探究椎动脉扭曲与横突孔解剖形态的改变规律。
2012年1月至2015年12月在第二军医大学附属长征医院骨科行颈椎增强CT确诊为椎动脉扭曲的患者60例作为观察组，随机抽取其他患者50例作为对照组，排除椎动脉扭曲及先天性横突孔狭窄、椎动脉缺如、椎动脉瘤等畸形、口腔内假体伪影导致测量困难者，收集患者基本临床信息，测量观察组椎动脉扭曲邻近节段及对照组各节段的横突孔面积(TF)与椎动脉截面积(VA)，测量扭曲节段内径段长度、椎动脉长度并计算该段椎动脉扭曲系数(s)数据，分析患者影像资料及基本临床信息。
观察组受累节段中C4节段为(25.91±10.13) mm2、C6节段TF为(31.93±17.91) mm2，高于对照组[(22.11±8.67) mm2，(27.19±7.89) mm2]，差异均有统计学意义(均P<0.05)。TF与VA、s均呈正相关；观察组平均年龄(68.25±12.03)岁、血压(45例)及女性比例(39例)高于对照组[(61.32±11.32)岁，23例/22例)]，差异均有统计学意义(均P<0.05)。
C4、C6节段横突孔的面积可受累于椎动脉扭曲而扩大，可能与C6和C4横突孔周围骨质易发生退变有关，高龄、高血压及绝经期女性是横突孔扩大的危险因素。
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椎动脉损伤是下颈椎手术中少见而严重的并发症，其原因主要与前路减压时范围过大，后路椎弓根螺钉及侧块螺钉植入时损伤椎动脉有关[1,2]，而多数椎动脉的损伤是由于其形态的异常所导致。扭曲的椎动脉还可能对横突孔大小及周围骨质产生影响，并且横突孔解剖形态的改变也增加了手术风险，因此明确横突孔形态的改变规律对保障手术操作安全有重要的参考价值[3,4]。然而，目前对于椎动脉扭曲与相应横突孔大小关系尚无系统研究。本研究观察确诊为椎动脉扭曲患者的椎动脉和其受累节段横突孔解剖形态改变的关系，为下颈椎手术中避免椎动脉损伤的发生提供理论依据。
2012年1月至2015年12月在第二军医大学附属长征医院骨科行颈椎增强CT确诊为椎动脉扭曲的患者60例作为观察组，其中男21例，女39例。平均年龄73.3 (45～82)岁。随机抽取排除椎动脉扭曲的其他患者50例作为对照组，男28例，女22例，平均年龄63.5(37～85)岁。其中非特异性头昏头痛19例，帕金森病12例，前循环缺血或梗死10例，后循环缺血或梗死9例。排除先天性横突孔狭窄、椎动脉缺如、椎动脉瘤、颈椎分解不全等畸形及口腔内假体伪影导致测量困难的病例。本研究经第二军医大学伦理委员会批准。
所有患者均经过GE LightSPeed VCT 64排双能CT或者PhiliPs 256i CT进行颈椎增强CT扫描，将增强图像导入Philips IntelliSpace Portal工作站进行三维重建。选取观察组患者扭曲椎动脉相邻节段及对照组各节段的横突孔作为观测对象(图1)，采用spline contour作为面积测量工具，在血管窗(窗宽800，窗位300)中测量椎动脉截面积(VA)，在骨窗(窗宽1 500，窗位500)中测量横突孔面积(TF) (图2)。为评价单节段内椎动脉扭曲程度，采用屏幕E尺工具测量受试节段上侧横突孔下缘至下侧横突孔上缘的直线距离作为该段颈段长度，测量沿相应节段椎动脉走行所作的曲线长度作为该段椎动脉长度，以后者除以前者作为椎动脉扭曲系数(s)(图1)[5]。以上数据由两名受过培训的临床医师进行测量，数据取两者的均值。如出现两组数据相差超过较小值的5%，则重测数据。
所有数据使用SPSS 14.0进行数据处理，两组间计数资料采用χ2检验，均数比较采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。
