基于CT三维重建技术的腰椎横突间入路解剖学研究.doc

基于CT三维重建技术的腰椎横突间入路解剖学研究 作者：汤俊君，王新伟，袁文，董军，顾韬【摘要】 目的采用CT增强三维重建技术对腰椎横突间区域进行模拟解剖学研究，探讨此区域骨性结构和血管分布的特点及临床意义。方法 对20名正常志愿者L3S1节段进行CT增强+三维重建检查，在三维重建图形上测量横突长度、上下横突间距、椎间孔外椎间隙高度及斜径，观查横突间区域血管走行特点并测量血管内径，然后进行统计分析及评价。结果腰椎横突长度L3>L5>L4，上下横突间距和椎间孔外椎间隙高度均为L3、4>L4、5>L5S1，椎间隙斜径3个节段间比较无显著差异;同节段相比L3、4、L4、5节段上下横突间距大于椎间孔外椎间隙高度，而L5S1节段上下横突间距与椎间孔外椎间隙高度则无显著差异。横突前方血供均源自腰椎节段动脉，其主要分为主支从支型和主支分叉型两类，L3、4以主支从支型(87.5%)为主，L4、5以主支分叉型(92.5%)为主。穿过横突间的血管支主要位于此区域的内侧(80%)，而大多横突前的血管(96%)跨过侧后方椎间隙下行。横突间区域血管内径L4、5>L3、4，左右两侧相比无明显差异，主要血管支中内径平均最大值可达5.30.6 mm。结论横突间及小关节区域血管丰富，走行具有一定规律，熟悉此区域解剖结构并注意操作可减少术中出血;L3、4、L4、5节段行横突间入路腰椎椎体间融合术具有一定可行性。 【关键词】 横突间; 手术入路; CT三维重建; 腰椎椎体间融合术Abstract: ObjectiveTo mimesis the anatomic research by contrasted enhancement and 3D reconstruction CT examination of lumbar intertransverse area, then discuss the feature of anatomy and blood supply and the clinical significance of this area. MethodContrasted enhancement and 3D reconstruction CT examination was performed in 20 volunteers on the lumbar segment L3S1, then the statistical analysis and evaluation was made by measuring the length of transverse process, the distance of upper and lower transverse process, the height of extraforminal intervertebral space, the oblique diameter of intervertebral space, the blood vessels internal diameter and observing the distribution of the blood vessels in the intertransverse area.ResultThe order of the length of transverse process was L3>L5>L4, the order of the distance of upper and lower transverse process and the height of extraforminal interbertebral space was L3、4>L4、5>L5S1, the oblique diameter for interbertebral space had no significant difference between three segments. The distance of upper and lower transverse process was bigger than the height of extraforminal interbertebral space in the same segment in L3、4 and L4、5, but in segment L5S1there wasnt significant difference. All the blood supply was come from the lumbar arteries, which could be divided into two kinds-main branch with small branches and main branch bifurcated. The former was mainly in segment L3、4(87.5%), while the latter was mainly in L4、5(92.5%). The perforating branches(80%) mainly went through the medial side of the intertransverse area, and most descending branches(96%) step over the lateroposterior intervertebral space. The order of the blood vesselsinner diameter was L4、5>L3、4, and there was no