陈作喜，黄义星，黄皆和，张军，黄其杉

（温州医科大学附属第二医院 脊柱外科，浙江 温州 325027）

脊柱颈胸段通常指C7～T4椎节，因其处于颈椎前曲向胸椎后凸的过渡处，是生物力学和解剖学的薄弱区[1]。由于发生于颈胸段的绝大部分病变如肿瘤、感染以及退变性疾病通常导致前方结构破坏，因此，需要直接从前方进行手术减压[3]。受其解剖位置的影响，现国内外还较少有专门符合其解剖特点及生物力学的前路内固定器械，这也限制了颈胸段前路内固定技术的发展。本研究目的在于利用MRI图像对颈胸段的一些影像学数据进行测量，为颈胸段前路内固定器械的研发、手术时的器械选择提供参考。

1 资料和方法

1.1 一般资料 自2012年8月至2013年4月间，从温州医科大学附属第二医院图像存贮及传输系统（PACS）影像工作站中随机选取100份包含颈胸段的正常颈椎MRI图像（GE公司磁共振仪，1.5T），排除颈胸段椎体及椎弓根骨折、肿瘤，椎体侧弯及椎体畸形等。其中男46例，女54例；年龄18～72岁，平均（43.31±13.25）岁。

1.2 影像学测量 利用医院PACS影像工作站自带测量工具进行测量（距离精确度0.01 mm，角度精确度0.01°）。测量正中矢状位T2加权影像上颈胸段各椎体上矢状径、中矢状径及下矢状径，椎体前高、中高及后高（示意图见图1和图2），颈胸段各节段的节段长度及Cobb角度，各椎体螺钉的长度。测量螺钉长度时，将椎体在正中矢状位平面上分为上、中、下3等份，测量上位椎体前缘中下1/3分界点至椎体后上缘的距离定义为头端椎体螺钉，测量下位椎体前缘中上1/3分界点至椎体后下缘的距离定义为尾端椎体螺钉（见图3）。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS 20.0统计学软件。计量资料以 ±s表示，各指标采用单样本t检验分析。P＜0.05为差异具有统计学意义。椎体垂直指数[2]=椎体后高/椎体前高×100，数值小于97.9的为背楔型；在98.0～101.9之间为平正型；大于102.0为腹楔型。

图1 测量颈胸段各椎体上、中、下矢状径

图2 测量颈胸段各椎体前高、中高、后高

图3 测量颈胸段各节段固定时头端、尾端椎体螺钉的长度

2 结果

颈胸段各椎体上、中、下矢状径测量结果见表1。由表1发现椎体矢状径从C7到T4逐渐增大，最小为12.03 mm，最大24.36 mm，颈胸段椎体上下两端的矢状径较大，而椎体中段的矢状径相对较小，同一椎体下矢状径大于该椎体上矢状径（P＜0.05）。男女之间的差异有统计学意义（P＜0.01），男性测量值在总体上大于女性的测量指标。男性平均（15.53±1.44）mm到（21.26±1.31）mm，女性平均（14.26±1.11）mm到（19.91±1.44）mm。

颈胸段各椎体前高、中高、后高测量结果见表2。由表2可知，脊柱颈胸段各椎体的前高、中高、后高从头端向尾端也逐渐变大，各椎体的中高＜前高＜后高（P＜0.05）。颈胸段各椎体后高大于椎体前高，从而维持了颈胸段脊柱的生理性后凸。前高、中高、后高各数值在男女之间的差异有统计学意义，男性测量值在总体上大于女性的测量值。椎体垂直指数C7为99.3，为平正型。T1～T4椎体垂直指数为102.1～111.2，属腹楔型。

颈胸段各节段长度及节段Cobb角度见表3。双节段长度平均从（33.79±2.26 ）mm到（36.06±1.48）mm；三节段长度为（52.35±2.65）mm到（54.86±2.15）mm；四节段长度为（71.63±3.08）mm到（73.19±2.94）mm；C7～T4节段的长度为（90.89±3.66）mm。C7～T4节段Cobb角为（6.99±5.52）°。

