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骶骨椎弓根及侧块的应用解剖研究

2022-01-18 来源:爱问旅游网
864 中国脊柱脊髓杂志2010年第20卷第l0期 Chinese Journal ofSpine and Spinal Cord,2010,Vo1.20.No.10 骶骨椎弓根及侧块的应用解剖研究 李孟军 ,戴国强 ,占新华。,韩 爽 ,冯 志 ,蔡恩明 ,王金武2蒋海涛2,黄 敏z,廖广珊z,刘晓琳z (1上海市嘉定区安亭医院骨科201805上海市;2上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科、 上海交大医学院骨与关节研究中心200011上海市) 【摘要】目的:研究骶骨椎弓根及侧块的解剖学结构特点,为骶骨椎弓根和侧块螺钉内固定技术应用提供理论 依据。方法:随机选择60例成人患者骶尾骨螺旋CT图像资料,应用三维重建技术确定骶骨椎弓根和侧块的进 钉点,测量骶骨柞弓根和侧块的螺钉罟人钉道长度和角度。选择l5例成人尸体标本进行大体解剖,确定骶骨 椎弓根和侧块的进钉点,并测量螺钉置人的钉道长度和角度。结果:S1~S5的椎弓根和侧块变化较大但左右对 称,椎弓根进钉点位于横突中线与骶后孔中点连线交点,侧块进钉点位于横突中线与骶外侧嵴交点内侧,椎弓 根钉的钉道角度外倾约20。,侧块螺钉轴线内倾约20。 椎弓根、侧块及第一二尾骨均可容纳4mm以下的螺钉。 骶骨椎弓根(S2~S5)足}}1五面皮质骨围绕而成的“ 棱什”状结构,而侧块只有3面皮质骨同城.且皮质骨壁间 距大,对螺钉的夹持力较弱 而侧块钉道K度在S1~S3髂骨樊内K度较大,约为35 45mm.而s4 S5的侧块 钉道长度与椎弓根接近,约10~15mm,置钉文验发现椎弓根和侧块发生位置错误的概率无显著性差异(t9> 0.05)。结论:骶骨的椎弓根和侧块以及尾骨都町为骶尾 肖 折内固定和稳定性重建提供有效的同定解剖基础. 椎弓根钉固定较侧块固定技术可能更方便、更牢同 【关键词】骶骨;椎弓根;侧块;尾骨;应用解剖学 doi:10.3969 ̄.issn.1004—406X.2010.10.18 中图分类号:R322.7 文献标识码:A 文章编号:1004—406X(2010)一10—0864—04 Anatomic study of pedicle and lateral mass of sacrum and coccyx/LI Mengjun,DAI Guoqiang,ZHAN Xinhua,et al//Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,2010,20(10):864-867 【Abstract】Objective:To study the anatomic structure of sacral mass and pedicle from S1 to s5 and coccyx and to provide evidence for instrumentation at sacral and lateral mass.Method:CT images of 60 cases were collected randomly.The three dimensional image reconstruction was taken to explore the screw anchoring point at sacral pedicle and lateral mass as well as measuring the orientation and length and width of the sacral pedicle and lateral mass screw trace.And 15 cadaver specimens were collected.and the eounterpa ̄s related to the screw fixation were also determined.Result:The screw anchoring point at pedicle and lateral mass from S 1 to S5 was sited symmetrically.The anchoring points for sacral pedicle screws located at the intersection of the line connecting adjacent posterior sacral foramina and median line of sacral transverse process.While the anchoring point for lateral mass screw was on the media side of intersection between median line