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颈椎侧块的形态生物力学及其临床意义

时间:2006-11-27栏目:西医学论文

作者:吉立新 1 颈椎侧块的形态及生物力学

  颈椎的侧块位于椎体的后外侧、椎弓根和椎弓的结合部,由分别向头侧突出的
上关节突和向尾侧突出的下关节突组成,左右各一。相邻节段的上下关节突构成小
关节,并将侧块连接在一起形成一个骨性柱状体。双侧的小关节和侧块同前方的椎
体及椎间盘一起构成颈椎的椎间关节并形成三个相互平行的骨性圆柱,这种结构形
成了颈椎稳定的基本框架[1]。有关侧块的详尽解剖学测量数据尚未见报告。

  Howards观察到相邻侧块中心间的距离平均为13mm,螺钉在侧块内以向头侧15
°、向外侧30°进入,深度为10-11mm时不会触及神经根[2],这在一定程度上反
映了侧块的高度和前后径长度。脊神经根从侧块前方通过,它是侧块周围的重要结
构之一,从侧块后方中点到神经根的平均距离为5.6mm[3]。脊神经后枝是围绕侧块
的又一重要结构,Ebraheim发现脊神经后枝平均高度从C3(2.2±0.6)mm到C7(1.2±
0.2)mm渐趋减小,脊神经后枝到上关节突尖端的平均距离在C5最大(7.4±1.6)mm,
而在C7最小(5.5±2.9)mm,脊神经后枝与侧块上关节面的夹角范围是23.3°±14.
3°到29.8°±11.2°[4]。颈椎小关节的完整对维持颈椎的稳定性有很大的作用。
Zdeblick等对人体颈椎标本在轴向负荷下的伸屈和旋转运动做了观察,发现小关节
被切除50%后其抗扭力能力明显降低。在伸屈运动中,有关颈部的应力变形,在完
整标本、椎板切除的标本和25%小关节切除的标本间无显著差异,而在小关节切除
50%的标本上应变增加了2.5%,在切除75%和100%的标本上则增加了25%[5]。Rober
t[6]的研究证实:椎板切除破坏了颈椎的稳定性,而侧后方小关节融合,可使椎板
切除后的颈椎重新获得稳定并防止进行性畸变的发生。其方法是经小关节钻孔,用
钢丝将纵形条状骨块绑在小关节上。融合的目的在于防止颈椎的旋转不稳、畸形或
微小运动引起的滑椎。52例病人中,有50例稳固融合,未发生畸变和不稳。Richa
rd等在一项包括两个椎体及周围结构的颈椎运动节段的剪力试验中发现:小关节被
切除50%以上时,其抗剪力的能力被显著削弱(实验中发生小关节骨折)[7]。无论是
单侧或双侧小关节切除都明显地改变了颈椎功能单位耐受屈曲负荷的力量。Josep
h等人的生物力学试验表明,单侧小关节切除致使其承载屈曲负荷的能力平均降低
31.6%±9.7%,而双侧小关节损伤则平均降低53.1%±11%[8]。Liming等人的研究更
进一步证实了小关节损伤对颈椎整体稳定性的影响。通过对C4-C6运动节段的试验
发现:旋转运动的幅度随小关节切除范围的增多而增加,最大变化发生在双侧小关
节切除50%和75%的标本,同时其纤维环所受应力也随之增加;在侧屈试验中,旋转
度增加11%,纤维环应力增加30%。他们认为小关节切除造成纤维环应力的增加大于
椎间关节强直所引起的应力增加,双侧小关节切除50%以上,可显著增加纤维环的
应力和运动节段的活动幅度[9]。

  由此可见,颈椎小关节对保持颈椎的稳定起着重要作用。两侧的侧块及关节对
颈椎后方的稳定起了支柱作用,小关节的破坏即意味着颈椎整体稳定性的破坏;相
反,小关节的稳定便构造了颈椎整体的稳定。

