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颈椎序列解剖学测量及其临床意义

 猛虎嗅狗尾巴草 2014-12-11

 过去十年中,胸腰段脊柱的影像学参数与患者健康相关生命质量(Health-related quality of life, HRQOL)的直接关系已得到多方证实,无论是脊柱整体还是相关局部的解剖参数都已经得到明确定义,而矢状面重建的临界阈值也得到了确认。相对而言,关于颈椎解剖学参数的研究相对较少,而对其与颈椎手术预后的分析则更是有限。

颈椎要承担头部的重量,是整个脊柱中运动范围最大的节段,其复杂的解剖结构使颈椎很容易发生一系列的结构异常,这些异常不可避免的会与颈椎序列病理性改变相关,甚至直接导致这些改变。如果这种颈椎序列的病理性变化发展到一定程度,将对患者的日常生活产生影响,降低其功能和生活质量,必要时需行手术治疗。另外,机体为了维持平视而进行自身调节时,颈椎将对其下的脊柱序列甚至骨盆角度产生重要影响。

以往,脊柱序列异常与患者生活质量的研究多集中于胸腰段脊柱和骨盆区域,少有关注于颈椎者。就目前来看,手术纠正颈椎序列异常的适应证尚不明确,需要进行纠正的程度也没有标准规定;此外,颈椎畸形的分类、手术方式的选择均有待进一步明确。因为以上现状,本文希望对颈椎序列解剖学参数及预后评估的相关文献进行综述,为术式的选择提供参考意见,并揭示现有文献的不足;同时,希望与已经建立的胸腰段脊柱手术相关的解剖参数进行对比;另外,还将讨论其它与颈椎畸形相关的病理改变,如邻近阶段退变、脊髓受压等。

颈椎序列相关解剖参数

颈椎最为重要的功能是维持头部的位置和平视。一般来说,头部的重心位置在矢状面上位于枕骨隆突以上,外耳道外上方约 1cm,重心位置的改变将产生类似悬臂梁作用使负荷增加,进而导致肌肉做功增加。在分析颈椎稳定性时,通常将其分为 3 柱(1 柱位于前部,2 柱位于后部),这一分类方法首先由 Louis 提出,并被 Pal 和 Sherk 确认,前柱包括椎体和间盘,2 个后柱则包括关节突关节,这一分类方法有别于 Denis 对胸腰段脊柱进行的分类(前柱:前纵韧带、前部纤维环和椎体;中柱:后纵韧带、后部纤维环和后半椎体;后柱:后弓和韧带复合体)。对于颈椎来说,头部重量的传递顺序是隆突——C1 侧块——C2,然后此负荷经 C2 分别传导至前柱(C2-3 间盘)和后柱(C2-3 小关节),在具体负荷分配比例上,前柱为 36%,2 个后柱共承担 64%。这种分配比例也有别于腰椎,腰椎的负荷分配是以前柱为主(67-82%),后柱为辅(18-33%)。颈椎椎体的楔形形态使其整体呈现前弯,可以有效代偿胸椎的后弯,胸椎的后弯有利于维持肺容积的扩张,后弯程度随年龄递增。颈椎前弯的尾段在颈胸交界处参与胸椎后弯的形成,颈椎曲度的异常,如前弯消失或后弯形成,将导致疼痛和功能异常。

三种方法常用来测量颈椎曲度:Cobb 角、Jackson 生理应力曲线以及 Harrison 后切线法(图 1)。据报道,通过 C1 测量 Cobb 角所得颈椎前弯偏大,而通过 C2 测得的 Cobb 角代表颈椎前弯则偏小,Harrison 法所测得的数值较为准确。但目前临床仍最常用 Cobb 法评估颈椎曲度,因为此法较易操作,且组内、组间可靠性均较好。