of sacral transverse process and lateral sacral crest.The shape of the sacrum pedicle from S2 to S5 were”three prism” with 5 cortex wall,while,the lateral mass comprised of only 3 codex walls.The width of sacral pedicle from S1 to S5 and from Col to Co2 was enough to hold the screws of lcss than 4.0ram diameter.The range of pedicle length from S1 to S5 was from lOmm to 45mm.with the maximum length at S1-¥3 media wing of iliac crest(35—45mm),and the angles of pedicle and lateral mass screws were about 20。.No signiifcant difference was found with respect to misplacement of screw between pedicle screws and lateral mass screws (P>0.05).Conclusion:Both sacral pedicle and lateral mass can provide enough space for screw placement due to sacrum and coccyx fracture,and pedicle screw fixation is more reliable and easier to manage than lateral mass fixation. 【Key words】Sacrum;Coccyx;Pedicle;Lateral mass;Applied anatomy 【Author s address】Department of Orthopedics,Anting Hospitl,aShanghai,201805,China 基金项目:L海市嘉定区科委立项资助项目(JKJ 2007~029) 第一作者简介:男(1966一),医学硕上,副主任医师,研究方向:脊柱外科 电话:(021)59561 105 E—mail:lin1en un590@s0hu.corn 中同脊柱脊髓杂志2010年第2O卷第1O期 Chinese Journal ofSpine and Spind co ,2010,Yo1.20,No.10 865 骶骨具有不同于胸腰椎的解剖特征,骶骨本 身并没有典型的椎弓根和侧块,为研究方便,本课 题组定义骶骨横突与锥体间的过渡区为椎弓根, 横突末端与骶髂关节面接触部融合区(含骶骨翼) 统称为侧块。目前,关于骶骨的解剖学研究多集中 在S1、S2,而S2以下骶骨椎弓根的应用解剖学研 究尚未见报道ll 11。为探索骶骨椎弓根和侧块的解 剖特征及固定技术的可行性,本课题组对骶骨椎 弓根及侧块的解剖基础和相关特征进行影像学和 解剖学研究,旨在为骶尾骨骨折内固定和骶尾骨 重建技术提供理论依据。 1材料与方法 1.1材料与设备 采用随机选取的我院2004年1月~2009年 12月的60例成人骶尾骨螺旋CT扫描图像资料。 其中男31例,女29例,年龄19~78岁,平均45.5 岁。尸体标本由第二军医大学解剖实验室提供,l5 例均属为较新鲜、存放固定时间小于l2个月的成 人尸体标本,其中男9例,女6例,年龄19~76 岁,平均43.8岁。 试验器械均购自上海市医疗器械有限公司. 游标卡尺、量角器(上海测量仪器厂生产)。试验用 钢板、螺钉由上海市浦卫医疗器械有限公司提供。 应用美国CE螺旋CT、DW2.4处理软件进行三维 重建图像操作及数据测量。 1.2研究方法 1.2.1 CT片测量 应用美国GE螺旋CT配套 DW2.4处理软件三维成像技术重建骶尾骨CT三 维图像进行测量,取骶骨轴位垂直切面,依次从 S1~Co2(第二尾骨,Coccyx 2)与骶骨垂直截面选 取,选取介于两个骶骨后孔之间的中问点的截面 (亦即椎弓根的中央),推断出标记点(进钉点),测 量骶骨侧块和椎弓根螺钉置人钉道长度和角度 (图1、2),在后位图像垂直位测量骶后孔之间的 最小距离作为椎弓根的宽度参考值。测量尾骨时 选取矢状位切面测量其厚度和长度。 1.2.2尸体标本解剖及测量 先完成大体解剖. 观察骶骨前孔与骶神经、髂血管、直肠等脏器的关 系,去除皮肤、皮下脂肪、肌肉组织,仅留神经根、 骶尾骨。测量骶骨后孔之间的距离作为椎弓根的 宽度。咬除骶骨椎板,显露S1~S5椎弓根(图3)后 面,截面以两侧两个骶骨后孔之间最短连线的中 点为切入线角度与骶骨轴垂直截取,在截面上采 用游标卡尺、量角器自动读数,精确到0.1mm及 0.1。