引用本文： 萬盛鈺, 林旭, 王翔宇, 曾俊, 鐘澤蒞, 吳超, 譚倫. 骶 1 椎采用三皮質固定技術置釘時損傷骶正中動脈風險的研究. 華西醫學, 2018, 33(9): 1106-1109. doi: 10.7507/1002-0179.201808051 復制
在治療腰骶椎相關疾病時因手術破壞了脊柱穩定性，重建脊柱穩定性時，常需要進行骶 1 椎弓根螺釘固定，而骶 1 椎弓根螺釘的置入空間位置將直接影響其整個內固定系統的生物穩定性。Lehman 等[1]報告的骶骨三皮質固定技術，即將骶 1 椎弓根螺釘指向骶岬的尖部，并穿透固定，其力學穩定性強于傳統骶骨螺釘固定技術，但有文獻報道骶椎螺釘穿出椎體前緣時存在一定的血管、神經損傷風險[2]，而骶正中動脈的損傷將帶來災難性的后果。本研究旨在通過 CT 測量骶正中動脈在螺釘穿出平面（骶 1 上終板平面）與椎體前緣及正中線的距離，同時測量螺釘在穿出平面與骶正中動脈之間的距離，從而評估其臨床風險。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
采用簡單抽樣法隨機選取我院 2018 年 3 月—6 月薄層骨盆螺旋 CT（Force 雙源西門子公司）圖像資料。納入標準：具備正常骨盆環結構且解剖標志清楚的病例。排除標準（滿足其一）：骶骨病變或解剖異常；血管造影不顯影；有腹部及腰骶椎手術史。
1.2 研究方法
1.2.1 掃描條件
管電壓 120 kV，管電流 250 mA，層厚 0.625 mm。利用自帶測量軟件進行測量。
1.2.2 測量骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面距椎體前緣及椎體中線的距離
通過血管重建確定骶正中動脈的走行，選取骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像，測量骶正中動脈與椎體前緣的距離（a）；在同一平面測量骶正中動脈與椎體中線的距離（b）。見圖 1a。
圖1
骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像
a. 骶正中動脈在橫斷面上距椎體前緣及椎體中線的示意圖，
1.2.3 測量采用臨床常用內傾角度置釘時出釘點與骶正中動脈的距離
同樣選取骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像，確定骶正中動脈的位置；進針點定位于關節突的外側緣與下緣的交點，內傾角為 10、15、20、25° 置釘；測量其螺釘出釘點與骶正中動脈的距離（d）。見圖 1b。
1.3 觀察指標
由于男、女骨盆形態不一致，且存在盆腔臟器差異，特觀察比較男女骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面的解剖參數：骶正中動脈與椎體前緣的距離（a）、與椎體中線的距離（b），以及內傾角為 10、15、20、25° 置釘時出釘點與骶正中動脈的距離（d）。
1.4 統計學方法
采用 SPSS 19.0 軟件對數據進行處理。對計量資料行正態性檢驗，若符合正態分布，用均數±標準差表示，不同性別比較采用獨立樣本 t 檢驗，不同內傾角度置釘比較時行隨機區組設計的方差分析，檢驗水準 α=0.05；兩兩比較進行配對 t 檢驗，采用 Bonferroni 法調整檢驗水準為 α’=0.008 3。
2 結果
2.1 患者一般資料
共獲得 98 例解剖結構正常骨盆血管造影 CT 掃描數據。其中男女各 49 例；年齡 22～79 歲，平均（73.5±8.0）歲。
