無明顯相關(guān)性；術(shù)前采用個體化3D-CT測量椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)可為螺釘直徑的選擇提供客觀依據(jù)，對提高手術(shù)安全性具有重要臨床意義。

胸椎；腰椎；椎弓根；形態(tài)測量學(xué)；體層攝影術(shù)，X線計算機(jī)；骨螺絲；年齡因素；性別因素；身高；人體質(zhì)量指數(shù)

脊柱胸腰段是胸椎和腰椎的過渡區(qū)域，活動度較大且無肋骨支撐，是最易骨折的部位，據(jù)報道，胸腰段骨折占脊柱骨折的10%～20%[1]。椎弓根螺釘內(nèi)固定生物力學(xué)性能良好，固定堅強(qiáng)可靠，是臨床上治療胸腰段骨折的常用術(shù)式[2]。但是，如選釘不當(dāng)或術(shù)中出現(xiàn)置釘錯誤，則可能導(dǎo)致脊髓神經(jīng)血管損傷、硬脊膜撕裂及腦脊液漏等嚴(yán)重并發(fā)癥，還可能引起后凸畸形、釘棒斷裂、螺釘拔出、內(nèi)固定松動等遠(yuǎn)期并發(fā)癥[3]。因此，充分了解胸腰段脊柱椎弓根的形態(tài)學(xué)特征，對提高后路椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)的成功率和遠(yuǎn)期療效非常重要。研究還發(fā)現(xiàn)，影響不同個體間椎弓根解剖參數(shù)差異的因素主要有性別、年齡、身高、體質(zhì)量等，但不同學(xué)者、不同研究方法所得到的結(jié)論并不一致[4-6]，各參數(shù)與影響因素之間的關(guān)系也不甚明了，這些都不利于術(shù)中安全置釘。本研究運(yùn)用64排螺旋CT多平面重建技術(shù)觀察胸腰段脊柱各椎體椎弓根最狹窄處的解剖形態(tài)，測量椎弓根高度（pedicle outer height，POH）、椎弓根寬度（pedicle outer width，POW）和椎弓根軸長（pedicle length，PL），同時觀察測量參數(shù)與性別、年齡、身高、體質(zhì)量的相關(guān)性，為提高椎弓根螺釘置釘?shù)臏?zhǔn)確性和安全性提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對象

將2016年4月至2016年10月于西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院住院部CT室行胸腹部64排螺旋CT掃描的中國漢族成年人納入研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①先天性、特發(fā)性、退行性脊柱側(cè)彎；②腰椎骶化、骶椎腰化、胸椎腰化等變異；③合并胸腰椎化膿性感染疾病、結(jié)核、腫瘤；④強(qiáng)直性脊柱炎、類風(fēng)濕性脊柱炎、彌漫性特發(fā)性骨韌帶肥厚癥；⑤骨折脫位或椎弓根骨折導(dǎo)致后凸畸形。

共收集100例中國漢族成年人胸腰段脊椎CT數(shù)據(jù)，其中男性71例、女性29例，年齡19～84歲，平均年齡（52.8±16.4）歲；身高159～177 cm，平均身高（166.7±7.3）cm；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）18.3～27.7 kg/m2，平均BMI（22.6± 4.4）kg/m2。

1.2 測量指標(biāo)

①POH：椎弓根最狹窄處皮質(zhì)骨上下外緣的距離；②POW：椎弓根最狹窄處皮質(zhì)骨左右外緣的距離；③PL：椎弓根軸線上從側(cè)塊后表面的起點到椎體前緣皮質(zhì)的距離；④BMI：以體重/身高2計算。

1.3 測量方法

采用Lightspeed-64排螺旋CT（GE公司，美國）對T11～L2脊椎進(jìn)行連續(xù)性掃描，將所得原始圖像傳至ADW 4.4同步工作站中，利用CT三維重建技術(shù)獲得圖像（層厚0.625 mm，窗寬1 300 HU、窗位400 HU），觀察胸腰段椎弓根最窄處冠狀面形態(tài)，測量左右兩側(cè)椎弓根POH、POW、PL（圖1），精度為0.1 mm。

1.4 統(tǒng)計方法

運(yùn)用Microsoft Office Excel 2010和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。同節(jié)段椎弓根左右兩側(cè)間的比較采用配對樣本t檢驗，不同節(jié)段的多組比較采用單因素方差分析。椎弓根形態(tài)學(xué)測量參數(shù)與性別、身高、年齡、BMI之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，結(jié)果以相關(guān)系數(shù)r表示，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胸腰段脊柱椎弓根最窄處形態(tài)變化