2 颈椎侧块在后路内固定中的应用

  尽管有关侧块的解剖学测量的研究未见报告,但与侧块有关的颈后路内固定方
法却早已用于临床。最早采用钢板螺钉作颈后路经侧块内固定的是Roy-Camille,
此后Magerl和Seemann对此技术进行了改进,以期增加螺钉与侧块的咬合力,其主
要不同在于螺钉在侧块中的轨迹不同[2]。Heller等[10]从解剖学上对Roy-Camil
le和Magerl的技术作了比较,在26个新鲜颈椎标本上依据Roy-Camille或Magerl描
述的方法将螺钉拧入C3-C7侧块,以确定两种方法对神经根,椎动脉和小关节所构
成的潜在危险。在Roy-Camille技术中,进钉点在侧块中心(小关节后面顶点),螺
钉方向:由后内侧指向前外侧,与矢状面成10°角,以避开椎动脉,螺钉直径3.5
mm,穿透前后双层骨皮质。而在Magerl技术中螺钉进点在侧块中点内上2-3mm,向
上倾斜与上关节突关节面平行,向外倾斜25°,螺钉贯穿前后骨皮质,尖端位于关
节突前面的上外侧。以上两种方法,钉尖所在位置是否合适,以侧块的三区分级系
统(Three zone grading sys—tem)决定,即将侧块分为上、中、下三区,上区从
上关节突上缘至横突上缘根部;中区在横突根部上下缘之间;下区从横突根部下缘
到下关节突下缘。侧块的上1/3(上区)代表Magerl技术螺钉尖端所在的位置,下1/
3(下区)是Roy-Camille技术钉尖所在的正确位置。在实验中,对每一个螺丝钉的
位置根据其对神经根、椎动脉的潜在危险,对小关节的影响,及所在的区进行评估
。结果表明,Roy-Camille技术损伤神经根的可能性很小,螺丝钉进入三区以外的
可能性较小;而Magerl技术损伤小关节的危险性较小,两种技术均未构成对椎动脉
和脊髓的威胁。实验还表明出现神经根损伤的机会与外科医生的技术熟练程度有关
,一旦技术熟练以后发生神经根损伤的机会将明显降低。该实验采用直径3.5mm的
皮质骨螺钉,但未涉及钉长以及采用此种螺钉的解剖学依据。Howards等对C3-C7小
关节之间的距离、C7-T2椎弓根的形态也进行了研究,目的是确定颈后路经侧块钢
板螺钉内固定的潜在危险性。为此他们对22个颈椎标本进行了研究,发现从C3-C7
上下相邻两侧块中心之间的距离在不同个体变化较大,范围从9-16mm,平均13mm,
钢板的设计必须适应在不同个体和不同节段间的这种变化。由于神经根在上关节突
前外侧穿出,因此向内侧和向头侧的角度越大,损伤神经根的可能性越大,螺钉理
想的穿出点在横突上缘与侧块的结合部。进钉点在侧块中心内侧1mm,进钉深度7-
18mm,平均10mm[2]。Anderdon等对30例颈椎不稳的病人进行了颈后路A0重建钢板
内固定和植骨术,所采用的进钉点和Howards方法相同,进钉方向:向外10°,向
上30°-40°(平行于上关节突关节面)[11]。Ebraheim等基于对脊神经后枝所在位
置的测定认为Magerl和Anderson的进钉途径较Roy-Camille技术更易伤及脊神经后
枝,而引起单侧颈背痛或感觉异常[4]。

  侧块的正前方是位于横突孔中的椎动脉。Ebra-heim等的解剖学研究证实了向
外10°的进钉方向不会对椎动脉构成威胁[12]。以上所述多针对于手术危险性的探
讨,而John等则着重研究了不同类型的螺钉与侧块结合力的大小。研究采用12个新
鲜颈椎标本,先经放射学检查确定标本完好无损,然后再经CT扫描测定每一标本C
2-C7椎体松质骨骨密度;试验采用6种不

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