CT血管成像评价头颈部旋转后寰枢关节与椎动脉的关系

吕绍茂LV Shaomao

隋 桐1SUI Tong

段少银1DUAN Shaoyin

韩 丹2HAN Dan

论著 Original Research

CT血管成像评价头颈部旋转后寰枢关节与椎动脉的关系

吕绍茂1LV Shaomao

隋 桐1SUI Tong

段少银1DUAN Shaoyin

韩 丹2HAN Dan

目的测量正常头颈部旋转后寰枢关节与椎动脉的相关性，探讨旋转后椎动脉寰枢段的形态改变。资料与方法按照头颈部旋转方位将旋转无异常的157例患者分成中立位组54例、左旋转位组53例、右旋转位组50例；所有患者行头颈部CT血管成像检查，并将扫描数据输入工作站进行三维成像与数值测量，比较3组患者椎动脉寰枢段的形态差异。结果椎动脉寰枢段方向中立位左侧以前倾较多，右侧以后倾较多；旋转位左、右侧倾角较中立位增大，差异有统计学意义（P<0.05）。左旋转位时左侧第2弯曲高度较右旋转位及中立位增大，右侧第2弯曲高度较右旋转位及中立位减小，差异均有统计学意义（P<0.05）；右旋转位时右侧第4弯曲宽度及高度较左旋转位及中立位减小，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 头颈部旋转可导致椎动脉的形态改变，椎动脉倾角大小可以影响椎动脉的伸缩程度，第2、4弯曲的改变可能影响椎动脉血流。

寰枢关节；椎动脉；体层摄影术，螺旋计算机；血管造影术；头部；旋转；体位

寰枢关节与椎动脉的关系密切，很多学者一直致力于相关研究与测量，但这些研究大部分是在头部非旋转状态完成的[1,2]。寰枢关节脱位或不全脱位患者的关节结构发生了不同程度的位置变化，并可能影响椎动脉寰枢段的位置与功能。明确正常头部旋转时寰枢关节与椎动脉的正常位置关系，对分析寰枢关节脱位的病理变化与选择治疗方法等有重要临床意义[3,4]。本研究在寰枢关节与椎动脉三维成像基础上，观察正常头部旋转时椎动脉寰枢段的形态变化，测量寰枢关节与椎动脉的关系，为寰枢关节及相关疾病的诊断及手术治疗提供解剖依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2011-04~11在厦门大学附属中山医院行颈部CT血管成像（CTA）检查的患者，采用前瞻性设计进行左、右旋转位及中立位扫描，纳入头颈部旋转无明显异常的157例患者，包括中立位54例，左旋转位53例，右旋转位50例；其中男80例，女77例；年龄18~69岁，平均（53.5±13.2）岁。头颈部旋转无异常的判断标准：①无颈椎外伤及脊髓损伤；②临床骨科医师判断无明显旋转障碍；③患者头颈部旋转无明显障碍或畸形。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed 64层螺旋CT机行头颈部CTA扫描，扫描参数：管电压120 kV，管电流300 mA，层厚0.625 mm，螺距0.984，范围为30~50 cm，均为1次屏气完成扫描。患者取仰卧位，听眦线垂直于台面。将扫描数据传入ADW 4.2工作站进行三维重建及数据测量，采用距离及角度测量工具，测量参数：①头颈部旋转角度即寰枢关节旋转角度：硬腭轴线与中轴线偏角。②椎动脉倾角：C1、C2横突孔前缘连线与颈椎上下中轴线偏角，椎动脉向前记为阳性，椎动脉向后记为阴性，C1、C2横突孔前缘连线与中轴线平行时，倾角记为0。③椎动脉宽度：第2、4弯曲椎动脉内缘的最大长度。④椎动脉高度：第2弯曲椎动脉内缘至寰枢关节边缘的最大垂直距离，第4弯曲椎动脉内缘至寰椎后弓后缘的最大垂直距离。⑤椎动脉直径：第2、4弯曲中点椎动脉的最大直径。

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，计量资料两组间比较采用成组t检验，同一患者双侧比较采用配对t检验，3组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK- q检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 头颈部旋转角度与椎动脉倾角 本组受试者功能位旋转角度为11.1°~55.6°，左、右侧平均分别为（31.82±9.12）°和（30.27±8.17）°。中立位椎动脉倾角左侧以前倾居多，右侧以后倾居多，其倾角分布情况见表1。中立位与旋转位比较，左、右侧椎动脉倾角差异均有统计学意义（F=39.584、20.852, P<0.05），且旋转位倾角较中立位增大（图1、2）。左旋转位、右旋转位组间及组内左、右侧倾角比较，差异均无统计学意义（P>0.05），但中立位左、右侧倾角比较，差异有统计学意义（t=2.219, P<0.05），见表2。2.2 椎动脉寰枢段的位置与形态 本组157例受试者中，第2弯曲变直即高度和宽度为0者11例共13侧，第4弯曲高度和宽度为0者23例共29侧，其中第2、4弯曲高度和宽度同时为0者2例，第4弯曲高度和宽度同时为0者均伴有寰椎桥环（图3）。椎动脉第2、4弯曲均存在者123例（图4），测量结果见表3。左、右侧第2弯曲高度、右侧第4弯曲宽度及高度3组间差异均有统计学意义（F=1.645、13.180、10.763、11.797, P<0.05）。椎动脉第2、4弯曲左、右侧管腔直径3组间差异无统计学意义（F=0.711、0.720、0.719、0.082, P>0.05）。