胸腰段椎弓根最窄處冠狀面形態(tài)變化多樣，多為橢圓形（T1156%、T1259%、L175%、L264%）、腎形（T1138%、T1233%、L124%、L234%），少數(shù)為不規(guī)則形（T116%、T128%、L11%、L22%），見圖2。

2.2 胸腰段脊柱椎弓根測量參數(shù)

2.2.1 各脊椎左右兩側(cè)椎弓根測量參數(shù)比較

如表1所示，T11～L2左右兩側(cè)椎弓根POH、POW及PL比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），提示左右兩側(cè)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)具有良好的對稱性，數(shù)據(jù)可合并計算。

2.2.2 各脊椎POH、POW、PL比較

T11～L2POH、POW和PL的測量結(jié)果見表2。 T11～L2POH均值為（15.3±1.7）mm，各脊椎POH比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。T11～L2POW均值為（7.5±1.6）mm，各脊椎POW比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；其中各節(jié)段POW＜7 mm的百分比依次為T11（12.5%）、T12（20.0%）、L1（18.0%）、L2（14.0%）。T11～L2PL均值為（45.5± 1.7）mm，各脊椎PL比較有顯著性差異（P＜0.05）。

2.3 相關(guān)因素分析

如表3～表6所示，胸腰段脊柱各節(jié)段POH、POW、PL與性別、身高相關(guān)性有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；與年齡相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；T12POH、PL與BMI有相關(guān)性（P=0.044，0.048），其余測量參數(shù)與BMI無相關(guān)性（P＞0.05）。

圖1 胸腰段脊柱椎弓根各形態(tài)學(xué)參數(shù)測量 1A在所得圖像經(jīng)椎弓根中點的椎體橫斷面上測量椎弓根軸長（PL）1B在上述椎體橫斷面上平行于椎弓根軸線進(jìn)行重建，獲得椎弓根矢狀面圖像，選取椎弓根矢狀面最狹窄處測量椎弓根高度（POH）1C在橫斷面最狹窄處、垂直于椎弓根軸線進(jìn)行重建，獲得垂直于椎弓根軸線的冠狀面，測量椎弓根寬度（POW）

3 討論

圖2 胸腰段椎弓根最窄處冠狀面形態(tài)（基于3D-CT掃描圖像測量）

表1 T11～L2左右兩側(cè)椎弓根測量參數(shù)（±s，n=100）

表1 T11～L2左右兩側(cè)椎弓根測量參數(shù)（±s，n=100）

注：POH：椎弓根高度；POW：椎弓根寬度；PL：椎弓根軸長

節(jié)段t值P值t值P值t值P值T11 T12 L1 L2 POH/mm左側(cè)15.7±1.7 16.3±1.9 15.1±1.8 14.0±1.7右側(cè)15.7±1.8 16.1±2.2 15.0±2.3 14.1±1.7 0.656 1.279 0.514 -1.006 0.513 0.204 0.609 0.317 POW/mm左側(cè)7.7±1.7 8.5±1.9 6.9±1.6 6.8±1.5右側(cè)7.7±1.6 8.3±1.8 6.6±1.5 6.8±1.5 -0.593 1.389 0.844 0.137 0.555 0.168 0.401 0.892 PL/mm左側(cè)40.5±1.6 43.1±1.9 48.6±1.8 49.5±1.7右側(cè)40.7±1.7 43.4±1.6 48.7±1.6 49.8±1.8 -0.353 -0.618 -0.415 -0.706 0.725 0.538 0.678 0.482

表2 T11～L2椎弓根測量參數(shù)（±s，n=200）

表2 T11～L2椎弓根測量參數(shù)（±s，n=200）

注：POH：椎弓根高度；POW：椎弓根寬度；PL：椎弓根軸長

節(jié)段T11 T12 L1 L2 POH/mm范圍10.7～19.6 10.3～21.0 11.6～19.6 8.6～17.8 POW/mm范圍3.0～11.7 3.1～13.6 3.7～10.8 3.7～11.0 PL/mm范圍36.7～42.6 41.5～45.9 44.2～51.6 48.6～51.2 F值P值平均值15.7±1.7 16.2±2.0 15.1±2.0 14.1±1.7 47.363 0.000平均值7.7±1.6 8.4±1.8 6.8±1.6 7.1±1.5 37.700 0.000平均值40.6±1.7 43.2±1.9 48.6±1.8 49.7±1.7 93.930 0.000

