青少年特发性胸椎侧凸患者的脊髓偏移及临床意义△

1、青少年特发性胸椎侧凸患者的脊髓偏移及临床意义        【摘要】    【关键词】  脊髓 偏移 青少年特发性脊柱侧凸 胸椎 椎弓根螺钉        Shift of the spinal cord to the concavity of the spinal canal in adolescents with idiopathic scolisis:the radiological pre

2、sentation and clinical relevanceSUN Xu,QIU Yong,ZHU Zezhang,et al.Spinal Surgery,Gulou Hospital Affiliated with Nanjing Medical College,Nanjing 210008,China    Abstract：ObjectiveTo demonstrate the shift of the spinal cord to the concave side of the spinal canal in adolescent patients

3、with idiopathic thoracic scoliosis,to investigate possible cause of the shift of the spinal cord and to explore its clinical relevance.MethodThirtynine adolescents with idiopathic thoracic scoliosis were recruited in this study.Cobbs angle,relative apical translation and relative trunk shift of the

4、major thoracic curves were recorded from standing posteroanterior roentgenography of the whole spine.The shift of the spinal cord was determined through the measurements of distance between the spinal cord and the medial walls of the pedicles on the convex and concave sides,which were performed in t

5、ransverse magnetic resonance images of the spinal canal in the major thoracic curves（T512）.The variations of the shift of the spinal cord were determined,and the relationships between the shift of the spinal cord at the apical region and Cobbs angle,and between that and the relative apical vertebral

6、 translation were analyzed.ResultIn the region of the major thoracic curves,the distance from the spinal cord to the pedicle on the convex side was significantly less than the distance to the pedicle on the concave side（P0.05）.The shift of the spinal cord to the concavity was much more evident at th

7、e apical region,and then was gradually decreased to the region of the end vertebrae.Strong correlations were found between the shift of the spinal cord at the apical region and Cobbs angle（r= 0.631,P0.001）,and between the spinal cord shift and the relative apical vertebral translation（r=0.546,P=0.00

8、3）.ConclusionIt is revealed that the spinal cord is shifted to concavity,and that the shift is most substantial at the apical region.The result of this study suggests that the dural shift might be related with the involvement of the tension of nerves on the concave side,and that screw placement migh

9、t be at a much higher risk of spinal cord injury on the concavity than that on the convexity.    Key words:spinal cord;  shift;  adolescent idiopathic scoliosi;  thoracic spine;  pedicle screw    正常脊髓位于椎管内中央，与两侧椎弓根内侧壁基本等距。在青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiop

10、athic scoliosis，AIS）患者中，由于畸形的三维特征1、2，脊髓的位置也发生改变。有学者报道脊柱侧凸患者脊髓在椎管内紧邻着凹侧椎弓根内侧壁，与凸凹侧椎弓根内侧壁之间的距离呈明显的不对称性，即存在相对偏移3、4。近年来，胸椎椎弓根螺钉置入在AIS矫形中的应用日趋广泛，随之而来的置钉风险不容忽视5、6。为了进一步明确AIS患者脊髓在胸椎管内的偏移，研究其可能的发生机制，并探讨其在术前评估置钉风险中的意义，本研究对39名青少年胸椎特发性侧凸患者的脊髓与凸凹侧椎弓根的间距进行测量，分析脊髓偏移的变化趋势，报道如下。    1  资料与方法 

11、;   1.1  研究对象    研究对象为在2005年1月2005年12月间于本院手术有完整胸椎MRI资料的AIS患者。所有AIS患者均经详细的体检和全脊柱站立位正侧位X线片检查而诊断7。并符合以下入选标准：年龄1218岁；侧凸主弯均为右胸弯，且Cobbs角大于40°；有完整的术前全脊髓MRI扫描图像，排除可能存在的大脑、中脑、小脑和脊髓病变和先天性脊椎结构性改变；MRI扫描图像包括T512节段内椎体和脊髓的横截面薄层扫描图像。    共有39名AIS患者符合上述入选条件。其中，男5例，女34

12、例；平均年龄（14.5±2.0）岁，主胸弯Cobbs角范围为40°130°，平均为69.0°±25.3°：侧凸类型包括单胸弯19例，双胸弯2例，胸腰双弯18例。按照Lenke分型8，有37例为Lenke 1型（1A、1B、1C型各为19、12和6例），2例为Lenke 2A型；按照PUMC分型9，PUMC a型有19例，a型2例，b型13例（b 1和b2 型分别为11和2例），c型5例（c1和c2型分别为3和2例）。    1.2  X线片测量    测量指标包括侧

