趙興華 夏之遠 菅鳳增 陳贊

(首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院神經外科，北京100053)

對于顱底凹陷合并寰樞椎脫位[1-2](basilar invagination-atlantoaxial dislocation, BI-AAD)的手術治療方式主要有兩類，較傳統(tǒng)的為經前路手術，該手術通過經口咽入路松解寰樞椎或磨除齒狀突。經前路手術[3-5]雖能直接解除壓迫，但因其術后常導致感染、進食困難等并發(fā)癥發(fā)生率較高，近年來逐漸被不斷改進的頸后路復位內固定融合術所替代。Abumi等[6]最早報道了寰樞椎脫位后路復位技術，但早期后路復位技術存在復位率低，融合率低的問題。2004及2005年，Goel等[7-8]相繼報道了在側方關節(jié)植入融合器復位顱底凹陷和寰樞椎脫位，取得了一定的治療效果。前期我們采用關節(jié)間融合技術治療顱底凹陷合并寰樞椎脫位，明顯提高了顱底凹陷和寰樞椎的復位率，取得了良好的療效。但由于缺乏專用的關節(jié)間融合器，采用頸椎間盤或腰椎間盤的融合器代替，由于大小和形態(tài)不合適，給手術操作帶來一定難度。此前，李松凱[9]曾在2008年報道過關于寰樞椎椎間關節(jié)融合器的研制。其研究存在的主要問題在于以正常的骨骼標本和正常人的薄層CT資料為研究對象，得出的研究結果難以應用于側方關節(jié)存在嚴重畸形的BI-AAD患者。本文旨在通過測量比較正常人與BI-AAD患者側方關節(jié)的形態(tài)學差異，并以此數據為基礎設計出適用于BI-AAD患者的寰樞側方關節(jié)間融合器以及側方關節(jié)松解工具。

對象與方法

一、一般資料

1.實驗組：收集我院及外院收治的28例顱底凹陷合并寰樞椎脫位患者，顱底凹陷診斷標準[10]：齒狀突尖高于錢氏線超過3 mm；寰樞椎脫位診斷標準：寰齒間距(ADI)大于3 mm。平均年齡(44.2±2.4)歲，范圍31～52歲，男15例，女13例。

2.對照組：收集我院門診保留的25例正常人顱頸CT數據，年齡27～62歲，平均(47.2±4.4)歲，男14例，女11例。顱頸CT檢查結果排除顱頸交界區(qū)病變。

二、方法

1.兩組人群均進行頸椎CT薄層掃描，層厚0.625 mm，CT為TOSHIBA Aquilion 16層CT機，120～135 kV，300 mA。保存CT薄層掃描數據。

圖1 各徑線測量方法

Fig 1 Measurement method of the radial lines

A: Maximum length of lateral atlantoaxial joint in sagittal section, 15.5 mm; B: Maximum length of lateral atlantoaxial joint in coronal section; C: The vertical distance between the odontoid tip to Chamberlain was used to diagnose the basilar invagination and assess its severity; D: Atlantodental interval (ADI), the shortest vertical distance of the posterior edge of anterior arch of atlas to the anterior edge of odontoid process was used for diagnosis of atlantoaxial dislocation; E, F: The indirect method of measurement was used to measure the angle between the lateral atlantoaxial joint and the posterior edge of C'-2; G: The angle between the tangent of the lower surface of slope and the extension line of anterior edge of odontoid process was defined as craniocervical tilt.

2.測量方法：運用RadiAnt DICOM Viewer(32-bit)加載CT薄層掃描數據并重建頸椎矢狀位和冠狀位。①寰樞椎側塊關節(jié)矢狀徑的測量：在頸椎CT矢狀位重建圖像中測量寰椎側塊關節(jié)面矢狀徑，確定CT矢狀面的最長徑進行測量，如圖1A所示。②寰樞椎關節(jié)冠狀徑的測量：在頸椎CT冠狀位重建圖像中測量寰椎側塊關節(jié)面冠狀徑，因為植入融合器時需避開橫突孔內的椎動脈等結構，故此處以橫突孔橫徑最大處測量關節(jié)突上關節(jié)面橫徑，如圖1B所示。③顱底凹陷程度：在頸椎CT矢狀位重建圖像中測量齒狀突頂點到Chamberlain線的垂直距離，用以診斷顱底凹陷的程度，如圖1C所示。④寰齒間距(atlantodental interval, ADI)：在頸椎CT三維重建矢狀面測量寰椎前弓后緣與齒狀突前緣的距離，用于診斷寰樞椎脫位如圖1D。⑤矢狀面關節(jié)傾角(sagittal joint iclination)及顱頸角[11](craniocervical tilt)參考P·Sarat Chandra的方法進行測量，如圖1E、1F、1G所示。

3.統(tǒng)計方法：所有數據經SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件處理：測量的相同項目的數據進行不配對t檢驗，統(tǒng)計檢驗標準的顯著性設在P=0.05。