2.2 不同性別患者骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面距椎體前緣及椎體中線的距離（a、b）測量結果
98 例患者中，除 4 例男性患者骶正中動脈位于骶 1 椎體正中，1 例女性患者偏右，其余患者骶正中動脈位于骶 1 椎體的左側。骶正中動脈距椎體前緣的距離 a，49 例男性為（5.40±2.95）mm，49 例女性為（4.43±2.32）mm，不同性別比較，差異無統計學意義（t=1.818，P=0.72）。骶正中動脈距椎體中線的距離 b，45 例男性為（12.07±5.42）mm，48 例女性為（14.12±4.88）mm，不同性別比較，差異無統計學意義（t=–1.914，P=0.59）。
2.3 采用不同內傾角度置釘時出釘點與骶正中動脈的距離（d）測量結果
采用內傾角度 10、15、20、25° 置釘時出釘點與骶正中動脈的距離分別為（12.67±6.00）、（9.40±5.17）、（7.50±3.76）、（8.10±3.64）mm，不同角度所得距離間比較，差異有統計學意義（F=23.509，P<0.001）。
采用 Bonferroni 法兩兩比較，內傾角 10° 與 15、20、25° 置釘時出釘點距骶正中動脈之間的距離相比，差異均有統計學意義（t=16.828、11.609、6.073，P<0.001）。內傾角 15° 與 20° 置釘時出釘點與骶正中動脈之間的距離相比，差異有統計學意義（t=6.254，P<0.001）。內傾角 15° 與 25°、20° 與 25° 置釘時出釘點與骶正中動脈之間的距離相比，差異均無統計學意義（t=2.034、–1.723，P=0.045、0.088）。
3 討論
3.1 骶正中動脈走行及在骶 1 上終板平面與椎體的解剖關系
既往常常通過尸體標本研究骶正中動脈在脊柱骨盆的解剖位置。但傳統研究方法尸體標本在材料上獲取困難，樣本量較少，大部分采用人工測量，同時因尸體標本經過處理后不能反映其實際情況，其研究結果也不盡一致，很難為臨床應用提供準確的解剖參考數值從而指導置釘。
Sae-Jung 等[3]通過尸體研究證實骶正中動脈自腹主動脈分叉處背側上方發出，其起始點距離骶岬約 2.73 cm，到椎體右側及左側邊緣的距離為 3.31 cm 和 2.29 cm；鄭延波等[4]等通過尸體標本研究也發現骶正中動脈起自腹主動脈分叉背側，經左髂總靜脈深面沿腰 4、5 椎體和椎間盤左前方在腰 5、骶 1 椎間盤處距脊柱正中線左側約 5.5 mm（0～12 mm）平行于脊柱正中線下降達尾骨前面；相關研究也證實骶正中動脈的走行比較恒定，其管徑細小，我國男性骶正中動脈的直徑為（1.492±0.081）mm，女性為（1.338±0.069）mm，于脊柱中線偏左走行；骶正中動脈恒定存在，未見變異不存在骶正中動脈的標本[5]。
本研究是隨機選取我院 98 例行血管造影患者的骨盆 CT 數據，而非傳統的尸體標本；具有樣本量較大、精度較高、一致性好、可重復性強及節約醫學研究資源的優點，大大提高了數據的準確性，更接近于臨床。結果提示 49 例男性骶正中動脈距椎體前緣的距離 a 為（5.40±2.95）mm，49 例女性為（4.43±2.32）mm，提示：當按 Lehman 三皮質螺釘固定時，螺釘穿出骶骨點的骶正中動脈與椎體前緣存在一定空間距離，能為置釘的安全性提供一定保障；本研究也發現骶正中動脈在骶 1 上終板水平面通常位于骶 1 椎體的左側，與 Sae-Jung 等[3]的研究結果相似，因此骶 1 椎右側置釘穿出對側皮質時損傷骶正中動脈的可能性極低；但也發現有 4 例男性患者骶正中動脈位于正中，1 例女性略偏右。本研究結果顯示男性骶正中動脈距椎體中線的距離 b 為（12.07±5.42）mm，女性為（14.12±4.88）mm，與上述研究比較，與椎體中線的距離相對較遠，更偏左側，分析原因可能為：① 尸體經長時間處理其軟組織存在一定的脫水及變形；② 尸體標本量較少；③ 采用人工測量存在一定誤差；④ 本研究所測量的距離僅限于骶 1 上終板平面。