颈椎增强CT检测显示，60例观察组患者中共有40例(66.7%)患者表现为左侧椎动脉扭曲，11例(18.3%)患者出现右侧椎动脉扭曲，另有9例(14%)患者发生双侧椎动脉扭曲。在49条左侧扭曲椎动脉与20条右侧扭曲椎动脉中，分别有65条单节段扭曲、3条双节段扭曲及1条复合扭曲。扭曲部位位于C2～C3横突孔间的1段(1.4%)，位于C3～C4横突孔间的17段(23.3%)，位于C4～C5横突孔间的40段(54.8%)，位于C5～C6横突孔间的12段(16.4%)，位于C6～C7横突孔间的3段(4.1%)。4例患者椎动脉由主动脉弓中直接发出，6例由C7横突孔进入，1例由C5横突孔进入。
观察组C4与C6横突孔的面积显著高于对照组。由于观察组患者中椎动脉扭曲受累的C2和C7分别仅有1例和3例，对两组间C3～C6各节段扭曲系数、椎动脉截面积以及横突孔面积进行了比较。观察组C3～C6各节段相关椎动脉扭曲系数与截面积均高于对照组。观察组患者C4与C6横突孔面积显著高于对照组(P<0.05)，两组间C3与C5横突孔面积的差异无统计学意义(P>0.05)，C4或C6相邻节段发生椎动脉扭曲的患者易于出现C4或C6横突孔的扩大(表1)，C4、C6横突孔对椎动脉扭曲导致的解剖形态变化存在易感因素。
两组间各节段横突孔面积、椎动脉截面积以及扭曲系数的比较(
±s)
两组间各节段横突孔面积、椎动脉截面积以及扭曲系数的比较(±s)
| 颈椎节段 | 例数 | 扭曲系数 | VA(mm2) | TF(mm2) | |
|---|---|---|---|---|---|
| C3 | 观察组 | 18 | 1.34±0.12a | 7.6±2.9a | 23.8±6.9 |
| 对照组 | 100 | 1.02±0.03 | 7.4±2.5 | 21.6±4.8 | |
| C4 | 观察组 | 57 | 1.41±0.16a | 7.5±4.0a | 25.9±10.1a |
| 对照组 | 100 | 1.03±0.02 | 7.5±4.0 | 22.1±8.7 | |
| C5 | 观察组 | 51 | 1.56±0.31a | 7.7±3.1a | 27.1±8.7 |
| 对照组 | 100 | 1.04±0.01 | 7.6±2.5 | 26.8±5.1 | |
| C6 | 观察组 | 15 | 1.49±0.22a | 7.8±2.5a | 31.9±17.9a |
| 对照组 | 100 | 1.02±0.02 | 7.6±1.8 | 27.2±7.9 |
注：与对照组相比较，aP<0.05。VA：椎动脉截面积；TF：横突孔面积
以23.0、28.7 mm2分别作为健康人群C4或C6横突孔平均面积，以7.47、7.63 mm2分别作为C4或C6椎动脉平均面积[6]，以横突孔面积或椎动脉截面积大于健康人群平均面积记为(＋)，对观察组共72例因椎动脉扭曲受累的C4或C6及对照组相同节段颈椎分类计数显示，患者横突孔面积与椎动脉截面积呈正相关，差异有统计学意义(P<0.05)。以扭曲系数>1.06计为(＋)，分析C4与C6横突孔面积与椎动脉扭曲系数的相关性，横突孔面积与椎动脉扭曲系数同样呈正相关。椎动脉扭曲是横突孔扩大的诱发因素(表2，表3、图3)。
C4与C6横突孔面积与椎动脉截面积的相关性(例)
C4与C6横突孔面积与椎动脉截面积的相关性(例)
| 项目 | TF(＋) | TF(－) | 合计 |
|---|---|---|---|
| VA(＋) | 62 | 14 | 76 |
| VA(－) | 3 | 65 | 68 |