图 1 3 种评估颈椎前凸方法示意图 A 4 线法测量 Cobb 角:第一条线是 C2 下终板的平行线,或 C1 前结节至棘突后缘连线的平行线;第二条线平行于 C7 下终板;二者的垂线所成的夹角即代表颈椎曲度。B Jackson 生理应力曲线:此法需绘制两条线,分别平行于 C2 和 C7 的后缘,二者夹角代表颈椎曲度。 C Harrison 法测量颈椎曲度:绘制 C2-C7 椎体后缘的平行线,将各临近椎体的平行线间成角相加

 

颈椎矢状面的评估可以通过矢状面垂直轴(Sagittal vertical axis, SVA)的测量来实现,同样有多种方法可以采用。测量 C2(图 2、图 3 左图)、C7 垂线间距及其与骶骨角的距离可以评估颈椎矢状面序列的整体情况。颈椎矢状面垂直轴也可定义为通过 C2 中心(或齿状突)或 C7 后上角的垂线(C2-7 SVA,图 2、3)。除 C7 垂线以外,经头部重心的重力线也可用来评估颈椎的矢状面序列(图 3,左)。在侧位片上,可以将外耳道的前方近似做为垂线的起点(图 3,左)。目前临床较为常用的指标是 C2 垂线,因其直接与 HRQOL 相关,通常较大的 C2 SVA 数值意味着 HRQOL 较差。

图 2 左侧示意图显示在正常情况,C2 和 C7 垂线间距较小(1.5cm),而右图显示在颈椎矢状面序列异常时该间距变大(>4cm)

图 3 左:SVA 测量举例,绿箭示 C1-7 SVA(经 C1 前结节的垂线与经 C7 椎体后上角垂线的距离),红箭示 C2-7 SVA(经 C2 中心的垂线与经 C7 后上角垂线的距离),黄箭示头部重心至 C7 的 SVA(经外耳道前方的垂线与经 C7 椎体后上角垂线的距离) 右:CBVA 的测量方法(详见文内描述),纠正 CBVA 需要后伸颈椎

颏额垂线角(Chin-brow to vertical angle,CBVA)是与平视相关的评估指标,这一指标对于颈椎严重后弯畸形的诊治具有重要意义,因为平视受限将严重影响日常活动和生活质量。通常,CBVA 是指经患者伸髋、伸膝位直立,颈部中立或强迫位时拍摄照片,然后测量经颏、额部的直线与垂线的夹角(图 3,右)。此指标目前被广为采用,实践证明,考虑了 CBVA 的畸形矫正术可获得更好的术后效果,包括平视、行走功能的改善和日常生活质量的提高。

Lee 等提出胸廓入口角、颈倾角、颈椎倾角、颅倾角均与颈椎序列相关,胸廓入口角:经 T1 终板中点的垂线与 T1 终板中点至胸骨上端连线的夹角;构成颈倾角(Neck tilt)的两条线均起自胸骨上端,一条为垂线,另一条经过 T1 终板的中点;T1 倾角指水平线与 T1 上终板夹角(图 4);三者间的关系如下:胸廓入口角 =T1 倾角 - 颈倾角。这种关系类似腰椎节段中骨盆投射角 = 骶骨倾斜角 - 骨盆倾角的关系。构成颈椎倾角(Cervical tilt)的两条线均起自 T1 上终板中间,一条垂直于 T1 终板,另一条经过齿状突顶端;构成颅倾角(Cranial tilt)的两条线均起自 T1 上终板中间,一条经过齿状突(同颈椎倾角的第二条线),另一条为垂线。