significatant difference between two sides, and the biggest inner diameter of the main vessels averaged 5.30.6 mm.ConclusionTo begin with, the blood supply is adequate in the intertransverse area, and the distribution of blood vessels follows some regularities, so to be familiar with the anatomy and to operate carefully can reduce bleeding. In addition, ILIF in segment L3、4 and L4、5 is feasible.Key words：intertransverse; operative approach; 3D reconstruction CT; lumbar interbody fusion下腰痛为临床常见疾病。临床研究表明，多数腰椎疾患好发于L3S1节段，其中约10%的下腰痛患者需行腰椎融合术治疗。腰椎椎体间融合术(lumbar interbody fusion, LIF)由于其具有较好的生物力学优势、良好的固定稳定性及较高的临床骨融合率，目前是治疗椎间盘源性下腰痛、腰椎滑脱症、腰椎不稳症等原因引起的下腰痛效果较为满意的一种手术方式。腰椎椎体间融合术基本分为3类，即前路椎体间融合术(anterior lumbar interbody fusion, ALIF)、后路椎体间融合术(posterior lumbar interbody fusion, PLIF)以及经关节突入路椎体间融合术(translaminar lumbar interbody fusion, TLIF)。但由于ALIF并发症较多、椎管减压麻烦，PLIF对脊髓侵犯较多，TLIF操作难度较大等缺点，哪种术式最为合适仍存在较大争议。近年来有美国学者Phillips1提出经横突间入路行腰椎椎体间融合术(intertranverse lumbar interbody fusion, ILIF)，理论上避免了其他3种术式的不足。同时腰椎横突间及小关节区域常为诸多腰椎手术所涉及，临床上在处理这一区域时常会因损伤血管，引起出血不止而导致手术视野不清并影响手术操作，同时大量的出血可影响患者的手术耐受性，增加发生输血相关并发症的风险，尤其对ILIF手术，如忽略对此区域解剖结构和血管走行的认识将可能影响手术成功施行。故本研究针对横突间小关节区域行CT增强三维重建解剖学研究，并探讨其临床意义。1 材料和方法1.1 一般资料选择无下腰痛症状的正常志愿者20例，包括健康志愿者或无腰椎疾病的颈椎或胸椎患者，排除腰椎滑脱、腰椎间盘突出或有轻度椎间盘突出但未压迫硬膜囊，并排除腰椎管狭窄、椎体及附件明显骨质增生及破坏、椎体发育异常者。其中男12例，女8例;年龄2054岁，平均43.8岁;对其L3S1节段进行检查。1.2 主要材料、仪器和软件CT：东芝Aquillion 16排，FSX-101A，检查条件135 KV，400 mA，500 ms，层厚0.5 mm，200 mAs，Surestart模式，激发CT值 140 HU。测量软件：东芝Aquillion自带Vitrea分析软件(测量精度 0.1 mm)。造影剂：欧乃派克，浓度 350 mg/ml，注入速度4 ml/s;剂量 90 ml。1.3 检查及测量方法首先对所有志愿者腰椎L3S1节段行CT常规序列扫描，然后通过肘静脉注入碘造影剂，在L3水平腹主动脉CT值达140 HU时自动激发增强扫描。最后通过Vitrea分析软件对检查节段行三维重建，并在Vitrea软件分析生成的测量平面上进行所有骨性结构数据及血管内径测量，所有血管内径均测量最大值与最小值。将软件生成的可旋转三维图像定位于冠状位，测量横突长度、上下间距和左右远端间距;将图像定位于双侧45矢状位截面，测量椎间孔外椎间隙高度，在经椎间隙的横断面上测量椎间隙斜径。血管测量时由于内径小于1 mm的血管无法选定，血管内径测量的下限为1 mm。在三维图像上选定所测血管的起点和终点，由Vitrea软件自动生成血管内径数据。测量项目(图1)：横突长度(A)：横突最外端至副突基底部的直线距离;上下横突间距(B)：上位横突下缘中点到下位横突上缘的垂直距离(L5S1横突间距为L5横突下缘中点到骶骨翼的垂直距离);椎间隙侧后方高度(C)：椎间隙横断面上与棘突轴向成45角方向分别作两条直线，与椎间孔外椎间隙的外缘相交确定测量点，测量上下终板的垂直距离;椎间隙斜径(D)：椎间隙横断面上与棘突轴向成45角方向的椎间隙直径;横突远端间距(E)：两横突最远端之间直线距离;横突间区域血管的内径，如血管有分叉则分别测量一级分支内径，取测量区域内血管内径最大值与最小值。图1腰椎骨性结构测量项目示意图1.4 统计学方法计量资料用均数标准差(x-s)表示。通过t检验比较左右两侧差异，通过方差分析比较不同节段的差异，以P<0.05为有统计学意义。所有数据用SPSS 11.0版本软件进行处理。