華東地區健康成人頸椎椎間孔影像學參數測量

謝 棟，許晨輝，葉 程，劉 威，王瓏清，朱 奇，楊立利

海軍軍醫大學長征醫院脊柱外科，上海 200003

頸椎病是中老年人常見病之一，以頸肩部酸痛、上肢麻木無力、放射性疼痛等為主要癥狀，這些癥狀與椎間孔處神經根和神經節受壓密切相關，其中神經根型頸椎病及以神經根型為主的混合型頸椎病最為多見，占60% ~ 70%［1］。目前對神經根型頸椎病的研究多集中于椎間盤、骨贅等外來致壓物方面，而對于頸椎椎間孔本身的研究則較為少見。數字骨科學是計算機科學與骨科學相結合的一門交叉學科，能夠精確地顯示正常或病變骨骼復雜的三維結構，并可多角度旋轉觀察，進行剖析、測量等操作［2］。本研究利用64排雙源CT機和數字骨科系統對華東地區健康成人頸椎椎間孔的形態及相關參數進行觀測，尋找頸椎椎間孔形態、徑值、面積等的變化規律，為神經根型頸椎病的深入研究提供依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

通過預實驗結果確定樣本量后，通過簡單隨機化方法選取華東地區來本院體檢的健康成人191名，其中男95名、女96名。入選條件：①年齡18 ~ 60歲，體型發育正常；②既往無頭、頸、肩部外傷病史；③既往無頸肩部酸脹、疼痛及活動受限，無上肢疼痛、麻木、足底踩棉花感、步態不穩等頸椎病常見癥狀；④頸肩部活動度正常，無壓痛、無叩擊痛，壓頸試驗陰性，臂叢牽拉試驗陰性，四肢肌力無減退，肌張力無增高，四肢骨膜反射及腱反射正常，溫觸覺、痛覺等淺感覺及位置覺等深感覺無異常，Hoffmann征、Babinski征等病理征陰性；⑤標準頸椎正側位、雙斜位X線片示頸椎曲度、椎間盤高度、椎間孔等無異常；⑥將檢查的輻射影響等告知入選的體檢人員，其充分知曉并接受后續相關檢查。

1.2 頸椎椎間孔形態及參數影像學測量

CT檢查采用飛利浦64排雙源CT機，掃描范圍從枕骨至T1。掃描參數：電壓120 kV，電流500 mA；掃描速度0.42 s/360°，螺距0.9∶1.0，層厚3.0 mm，采集方式64層/360°，重組間隔為1.0 mm，以標準算法重組；掃描時間為8 ~ 14 s，重建層厚為1.0 mm。運用SuperImageTMOrthopedics Edition數字骨科系統對CT掃描圖像進行重建，包括冠狀面、矢狀面、橫斷面和任意角度斜位圖像。全部椎間孔形態及相關參數均由3位熟練的專業醫師在相同窗寬、窗位、放大率及最佳角度下測量觀測。

運用數字骨科系統重建枕骨粗隆至T1下緣三維圖像，調整至相同的最佳投射角度，3位專業醫師對雙側椎間孔相關參數分別測量后取平均值，如果數據差異較大則由格拉布斯法判斷，將“可疑值”從此組測量數據中剔除，不參與平均值的計算。①椎間孔形態：分別從椎管外（圖1a）及椎管內（圖1b）觀測最佳投射角度下各椎間孔形態。②縱徑：椎間孔下位椎弓根上緣內側中點至上位椎弓根外側中點的距離（圖1c）。③橫徑：分為上前后徑和下前后徑，上前后徑為上位椎體后下緣至下位椎體上關節突前上緣的距離，下前后徑為下位椎體后上緣至上位椎體下關節突前下緣的距離（圖1d）；橫徑均值為上前后徑和下前后徑的均值。④橫截面積：3位醫師從椎管內外各測量1次頸椎椎間孔矢狀位的橫截面積，取平均值（圖1e）。