图 4 侧位片显示 T1 倾角及其与颈椎 SVA 的关系

正常颈椎序列

颈椎是整个脊柱中运动范围最大的节段(表 1-4),在绝大多数(75-80%)无症状志愿者中,颈椎前弯角度变化最大的部分位于 C1-2 而很少存在于下颈椎。类似的,腰椎前弯角度变化最大部分通常位于尾端,即腰 5- 骶 1。Beier 等对于这一现象的解释是头部的中心几乎垂直作用在 C1 和 C2 椎体的中心。颈椎的平均前弯约为 -40 度,枕骨 -C1 节段常为后弯,仅有 6 度(15%)的前弯位于下 3 个颈椎(C4-7)。有报道称当枕骨 -C2 融合术存在过度前弯时下颈椎将发生曲度丢失,类似的异常曲度倒置也见于腰椎和胸椎的截骨术,Lafage 等曾进行报道。另外,无症状人群中男性和女性的颈椎曲度并无差异,而颈椎的曲度与年龄正相关。尺状突 -C7 铅垂线的距离为 15-17mm±11.2mm,CBVA 的正常值尚无界定,但术后 +10 度到 -10 度的数值范围可接受。

表 1 无症状成人颈椎正常角度

表 2 无症状成人颈椎 SVA 值

表 3 无症状成人不同性别及年龄段颈椎前弯的正常值

表 4 按年龄分层志愿者平均矢状面相关参数

可能影响颈椎曲度的因素包括颈胸结合部(Cervicothoracic junction, CTJ)尤其是 C7、T1 椎体的结构、C1-7 椎间盘、相关韧带,在截骨术规划时还要考虑到 T2、T3 的影响。CTJ 的组成包括 T1 椎体、双侧第一肋骨、胸骨上端,从生物力学的角度来看,CTJ 是支撑头部重量(平均 4.5kg)且活动度较大的颈椎向受胸廓限制而活动度相对较小的胸椎过度的区域。另外,CTJ 还是颈椎前弯和胸椎后弯的过度节段,这些因素决定 CTJ 无论是在静态还是动态情况下都是应力的集中点。

从矢状面分析,为了维持平衡,保持直立姿态和平视,头颅和颈椎的排列要受到胸廓入口形态和方向的影响,类似于骨盆倾斜与腰椎前弯的关系(图 5 上、下)。Lee 等发现胸廓入口角度与头颅及颅颈段的解剖序列均显著相关(图 6)。对于无症状人群来说,枕 -C2 和 C2-7 的角度对整个颈椎前曲的影响分别为 77% 和 23%;而颈倾角和颅倾角与枕颈节段整体角度的相关性则分别为 70% 和 30%。

图 5 T1 倾角及其对颈椎前弯影响的示意图(左),胸廓入口角、T1 倾角、颈椎前弯的关系(右)。上:T1 倾角与颈椎前弯的关系类似于骨盆倾角与腰椎前弯。当 T1 倾角增大,颈椎前弯随着增加,同样的,当骨盆倾角增大,腰椎前弯随之增加。下:较小的胸廓入口角对应较小的 T1 倾角和较小的颈椎前弯,以维持头部与胸廓与躯干的正常位置关系。相应的,胸廓入口角增大会使 T1 倾角增大,颈椎前弯增加以维持头部与胸廓和躯干的位置关系。

图 6 胸廓入口角至颅部的序列关系,箭头内的 r 值提示相邻两节段间的相关性

Lee 等的研究还表明,颈部倾斜角保持 44 度时肌肉耗能最小,此结果说明胸廓入口角度较小时,会产生较小的 T1 倾斜角,同时颈前屈变小以维持颈倾角,反之亦然。因此,胸廓入口角和 T1 倾斜角可作为评价矢状平衡、预测生理序列、指导矫形方案的指标。T1 倾斜程度一定程度上可影响颈椎的曲度,以确保头部的重心位于平衡位置,脊柱的整体序列和上胸段曲度对 T1 的影响可通过 SVA 来表示。对脊柱侧凸患者来说,T1 矢状面角度(倾角,图 4)与通过 C2 齿状突垂线测量的 SVA 相关,进而与整体矢状面序列相关。(图 4、5)