2 结果2.1 腰椎骨性结构数据统计比较腰椎横突长度同一节段左右无显著差异(P>0.05)，不同节段相比L3>L5>L4，其中L3>L5(P<0.05)，L3、5>L4(P<0.05);腰椎横突左右远端间距L3>L5>L4，L3、5>L4(P<0.05)，L3和L5间比较无显著差异(P>0.05);腰椎上下横突间距L3、4>L4、5>L5S1，其中L3、4>L4、5(P>0.05)，L3、44、5>L5S1(P<0.05);腰椎椎间孔外椎间隙高度L3、4>L4、5>L5S1，其中L3、4>L4、5(P>0.05)，L3/4、4/5>L5S1(P<0.05);腰椎椎间隙斜径3个节段间比较无显著差异(P>0.05);腰椎同侧同节段相比L3、4L4、5节段上下横突间距大于椎间孔外椎间隙高度(P<0.05)，而L5S1节段上下横突间距与椎间孔外椎间隙高度则无显著差异(表1、2)。表1 腰椎横突长度和左右远端间距2.2 腰椎横突间血管的观察与测量2.2.1 腰椎横突间区域血管走行CT增强并重建后可清晰显示腰椎横突间区域的血管分布。所有L3、4、L4、5节段横突间区域的血供均源自腹主动脉分出的腰椎节段动脉，表现为主支分叉型和主支从支型两类，L3、4以主支从支型为主，L4、5以主支分叉型为主，主要分叉为上支和下支，上支穿过横突间，约96%的下支跨过侧后方椎间隙向下延伸;L5S1横突区域未见存在腰椎节段动脉，其血供主要源自L4、5横突间血管的分支。将腰椎横突间区域分为上外、上内、下外、下内四个象限(图2)，统计所有L3、4、L4、5横突间区域发现，穿过横突间的血管支大多位于上内和下内象限(表3)。腰椎三维重建见图3。2.2.2 腰椎横突间区域血管内径腰椎横突间区域血管主支内径、上下分支内径L4、5>L3、4,左右侧相比无显著性差异(P>0.05);L5S1节段血供源自L4、5横突间血管的分支，内径较细，超出软件测量范围，未予测量(表4、5)。表3 L3/4、4/5横突间区域血管走行分类及血管穿支与此区域位置关系节段主支分叉型左%右%主支从支型左%右%上外象限表4 L3/4、4/5横突间区域血管主支及内径最大值与最小值表5 L3/4、4/5横突间区域血管叉支内径最大值与最小值3 讨论3.1 腰椎横突间及小关节周围的血管分布临床上腰椎后路手术需显露小关节区域时，术者常为横突间及小关节周围血管损伤出血不止所困扰。由于其常导致手术视野模糊、术中出血量增加、腹膜后血肿发生率增高等不良结果，是手术医师不可忽视的问题之一。以往对横突间及小关节区域血管的研究明显不足。现研究认为，小关节的血供主要来源于腰椎节段动脉延伸出的关节突间动脉、上关节突动脉、交通动脉以及下关节突动脉。但临床手术中却发现显露出这些血管非常困难，其原因可能有两方面：这些血管均为腰椎节段动脉的终末端，管径太小，术中难以发现;关节突周围的血管分布存在很大变异。因此，以往的研究结果对控制术中出血及出血后迅速有效的止血意义有限。同时，对于横突间区域的血管分布少见相关针对性的研究报道，且未见测量血管内径的相关报道。本研究通过对腰椎的CT增强三维重建检查，可清晰的显示横突间和小关节区域的血管，并可直观的测量出血管的内径。统计结果显示，L3、4节段横突间血管多为腰椎节段动脉延伸出的主支及周围细小分支，由分支向关节突及横突供血;L4、5节段的血管则多为腰椎节段动脉分叉出的上下两支，上支发出细小分支分布于关节突和横突;L5S1节段横突间血供均源自上一节段的血管分支。L3、4、L4、5节段主支或分支内径较粗，平均最大值可达5.30.6 mm，L5S1节段的血管则相对细小很多。因此，结合以往的观点10及本次的观察，作者认为手术中对L3、4、L4、5节段横突间区域操作时，最好将主要的血管分支进行结扎或电凝以减少出血;同时，由于小关节的血供来源于横突间的血管，如遇小关节周围血管损伤出血不止时，适当处理横突间的血管可能有一定效果。此外，本研究发现绝大多数分叉血管的下支跨过椎间隙的后外侧，因此在极外侧椎间盘摘除术或ILIF手术中处理椎间盘时要注意避免损伤此血管。3.2 横突间解剖结构的临床意义国外有学者认为，腰椎后路手术到达椎间盘有3个“窗口”，即椎板间窗口、关节突窗口以及横突间窗口。虽然目前临床上绝大多数手术均通过椎板间入路进行，但由于：横突间入路行极外侧腰椎间盘摘除术被普遍认可;腰椎横突间植骨融合仍为最常用后路腰椎融合方式2;ILIF具有一定优势及临床可行性;横突间窗口对于微创手术有重要意义等原因，这一区域的解剖逐渐为大家所重视。3.2.1 极外侧椎间盘摘除虽然腰椎极外侧椎间盘突出发生率较小，仅占总的椎间盘突出症的1%11%4，但由于突出部位缓冲空间较小，对神经的卡压较重，保守治疗基本无效，需要尽早手术治疗3。极外侧椎间盘摘除手术入路主要有：椎板间入路;椎板侧方入路;竖脊肌侧方入路;腹膜后入路47。近年来众多学者认为竖脊肌侧方经横突间入路较为合适。周跃等8认为内窥镜经横突间入路也为较好的手术方式，因此熟悉横突间的解剖结构对于成功施行此类手术至关重要。本研究显示在L3、4、L4、5分别有77.5%和82.5%的血管分支穿行于横突间区域的内侧象限，因此在行椎间盘摘除时为避免损伤血管，最好靠横突间外侧区域斜向内进行操作。此外L5S1节段由于骶骨翼的存在，横突间距远远小于其他节段，因此，为避免损伤腰神经，L5S1节段行极外侧椎间盘摘除术时可咬除部分横突或骶骨翼。3.2.2 腰椎微创手术微创外科(minimally invasive surgery，MIV)指通过施行微小的组织损伤即可达到理想的手术目的。目前的观点认为，通过身体原有的通道施行手术为理想的方式。对于腰椎微创手术而言，横突间区域则为一较好的天然手术通道。在Wolf及Percscope椎间盘镜的帮助下，通过横突间区域及椎间孔可进入硬膜外间隙，因此，内窥镜横突间入路对于极外侧椎间盘突出症及椎间孔内髓核突出较为适合，同样对于旁中央型椎间盘突出也适用 9。此外，目前内窥镜下经椎间孔入路行腰椎椎体间融合已较为普及1113，而内窥镜下经横突间入路治疗极外侧椎间盘突出也逐渐开展8。由于不需处理任何骨质，因此通过横突间入路的手术具有切口小、出血少、组织