经胸骨上端行颈胸段脊柱前路手术的影像及解剖研究

王 安，李仁虎，陈华江

颈胸段主要是指C7～T3，其位于胸廓后部，为颈椎前凸和胸椎后凸的移行处，前有胸骨、锁骨及肋骨等骨性组织阻挡，位置较深；且邻近血管，神经，淋巴管等解剖结构复杂，手术暴露困难，技术要求高，对外科医师具有很大的挑战性。颈胸段前路手术能直接暴露病变椎体，直视下行患椎切除、直接减压，解除脊髓神经的前方压迫，再通过植骨融合可获得良好的脊柱稳定性，且对脊柱后柱结构无破坏，不影响后柱的稳定性，目前已广泛应用于临床。颈胸段前路手术人路的提出已有百余年的历史，20世纪后期以胸骨切开为主流的各种改良颈胸段前路手术入路不断涌现，促进了脊柱外科的发展。但此类手术创伤大，破坏组织结构多，对于青少年患者还可能影响其胸廓和锁骨的发育。本研究中根据术前胸部薄层CT及颈胸段正中矢状位MRI上测量数据进行胸骨上端截骨，对12具新鲜成人尸体标本经胸骨上端显露颈胸段脊柱的入路进行模拟手术，观察颈胸段脊柱显露情况，并模拟实施手术操作及内固定器械置入操作，报告如下。

1 材料与方法

1.1 影像资料

本院影像科数据库中随机选取胸部薄层CT影像(16排螺旋CT，层厚1 mm，间距0.5 mm)100例，男55例，女45例；年龄18～80岁， 平均52.5岁；颈胸段正中矢状位MRI影像(1.5 T)100例，男68例，女32例；年龄22～78岁， 平均48.5岁。入选条件：能同时显示胸骨及颈胸段脊柱，无胸骨及颈胸段脊柱畸形。

1.2 尸体标本

采用新鲜脑外伤死亡成人尸体标本12具(男7具，女5具)。入选条件：颈胸部完整，无胸廓、心血管和脊椎等畸形。

1.3 方法

颈胸段脊柱与胸骨柄的影像学测量。

1.3.1胸骨柄最窄部位及对应颈胸段脊柱椎体宽度测量

利用胸部薄层CT影像测量胸骨柄最窄部位及对应椎体的宽度，椎体宽度是指对应椎体正中矢状径的垂直平分线与椎体皮质骨交点连线的长度(见图1)。

图1胸骨柄宽度、椎体宽度
Fig.1Manubrium width and vertebral width

1.3.2 胸骨角及对应颈胸段脊柱椎体解剖关系测量

利用颈胸段正中矢状位MRI影像，测量胸骨角平对的椎体或椎间隙(见图2)。

图2胸骨角与颈胸段的水平对应关系
Fig.2Correspondence between sternal angle and cervicothoracic vertebrae

1.3.3 颈胸段脊柱患椎椎体宽度的测量

利用胸部薄层CT影像测量患椎的宽度，椎体宽度是指对应椎体正中矢状径的垂直平分线与椎体皮质骨交点连线的长(见图3)。

图3椎体宽度
Fig.3Vertebral width

1.3.4 颈胸段脊柱患椎椎体对应胸骨柄解剖关系测量

利用颈胸段正中矢状位MRI影像，颈胸段脊柱患椎椎体下缘在胸骨柄上水平投影点至颈静脉切迹中点的距离(见图4)。

图4T3椎体下缘在胸骨柄上水平投射点至颈静脉切迹中点的距离
Fig.4T3centrum lower edge horizontal projection point in sternum and projection point to jugular notch distance

1.3.5 模拟手术

分别在12具新鲜脑外伤死亡成人尸体标本上进行经胸骨上端显露颈胸段脊柱的入路模拟手术，按照经胸骨上段显露颈胸段脊柱的入路，标本取仰卧位，肩部垫高，面部偏向右侧，在甲状软骨下缘水平，沿左侧胸锁乳突肌前缘切开皮肤、颈阔肌、颈深筋膜，至胸骨上切迹的中点，再垂直向下延伸至胸骨角第二胸肋关节上缘水平，在颈动脉鞘与气管、食管之间切开气管旁筋膜，将颈动脉鞘向外侧牵拉，气管、食管牵向内侧，显露椎前筋膜，在正中线处切开椎前筋膜即可显露下颈椎椎体。沿胸锁乳突肌前缘分离并切断胸骨舌骨肌、胸骨甲状肌和锁骨间韧带，显露胸骨，根据术前CT及颈胸段正中矢状位MRI上测量值截取胸骨上端部分骨质，保留切下的胸骨，不破坏两侧胸锁关节，向内侧牵拉甲状腺、气管、食管，向外侧牵拉颈动脉鞘(左颈总动脉、左颈内静脉、左迷走神经)，使用术前选择的相应型号拉钩向下方牵拉左头臂静脉、上腔静脉、主动脉弓，显露椎前筋膜，切开椎前筋膜即可显露上胸椎椎体。观察颈胸段脊柱显露情况，并完成椎间盘切除、椎体次全切除、植骨、以及钢板内固定等操作。操作完成后，用空心拉力螺钉将截骨块原位固定于胸骨柄截骨处，重建胸骨柄完整性(见图5)。