脊柱的各节段并非相互独立,而是密切相关的,Blondel 等(未发表,2012)曾在平均年龄为 45 岁(20-77 岁)的健康成人志愿者中进行了脊柱各参数的测量,在进行大量分析后,作者认为:骨盆倾斜与腰椎前弯显著相关,而腰椎前弯又影响着胸椎后弯,同样的,胸椎后弯又与颈椎前弯显著相关(图 7. 上;未发表,2012)。

图 7 上:以 r 值表示的骨盆倾斜角与各脊柱节段矢状面参数相关性,骨盆倾斜角较大时腰椎前弯加大(r=0.52),腰椎前弯变大与胸椎后弯变大(r=-0.34)、颈椎前弯增加(r=-0.51)相关。下:骨盆倾角与腰 / 颈椎前弯的关系。腰椎前弯减小时骨盆相应后倾(r=-0.29),骨盆后倾也与颈椎前弯增加相关(r=0.31)。

因此,骨盆倾斜的增加将导致腰椎前弯的增加,进而使胸椎后弯增加,最终引起颈椎前弯的增加(未发表数据,2012)。但是,骨盆倾斜与胸椎后弯间并无显著相关性,使骨盆至颈椎间结构的相互关系变得更为复杂。目前认为,腰椎前弯与骨盆倾角和胸椎后弯呈正比关系,因为二者相对固定。骨盆倾角或胸椎后弯较小的患者,相比骨盆倾角小而胸椎后弯大的患者具有更小的腰椎前弯。可以认为:胸椎后弯并不是腰椎前弯的后果,而是胸椎后弯和骨盆倾角共同决定了腰椎前弯。综上,颈椎前弯与胸椎后弯相关,因此当胸椎后弯增加时颈椎前弯相应增加,虽然这种增加不能确保头部与骨盆的正常关系,但其可以保证视线的水平。颈椎前弯不仅与胸椎后弯相关,也与 SVA、骨盆倾角(图 7,下)、T1 倾斜相关(未发表数据,2012)。SVA 值为正时,无论其是否位于正常范围内,颈椎前弯都将增加,如前所述,这种适应是在矢状面对整个脊柱序列的调整,以确保视线水平。因此,颈椎前弯同胸椎后弯、腰椎前弯一样是对整个脊柱序列的区段调整和适应。当患者骨盆倾角发生改变,腰椎前弯和胸椎后弯将随之发生变化,而颈椎前弯必然要相应调整。无论如何,当腰椎前弯减少和 / 或胸椎后弯增加,颈椎前弯的增加是脊柱做出的补偿适应,相反的,当首发病变为颈椎序列异常时,腰椎和骨盆将进行适应性调整,如例 1(图 8)。

图 8 例 1 颈椎后弯导致腰椎过度前弯和整体平衡变化。A-C:标准侧位片(A),C7 SVA 为 -4.5cm、CBVA 为 35 度、C2-7 SVA 为 6cm、骨盆入射角 50 度、腰椎前弯 72 度、骨盆倾角 22 度。术前(B)术后(C)标准侧位片示腰椎序列和 SVA 的改善。D-F:矢状位(D)和轴位(E)MR 示术前明显脊髓压迫,F 示术前 T1 倾角情况。

颈椎序列各参数对颈椎畸形的评估和术前规划至关重要,必须充分考虑到 CBVA、C-2 SVA 和颈椎前弯的情况,术前应该进行从外耳道至股骨头的标准影像学检查,以准确测量以上参数。

颈椎畸形

颈椎畸形可以发生在矢状面或冠状面,但矢状面畸形更为常见,且对治疗效果的影响更大。畸形可分为原发或继发性,原发性畸形多为先天形成,继发性畸形多由医源性因素或强直性脊柱炎导致。如果不对原发性畸形进行治疗,将可能导致脊柱其它节段的继发畸形,比如,原发的腰椎半椎体最终引起颈椎的侧弯(图 9)。