3.1 胸腰段椎弓根的形態(tài)學(xué)特點

解剖形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，胸腰段椎弓根是一個具有多形態(tài)的管狀結(jié)構(gòu)，外層為皮質(zhì)骨，內(nèi)層為松質(zhì)骨。最狹窄處冠狀面并不是正圓形結(jié)構(gòu)，而是形態(tài)各異，部分呈腎形或淚滴形，部分呈橢圓形，少部分為不規(guī)則形，甚至部分椎弓根形態(tài)有變異或存在全皮質(zhì)型椎弓根[7]；Robertson等[8]還觀察到，椎弓根最狹窄處冠狀面為向內(nèi)側(cè)傾斜的橢圓形，并非垂直于橫斷面。本研究發(fā)現(xiàn)，胸腰段椎弓根最窄處冠狀面形態(tài)變化多樣，多為橢圓形（T1156%、T1259%、L175%、L264%）、腎形（T1138%、T1233%、L124%、L234%），少數(shù)為不規(guī)則形（T116%、T128%、L11%、L22%），未有全皮質(zhì)型椎弓根出現(xiàn)。此外，本研究對T11～L2各椎體椎弓根之間的形態(tài)學(xué)參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；胸腰段各椎體POH、POW和PL的均值分別為（15.3±1.7）、（7.5±1.6）和（45.5± 1.7）mm，不同節(jié)段、不同個體間椎弓根的解剖參數(shù)呈現(xiàn)出相當(dāng)大的差異。

表3 T11～L2椎弓根測量參數(shù)與性別因素的相關(guān)性

表4 T11～L2椎弓根測量參數(shù)與年齡因素的相關(guān)性

表5 T11～L2椎弓根測量參數(shù)與身高因素的相關(guān)性

表6 T11～L2椎弓根測量參數(shù)與BMI的相關(guān)性

3.2 形態(tài)學(xué)參數(shù)對螺釘直徑選擇的影響

椎弓根螺釘直徑的選擇取決于椎弓根寬度（POW），選擇直徑與POW相匹配的螺釘能最大限度地增加螺釘?shù)陌殉至涂箯潖?qiáng)度[9]。研究表明，椎弓根螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度受螺釘-骨界面的接觸面積和把持骨質(zhì)變化的影響，且與椎弓根螺釘把持的皮質(zhì)骨骨量呈正相關(guān)，當(dāng)螺釘直徑超過椎弓根內(nèi)徑時，螺釘?shù)穆菁y會嵌入部分皮質(zhì)骨，大大增加螺釘?shù)墓潭◤?qiáng)度[10]。殷建新[11]回顧性分析椎弓根螺釘固定強(qiáng)度的相關(guān)影響因素，發(fā)現(xiàn)大直徑椎弓根螺釘內(nèi)固定具有更強(qiáng)的力學(xué)固定性能。Polly等[12]的實驗結(jié)果顯示，螺釘直徑增加2 mm，旋入扭矩增加8.4%，直徑更大的螺釘在旋入過程中擠壓骨小梁，使螺紋嵌入致密的骨質(zhì)層中；但是，當(dāng)螺釘橫截面積增大至椎弓根橫截面積的90%時，再增加螺釘直徑容易導(dǎo)致椎弓根破裂。

本研究測量結(jié)果顯示，T11～L2POW均值依次為（7.7±1.6）、（8.4±1.8）、（6.8±1.6）和（7.1± 1.5）mm，最大值在T12、最小值在L1；個體差異也較大，從3.0～13.6 mm不等。原則上椎弓根螺釘直徑應(yīng)略小于最窄處松質(zhì)骨的寬度，一般占最窄處直徑的70%～80%，這樣既可提供良好的生物力學(xué)效能，又能減少椎弓根皮質(zhì)破裂的發(fā)生率[13]。臨床上通常在胸腰段內(nèi)固定術(shù)中選擇6 mm直徑的椎弓根螺釘，能為POW 7.0～8.5 mm的椎弓根提供足夠的把持力[14]，而本研究中T11～L2POW＜7 mm的百分比依次為T11（12.5%）、T12（20.0%）、L1（18.0%）、L2（14.0%），這部分椎弓根使用6 mm螺釘置釘可能會出現(xiàn)椎弓根破裂。胸腰段POW顯示出如此大的差異，提示我們在臨床實際操作中不能完全憑借經(jīng)驗，以置釘部位和測量所得的平均數(shù)據(jù)作為選釘?shù)闹饕罁?jù)，建議術(shù)前對每例患者行個體化3D-CT測量，充分了解椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)，為螺釘直徑的選擇提供個性化依據(jù)，從而減少椎弓根破裂引起神經(jīng)血管損傷的風(fēng)險。