,确定进钉点、出钉点,以及椎弓根钉和侧块 钉的钉道的长度和角度。s5由于侧块消失,对临 床治疗无意义,未做研究。选取正中矢状位切面测 量尾骨的厚度、长度,作为螺钉固定的参考依据。 1.2.3螺钉置人实验选择8例较完整的典型尸 体标本,根据本研究定位技术数据应用螺钉进行 置入试验,用手锥钻孑L,钻开背侧及对侧骶骨皮 质,钻孔直径2.5ram,测深后拧人直径3。5ram松 质骨螺钉透过对钡0皮质(<2ram),S2、S3侧块因深 度太大可不使螺钉透过对侧皮质,同一节段右侧 拧人椎弓根钉,左侧拧入侧块螺钉,S5只用椎弓 根钉,在尾骨的中点处拧人螺钉.然后再进行解剖 验证,方法同上。 1-3统计学处理 所得数据采用美国SPSS 13.0软件处理,计 数资料采用 检验,计量资料采用t检验,差异显 著性标准设定为P<0.05水平。 2 结果 2.1 CT片及解剖测量结果 骶骨各个节段椎弓根、侧块的钉道长度、角 度、椎弓根宽度,以及尾骨长度和厚度测量结果见 表1。CT图像测量结果较尸体标本解剖测量数值 略大。但并无显著性差异(/9>0.05)。尾骨CT测量 Col的长度为12.8 ̄2.5mm,厚度为10.2 ̄1.6mm: Co2的长度为10.4 ̄1.7mm,厚度为9.6 ̄1.8mm。尾 骨尸体解剖测量结果:Col的长度为15.8± 3.7mm,厚度为10.6 ̄2.4mm;Co2的长度为11.3± 1.8mm.厚度为10.4 ̄2.8mm。 2.2椎弓根及侧块进钉点定位及置钉结果 第一骶椎(S1)椎弓根与腰椎相似,进钉点位 于Sl关节突外侧缘与骶骨上缘和第一骶后孔之 间的连线中点上,侧块钉进钉点属同一点;S2~S5 椎弓根进钉点位于相邻骶后孔之间连线与横突中 线交点,外倾角约20。;Col、Co2的进钉点分别位 于第1、2尾骨的中点:S2以下骶骨椎弓根处于骶 骨后板的掩盖之下,骶骨椎弓根结构特殊,类似 “三棱柱”状(图4),其外侧壁为上下骶后孔内侧 及对应壁骨质,内侧壁为骶管侧壁,底为骶骨体前 壁,顶面为朝向骶骨后面介于两个骶后孔间的横 突根部与骶管侧壁之间区域,呈口小、底大“三棱 柱”状皮质骨结构,其轴线外倾约20。。 S2~S5侧块进钉点位于相邻骶后孔外侧缘连 866 【 脊柱脊髓杂志2010年第20卷第10期 Chinese Jourmd of却 n md印imd Cord,2010,Vo1.20,No.10 线与横突中线交点的骶外侧嵴内侧,内倾角约 20。。用两个骶后孔之间的连线上骶后孔间的距离 代表椎弓根的直径较可靠和实用。椎弓根钉的出 骶尾骨位于人体中轴上,是连接脊椎与骨盆 的结构和力学传导枢纽,也是骨盆的重要组成部 分,骶骨骨折占骨盆骨折的16%~30%1 ,保持骶尾 骨的完整对恢复人体正常负重和行走功能.以及 大小便和性功能都具有重要意义。 钉点位于骶骨体前面边缘内侧椎体前中线外侧的 1/3处(图5)。 本实验组共计拧人椎弓根钉40枚,侧块钉 骶前间隙结构疏松,静脉丛不发达。髂内动静 脉、骶丛神经位于骶前孑L外侧,而骶骨椎弓根钉的 出钉点位于骶前孑L内侧缘连线的内侧,恰好可避 开神经、动静脉等重要结构,椎弓根钉如果透出皮 质小于2ram,则被认为是安全的.不会造成前方 30枚,尾骨钉】6枚,解剖证实进人骶管2枚 (5%),进入骶骨神经孑L 2枚(5%),进入骶髂关节 3枚(10%),侧块与椎弓根组对比发生置钉位置 错误概率无显著性差异 =1.247,P>O.05)。尾骨 螺钉无进入椎间盘和软组织发生。错误置入的螺 钉都发生在S2~S4节段,与神经根贴近,无直接 挤压、刺断、贯穿等损伤类型。 3讨论 器官的损伤。骶骨侧块位于髂骨深面,且被韧带组 织覆盖,显露较困难,因此侧块螺钉容易进入骶髂 关节、损伤骶前血管丛、神经丛等。断面解剖发现 骶管较宽大、前后扁平呈“人”字型,位于骶骨后 方,椎板菲薄,棘突不发达,神经根管和神经孔呈 分叉状与骶管相接,螺钉经过神经根后距离椎体 3.1骶尾骨基本解剖特点 表1 CT图像及尸体标本上各指标测量结果 (; ) 管 B骶督壁 c_L位骶后孔 E推弓根“兰棱柱 状戡蕊豳 D下位骶后孔 F骶骨孔骨壁 图1骶骨CT i维成像欠状面截面角度爪意图 图2 S1骶骨横截面测量椎弓根、侧块示意图 图3 CT 维重建骶 骨椎弓根、骶管后剖面 图4骶骨椎弓根“j棱柱”状截 观示意图 图5骶骨椎弓根钉及侧块钉模型示意图 中围脊柱脊髓杂志2010年第20卷第1O期 Chinese Journtd of ine and incd c0 ,2010,Vo1.20,No.10 867 前缘有较长距离,只要进钉点定位正确,骶骨椎弓 根钉固定技术是安全的I41。 3.2应用CT三维重建技术研究的可靠性 应用CT j维重建技术重建骶尾骨模型,充 分发挥随意可控切割的特点,逐层剖开发现骶骨 骨.且直径较小,对螺钉的夹持力较大,而侧块主 要由外侧及前后壁骨皮质维持强度,且上下面宽 大,对螺钉的夹持力弱;②S2~S3侧块厚度极大, 螺钉难以贯穿双侧皮质,靠单侧皮质骨和较长的 深度,仍然难以超过椎弓根所提供的力学强度;⑧ 骶骨体的生物力学传导主要经过椎体、椎弓根传 导到达侧块,再传导到双侧髂骨,而侧块关节面宽 大,故椎弓根承受的生理应力远大于侧块,骨质结 构紧密.