图 9 一例腰椎半椎体畸形引起颈椎侧弯患者的侧位片

颈椎后弯是最为常见的颈椎畸形,多为医源性,如椎板成型术后后弯。一旦后弯形成,畸形将持续存在,随着头、颈前移引起的不正常受力,畸形将不断加重。当脊髓随着畸形进展被牵拉变性时,将形成压迫,导致一些列多变的临床症状,如脊髓病、无法平视、吞咽困难。手术的首要目的是纠正和稳定畸形,同时解除神经结构的压迫以及恢复矢状面序列的正常。

必须认识到,颈椎矢状序列(SVA)与颈椎 Cobb 角(C2-7 Cobb 角)密切相关,但也要考虑到胸腰段脊柱、骨盆结构的影响(图 7、10)。从整体矢状面平衡的角度考虑,颈椎局部的畸形影响着脊柱其它部位的解剖结构,同时也要受到这些结构的影响。矢状序列对维持直立姿态有重要意义,矢状序列异常者常需进行过度前弯等补偿调节,因而导致疼痛(图 11)。

图 10 脊柱功能的发挥依靠整体各部分的共同作用,因此,颈椎序列影响也被其它脊柱节段影响

图 11 恰当的矢状面序列有助于维持正常姿态,当其发生异常,将触发代偿机制而改变颈椎序列的参数,骨盆倾角的增加可由颈椎后弯引起,也可由整体矢状面序列异常引起,但是颈椎后弯所致骨盆倾角的改变常伴随腰椎的过度前弯

颈椎畸形矫正术的主要目的是维持 / 恢复平视、解除神经结构的压迫以及颈椎整体序列的恢复。常用来进行术前规划和术后评估的影像学参数包括后弯的 Cobb 角、C1-2 前弯、C2-7 前弯。

尽管已有文献对后弯和前弯的相关参数进行了报道,颈椎手术后应达到的理想前弯程度仍无定论,较广泛的观点认为应尽量恢复中立位。现有研究多以 C7 SVA 作为矢状面序列的评估指标,C2 铅垂线和 CBVA 正逐渐获得认可。同样,应用这些参数评估颈椎序列对整体矢状平衡影响的前提是获得标准影像学资料。

报道颈椎影像学参数与 HRQOL 关系的文献相对较少,颈椎影像参数对预后的影响也没有像骨盆或全脊柱解剖学参数一样得到准确地定义。并且,很多研究并没有考虑到术前测量基线对术后测量数据的影响。

尽管文献数量有限,仍提示我们影像学数据和预后的关系指的进行更大样本的、前瞻性、对照性研究。通常用来代表预后的临床状态指标包括 NDI、SF-36 心理生理评分、颈部视觉模拟疼痛评分;功能状态评分包括 Nurick 评分、改良日本骨科学会评分、Odom 评分、Frankel 分级、Ishihara 指数。

绝大多数研究包括了对后弯的测量,创伤或手术后出现后弯畸形程度重的患者往往颈痛程度也较重,相关手术包括前路颈椎融合术或但节段 ACDF。Naderi 等认为:颈椎曲度的异常预示着术后神经功能改善的程度有限。

更多近期对颈椎序列(多以 C2-7 的前弯程度为代表)的研究发现其与术后临床效果无相关性。Jagganathan 等发现节段后弯与术后功能状态无关,Villavicencio 等进行的一项前瞻性双盲随机研究了 ACDF 手术颈椎前弯(包括整体序列和节段序列)与预后的关系,结果表明,Cobb 角度的改善与预后无显著相关性,但节段序列的维持或改善与预后显著相关;类似的,Guerin 等也发现对于颈椎间盘置换手术来说,仅节段矢状序列与预后相关,而整体颈椎序列未表现出此种相关性。做为评价平视最为客观的指标,CBVA 与合并颈椎后弯患者的预后(MAIMS 评分)无显著相关性,但是,CBVA 仍是可靠而实用的术前术后评估指标,对其进行纠正可以提高患者的满意度而影响预后。