3.3 相關(guān)因素的研究及意義

研究發(fā)現(xiàn)，性別、年齡、身高、體質(zhì)量、人種等因素可能與椎弓根形態(tài)學(xué)的解剖參數(shù)有一定的相關(guān)性[4-6]。不同學(xué)者、不同研究方法得到的結(jié)論也不盡相同。Zhuang等[6]采用Person相關(guān)分析對影響胸椎椎弓根解剖參數(shù)的相關(guān)因素進(jìn)行研究，結(jié)果證實，椎弓根最窄處的高度、寬度以及軸長與性別、身高存在顯著的正相關(guān)性，但與體質(zhì)量無明顯相關(guān)性；Amonoo-Kuofi[15]的研究結(jié)果表明，不同年齡段部分腰椎椎弓根的高度和寬度存在明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。本研究結(jié)果顯示，中國漢族成年人性別、身高是影響胸腰段椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)的重要因素，年齡與胸腰段椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)無顯著相關(guān)性，除T12POH、PL之外，其余節(jié)段測量參數(shù)與BMI無相關(guān)性，提示我們在椎弓根置釘時應(yīng)考慮性別、身高的影響。

本研究非多中心研究，資料有限，病例數(shù)較少；影像資料也質(zhì)量不一，測量與閱片可能存在誤差。此外，僅測量了部分形態(tài)學(xué)參數(shù)，對其他形態(tài)學(xué)參數(shù)（如椎弓根間距、椎弓根軸線傾角等）的觀察以及其與性別、年齡、身高、體重、人種等因素的相關(guān)性分析還有待進(jìn)一步研究。

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（本文編輯：白朝暉）

舟狀骨骨折：循證治療（精裝）

Buijze G，Jupiter JB編著

ISBN-10：0323485642

ISBN-13：978-0323485647

Elsevier出版社 2017年12月出版 350頁

該書既包括術(shù)者必需掌握的舟狀骨骨折相關(guān)知識（如循證治療學(xué)、解剖學(xué)、診斷學(xué)、急性骨折處理、骨畸形愈合及骨不連治療等），又提供了典型病例，結(jié)合病例詳細(xì)探討診療過程的最新觀點和證據(jù)，并給出重要建議；其所提供的參考文獻(xiàn)也便于閱讀，同時還總結(jié)了當(dāng)今該領(lǐng)域最佳的循證診療手段?？傊?，該書融合了最新的循證結(jié)果，從專家視角為讀者快速準(zhǔn)確地提供舟狀骨骨折現(xiàn)代診療的實用信息。

Analysis of pedicle shape and related factors in thoracolumbar spine

QI Lisheng*,XIE Mingzhong,LI Sen.
*Department of Spinal Surgery,the Affiliated Traditional Chinese Medicine Hospital of Southwest Medical University,Luzhou,Sichuan 646000,China

LI Sen,E-mail:jht187@163.com

Objective To measure pedicle outer height(POH),pedicle outer width(POW)and pedicle length(PL)at the narrowest pedicle in thoracolumbar spine(T11-L2),to observe the changes of thoracolumbar pedicle morphology,and to analyze the correlations between measured parameters and gender,age,height and body mass index(BMI).Methods The study included 100 Chinese adults with Han nationality.The morphology and anatomy at the narrowest thoracolumbar pedicle were observed using 3D reconstruction technique,and parameters including POH,POW and PL were measured;Correlations of gender(male and female),age(＜60and＞=60 years old),height(＜160 and＞=160 cm),BMI(＜24 and＞=24 kg/m2)with parameters of POH、POW and PL were evaluated by Pearson correlation analysis.Results Narrowest frontal plane in thoracolumbar pedicle showed different shapes,mostly were oval-shape(T11 56%、T12 59%、L1 75%、L2 64%),kidney-shape(T11 38%、T12 33%、L1 24%、L2 34%),and a few were irregular(T11 6%、T12 8%、L1 1%、L2 2%).Average value of POH,POW and PL in T11-L2 was 15.3,7.5 and 45.5 mm respectively.In gender,age,height and BMI subgroups,the correlations of POH,POW and PL with gender and height were statistically significant(P＜0.05); There were no positive correlations with age(P＞0.05);As for BMI,parameters showed no correlations with BMI except POH and PL in T12.Conclusions The POH,POW and PL in Chinese Han adults are significantly correlated with gender and height,but not related to age and BMI;Preoperative 3D-CT could be used to measure pedicle morphology parameters,so as to provide an objective basis for the selection of screw diameter,which has important clinical significance to improve the safety of the operation.

Thoracic vertebrae;Lumbar vertebrae;Pedicle;Morphometry;Tomography,X-ray computed; Bone screws;Age factors;Sex factors;Body height;Body mass index

R322.71，R687.32

：A

：1674-666X(2017)03-175-07

2017-04-13；

2017-05-20）

10.3969/j.issn.1674-666X.2017.03.007

四川省醫(yī)學(xué)會科研課題計劃項目（S15043）

646000四川瀘州，西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院脊柱科（戚力升，謝明忠，李森）；西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科（李森）

李森，E-mail：jht187@163.com