| 合计 | 65 | 79 | 144 |
注：χ2＝5.88，r＝0.77，P＝0.02。VA：椎动脉截面积；TF：横突孔面积
C4与C6横突孔面积与椎动脉扭曲系数的相关性(例)
C4与C6横突孔面积与椎动脉扭曲系数的相关性(例)
| 项目 | VA(＋) | VA(－) | 合计 |
|---|---|---|---|
| s (＋) | 58 | 20 | 78 |
| s (－) | 7 | 59 | 66 |
| 合计 | 65 | 79 | 144 |
注：χ2＝5.33，r＝0.63，P＝0.02。VA：椎动脉截面积；s：椎动脉扭曲系数
观察组中出现C4或C6相邻节段发生椎动脉扭曲的患者女性与高血压明显偏多(表4)，并且观察组患者年龄高于对照组(表5)。
两组间C4或C6受试患者一般危险因素的分析(例)
两组间C4或C6受试患者一般危险因素的分析(例)
| 组别 | 例数 | 女性 | 饮酒 | 吸烟 | 高血压 | 卒中史 | 糖尿病 | 冠心病 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 观察组 | 60 | 39 | 15 | 14 | 45 | 7 | 16 | 8 |
| 对照组 | 50 | 22 | 14 | 16 | 23 | 5 | 11 | 5 |
| χ2值 | 4.87 | 0.13 | 1.03 | 9.72 | 0.08 | 0.32 | 0.29 | |
| P值 | 0.03 | 0.72 | 0.31 | 0.00 | 0.78 | 0.57 | 0.59 |
两组间C4或C6受试患者生化指标等危险因素的比较(
±s)
两组间C4或C6受试患者生化指标等危险因素的比较(±s)
| 项目 | 观察组 | 对照组 | P值 |
|---|---|---|---|
| 年龄(岁) | 68.3±12.0 | 61.3±11.3 | 0.01 |
| 三酰甘油(mmol/L) | 1.3±1.1 | 1.4±1.3 | 0.634 |
| 胆固醇(mmol/L) | 3.8±1.2 | 4.0±1.3 | 0.089 |
| 低密度脂蛋白(mmol/L) | 2.5±1.2 | 2.4±1.0 | 0.153 |
| 高密度脂蛋白(mmol/L) | 1.3±0.3 | 1.3±0.2 | 0.132 |
| 肌酐(μmol/L) | 70.0±10.1 | 70.2±9.9 | 0.613 |
| 血糖(mmol/L) | 5.5±1.4 | 5.9±1.0 | 0.211 |
| 糖化血红蛋白(%) | 6.2±1.3 | 6.4±1.2 | 0.300 |
| 尿酸(μmol/L) | 300.9±80.1 | 303.1±110.1 | 0.837 |
| 钙(mmol/L) | 2.2±0.2 | 2.2±0.2 | 0.299 |
| 磷(mmol/L) | 1.3±0.4 | 1.3±0.7 | 0.643 |
| 红细胞压积(%) | 40.1±4.9 | 40.3±5.0 | 0.624 |
近年来随着颈椎病患者的增多，颈椎手术及多种新的颈椎内固定方式在临床的开展愈加广泛。在手术的减压和置钉过程中，扭曲的椎动脉容易遭到损伤并引起大出血、脑组织供血不足等严重并发症[7]。Cho等[8]曾报道1例行下颈椎侧块螺钉固定致椎动脉损伤发生脑干梗死的病例。由于以往对于这一类的文献报道较少，并且缺乏相应的术前及术后影像学资料，我们推测因横突孔内椎动脉扭曲造成横突孔解剖形态发生改变导致手术中的椎动脉损伤，其实际发生率应高于文献报道。为避免其损伤，了解扭曲的椎动脉及邻近解剖结构的特征对于术中操作具有重要的指导意义。在临床实践中我们发现，扭曲的椎动脉除了因形态变化而导致其位置多样，还可能引发相邻横突孔发生骨质重建和孔径变大，增加了手术的难度和风险。为此，我们初步探究了椎动脉扭曲与横突孔解剖形态的改变规律，为避免该类手术失败提供理论支持。