有趣的是,这些关于颈椎序列的研究选择的测量参数多为 C2-7 颈椎前弯程度,而非前述的 SVA,仅 1 项研究例外。SVA 却是胸腰段脊柱评估畸形的标准参数。事实上,Glassman 和 Mac-Thiong 等研究人员均认为对于成人脊柱畸形患者来说,C7 垂线距骶骨后上角超过 50mm 者往往生活质量差。Mac-Thiong 等甚至认为以重心线作为参考时评估整体平衡也可得出类似结论。近期,仅 1 项研究将包括颈椎的 SVA 测量与 HRQOL 进行关联,这项由 Tang 等进行的研究认为颈椎序列异常患者 SVA 的增加是引起 HRQOL 评分较差的原因之一,而 SVA 超过 4cm 时将导致以 NDI 为代表的预后水平下降(图 12);另外,作者发现 T1 倾角与 C2-7 前弯 (r=0.38)、T1 倾角与 C2-7 SVA(r=0.44)、C2-7 SVA 与 T1 倾角和 C2-7 前弯差异(r=0.45)均显著相关(p<0.0001)。

图 12 2 例患者的侧位片显示颈椎 SVA 增加与 HRQOL 的关系。左:正常颈椎 SVA(20.9mm),对应的 SF-36 为 55.1,NDI 为 3(无功能障碍)。右:颈椎 SVA 增加(59.2mm)对应 SF-36 为 28,NDI 为 37(严重功能障碍)

尽管在影像学参数和预后的分析上取得了已经联系,多数研究设计中仍存在缺陷,比如多数研究均为回顾性,尤其是多数研究都忽视了这些患者的预后改善是建立在脊髓减压的基础上。因此,显然需要在今后进行更多前瞻性研究关注颈椎序列与预后的关系,并排除干扰变量的影响;将颈椎序列与脊柱 - 骨盆轴综合起来进行评估也是非常重要的。

颈椎畸形与 ASD

临近节段疾病是颈椎领域最富争议的问题之一,一般是指在已经进行了固定手术部位的临近节段新发的根性症状或脊髓压迫。做为一项临床诊断,其与临近节段退变常常被混淆,后者通常是指在进行了融合手术部位的临近节段出现影像学上的间盘退变。尚无研究证实二者间存在必然联系,但通常二者都可以用来对相关情况进行描述。最新数据表明,ACDF 手术患者一般占整体人群的 1.5-4%,而其中 ASD 的年发生率则为 9-17%。

虽然 ASD 和临近节段退变的影像学证据是确凿无疑的,但争论仍然存在。关于 ASD 究竟是脊柱的自然退变还是融合手术结果的研究尚在进行中,有望为这一争论带来突破。但生物力学研究已经为 ASD 的成因提供了可能的线索,这些研究都认为,颈椎融合术后其临近节段将承受更大的负荷和更多的运动,导致间盘退变。增加的机械应力被证实会干扰间盘的营养供应,进而引起间盘退变。间盘的血供较少,因此其营养供应更加依赖于血液的渗透作用,当这种渗透被增加的应力干扰,其退变必将加速,另外,增加的应力还会改变细胞外物质的正常结构,也将加速其老化。随着人体的老化,终板的硬化和外周血供的减少都将影响间盘的营养供应。通常,随着年纪的增长,颈椎将出现退变和自发的融合趋势,这些生理退变表现很难与 ASD 完全鉴别,导致了目前的争论。

