郭 沖 王秋安 孟 強(qiáng) 袁 峰 吳繼彬

(徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科，徐州 221000)

頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)常被稱為頸椎小關(guān)節(jié)(cervical facet joints，CFJ)，由相鄰頸椎椎體的上、下關(guān)節(jié)突位置相互對應(yīng)，共同形成滑膜關(guān)節(jié)[1,2]，其同前方的椎體以及椎間盤一起維持頸椎的穩(wěn)定[3]。CFJ與前方的椎體平面形成40°～45°的夾角，活動范圍較大，但較不穩(wěn)定，且易受損傷。頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的這種解剖學(xué)特征是發(fā)生退變性改變的解剖學(xué)基礎(chǔ)[4]。近年來，臨床、影像和生物力學(xué)等方面的研究顯示，頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退行性改變是引起頸椎失穩(wěn)和神經(jīng)壓迫癥狀的重要原因之一[5～7]。退變性頸椎疾病所致椎管狹窄引起的神經(jīng)根壓迫癥狀最安全有效的治療方式是手術(shù)。隨著對頸椎小關(guān)節(jié)界面間撐開器研究的不斷深入，曾輝等[8]認(rèn)為頸椎小關(guān)節(jié)界面間撐開器是目前治療退變性頸椎疾病更為理想的方式之一。由于該方法需要在術(shù)中將頸椎小關(guān)節(jié)撐開器直接置入關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的間隙內(nèi)，需要匹配每個不同的頸椎節(jié)段的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，由于頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)解剖形態(tài)比較復(fù)雜，加上個體差異較大，在手術(shù)中常不容易對其進(jìn)行全面而細(xì)致的觀察。此前對頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的研究多局限在尸體解剖學(xué)和生物力學(xué)的觀察[9,10]，三維立體全面的描述報道較少。我們利用64排三維螺旋CT重建后的頸椎三維圖像以及我院影像歸檔和通信系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication Systems，PACS)，從矢狀面、橫斷面、冠狀面對頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的各個參數(shù)進(jìn)行測量，為后期個性化制作不同規(guī)格的頸椎小關(guān)節(jié)界面撐開器提供詳細(xì)可靠的數(shù)據(jù)資料，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2019年9月～2020年5月于我院急診及體檢中心行頸椎三維CT檢查200例(男女各100例)，選擇標(biāo)準(zhǔn)：無頸部手術(shù)治療史，螺旋CT圖像顯示無明顯骨質(zhì)增生、椎管狹窄、椎間盤突出、感染以及腫瘤。年齡18～40歲(平均年齡男32.1歲，女31.2歲)。測量C2～3、C3～4、C4～5、C5～6、C6～75個節(jié)段共2000個關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的三維參數(shù)。

1.2 頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的觀察、測量方法

患者行頸椎三維CT檢查后，利用三維螺旋CT強(qiáng)大的圖像后處理功能重建圖像后將薄層數(shù)據(jù)傳輸至我院PACS。本研究所有參數(shù)是在PACS影像系統(tǒng)窗口界面手工進(jìn)行的測量，分別在頸椎三維螺旋CT的矢狀面、橫斷面和冠狀面測量以下各指標(biāo)。①頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后徑：選取PACS中頸椎三維CT矢狀面上下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面接觸最大切面進(jìn)行測量(圖1)；②頸椎小關(guān)節(jié)間隙間距：選取頸椎三維CT橫斷面進(jìn)行參數(shù)測量(圖2)，由于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)個人差異比較大，且關(guān)節(jié)間隙常不等寬，本研究選取關(guān)節(jié)間隙最寬處測量；③頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)左右徑：選取頸椎三維CT冠狀面關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)接觸面最寬的平面測量(圖3)。利用PACS自身的測量功能依次測量C2-3、C3～4、C4～5、C5～6、C6-7雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后徑、關(guān)節(jié)間隙間距以及左右徑，2次測量取平均值，數(shù)值精確到0.01 mm。所有參數(shù)的測量、讀數(shù)及記錄均由第一作者獨(dú)立在我院PACS上完成，測量時選取同樣的窗寬、窗位、放大率。

圖1 矢狀面關(guān)節(jié)前后徑測量 圖2 橫斷面關(guān)節(jié)間隙間距測量 圖3 冠狀面關(guān)節(jié)左右徑測量

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 矢狀面上、下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后的測量結(jié)果

頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后徑男性為8.5～13.0 mm、女性為8.0～12.0 mm，C2～3～C6～7各節(jié)段由上至下逐漸增大，其中C6～7節(jié)段最大，男性為(11.619±1.337)mm，女性為(10.916±1.316) mm。C2～3～C6～7各節(jié)段前后徑男、女間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均為男性明顯大于女性 (表1) 。

表1 各節(jié)段頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后徑男、女比較mm

2.2 橫斷面關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙間距的測量結(jié)果

各節(jié)段頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙間距男、女之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，小關(guān)節(jié)間隙間距男性為0.7～1.5 mm，女性為0.5～1.2 mm，各個節(jié)段參數(shù)均為男性明顯大于女性。各節(jié)段參數(shù)自上而下逐漸增寬， C6～7節(jié)段最寬，男性為(1.288±0.274) mm，女性為(1.125±0.164) mm，見表2。

表2 各節(jié)段頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙間距男、女比較mm

2.3 冠狀面關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)左右徑的測量結(jié)果

CFJ左右徑男性為9.0～13.5 mm，女性為8.0～12.5 mm, 各節(jié)段參數(shù)隨頸椎節(jié)段向下而逐漸增大，各個節(jié)段男、女左右徑參數(shù)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均為男性參數(shù)明顯大于女性參數(shù)，其中C6-7左右徑最大，男性為(12.348±1.076)mm，女性為 (11.536±1.137) mm，見表3。

表3 各節(jié)段頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)左右徑男、女比較mm

3 討論

本研究利用我院影像科三維螺旋CT對納入標(biāo)準(zhǔn)的樣本頸椎CT圖像進(jìn)行三維立體重建得到矢狀面、橫斷面、冠狀面后，通過我院PACS自帶的測量工具進(jìn)行參數(shù)測量并記錄。考慮到頸椎的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)從40 歲開始發(fā)生退行性改變，到60歲以后頸椎小關(guān)節(jié)的退行性改變是普遍存在的[11]。因此，本研究選取40歲以下樣本，排除因年齡增長引起的退行性改變對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)各參數(shù)測量的影響。此前對CFJ的觀察和測量多局限于尸體標(biāo)本解剖的研究，對頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的影像學(xué)的研究較少，主要集中在X線和常規(guī)CT[12,13]，但X線圖像是一維的，而常規(guī)頸椎CT檢查只能提供橫斷位圖像，如三維螺旋CT將掃描圖像進(jìn)行重建后在三維狀態(tài)下充分顯示頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的形態(tài)。近年來，三維螺旋CT實(shí)現(xiàn)真正的容積數(shù)據(jù)采集，不僅保證掃描圖像的質(zhì)量，而且提高空間分辨率以及對掃描圖像的后處理功能，可以將掃描的原始數(shù)據(jù)二次處理完成三維立體重建，獲得更加精細(xì)的三維立體圖像，不僅可以多角度、多平面顯示骨骼系統(tǒng)及其周圍結(jié)構(gòu)的形態(tài)，而且可以立體、直觀地再現(xiàn)其空間解剖關(guān)系，還可以利用PACS自帶的測量功能更加方便的對頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在矢狀面、橫斷面、冠狀面進(jìn)行精細(xì)準(zhǔn)確的解剖學(xué)測量，克服X線片和常規(guī)CT只能通過單一角度觀察關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的局限性，提高觀測的準(zhǔn)確性[14～16]。本研究對不同性別、不同節(jié)段，利用三維螺旋CT將掃描的原始圖像進(jìn)行三維立體重建后，按上述方法分別在三維平面上針對性地對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)進(jìn)行全面細(xì)致精確的觀察和參數(shù)測量。通過測量全部頸椎節(jié)段CFJ三維參數(shù)能比較全面地反映頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)對頸椎整體穩(wěn)定性及活動度的影響。