1.3 統計學處理

采用SPSS 21.0軟件對所測參數進行統計分析。計量資料以±s表示，不同節段之間各參數的比較采用單因素方差分析，不同性別之間各參數的比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以頻次和百分數表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法；以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

由表1可見，CT三維重建圖像下的頸椎椎間孔形態可分為類圓形、類橢圓形、紡錘形、不規則形等，C2/C3椎間孔以類圓形多見，占60.99%（233/382）；C3/C4/C5/C6/C7椎間孔以類橢圓形為主，分別占51.31%（196/382）、54.45%（208/382）、59.69%（228/382）、49.48%（189/382）。不同性別之間相同節段椎間孔形態分布差異無統計學意義（P＞ 0.05）。

由表2可見，在全體研究對象中，頸椎椎間孔的縱徑和上前后徑均從C2/C3到C6/C7逐漸減小；橫徑均值和橫截面積從C2/C3到C6/C7大致呈減小趨勢，C2/C3椎間孔最大，C6/C7椎間孔最小；下前后徑C2/C3椎間孔最大，C3/C4椎間孔最小。不同節段椎間孔之間的各參數差異均有統計學意義（P＜0.05）。

由表3可見，男性和女性各節段頸椎椎間孔形態相關參數的變化趨勢均與全體研究對象一致，男性和女性之間同一節段椎間孔各參數差異均無統計學意義（P＞0.05）。

圖1 椎間孔形態的CT三維重建圖像及各參數測量Fig. 1 Morphology of intervertebral foramen in CT three-dimensional reconstruction image and measurement of related parameters

表1 頸椎各節段椎間孔形態Tab. 1 Morphology of intervertebral foramen at each segment N=382

表2 全體研究對象頸椎各節段椎間孔形態參數Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

表2 全體研究對象頸椎各節段椎間孔形態參數Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

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表3 男性和女性頸椎各節段椎間孔形態參數Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

表3 男性和女性頸椎各節段椎間孔形態參數Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

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3 討 論

頸椎椎間孔是呈漏斗狀的有一定縱深的骨性神經根管，由上壁、下壁、前壁、后壁及出入口構成。頸神經根分別從相同序列椎體的上方椎間孔穿出，神經根及其周圍的脂肪、血管、纖維間隔等組織共同走行于頸神經槽；頸神經槽分為內側區（椎間孔部）、中間區（椎動脈部）、外側區（橫突嵴）3部分，其中內側區的病變是引起神經根型頸椎病的重要因素［3-4］，同時，頸椎關節突關節面傾角也影響著椎間孔形態［5］。本研究發現，頸椎椎間孔形態在健康成人不同性別間差異無統計學意義。椎間孔的形態包括類圓形、類橢圓形、紡錘形、不規則形等；C2/C3節段雙側椎間孔形態以近圓形為主，類橢圓形也占有一定比例。C3/C4/C5/C6/C7節段雙側椎間孔形態以類橢圓形為主，同時類圓形和紡錘形所占比例也較大。Kruse等［6］的研究顯示，正常成人頸椎椎間孔的形態以類長方形為主，與本研究結果不一致，可能是對椎弓根上緣及下緣的形態描述不同導致，本研究將其描述為弧形，因此，椎間孔的形態以類橢圓形及類圓形為主。

頸椎各椎間孔的縱徑和上前后徑均隨著椎間孔序列的增加而減小，C2/C3最大，C6/C7最小；而下前后徑C2/C3最大，C3/C4最小。頸椎椎間孔橫截面積的變化趨勢與頸椎椎間孔橫徑相似，均為從C2/C3到C6/C7大致呈減小趨勢，說明兩者相關性較大，考慮椎間孔狹窄主要與橫徑變小有關。C2/C3到C6/C7椎間孔橫徑、縱徑及橫截面積之間差異均有統計學意義，同一節段不同性別之間各參數差異無統計學意義，與既往研究［1，3，7-8］結果一致。此外，有研究報道，頸椎椎間孔的形態及相關參數在正常成人組也存在差異，隨著年齡增加，椎體及附件發生進行性退行性變、椎間盤變性突出、椎體后緣骨贅形成、后縱韌帶及黃韌帶肥厚增生和鈣化、關節突關節周圍組織退行性變和粘連、骨質增生等均可能導致頸椎椎間孔形態及相關參數的改變，但是尚未導致神經根明顯受壓及張力增加，因而無相應臨床癥狀及體征表現［9-10］。