13、凸Cobbs角、顶椎位置和主胸弯的顶椎偏移10、11。考虑到不同患者所摄全脊柱站立位正位X线片的放大系数可能不同，故本研究以顶椎相对偏移（relative value of apical vertebral translation，rAVT）代替顶椎偏移（AVT），前者为后者除以经顶椎的胸廓横径（thoracic horizontal diameter,ThD）后的相对值（图1a）。    为便于对MRI平扫片的定位分析，本研究设定：侧凸的顶椎水平线如位于胸椎者则以该椎体作为顶椎位置（图1a），如位于胸椎间盘者则以正位片上该椎间盘上下邻近椎体中较为水平的椎体作为顶

14、椎位置所在（图1b）。本组病例侧凸顶椎分布如下：顶椎位于T7者2例，位于T8者18例（包括3例位于T7、8椎间盘者和2例位于T8、9椎间盘者），位于T9者19例（包括6例位于T8、9椎间盘者和3例位于T9、10椎间盘者）。    1.3  MRI测量    通过PACS系统（First Tech公司）在AIS患者平卧位横截面MRI薄层扫描图像（图2）上测量脊髓和凸凹侧椎弓根之间的距离（与凸侧椎弓根内侧壁的间距记为Dv，凹侧记为Dc）。脊髓偏移为脊髓相对凸凹侧间距之差值（Ds=Dv-Dc）。   

15、 1.4  结果处理    对全部AIS患者的侧凸节段内（T512）横截面脊髓与凸凹侧椎弓根内侧壁的间距（Dv和Dc）进行描述统计和配对t检验，并运用相关分析法分析主胸弯顶椎区脊髓的偏移值（Ds）与主胸弯Cobbs角和顶椎相对偏移之间的关系。所使用软件为SPSS 12.0，所有统计处理在P0.05时认为存在统计学意义上的显著性差异。    图1AIS患者的正位片测量示意：测量指标包括Cobbs角、顶椎位置、顶椎偏移（AVT）和经顶椎的胸廓横径（ThD）。AVT为顶椎所在椎体或椎间盘中心到C7PL线的距离。顶椎位置：（A）中位

16、于T8椎体，而（B）中则位于T9、10椎间盘（以较水平的T9计）  图2脊髓偏移的测量示意：图为一AIS患者（女，15岁，胸右弯，Cobbs角56°，Lenke1B型，PUMC b1型，顶椎T9）的T7椎体横截面图。Pv和Pc分别表示凸凹侧椎弓根的方向，a、b和c、d为分别与Pv和Pc平行、且与对应侧椎管壁和脊髓相切的切线，a、b之间距（Dv)和c、d之间距Dc分别为脊髓和凸、凹侧椎弓根之间的距离2  结  果    2.1  AIS患者T512节段椎管内脊髓的偏移和变化趋势    M

17、RI图像显示，在侧凸节段内，AIS患者椎管内脊髓的位置向侧凸的凹侧发生偏移。经过测量，脊髓与双侧椎弓根内侧壁不等距，表现为DvDc（P0.05），经统计分析，顶椎处脊髓与凸凹侧椎弓根平均间距（Dv和Dc）分别为（7.2±2.5）mm和（0.2±0.6）mm，二者差异非常显著（P0.001）。脊髓与双侧椎弓根内侧壁间距的变化趋势见图3所示，而脊髓的偏移值（Ds）（图4）可以看出，脊髓与凸侧椎弓根间距（Dv）从T5逐渐增加，到T8、T9附近达最大值（平均为7.2 mm），此后又逐渐减小直到T11、T12水平；脊髓与凹侧椎弓根间距（Dc）则恰好相反，越靠近两端（T5和T12）值越

18、大，而在T8、T9附近达最小值（平均为0.2 mm）;脊髓的偏移值（Ds）在T9处达最大值（平均为7.1 mm），并向两端（T5和T12）递减。    2.2  主胸弯顶椎脊髓的偏移值与主胸弯Cobbs角及其他影像学指标的相关性    本组AIS患者的顶椎相对偏移均值为（0.22±0.12）cm，顶椎处脊髓的偏移值则为（7.1±1.2）mm。经过相关分析，AIS患者主胸弯顶椎区脊髓的偏移值与主胸弯Cobbs角和顶椎相对偏移均存在非常显著的正相关（Cobbs角，r=0.631，P0.001;顶椎相对偏移，r