1.3.6 统计学方法

采用SPSS 12.0软件对所得结果进行统计分析，胸骨柄最窄部位宽度及对应颈胸段脊柱椎体宽度的比较采用t检验，检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 利用胸部薄层CT影像测量胸骨柄最窄部位及对应颈胸段脊柱椎体宽度

100例行胸部CT检查者的胸部薄层CT影像胸骨柄最窄部位宽度(25 mm±2.6 mm)均大于对应颈胸段椎体宽度(22 mm±1.5 mm)，差异有统计学意义 (P<0.01)。

2.2 利用颈胸段正中矢状位MRI影像测量胸骨角及对应颈胸段脊柱椎体解剖关系

100例行颈胸段MRI检查者的颈胸段正中矢状位MRI影像胸骨角对应的颈胸段脊柱椎体节段均低于T3，其中胸骨角对应T4者12例，对应T4/T5椎间隙者30例，对应T5者58例。

2.3 模拟手术结果

12具新鲜尸体标本上模拟进行手术均获得成功，根据术前胸部薄层CT及颈胸段正中矢状位MRI上测量数据进行胸骨上端截骨，可以完整有效显露颈胸段脊柱C7～T3，能提供足够的术野宽度进行T3及以上椎体的椎间盘切除、椎体次全切除、植骨、以及钢板内固定等操作。

3 讨 论

3.1 胸骨上端截骨的可行性

最初，曾有医师应用下颈椎前方入路行颈椎椎间盘摘除，椎体间植骨融合术。Southwick等[1]首先报道下颈椎低位前方入路可显露C4～T2椎体。由于前方胸骨、锁骨等骨性组织阻挡该手术入路向下暴露相对较局限，对T2椎体下缘及T3椎体难以直视下操作[2-3]。国内学者也有相关方面的类似报道[4-5]。全胸骨切开入路由于纵隔内心脏、血管等组织在椎体前方的阻挡，对于T3椎体以下病变时手术暴露相对困难。Birch等[6]认为多数情况下(T3椎体以上病变时)没必要劈开胸骨下段。有医师采用倒“T”形切开胸骨至胸骨柄下方，联合下颈部入路，以减少手术创伤。Luk等[7]对经胸骨柄入路手术方式进一步改良。Lazennec等[8]报道颈联合部分胸骨切开对50%患者可良好的显露至T3/T4椎间盘，余50%可允许在T3椎体上2/3以上直接操作。国内学者王清等[9]采用保留胸骨柄边缘5～10 mm行胸骨柄广口瓶形开窗，国内其他学者也有相关研究。

a： 量取相应的宽度、高度 b： 胸骨上端开窗 c： 显露至T4d： 测量截骨块 e： 选取相应长度空心拉力螺钉重建胸骨柄 f： 术后维重建
a: Corresponding width and height b: Upper sternal osteotomy c: Exposure to T4d: Measurement of osteotom e: Select the appropriate length of hollow lag screw reconstruction of sternum f: Postoperative three-dimensional reconstruction
图5模拟手术
Fig.5Simulation operation

颈胸段脊柱的前路手术目前大多数切除了双侧或单侧锁骨内侧1/2、胸锁关节和第1、2胸肋软骨关节等结构，大范围的暴露胸廓出口重要血管、神经结构增加了这些结构损伤的可能性；不重建术中切除的胸骨柄，可能会影响双上肢、肩关节的负重及运动功能，青少年患者甚至可能影响胸骨、锁骨的生长发育。胸骨上端截骨保护和保留了胸廓出口的骨关节结构，不破坏胸廓的稳定性，术后不会影响肩关节功能；手术对组织侵袭性小，减少了纵膈组织器官的暴露，避免肺部感染、肺不张等并发症。既解决了颈胸段脊柱前方入路因胸骨遮挡带来的操作不便，又可避免切断胸骨、锁骨的相关并发症。

从解剖学角度来讲，能否经胸骨上端截骨行颈胸段脊柱前路手术来显露颈胸段脊柱，进行手术操作及内固定器械置入操作，关键取决于胸骨柄及对应颈胸段脊柱椎体宽度、胸骨角及对应颈胸段脊柱椎体解剖关系。从本研究的影像学测量结果可以看出，100例行胸部CT检查者的胸部薄层CT影像胸骨柄最窄部位宽度均大于对应颈胸段椎体宽度，100例行颈胸段MRI检查者的颈胸段正中矢状位MRI影像胸骨角对应的颈胸段脊柱椎体节段均低于T3。因此，经胸骨上端截骨完全可以显露脊柱颈胸段，大多数情况下可以显露至T4。本研究在12具新鲜尸体标本上进行的模拟手术，完成了椎间盘切除、椎体次全切除、植骨以及钢板内固定等操作，进一步证实了胸骨柄开窗法显露颈胸段椎体的可行性。