4.寰樞椎關節(jié)間融合器的設計：根據寰樞椎關節(jié)的矢狀徑測量結果設計融合器的長度，根據寰樞椎關節(jié)的寬度設計融合器的寬度，根據顱底凹陷的程度設計融合器的高度，根據寰樞椎關節(jié)矢狀面傾角設計寰樞椎關節(jié)的前凸角度。

結 果

一、測量結果

分別測量實驗組和對照組兩側關節(jié)面各形態(tài)數據，統(tǒng)計分析，發(fā)現本研究中兩組研究對象左右兩側關節(jié)相關數據均無顯著差異(P>0.05)，因此將兩組對象的左右兩側數據合并進行研究；實驗組對象在矢狀徑和冠狀徑均顯著小于對照組(P<0.001)；實驗組患者的矢狀面關節(jié)傾角、顱頸角和寰齒間距均顯著大于對照組(P<0.001)。具體數據見表1～2。

表1 正常人與BI-AAD患者寰樞側方關節(jié)各徑長對比

Tab 1 Comparison of the lateral atlantoaxial joint between normal subjects and patients with BI-AAD

ItemTotalnumberofjointsCoronaldiameter(mm)Sagittaldiameter(mm)Sagittalinclination(°) Normal5014．6±1．417．2±1．589．91±6．61 BI-AAD5612．7±1．915．5±1．8118．93±14．97 P<0．001<0．001<0．001 t5．9385．298-12．654

表2 正常人與BI-AAD患者顱底凹陷程度、ADI、顱頸角對比

Tab 2 Comparison of the lateral atlantoaxial joint between normal subjects and patients with BI-AAD

ItemTotalnumberofpeopleChamberlaindistance(mm)ADI(mm)Craniocervicaltilt(°) Normal25<3．00<2．5059．9±5．6 BI-AAD2812．99±3．855．046±1．6378．2±9．8 P<0．001<0．001<0．001 t-8．228

二、融合器設計

1.整體外觀設計：融合器整體外觀設計為長方形，為了便于融合器的放置，融合器前方設計為子彈頭形態(tài)。為了避免融合器移位，在融合器中部設計了齒狀凸起，增加融合器在關節(jié)間隙內的摩擦力。為了透視觀察融合器的位置，在融合器頭端和中點添加鈦金屬絲標記線，如圖2所示。

2.融合器尺寸設計：融合器長度為患者關節(jié)面全長，將融合器放置在關節(jié)間隙內，術中在進行懸臂操作技術操作時可以起到支點的作用，復位寰樞椎水平脫位。融合器的長度設計為關節(jié)面矢狀徑長度，為了糾正寰樞椎關節(jié)后凸畸形，恢復生理前凸，融合器設計為前高后低，前凸的度數分為0°、10°和20°。融合器的寬度設計為6～10 mm，以2 mm為間距，共3個型號；將融合器的長度設計為15 mm和18 mm兩個型號。根據顱底凹陷程度，將融合器后緣的高度設計為5～12 mm，以1 mm為間距，共8個型號。以前凸0度、寬度10 mm、長度15 mm、后緣高度10 mm為例。

三、松解工具設計

關節(jié)撐開器設計采用鈍刃，插入關節(jié)間隙后，通過旋轉、撬撥松解撐開側方關節(jié)，松解寰樞椎前方張力帶。撐開器長度為30 mm，厚度為2 mm，寬度6～10 mm，間隔2 mm，如圖3所示。關節(jié)面刮刀用于刮除關節(jié)面軟骨，長度為25 mm，厚度為2 mm，寬度為6～10 mm，寬度型號間隔2 mm，為了避免損傷關節(jié)面，刮刀一側為鈍刃，另一側為銳刃，如圖4所示。擴張器和鉸刀的連接桿均標記深度為20 mm、25 mm和30 mm的刻度。連接桿長度為200 mm，連接桿尾端可以與T型把手連接。

圖2 融合器工程圖

Fig 2 The engineering drawing of cage

圖3 撐開器工程圖

Fig 3 The engineering drawing of brace implement

圖4 關節(jié)面刮刀工程圖

Fig 4 The engineering drawing of articular surface drawknife

討 論

2004及2005年，Goel等[7-8]相繼報道了在寰樞椎椎間關節(jié)內放置融合器，增加寰樞椎關節(jié)間高度，補償寰椎側塊與枕髁融合后丟失的寰椎側塊的高度。這一技術可以有效地復位顱底凹陷和寰樞椎脫位，取得了良好的療效，但由于Goel所使用的關節(jié)間融合器為其自制，無法推廣應用范圍。我們在前期的臨床工作中采用后路關節(jié)間松解，植入融合器，配合后路旋臂技術，可以有效復位顱底凹陷和寰樞椎脫位，并糾正寰樞椎后凸畸形和顱頸角，取得了良好的療效。由于缺乏專用的融合器，我們采用的是長度為23 mm，寬度為9 mm，高度為6～9 mm的腰椎融合器(強生公司)。如圖5所示，患者術后寰樞椎后凸畸形和顱頸角均得到明顯改善，術后隨訪癥狀得到明顯改善。但從術后復查的CT可見，由于我們所用的融合器長度過長，壓迫患者咽后壁，雖然患者沒有出現明顯吞咽困難等癥狀，但融合器形態(tài)大小不合適會在很大程度上影響復位的效果。