本研究數據均為靜止狀態下測量，而這些參數也隨著應力及運動程度的變化而變化［11-12］。Liu等［13］的實驗研究表明，在用5、10、15 kg外力牽引頸椎時，頸椎椎間盤高度明顯增大，相應的頸椎椎間孔縱徑分別增加3.75%、8.67%和 10.43%，橫截面積分別增加5.81%、16.56%和18.90%。張正豐等［14］的實驗研究表明，在全屈位時C3/C4、C4/C5、C5/C6的椎間孔面積分別增加16.0%、22.6%、13.3%，且屈位角度越大椎間孔橫截面積變化越大；而在全伸展位時，C3/C4、C4/C5、C5/C6椎間孔面積分別減小21%、15%、10%，同樣椎間孔橫截面積隨著伸展角度的增大而減小；C3/C4、C4/C5、C5/C6節段椎間孔橫截面積變化較大，而C2/C3、C6/C7節段變化不明顯，這與C3/C4/C5/C6節段活動度較大有關。余情等［15］的實驗研究發現，頸椎椎間孔的形態隨著側曲的方向及角度改變而變化，凹側的椎間孔縱徑、上前后徑、下前后徑均減小，橫截面積減小13.07%；對側的橫截面積因縱徑、橫徑的增大而增加19.84%，Pearson相關分析表明，椎間孔面積變化率與側曲的角度存在明顯的相關性（R2=0.97）。頸椎在旋轉狀態下，旋轉側及對側椎間孔的形態與徑值均發生明顯改變，一般表現為旋轉側孔徑和橫截面積減小，對側孔徑和橫截面積增大［16-17］。余情等［15］對頸椎椎間孔面積變化率和椎體旋轉的Pearson相關性分析結果顯示，旋轉側C3/C4椎間孔面積隨著旋轉角度的增加而減小（復相關系數為-0.947），而對側C3/C4椎間孔面積則隨著旋轉角度的增加而增加（復相關系數為0.978）；其他序列椎間孔的變化趨勢與C3/C4節段相同。

頸椎椎間孔在動態條件下的形態、徑值及橫截面積的變化是臨床上多種癥狀、體征的理論基礎。Chang等［18］的研究表明，頸伸時神經根經椎間孔處的壓力增大，若同時上肢由中立位變至外展位，壓力則減小。由此可見，椎間孔周圍的骨關節結構、椎管內外韌帶的限制導致椎間孔內有限空間的改變決定了神經根通過椎間孔處的壓力，從而產生相應的臨床癥狀和體征。

本研究對正常頸椎椎間孔的形態、徑值和橫截面積等進行觀測，找出頸椎椎間孔形態、徑值、橫截面積等隨頸椎序列變化的規律，為探討頸椎椎間孔狹窄與神經根型頸椎病的發生、發展機制的相關性，制訂臨床頸椎椎間孔狹窄癥定義及影像學診斷標準，指導神經根型頸椎病椎間孔的手術減壓范圍和程度，以及進一步制訂神經根型頸椎病的手術指征提供了依據。但本研究僅測量了健康成人靜止狀態下的數據，今后尚需進一步在施加應力和動態條件下分析頸椎椎間孔形態參數的變化，并在多中心、大樣本的臨床工作中進一步開展研究，對最常見的發生在C5/C6節段的椎間孔狹窄導致的神經根型頸椎病進行深入探討，為頸椎椎間孔狹窄導致的神經根型頸椎病的診治提供參考。