所以椎弓根、椎体的骨质强度也大于侧 椎弓根位于骶骨后皮质骨板下,呈“三棱柱”状,其 进钉轴线斜向椎体前中线方向约20。,由于椎弓 根轴线自后外斜向前内,其进钉点位于两个骶后 孔连线中点是一种安全的选择,与相关报告的关 节突嵴(即骶中间嵴)外侧 不同,考虑可能是因 为骶骨的关节突已明显退化,难以作为解剖定位 标记,骶后孑L、横突融合而成的横突则成为其主要 特征.解剖显示用两个骶骨后孑L之间的距离代表 椎弓根的宽度(直径)是可靠选择。尾骨可以容纳 1枚直径4mm的螺钉,进钉点为尾骨的中点。 骶骨不同节段椎弓根及侧块的进钉角度和长 度虽然解剖变异较大,但前后骶孔、椎弓根宽度双 侧对称I7I。本研究显示,第一骶椎的椎弓根和侧块 的平均直径大于17mm。长度基本相等,应用直径 7ram以下的椎弓根钉是安全的:第二骶椎的椎弓 根平均直径大于12ram.应用直径4mm以下的螺 钉,侧块应用直径6mm以下的椎弓根钉是适合 的:第3骶椎以下的椎弓根平均直径大于10ram, 因此椎弓根和侧块、尾骨都可接受直径3.5ram螺 钉固定。进钉角度和长度应以个体检查为准。根据 CT研究结果,本研究尸体标本椎弓根置钉准确率 可达90%以上,证明了这一设计的合理性和实用 性,说明计算机模拟技术可同实体及尸体实验一 样,成为可靠指标。在测量操作中,截面的角度对 测量结果影响较大,骶后孔间的距离测量变异较 大,应以两个骶骨后孑L的最小距离连线中点为参 照标准来确定。 3.3椎弓根及侧块的解剖特点与固定强度的关 系 尸体标本实体测量较影像学研究更真实.但 尸体标本测量与CT三维测量不同,尸体标本测 量难以排除软骨、韧带结构的影响,但尸体解剖容 易去除角度、变异的影响,可重复性操作,使结果 更加真实可靠。虽然各个椎弓根及侧块的钉道测 量值略大于CT测量值,但无统计学差异 骶骨椎 弓根骨质硬度大于侧块,主要原因是:①椎弓根由 五面皮质骨组成一个“三棱柱”(上下骶骨孔骨壁、 椎管侧壁、椎弓根前后壁组成)状,管壁四面皮质 块;④维持骶骨的稳定,椎弓根钉的力臂明显短于 侧块。侧块钉固定的固定阻力臂较长会减少固定 效果.故椎弓根钉固定技术与侧块相比具有更强 的力学基础。由于骶骨体内主要为松质骨,为保障 力学要求.不管是侧块还是椎弓根钉都应突破前 皮质,达到双侧皮质固定,以增强固定力,突破的 长度应小于2ram[ ,使安全性和坚固性都能得到 保障。 本研究应用计算机三维重建技术结合尸体解 剖研究,初步确定骶骨椎弓根及侧块的解剖特点、 螺钉进钉点、进钉角度等数据,由于不同民族、性 别、个体间骶骨椎弓根、侧块差异较大,尚需多人 种大样本研究,而骶骨固定专用钢板和螺钉的开 发更有待进一步研究。 4参考文献 1.Akesen B,Wu C,Mehbod AA,et a1.Biomeehanical evaluation fo paracoccygeal transsacral fixation[JJ_Spinal Disord Tech, 2008,21(1):39—44. 2.刘景臣,李野武,云涛等.骶2椎弓根置钉的应用解剖学研究}JJ. 中国脊柱脊髓杂志,2010,20(2):152—155. 3.Sar C.Kilicoglu O.Sl pediculoiliac screw fixation in instabili- ties of the sacrailiac complex:biomechanical study and report of two cases[J].J Orthop Trauma,2003,17(4):262—270. 4.刘正津,陈尔瑜.临床解剖学丛书・胸部和脊柱分册[M].北京:人 民卫生出版社.1996.284—288. 5.Lehman RA Jr,Kuklo TR,Belmont PJ Jr,el a1.Advantage of pedicle screw fixation directed into the apex of the sacral promontory over bicortical fixation【J].Spine,2002,27(8):806— 8l1. 6.王奇,黄其杉,王向阳,等.骶骨后路钉板同定的解剖学研究lJ】. 中华骨科杂志,20l0,30(3):277—281. 7.Weh JM,Kraus K H.Unstable sacral fractures:associated in— juries and morbidity at 1 year[J].Vet Surg,2007,36(8):775— 782. (收稿日期:2010—05一l3修四日期:2010—08—18) (英文编审 蒋 欣/贾丹彤) (本文编辑彭向峰) 

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