自1983年Denis[17]首次提出脊柱的“三柱理論學(xué)說”以來，很多學(xué)者已研究證實(shí)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)是脊柱后柱的重要骨性結(jié)構(gòu)[18,19]，對維持頸椎整體穩(wěn)定性和正常生理活動有十分重要的意義[20，21]。頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的上關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面朝上，偏向后方，樞椎的關(guān)節(jié)面近于水平，下關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面朝下，偏于前方，使其與前方椎體平面形成40°～45°夾角。此外，頸椎小關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)囊薄且比較松弛，可以滑動，加之頸椎橫突間缺乏韌帶固定，基于其特殊的解剖學(xué)關(guān)系，故頸椎的活動性較好，穩(wěn)定性比較差，容易受到損傷。本研究結(jié)果顯示橫斷面在C2～3、C3～4、C4～5、C5～6、C6～7各節(jié)段關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙的間距自上而下逐漸增寬，其中C6～7節(jié)段間距最寬，各節(jié)段參數(shù)均為男性明顯大于女性，男、女差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，此結(jié)果與 Yoganandan等[1]在尸體上的研究結(jié)果類似。在矢狀面頸椎C2～3、C3～4、C4～5、C5～6、C6～7節(jié)段，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的上下徑參數(shù)男、女間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所有參數(shù)均為男性明顯大于女性；在冠狀面關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)左右徑的情況十分相似，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的左右徑隨著頸椎向下而依次增大，各節(jié)段左右徑參數(shù)同樣是男性明顯于女性，男、女間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與黃袁遲等[22]的研究結(jié)果稍有差異。我們考慮這種差異可能與測量方法及測量平面選取方法不同有一定關(guān)系。我們認(rèn)為不管是頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)形態(tài)的異常，還是頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)前后徑、間隙間距以及左右徑參數(shù)的異常都可能是影響頸椎整體穩(wěn)定性及活動度的一個重要因素。

退變性改變是人體生長發(fā)育停止后隨之出現(xiàn)的自然現(xiàn)象，無法避免，其中椎間盤是人體最先發(fā)生退行性改變的組織，其退行性改變可能會和頸椎小關(guān)節(jié)以及其周圍韌帶的退行性改變同時發(fā)生或相繼出現(xiàn)。Stemper等[23]的研究表明，頸椎椎間盤退行性改變導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)段椎間隙高度減低，進(jìn)而引起關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)承受的壓力顯著增加，造成頸椎小關(guān)節(jié)發(fā)生退行性改變，久而久之可引起“頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)痛”。另外，CFJ構(gòu)成頸椎椎間孔的后壁，前方脊神經(jīng)根相鄰,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退變性改變，可導(dǎo)致頸椎椎間孔狹窄，造成脊神經(jīng)根受壓，并產(chǎn)生一系列臨床癥狀。本研究顯示同一個體同一節(jié)段的左右2個關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的形態(tài)和測量參數(shù)往往也存在差異，這種差異是否與頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的退行性改變有關(guān)尚需進(jìn)一步研究。

目前，解除退變性頸椎病變導(dǎo)致的神經(jīng)根壓迫癥狀最有效的是通過手術(shù)操作擴(kuò)大椎間孔，最常用的2種方式：一種是將病變節(jié)段椎間孔后側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)界面間的間隙增大；另一種是恢復(fù)相對應(yīng)的節(jié)段上下椎體間的高度[24]。以上2種方式多采取傳統(tǒng)開放性手術(shù)，切口較大，組織破壞多，術(shù)中出血較多，術(shù)后恢復(fù)時間長。更為理想的方式是通過頸椎后路微創(chuàng)手術(shù)利用頸椎小關(guān)節(jié)界面撐開器水平縱向撐開頸椎關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)間隙，直接的擴(kuò)大椎間孔空間，使受壓的神經(jīng)根可以得到充分而有效的減壓，最終緩解臨床癥狀。微創(chuàng)手術(shù)方式較傳統(tǒng)開放性手術(shù)的優(yōu)勢是手術(shù)切口小，對頸部組織破壞較少，術(shù)后恢復(fù)快，對術(shù)后頸椎穩(wěn)定性影響較小。本研究通過對頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)三維參數(shù)的測量和分析，主要是希望為后期頸椎小關(guān)節(jié)界面撐開器的個性化制作提供詳細(xì)可靠的數(shù)據(jù)資料，為以后頸椎后路微創(chuàng)手術(shù)治療的成功提供保證。本研究僅測量正常人群的頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，并不能代表病變?nèi)巳簲?shù)據(jù)，樣本量并不是很多且均來自徐州地區(qū)，希望通過多中心、多地區(qū)、大樣本的測量，同時與實(shí)體標(biāo)本解剖學(xué)測量進(jìn)行對照研究，增加測量參數(shù)的真實(shí)性及可靠性。