3.2 不同內傾角度置釘時力學穩定性及三皮質置釘出釘點與骶正中動脈之間的關系
目前常用骶 1 椎弓螺釘置入方法主要為前外骶翼骶 1 螺釘、垂直骶翼骶 1 螺釘、前內骶翼骶 1 螺釘，既往生物力學試驗證實：前內骶翼置釘的完全拔出力大于前外骶翼螺釘（外側 45°）[6]。外側螺釘的剪切力平均為 400 N，垂直螺釘為 500 N，內側（如內傾角為 10° 時）螺釘的剪切力平均為 700 N[7]。同時內側置入螺釘的扭矩高于外側螺釘的扭矩[8]；有研究結果也發現前內骶翼置釘的生物力學最好[9-10]。以上結果均表明向骶骨內側置入螺釘其生物力學最佳，因此置釘時應盡可能內傾，但因置釘受髂骨翼及椎旁軟組織阻擋，內傾角度通常在平均 20° 左右[11]；但與腰椎相比，骶 1 椎體較小，骨質較疏松，椎弓根寬大但較短，多作為后路固定的最遠節段，因此骶骨螺釘要承受更大的拔出力，以致骶骨釘-骨界面的松動，文獻報道融合腰 5-骶 1 節段時骶骨椎弓螺釘的螺釘松動率為 11%～88%[12-15]。為增加骶骨螺釘的穩定性，Lehman 等[1]報告的骶骨三皮質固定技術通過 2 個方面來增加螺釘穩定性，一是通過朝向骶岬置釘增加了螺釘矢狀位的長度，二是骶 1 終板層面骨密度比其他層面高，螺釘穩定性與骨密度密切相關，在體置釘扭矩測試結果表明骶 1 經皮質骨通道置釘扭矩較傳統增加 141%[16-19]。骶岬尖部是骶骨骨質最堅硬部位，螺釘越往上走其將接觸更致密的骨質。但若臨床醫師對骶前血管、神經的走行認識不足，當螺釘穿出骶骨前皮質時，存在一定的血管、神經損傷風險[2]；Hsieh 等[20]報道脊柱后路融合術中有 11.1% 的骶 1 椎弓根螺釘穿出椎體前緣皮質超過 3 mm，Ergur 等[2]通過尸體研究發現約 13.3% 的骶 1 椎弓根螺釘穿透骶岬部同時損傷骶正中動脈，因此他們都認為在植入骶 1 椎弓根螺釘時骶正中動脈是最容易損傷的結構之一，同時骶正中靜脈與骶正中動脈相伴行，他們之間的距離約 3 mm，其損傷的風險也較大。因此為了避免損傷上述血管，需透視下導航使螺釘的出釘點不在骶岬部的中 1/3 區域；也有文獻報道為了避免損傷骶前血管采用逐步開路的方法，每次推進不超過 2 mm，當穿透皮質 2 mm 后不能再繼續向前[21]。我們的研究結果提示在骶岬部骶 1 上終板平面，以常用內傾角度（10、15、20、25°）進釘穿出骶岬時與骶正中動脈的距離最大為 12.67 mm，最小為 7.5 mm。Gertzbein 等[22]在研究椎弓根螺釘置釘時將破壁螺釘分為 4 級：1 級≤2.0 mm，2 級 2.1～4.0 mm，3 級 4.1～6.0 mm，4 級≥6.1 mm。高危置釘定義為穿破內側壁 4 mm 或釘尖碰到主動脈而使其變形者[23-24]；本研究結果提示出釘點與骶椎動脈之間最小的距離為 7.5 mm，因此出釘點與骶椎動脈之間有一定距離的安全區域；若術前通過 CT 了解骶正中動脈在骶 1 上終板平面的位置，模擬置釘預先判斷螺釘出釘點與骶正中動脈關系，術中輔助 C 臂可極大地減少其損傷風險。本文僅研究出釘點在骶 1 上終板平面與骶正中動脈關系；而在腰 5、骶 1 椎間盤平面大多數骶正中靜脈與動脈伴行[25]，因此也能間接反映其損傷骶正中靜脈風險相對較小；同時因造影時靜脈顯影較動脈差，影響測量，因此本文并未研究出釘點與骶正中靜脈關系。