圖5 患者術前術后對比

Fig 5 Comparison of patients pre- and post-operation

A: Pre-operative MRI of T2images of the cervical spine in sagittal plane; B: Pre-operative sagittal reconstruction of CT; C: Pre-operative sagittal reconstruction of CT; D: An X-ray examination after placing the cage; E: Post-operative sagittal reconstruction of CT; F: Post-operative sagittal reconstruction of CT (CL=0.5 mm, ADI=0 mm, craniocervical tilt=62.3°).

顱底凹陷患者寰樞椎側方關節(jié)形態(tài)畸形[12-13]，表現為矢狀面傾角和冠狀面傾角都與正常人有很大區(qū)別，部分顱底凹陷患者關節(jié)突矢狀面傾角畸形嚴重，關節(jié)突后方椎弓峽部與枕鱗形成關節(jié)，關節(jié)變異嚴重。除此之外，顱底凹陷患者寰樞椎側方關節(jié)均不同程度陷入后顱窩，枕鱗嚴重遮擋關節(jié)面后方。顱底凹陷患者由于寰椎與枕骨融合，寰椎后弓和橫突與枕骨融合后，寰椎后弓的椎動脈溝和寰椎的橫突孔消失，導致椎動脈缺少骨性結構的引導，而走行異常，椎動脈經常從外側向內側跨越寰樞椎關節(jié)面后緣進入枕大孔，在松解寰樞椎關節(jié)和植入融合器過程中極易受到損傷。因此需要設計特殊的工具安全分離撐開寰樞椎側方關節(jié)間隙，以便植入關節(jié)間融合器。

通過測量我們發(fā)現顱底凹陷患者寰樞椎側方關節(jié)的長度、寬度均明顯小于正常人群，矢狀面傾角和冠狀面傾角均明顯大于正常人群。因此，我們根據顱底凹陷患者寰樞椎側方關節(jié)的形態(tài)數據，解剖學特點設計了專用的關節(jié)間隙松解工具和關節(jié)間融合器。關節(jié)間隙松解工具包括關節(jié)撐開器和關節(jié)刮刀，首先需要將窄的關節(jié)撐開器插入寰樞椎關節(jié)面內，通過旋轉撐開器撐開關節(jié)間隙，撐開關節(jié)間隙可以松解寰樞椎前方的張力帶，這是后路復位顱底凹陷合并寰樞椎脫位技術的關鍵。樞椎的上關節(jié)面的下方為樞椎椎動脈孔，在撐開關節(jié)間隙的過程中必須保證上下關節(jié)面骨性關節(jié)面的完整，一旦手術操作造成樞椎上關節(jié)面骨折，將失去其對融合器的支撐，融合器還可能因樞椎上關節(jié)面塌陷壓迫其下方的椎動脈孔內的椎動脈，造成椎動脈閉塞，威脅患者生命。因此關節(jié)間撐開器兩側被設計為鈍性，并從4 mm寬度開始，以2 mm為間距逐級增加撐開器寬度，根據齒狀突向上超出錢氏線的距離確定最終需要撐開關節(jié)間隙的高度。關節(jié)間隙撐開到預定高度后，用關節(jié)面刮刀，在關節(jié)間隙內慢慢旋轉，利用其刀刃刮除關節(jié)面上的軟骨，顯露骨性關節(jié)面，以便與植入的關節(jié)間融合器融合。

顱底凹陷患者寰樞椎關節(jié)存在后凸畸形，表現為顱頸角增大，矢狀面傾角增加(大于90°)，P·Sarat Chandra等[11]的文章中報道BI-AAD患者平均顱頸角為(84.0±15.1)°，正常人為(60.2±9.2)°；平均矢狀面傾角為(127.10±22.05)°，正常人為(87.15±5.65)°。該數據與我們所得數據結論一致，可以認為BI-AAD患者顱頸角一般大于70°，關節(jié)面矢狀面傾角大于100°。因此，將關節(jié)間融合器的前凸角設計為0°、10°和20°三個型號，以增加寰樞椎關節(jié)的前凸，減小后凸畸形。對于后凸嚴重的患者，還需要以融合器作為支點進行后路加壓復位寰樞椎之間的后凸畸形。

顱底凹陷寰樞椎脫位患者寰樞椎側方關節(jié)存在不同程度畸形，設計適合的關節(jié)間融合器是采用關節(jié)間融合后路復位內固定技術治療顱底凹陷寰樞椎脫位的關鍵，有望提高后路治療顱底凹陷合并寰樞椎脫位的復位率和融合率。

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