尽管关于颈椎畸形和 ASD 的研究较少,这一现象应引起足够重视。如前所述,颈椎在生理状态下保持前弯,可以确保头部重量向下传导时 64% 由后柱承担,36% 由前柱传导。如果颈椎发生后弯畸形,更多的负担将由后柱向前柱转移,这就可能增加临近节段的生理符合并最终导致 ASD 的发生。有部分研究在腰椎对这种现象进行了探讨,均证实术后腰骶段矢状面序列的异常将使 ASD 的发生率增加 4 倍。Oda 等的活体动物实验表明术后腰椎节段性后弯将迫使其余部位出现过度前弯,进而导致临近节段关节突关节的退变。因此,纠正矢状面序列异常可以降低 ASD 的发生率。在进行本文的综述时,就我们所检索的范围,仅 1 篇文献对颈椎术后的后弯与 ASD 的关系进行了探讨。Katsuura 等进行的一项回顾性影像学研究对 42 例 ACDF 患者进行了不少于 5 年的随访。其研究结论证实颈椎术后的后弯将使 ASD 的发生率增加,42 例患者中,有 21 例(50%)出现了明确的影像学证据,而在无 ASD 的正常组中,有 85.7% 维持了正常的颈椎前弯,而在 ASD 组中仅 9 例(42.8%)维持颈椎前弯,二者间存在显著差异。尽管这项研究的样本数量较小,但其一定程度上证实了颈椎序列异常会导致 ASD,为这一复杂命题的探索奠定了初步的基础,今后,还需要更大规模的临床研究对颈椎序列异常与 ASD 的关系进行讨论。

颈椎畸形与脊髓病

颈段脊髓受压是 55 岁以上患者脊髓功能障碍的最常见病因,根据受压节段和程度的不同,患者可出现一系列症状和体征。但通常运动和感觉功能障碍是最为常见的主诉,且多先累计下肢。以往认为颈段脊髓受压的原因是多节段间盘退变导致的骨赘形成,增生的骨赘和韧带、小关节突关节的肥大共同加重了椎管的狭窄并最终引起脊髓受压。长期的狭窄和压迫将导致脱髓鞘病变及最终白质和灰质的细胞坏死。

颈椎的后弯也被认为与脊髓受压相关,因为这种畸形会对脊髓造成牵拉,使其前部发生病变;因脊髓受齿状突韧带和神经根的固定,在后弯情况下纵向张力相应增加(图 13)。随着曲度的逐渐增加,脊髓受压和变平将逐渐加重,矢状径变小而横径变大,同时导致髓内的压力增加。受压将使神经细胞数量减少及脱髓鞘病变。此外,机械压迫还会对血管结构产生显著影响,脊髓的小滋养血管变得扁平而使血运减少,血管网状结构也会显著减少。随着后弯的加重,以上变化都将变得更为显著,尤其是直接受压的脊髓前部。动物实验已经证实脊髓张力的增加会导致髓内压力的增加,进而引起细胞凋亡。Shimizu 等在禽类动物中制造了颈椎后弯的模型,对组织切片上脱髓鞘和神经细胞减少的情况进行量化分析,发现脊髓变扁的程度与后弯显著相关,而随着后弯的加重脊髓前部细胞脱髓鞘变化和神经细胞的减少、前角细胞凋零也可发现。细胞的脱髓鞘变化一般起始于前部,逐渐波及侧面和后部。血管造影等进一步研究表明,脊髓前部的血供也明显减少。因此可认为:颈椎矢状面序列在颈脊髓病的形成中起到重要作用,这一点也可在病例 2 中得到充分体现(图 14)。

图 13 颈椎矢状面模型演示序列异常对脊髓张力和长度的影响,脊髓上黑点间的距离在后突时为 1.2cm(A),中立位时是 1.1cm(B),而 C3-5 椎板切除后前突状态下为 1.0cm

图 14 例 2 1 例 55 岁男性患者,有颈部疼痛和脊髓受压症状,分析病因为颈椎后突导致的脊髓张力异常和矢状面失衡,该患者曾行 ACDF 及椎板切除术,查体可见头部前伸,视线低于水平面,痉挛步态,肌力为 4 级并伴反射亢进。矢状位(A)及轴位(B)MR 提示后突导致的脊髓形态及张力异常,但压迫不显著,屈伸(CD)侧位片显示运动范围明显下降,E 和 F 为术前及术后的侧位片,可见后突被纠正。