19、=0.546，P=0.003）（表1）。 表1顶椎处脊髓的偏移值与主胸弯Cobbs角和顶椎相对偏移的相关性    3  讨  论    胸椎特发性侧凸的特征性三维畸形特征表现为：冠状面上呈侧凸、矢状面上呈胸椎后凸减少、而在水平面（横截面）脊柱呈旋转畸形1、2、12、13，其中以顶椎区最为显著，而向两侧端椎逐渐减少，而且脊椎的椎体向凸侧旋转，而椎弓根和棘突则向相反的方向旋转。那么，在椎管内相对游离的脊髓在椎管内的位置可能会发生相对偏移。Liljenqvist等发现AIS患者椎管内存在脊髓偏移的现象4。本研究运用全脊髓

20、MRI扫描的方法，分析了39例青少年胸椎特发性侧凸患者的脊髓在累及节段内（T512）相对于椎骨的位置。研究发现，在胸椎侧弯中，脊髓向凹侧椎弓根偏移。本研究不仅证实AIS患者存在脊髓向凹侧椎弓根偏移的现象，而且发现这种偏移以顶椎区域最为显著，并逐渐向两侧端椎递减，本研究结果与Liljenqvist等的研究相一致4。    本研究还发现，胸椎侧凸顶椎区脊髓的偏移与脊柱侧凸的严重性（主胸弯Cobbs角）存在极显著的正相关，即侧凸畸形越严重，脊髓越紧邻于凹侧椎弓根。同时，顶椎区域脊髓的相对偏移与顶椎的相对偏移存在非常显著的正相关，这表明，在冠状面上顶椎偏离C7PL线（C7

21、 plumb line）越远，顶椎区脊髓可能存在越严重的偏移。而且，结合胸椎特发性侧凸的冠状面和横截面特征1、12、13，脊椎偏离C7PL线的变化趋势与脊髓偏移的趋势极其相似，二者均在顶椎区达最大值，又都逐渐向两侧端椎区递减。这提示，脊髓的偏移可能与脊椎偏离C7PL线有关。    正常人群的脊髓在椎管内的位置凭借脊髓发出的左右两支脊神经根而相对固定。显然，AIS患者脊髓在椎管内的位置与凸凹侧脊神经根的牵拉存在密切关系。本研究揭示了顶椎区脊髓的偏移和顶椎偏移的强相关性，这提示脊髓偏移可能与顶椎发生偏移后凹侧的脊神经根的牵拉有关。在顶椎区，由于脊椎向凸侧偏移最远，凹侧

22、脊神经根的牵拉最强，因而脊髓的偏移也最明显。而在非顶椎区，由于脊椎发生的偏移较小，凹侧脊神经根的牵拉相对较弱，脊髓向凹侧椎弓根内侧壁的偏移自然相对较小。AIS患者的脊髓紧贴凹侧椎管壁，可提供脊髓沿着椎管内最短的路径行走，这样以让脊髓维持较为松弛的状态。故脊髓偏移还可能与脊髓在椎管内始终沿着最短的路径行走有关。    目前AIS的发病机制尚不清楚14，而AIS患者椎管内脊髓偏移的现象曾被用于其病因学研究。英国学者Porter通过在脊柱侧凸尸体骨骼上测量，发现椎管的长度短于椎体的长度3，于是提出“神经系统和骨骼组织的生长不平衡（uncoupled neuroosseous growth）”假说：脊髓的生长跟不上脊椎的生长导致AIS的发生14。其中，他提出，脊髓在椎管内向凹侧椎弓根内侧壁偏移是脊髓生长慢于脊柱的重要佐证14。然而，脊髓的偏移不是AIS特有的现象，可能在各种类型的脊柱侧凸中均存在。Dubousset认为，在任何类型的脊柱侧凸中，脊髓始终沿着椎管的凹侧纵向走行，即在任何类型的脊柱侧凸中均存在脊髓的偏移现象16。在临床工作中，Chiari畸形和（或）脊髓空洞、马凡综合征等合