綜上所述，當采用 Lehman 三皮質螺釘固定時，由于骶正中動脈通常位于骶 1 椎體左側，右側置釘其損傷風險極低；在左側采用 10～25° 內傾角度置釘時也較為安全。
在治療腰骶椎相關疾病時因手術破壞了脊柱穩定性，重建脊柱穩定性時，常需要進行骶 1 椎弓根螺釘固定，而骶 1 椎弓根螺釘的置入空間位置將直接影響其整個內固定系統的生物穩定性。Lehman 等[1]報告的骶骨三皮質固定技術，即將骶 1 椎弓根螺釘指向骶岬的尖部，并穿透固定，其力學穩定性強于傳統骶骨螺釘固定技術，但有文獻報道骶椎螺釘穿出椎體前緣時存在一定的血管、神經損傷風險[2]，而骶正中動脈的損傷將帶來災難性的后果。本研究旨在通過 CT 測量骶正中動脈在螺釘穿出平面（骶 1 上終板平面）與椎體前緣及正中線的距離，同時測量螺釘在穿出平面與骶正中動脈之間的距離，從而評估其臨床風險。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
采用簡單抽樣法隨機選取我院 2018 年 3 月—6 月薄層骨盆螺旋 CT（Force 雙源西門子公司）圖像資料。納入標準：具備正常骨盆環結構且解剖標志清楚的病例。排除標準（滿足其一）：骶骨病變或解剖異常；血管造影不顯影；有腹部及腰骶椎手術史。
1.2 研究方法
1.2.1 掃描條件
管電壓 120 kV，管電流 250 mA，層厚 0.625 mm。利用自帶測量軟件進行測量。
1.2.2 測量骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面距椎體前緣及椎體中線的距離
通過血管重建確定骶正中動脈的走行，選取骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像，測量骶正中動脈與椎體前緣的距離（a）；在同一平面測量骶正中動脈與椎體中線的距離（b）。見圖 1a。
圖1
骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像
a. 骶正中動脈在橫斷面上距椎體前緣及椎體中線的示意圖，
1.2.3 測量采用臨床常用內傾角度置釘時出釘點與骶正中動脈的距離
同樣選取骶 1 上終板 CT 橫斷面圖像，確定骶正中動脈的位置；進針點定位于關節突的外側緣與下緣的交點，內傾角為 10、15、20、25° 置釘；測量其螺釘出釘點與骶正中動脈的距離（d）。見圖 1b。
1.3 觀察指標
由于男、女骨盆形態不一致，且存在盆腔臟器差異，特觀察比較男女骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面的解剖參數：骶正中動脈與椎體前緣的距離（a）、與椎體中線的距離（b），以及內傾角為 10、15、20、25° 置釘時出釘點與骶正中動脈的距離（d）。
1.4 統計學方法
采用 SPSS 19.0 軟件對數據進行處理。對計量資料行正態性檢驗，若符合正態分布，用均數±標準差表示，不同性別比較采用獨立樣本 t 檢驗，不同內傾角度置釘比較時行隨機區組設計的方差分析，檢驗水準 α=0.05；兩兩比較進行配對 t 檢驗，采用 Bonferroni 法調整檢驗水準為 α’=0.008 3。
2 結果
2.1 患者一般資料
共獲得 98 例解剖結構正常骨盆血管造影 CT 掃描數據。其中男女各 49 例；年齡 22～79 歲，平均（73.5±8.0）歲。
2.2 不同性別患者骶正中動脈在骶 1 椎上終板平面距椎體前緣及椎體中線的距離（a、b）測量結果