行颈胸段内固定时，各节段的头端及尾端螺钉测量结果见表4。正中矢状位上头端螺钉的长度女性为14.22～22.78 mm，男性为14.37～23.52 mm。女性尾端螺钉长度为15.29～25.9 mm，男性为16.73～26.13 mm。经统计分析脊柱颈胸段前路螺钉钉道长度从C7到T4也逐渐增大。男女之间差异具有统计学意义（P＜0.01），男性检查者螺钉长度要大于女性检查者。

表1 100例成人男女颈胸段正中矢状位MRI图像矢状径测量结果（ ±s，mm，男=46，女=54）

表2 100例成人男女颈胸段正中矢状位MRI图像椎体高度测量结果（ ±s，mm，男=46，女=54）

表3 100例成人颈胸段正中矢状位MRI图像节段高度及角度测量结果（ ±s，男=46，女=54）

表4 100例成人颈胸段正中矢状位MRI图像头端、尾端椎体螺钉测量结果（ ±s，mm，男=46，女=54）

3 讨论

3.1 脊柱颈胸段的特殊性 脊柱颈胸段椎节（C7～T4）相对C3～6椎节活动度较小，是灵活的颈椎和相对固定的胸椎的交界处，是头颅和颈椎的重量从后柱逐渐转为前柱应力增加的部位[1]。因发生该部位的绝大部分病变如肿瘤、感染及退变性疾病通常导致前方结构破坏或脊髓压迫，故需直接从前方进行手术减压。但该处处于颈椎前曲向胸椎后凸的过渡处，其位置较深，加上前方骨性组织（胸骨、肋骨、锁骨等）及上纵隔内软组织(大血管、神经、气管、食管等)的遮挡，不仅增加了前方入路显露的困难，同时也增加了手术的危险性。所以经前路暴露脊柱颈胸段一直是对骨科医生的挑战[3-6]。

随着CT的重建技术及MRI检查在临床上的广泛应用，如今脊柱颈胸段疾病的发现率有所增高，可以预见颈胸段手术的开展必将会更加广泛。但脊柱颈胸段结构的特殊性及复杂性[7]，在一定程度上限制了其前路手术的开展，所以国内外尚缺乏有专门符合其解剖特点及生物力学的前路内固定器械，在已有文献报道的颈胸段病变前方入路行内固定重建时常选用颈前路相关钛板。颈胸段椎体周围有重要的血管神经通过，椎管内脊髓充盈饱满，椎管空间相对狭小[8]，所以在选择置入内固定螺钉或钢板的长度、方向等稍有偏差，将会造成严重的并发症。而对于颈胸段前路内固定器械选择的参考范围，国内外少见相关报道。CT影像学测量是一种较为准确的研究方法，但临床上较少有专门拍摄颈胸段矢状位CT及二维重建，而在拍摄颈椎MRI时常常有包括颈胸段。因此，本研究利用MRI图像对颈胸段的一些相关影像解剖学数据进行测量，以期为颈胸段前路内固定器械的研发、手术时的选择提供参考。

3.2 椎体形态特征 根据本研究测量可知，颈胸段椎体高度从上向下逐渐增大，各椎体后高均大于椎体前高，中央高度低于前后缘高度，T1～4椎体垂直指数为102.1～111.2，属腹楔型，与李伟等[9]和李志君等[10]的研究结果相一致，从而维持了颈胸段脊柱的生理性后凸。椎体的矢状面呈上下终板的双凹形，同一椎体的下矢状径均大于上矢状径，中矢状径最小，这满足椎体由上而下负重递增的要求。另外颈胸段椎体间的上位椎体下矢状径测量值与下位椎体上矢状径的值相接近，这与维持上胸椎的稳定性有关。人体形态结构存在着明显的性别差异，从本研究结果来看椎体的矢状径和高度性别差异显著，并且均为男性大于女性，这与男性一般身体质量较重、身材较高大，椎体承受的重量也相对较大有关。