4.2 胸骨上端截骨与重建

1984年Sundaresan等[10-11]报道行胸前壁“T”形切口入路，切除单侧锁骨内1/3及同侧半胸骨柄进行暴露，术后随访2例患者诉双上肢无力。近年来，胸骨柄保留的重要性也逐渐被国内学者所认可[2]。胸骨柄是胸廓的重要组成部分，借锁骨连接传递肩部和上肢的应力，随着年龄增长，胸骨柄与第1、2肋骨或与胸骨体发生钙化和骨化，且男性明显多于女性，说明胸骨柄在传递锁骨和上肢的应力到肋骨和胸椎是有重要作用的[9]。经胸骨上端行颈胸段脊柱前路手术，胸骨上端截骨的大小直接影响术中颈胸段脊柱的显露及术后两侧肩关节、双上肢功能。截骨偏小则导致手术视野偏窄，影响颈胸段脊柱显露及椎间盘切除、椎体次全切除、植骨、以及钢板内固定等操作。截骨偏大则破坏胸骨柄的完整性，影响胸前区的外观、两侧胸锁关节的稳定性及肩部、双上肢的功能。如何在不影响视野显露及手术操作的前提下尽可能多的保留胸骨柄的完整性？本研究中在术前进行胸部薄层CT及颈胸段正中矢状位MRI检查，在CT上测量相应椎体或椎间盘的横径作为截骨宽度的参考值，在颈胸段正中矢状位MRI上，相应椎体下缘或椎间盘在胸骨柄上水平投影点至颈静脉切迹(胸骨柄上缘)的测量值作为截骨高度的参考值，并根据测量值选择相应型号的拉钩，12具新鲜尸体标本上模拟进行手术均获得成功，完整有效显露颈胸段脊柱C7～T3，提供足够的术野宽度进行T3及以上椎体的椎间盘切除、椎体次全切除、植骨、以及钢板内固定等操作。操作完成后，用空心拉力螺钉将截骨块原位固定于胸骨柄截骨处，重建胸骨柄完整性。这样在不影响视野显露及手术操作的前提下尽可能多的保留胸骨柄的完整性，对于恢复胸前区外观、肩关节及双上肢功能具有重要的临床意义。

参考文献

[1] Southwick WO, Robinson RA. Surgical approaches to the vertebral bodies in the cervical and lumbar regions[J]. J Bone Joint Surg Am, 1957, 39-A(3):631-644.

[2] 肖建如, 贾连顺, 袁文, 等. 颈胸段脊柱肿瘤的前路手术治疗[J]. 中国矫形外科杂志, 2001, 8(8)：743-745．

[3] Comey CH, McLaughlin MR, Moossy J. Anterior thoracic corpectomy without sternotomy: a strategy for malignant disease of the upper thoracic spine[J]. Acta Neurochir (Wien), 1997, 139(8):712-718.

[4] 滕红林, 贾连顺. 脊柱颈胸段的前方手术入路[J]. 脊柱外科杂志, 2003, 1(1):51-54.

[5] 薛峰, 滕红林, 冯大鹏, 等. 颈胸段脊柱脊髓损伤前路减压、钛网和钢板内固定术的疗效评价[J].脊柱外科杂志, 2007, 5(1):15-17.

[6] Birch R, Bonney G, Marshall RW. A surgical approach to the cervicothoracic spine[J]. J Bone Joint Surg Br, 1990, 72(5):904-907.

[7] Luk KD, Cheung KM, Leong JC. Anterior approach to the cervicothoracic junction by unilateral or bilateral manubriotomy. A report of five cases[J]. J Bone Joint Surg Am, 2002, 84-A(6):1013-1017.

[8] Lazennec JY, Roy-Camille R, Guerin-Surville H, et al. Partial cervicosternotomy: a useful anterior surgical approach to the cervicothoracic junction[J]. Ital J Orthop Traumatol, 1993, 19(1):19-23.

[9] 王清,谭美云,冯大雄,等.胸骨柄开窗前方显露上胸椎的解剖学及临床可行性观察[J].中国脊柱脊髓杂志，2007，17(3)：165-168．

[10] Sundaresan N, Shah J, Feghali JG. A transsternal approach to the upper thoracic vertebrae[J]. Am J Surg, 1984, 148(4):473-477.

[11] Sundaresan N, Shah J, Foley KM, An anterior surgical approach to the upper thoracic vertebrae[J]. J Neurosurg, 1984, 61(4):686-690.