98 例患者中，除 4 例男性患者骶正中動脈位于骶 1 椎體正中，1 例女性患者偏右，其余患者骶正中動脈位于骶 1 椎體的左側。骶正中動脈距椎體前緣的距離 a，49 例男性為（5.40±2.95）mm，49 例女性為（4.43±2.32）mm，不同性別比較，差異無統計學意義（t=1.818，P=0.72）。骶正中動脈距椎體中線的距離 b，45 例男性為（12.07±5.42）mm，48 例女性為（14.12±4.88）mm，不同性別比較，差異無統計學意義（t=–1.914，P=0.59）。
2.3 采用不同內傾角度置釘時出釘點與骶正中動脈的距離（d）測量結果
采用內傾角度 10、15、20、25° 置釘時出釘點與骶正中動脈的距離分別為（12.67±6.00）、（9.40±5.17）、（7.50±3.76）、（8.10±3.64）mm，不同角度所得距離間比較，差異有統計學意義（F=23.509，P<0.001）。
采用 Bonferroni 法兩兩比較，內傾角 10° 與 15、20、25° 置釘時出釘點距骶正中動脈之間的距離相比，差異均有統計學意義（t=16.828、11.609、6.073，P<0.001）。內傾角 15° 與 20° 置釘時出釘點與骶正中動脈之間的距離相比，差異有統計學意義（t=6.254，P<0.001）。內傾角 15° 與 25°、20° 與 25° 置釘時出釘點與骶正中動脈之間的距離相比，差異均無統計學意義（t=2.034、–1.723，P=0.045、0.088）。
3 討論
3.1 骶正中動脈走行及在骶 1 上終板平面與椎體的解剖關系
既往常常通過尸體標本研究骶正中動脈在脊柱骨盆的解剖位置。但傳統研究方法尸體標本在材料上獲取困難，樣本量較少，大部分采用人工測量，同時因尸體標本經過處理后不能反映其實際情況，其研究結果也不盡一致，很難為臨床應用提供準確的解剖參考數值從而指導置釘。
Sae-Jung 等[3]通過尸體研究證實骶正中動脈自腹主動脈分叉處背側上方發出，其起始點距離骶岬約 2.73 cm，到椎體右側及左側邊緣的距離為 3.31 cm 和 2.29 cm；鄭延波等[4]等通過尸體標本研究也發現骶正中動脈起自腹主動脈分叉背側，經左髂總靜脈深面沿腰 4、5 椎體和椎間盤左前方在腰 5、骶 1 椎間盤處距脊柱正中線左側約 5.5 mm（0～12 mm）平行于脊柱正中線下降達尾骨前面；相關研究也證實骶正中動脈的走行比較恒定，其管徑細小，我國男性骶正中動脈的直徑為（1.492±0.081）mm，女性為（1.338±0.069）mm，于脊柱中線偏左走行；骶正中動脈恒定存在，未見變異不存在骶正中動脈的標本[5]。
本研究是隨機選取我院 98 例行血管造影患者的骨盆 CT 數據，而非傳統的尸體標本；具有樣本量較大、精度較高、一致性好、可重復性強及節約醫學研究資源的優點，大大提高了數據的準確性，更接近于臨床。結果提示 49 例男性骶正中動脈距椎體前緣的距離 a 為（5.40±2.95）mm，49 例女性為（4.43±2.32）mm，提示：當按 Lehman 三皮質螺釘固定時，螺釘穿出骶骨點的骶正中動脈與椎體前緣存在一定空間距離，能為置釘的安全性提供一定保障；本研究也發現骶正中動脈在骶 1 上終板水平面通常位于骶 1 椎體的左側，與 Sae-Jung 等[3]的研究結果相似，因此骶 1 椎右側置釘穿出對側皮質時損傷骶正中動脈的可能性極低；但也發現有 4 例男性患者骶正中動脈位于正中，1 例女性略偏右。本研究結果顯示男性骶正中動脈距椎體中線的距離 b 為（12.07±5.42）mm，女性為（14.12±4.88）mm，與上述研究比較，與椎體中線的距離相對較遠，更偏左側，分析原因可能為：① 尸體經長時間處理其軟組織存在一定的脫水及變形；② 尸體標本量較少；③ 采用人工測量存在一定誤差；④ 本研究所測量的距離僅限于骶 1 上終板平面。