首先我们以扭曲椎动脉的相邻节段横突孔作为研究对象，采用椎动脉截面积与扭曲系数评价椎动脉扭曲程度，在不同节段中分析椎动脉扭曲对横突孔大小的影响。受累的C2和C7由于例数过少，并未纳入研究范围。统计结果显示，观察组C3～C6各节段横突孔平均面积均大于对照组，然而仅C4与C6节段两组间的差异存在统计学意义，提示C4、C6横突孔对椎动脉扭曲导致的解剖形态变化存在易感因素。其中C6节段的差异可能由于椎动脉进入C6横突孔时角度较上位节段大[9]。进而，我们发现C4与C6节段横突孔的扩大与椎动脉扭曲程度呈正相关。正常人群中，椎动脉占据横突孔的面积百分比从C3～C6逐渐减小。C3最大为35.7%＋15.7%、C6最小为27.4%＋12.8%，表明椎动脉在相应横突孔中有较为"宽裕"的空间[6]。正常横突孔内存在椎动脉扭曲也较为常见，因此可认为椎动脉扭曲是横突孔扩大的始动因素。此外在CT检查时，我们还观察到了受椎动脉压迫处横突孔内壁可发生形态与骨密度的改变，推测椎动脉主要通过直接接触的方式侵蚀横突孔，造成孔径的变化。
在本研究对象中存在6例横突孔内椎动脉严重扭曲。这些均为老年患者，平均年龄为(75.2±5.6)岁，平均TF为(48.6±8.2) mm2，近正常TF的1.7倍，同时可以观察到横突孔扩大的趋势与扭曲椎动脉的走行相一致。这个发现支持了扭曲的椎动脉可以导致血流动力学改变，并对横突孔的骨性结构造成切割作用的推论[10,11]。骨组织受到相邻结构压迫可出现退行性改变和骨密度增生是已知的病理学现像[10]，本研究观察到扭曲椎动脉压迫处横突孔内壁出现孔径扩大和骨密度增高，结合椎动脉扭曲与颈椎横突孔扩大有正相关的统计学结果，"椎动脉扭曲导致颈椎横突孔扩大"的结论符合病程发展的逻辑。但扩大的横突孔可提供更多空间容纳椎动脉迂曲其中，致使这两种病理形态互相促进。值得注意的是，椎动脉扭曲和盘旋对横突孔周围结构产生显著的破坏，在此类老年患者颈椎手术中更易于造成致命的手术并发症。因此对于椎动脉严重扭曲的患者进行手术应十分谨慎，尽可能术前进行详细的影像学检查和分析以制定个体化的螺钉植入方案。
横突孔扩大程度除了与扭曲椎动脉压迫的强度相关，其他临床危险因素也可能促进了该病理变化的进程。我们比较了C4或C6受累患者与观察组患者在饮酒、吸烟等一般危险因素，以及胆固醇、血糖等生化指标的差别。我们发现前者平均年龄、血压及女性比例均高于对照组。需要指出的是，高龄与女性是椎动脉扭曲的独立危险因素[12,13,14]。横突孔扩大作为椎动脉扭曲的后续效应，可以认为高龄与女性性别间接威胁了横突孔的正常结构，但同时也不能排除这两种因素直接对横突孔扩大产生影响。因为绝经期女性容易发生骨质疏松，我们推测高龄与女性因素影响了横突孔壁骨质的强度，致使横突孔对扭曲椎动脉的压迫切割更为敏感。Sanelli等[15]发现女性的椎动脉直径大于男性，这也加大了椎动脉与横突孔的作用面积。另外，C4和C6受累患者平均血压显著高于对照组，可能由于高血压引起椎动脉内血流动力学改变，增强血流通过扭曲处椎动脉血管壁对横突孔的冲击。
总而言之，我们初步探究了扭曲椎动脉对横突孔解剖形态的影响，并且发现高龄、高血压及女性性别是横突孔扩大的危险因素。本研究对于手术处理日趋老龄化的颈椎患者具有较大的临床意义。在临床操作时，若发现高龄女性患者出现椎动脉扭曲，有必要关注扭曲处横突孔是否存在显著改变，避免手术意外发生。