3.3 前路内固定技术及器械相关分析 目前，枢法模公司的Z-plate有为胸椎设计的，比较适用于中下胸椎椎体的固定，对颈胸段椎体来说规格可能偏大[11]。颈前路钢板常被用来进行上胸椎的内固定，但其弯曲弧度与颈胸段生理曲度相反，且与其匹配的螺钉又可能太短[12]。尤其对上胸椎后凸畸形的病例，练克俭等[11]提出，如果采用Orion钢板内固定，需将钢板反折成与后凸角度相一致的弧度，这样将破坏钢板的强度甚至造成钢板断裂。因此，临床应用中需设计一套专门用于颈胸段前路内固定器械。

脊柱前路内固定的固定螺钉一般采用单皮质固定螺钉，以不穿过对侧骨皮质进入椎管为准。根据我们的测量结果，同一椎体的上下矢状径较大，中矢状径最小，因此在行颈胸段前路内固定时，我们建议头端椎体进钉点在椎体前缘中下1/3分界处，螺钉可向头端稍倾斜；尾端椎体的进钉点在椎体的中上1/3处，螺钉可稍向尾侧倾斜。这样既增加了进钉深度、加大了螺钉的把持力，又不容易使螺钉穿破对侧骨皮质而导致严重并发症。贺聚良等[8]测量50具成人上胸椎标本，发现椎体矢状径从Tl到T4逐渐增大，与我们的结果一致，这提示颈胸段前路螺钉钉道长度逐渐增大。肖增明等[13]提出上胸椎前路内固定采用的皮质骨螺钉长度为17 mm，较颈椎皮质骨螺钉（15 mm）长2 mm，目的是减少钢板螺钉松动、脱落的发生率。根据本研究矢状位最长螺钉的测量结果，头端螺钉长度为14.22～23.52 mm，而尾端螺钉为15.52～26.13 mm。由于本研究测量的螺钉长度只考虑正中矢状位时上位椎体前缘中下1/3分界点至椎体后上缘的距离，以及下位椎体前缘中上1/3分界点至椎体后下缘的距离，临床实际中螺钉可以往椎体两侧适度倾斜，加上钢板本身的厚度，以及正位的进钉点会有一定的偏离正中线，所以螺钉长度跟我们所测量的值会有偏差。因此，我们建议在行颈胸段前路内固定术前，行MRI测量，根据进钉位置并参考此测量范围选择合适的钉长及进钉深度，为安全起见，应以较小的数据为参考值。

颈胸段椎体高度较颈椎椎体高，因此，在治疗颈胸段疾患前路手术时选择颈前路钢板并不适合。因颈胸段生理性后凸角度的存在，我们所测量的节段高度值较实际要短。这些结果可为日后颈胸段前路内固定器械的研发提供相关依据。根据我们测量的颈胸段不同节段Cobb角度可知，不同的节段Cobb角度会有不同，不同个体在相同节段的Cobb角也有不同。这提示我们在手术操作中应根据节段高度选择合适长度的钢板，并根据节段角度进行预弯，以确保钢板与颈胸段节段后凸弧度相匹配。这样才符合内固定的张力带原则，在后伸时保持其张力，在屈曲时保持钢板支撑作用，避免载荷不平衡、压力不匀称导致螺钉松动或断裂，另一方面避免钢板过长或弯曲过度导致的不适感、食管压迫、吞咽困难等。不同的个体存在一定的变异，术前行MRI测量是十分必要的，这样有利于准备合适长度的前路钢板，并在术中根据术前测量的节段Cobb角对钢板进行适当预弯，使钢板伏贴，达到最佳固定效果。

微创技术及相关器械的发展为颈胸段前路手术提供了一个方向[14]。本研究利用MRI影像学测量的方法，使用医院PACS系统内自带的测量长度和Cobb角的工具，准确地测量了颈胸段前路内固定相关的一些影像解剖学数据，且对象均是活体，比传统的测量方法更为精确，数据更为可靠，同时可重复多次测量。本研究可为脊柱颈胸段前路内固定器械的设计、研发提供参考，同时对颈胸段前路内固定时器械的选择提供指导。但本研究测量数量仍较少，同时由于后凸角度的存在，部分测量的节段前高度较实际会较短，这些不足仍需进一步研究改善。

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