3.2 不同內傾角度置釘時力學穩定性及三皮質置釘出釘點與骶正中動脈之間的關系
目前常用骶 1 椎弓螺釘置入方法主要為前外骶翼骶 1 螺釘、垂直骶翼骶 1 螺釘、前內骶翼骶 1 螺釘，既往生物力學試驗證實：前內骶翼置釘的完全拔出力大于前外骶翼螺釘（外側 45°）[6]。外側螺釘的剪切力平均為 400 N，垂直螺釘為 500 N，內側（如內傾角為 10° 時）螺釘的剪切力平均為 700 N[7]。同時內側置入螺釘的扭矩高于外側螺釘的扭矩[8]；有研究結果也發現前內骶翼置釘的生物力學最好[9-10]。以上結果均表明向骶骨內側置入螺釘其生物力學最佳，因此置釘時應盡可能內傾，但因置釘受髂骨翼及椎旁軟組織阻擋，內傾角度通常在平均 20° 左右[11]；但與腰椎相比，骶 1 椎體較小，骨質較疏松，椎弓根寬大但較短，多作為后路固定的最遠節段，因此骶骨螺釘要承受更大的拔出力，以致骶骨釘-骨界面的松動，文獻報道融合腰 5-骶 1 節段時骶骨椎弓螺釘的螺釘松動率為 11%～88%[12-15]。為增加骶骨螺釘的穩定性，Lehman 等[1]報告的骶骨三皮質固定技術通過 2 個方面來增加螺釘穩定性，一是通過朝向骶岬置釘增加了螺釘矢狀位的長度，二是骶 1 終板層面骨密度比其他層面高，螺釘穩定性與骨密度密切相關，在體置釘扭矩測試結果表明骶 1 經皮質骨通道置釘扭矩較傳統增加 141%[16-19]。骶岬尖部是骶骨骨質最堅硬部位，螺釘越往上走其將接觸更致密的骨質。但若臨床醫師對骶前血管、神經的走行認識不足，當螺釘穿出骶骨前皮質時，存在一定的血管、神經損傷風險[2]；Hsieh 等[20]報道脊柱后路融合術中有 11.1% 的骶 1 椎弓根螺釘穿出椎體前緣皮質超過 3 mm，Ergur 等[2]通過尸體研究發現約 13.3% 的骶 1 椎弓根螺釘穿透骶岬部同時損傷骶正中動脈，因此他們都認為在植入骶 1 椎弓根螺釘時骶正中動脈是最容易損傷的結構之一，同時骶正中靜脈與骶正中動脈相伴行，他們之間的距離約 3 mm，其損傷的風險也較大。因此為了避免損傷上述血管，需透視下導航使螺釘的出釘點不在骶岬部的中 1/3 區域；也有文獻報道為了避免損傷骶前血管采用逐步開路的方法，每次推進不超過 2 mm，當穿透皮質 2 mm 后不能再繼續向前[21]。我們的研究結果提示在骶岬部骶 1 上終板平面，以常用內傾角度（10、15、20、25°）進釘穿出骶岬時與骶正中動脈的距離最大為 12.67 mm，最小為 7.5 mm。Gertzbein 等[22]在研究椎弓根螺釘置釘時將破壁螺釘分為 4 級：1 級≤2.0 mm，2 級 2.1～4.0 mm，3 級 4.1～6.0 mm，4 級≥6.1 mm。高危置釘定義為穿破內側壁 4 mm 或釘尖碰到主動脈而使其變形者[23-24]；本研究結果提示出釘點與骶椎動脈之間最小的距離為 7.5 mm，因此出釘點與骶椎動脈之間有一定距離的安全區域；若術前通過 CT 了解骶正中動脈在骶 1 上終板平面的位置，模擬置釘預先判斷螺釘出釘點與骶正中動脈關系，術中輔助 C 臂可極大地減少其損傷風險。本文僅研究出釘點在骶 1 上終板平面與骶正中動脈關系；而在腰 5、骶 1 椎間盤平面大多數骶正中靜脈與動脈伴行[25]，因此也能間接反映其損傷骶正中靜脈風險相對較小；同時因造影時靜脈顯影較動脈差，影響測量，因此本文并未研究出釘點與骶正中靜脈關系。
綜上所述，當采用 Lehman 三皮質螺釘固定時，由于骶正中動脈通常位于骶 1 椎體左側，右側置釘其損傷風險極低；在左側采用 10～25° 內傾角度置釘時也較為安全。