CSM 的最佳手术方案至今没有定论,但是,在制定手术策略时应充分考虑矢状面序列的情况,因为其对 CSM 的发生和发展均具有重要意义。单纯减压,即使是在脊髓的前方进行的减压,因为不能缓解脊髓后弯畸形引起的张力增高,无法达到理想的治疗效果。

在对无矢状序列异常的脊髓受压患者进行治疗时,术者应考虑到椎板成形术后远期可能出现的后弯畸形,如前所述,颈椎正常生理功能的发挥有赖于其生理前弯,以确保头部的重量大半由后柱传导。因此,后弓在负荷传导中发挥重要作用,后弓切除后可能导致明显的颈椎不稳。多节段的椎板成形术即使在术后早期不出现稳定性下降,后弓 - 关节复合体的缺失也会导致负荷从后柱向前柱的转移。这种转移使颈部肌肉为支撑头部而受力增加,最终导致劳损和疼痛。随着负荷的转移,间盘和椎体逐渐楔形变,颈椎逐渐后弯,加重矢状序列的异常。这种后弯会引起前述的各种变化,最终再次导致脊髓受压,影响手术的远期效果。另外,这种后弯所导致的前部负荷和压力增加还会引起 ASD。

此外,通常很难单纯通过后路手术使下颈椎恢复前弯,经前路植入椎间装置的手术方法可以重建颈椎生理弧度。如果颈椎在后弯位融合,或进行了单纯后路减压,远期脊髓受压或 / 和 ASD 将可能发生。近期有研究表明,因 CSM 行 1 或 2 节段截骨术的患者远期 HRQOL 效果较好,且节段性颈椎前弯存在。

今后的方向和颈 - 骨盆整体关系

颈椎畸形区段影像学的研究已有报道,如前所述,T1 倾角、胸廓入口角均与颈椎前弯相关,在纠正颈椎畸形时需加以考虑。但也要注意到,这些都是局部的解剖学关系,而没有综合考虑脊柱整体解剖关系。

骨盆倾角对腰椎前弯有显著影响,理解了这一点有助于理解胸腰段的畸形。类似的,T1 倾角等参数有助于对颈椎畸形的理解。颈椎畸形的患者通过调整骨盆角度可以代偿性调节 T1 倾角(图 7 下)。胸腰段融合术后出现颈胸段畸形的患者不能通过胸或腰段的代偿机制进行调节,但其可以通过骨盆角度的变化维持平视。与 T1 倾角不同,T1 入射角受骨盆影像较小,在颈椎畸形矫正术前规划时可做为理想的参考指标。

其它与颈 - 骨盆解剖关系相关的参数包括 C2- 骨盆矢状面形态以及 T1- 骨盆矢状面形态,与 HRQOL 等预后情况相关。颈椎畸形矫正的目的是将头部重心恢复到骨盆上,同理,C2 的位置也应加以考虑。

多项研究已经证实 CBVA 与颈椎畸形矫正相关,一般认为,CBVA 需要在患者伸膝位影像学资料上进行测量,颈椎标准侧位 DR 片并不能确定 CBVA。能够在颈椎侧位片上进行标准测量并与平视相关的指标可能更为有用,如 C2 倾角。标准侧位片上 C2 终板倾斜角与患者的平视密切相关。对健康人群的研究已经基本确定了枕骨 -C1 前弯、C1-2 前弯的正常值范围。枕骨 -C2 的前弯平均为 30 度,以维持舒服的直立位,而为了保持平视,C2 倾角应接近 15 度(CBVA 的理想值为 10 度)。上颈段调节空间较大,即使在 C2 倾角达到 50 度时仍能通过过度前弯等代偿机制维持 CBVA 为 10 度。以上各参数与颈椎畸形矫正术后 HRQOL 的关系有待进一步研究的确认。


编辑: orthop003        

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