表1 54例患者中立位椎动脉倾角方向分布 [ n (%)]

表2 3组椎动脉倾角测量值比较 （°）

图1 女，63岁，门诊诊断后循环缺血，头颈部 CTA 未见明显异常。中立位椎动脉第2弯曲宽度为4.9 mm，高度为 7.3 mm（A）；左侧第4弯曲宽度为7.9 mm，高度为2.6 mm（B）；椎动脉右侧倾角为10.5°，方向向后（C）；左侧倾角为14.3°，方向向前（D）

图2 男，58岁，临床诊断脑缺血，旋转位头颈部CTA检查颈部动脉未见异常，CTA诊断为脑动脉硬化。左旋转位头颈部CTA扫描测得椎动脉右侧倾角为36.3°（A），左侧倾角为36.7°（B）；第2弯曲高度为3.7 mm（C），宽度为7.2 mm（D）

图3 女，65岁，拟诊为脑梗死。头颈部CTA检查显示寰椎桥环变异，IV型后环（A）和侧环（B）

图4 男，72岁，脑动脉硬化，右旋转位头颈部CTA检查颈部动脉未见异常。第4弯曲高度为3.3 mm（A），宽度为10.3 mm（A）；第2弯曲宽度为4.8 mm（B）

表3 3组椎动脉第2、4弯曲测量值比较＊（mm）

3 讨论

3.1 椎动脉相关解剖 椎动脉分为4个部分，即自锁骨下动脉的椎动脉起始部上升，沿第7颈椎横突前缘至第6颈椎横突孔为V1段；介于第6颈椎横突孔和第1颈椎横突孔之间为V2段；出第1颈椎横突孔至椎动脉跨枕骨大孔处为V3段；枕骨大孔硬膜以上椎动脉至双侧椎动脉汇合成基底动脉处为V4段[3]。椎动脉是头部的重要供血动脉，其走形于寰枢关节周围时行程弯曲、复杂。椎动脉寰枢段指枢椎横突孔下口至入颅穿硬脑膜处的部分，由5个弯曲组成：枢椎横突孔下口几乎水平向外侧穿枢椎横突孔，形成第1个弯曲；然后在枢椎横突孔上方椎动脉向上外呈弧形或直行，上行于寰枢关节的外侧形成第2个弯曲；穿过寰椎横突孔上方椎动脉直角转向后外形成第3个弯曲；在寰椎侧块后方椎动脉先向后内再向前呈“U”形弯曲为第4个弯曲；椎动脉向前至穿硬脑膜段为第5个弯曲[4]。以上弯曲在寰枢椎旋转活动时为椎动脉提供了预留的伸展空间[5]。三维CTA能清楚、直观地显示椎动脉寰枢颅内段[6]，尤其是利用分解、融合、透亮及伪彩三维成像技术可以清楚地显示寰枢关节区骨及血管结构，为观察旋转时椎动脉寰枢段的变化提供了前提与条件[7]。

3.2 头颈部旋转角度与椎动脉倾角 付小勇[8]通过寰枢关节运动曲线得出寰枢关节的旋转运动从寰椎发起，在旋转运动早期（0°~30°），枢椎不参与旋转；到中期（30°~60°），枢椎参与旋转，但是旋转速度慢于寰椎；后期（60°至旋转极限），寰枢椎旋转已达极限，产生的头部旋转运动主要来自于颈椎枢椎以下的运动节段。本研究所得测量值范围与郁万江等[9]测得的结果相仿，提示本研究测量硬腭轴线与中轴线的夹角可以代表头颈部旋转。头颈部旋转会导致椎动脉倾角的改变，国内外鲜有相关报道。本研究发现，中立位倾角为0的情况较少，根据倾角方向将其分9型，其中左侧倾角阳性而右侧倾角阴性最多，为45例。Ji等[10]对100例成人干燥寰椎骨骼标本进行测量，结果发现标本左、右横突在横轴上偏歪者15例（15%），前后结节在纵轴上不对称者5例（5%），左右后弓不对称者10例（10%），锥孔不对称者11例（11%），寰椎不对称者占一定比例，属正常的解剖学变异[11,12]。本组左旋转位患者椎动脉倾角均呈左侧阴性右侧阳性型，50例右旋转位患者椎动脉倾角均呈左侧阳性右侧阴性型。左、右倾角在旋转位时均较中立位时增大。同一患者中立位倾角存在显著差异，两侧不对称是否影响头颈部的旋转需要进一步研究，但倾角的大小可能影响椎动脉寰枢段第2弯曲在寰枢关节旋转时的伸缩程度。

3.3 椎动脉第2、4弯曲的变化与影响 本研究发现，左旋转位时，右侧第2弯曲变直（高度和宽度为0）例数较多；右旋转位时，左侧第2弯曲变直例数较多，推测头颈部旋转可能引起对侧椎动脉牵拉变直。第4弯曲高度、宽度为0者24例（其中第2、4弯曲高度、宽度同时为0者2例）共30侧，均伴有寰椎桥环；由此可见，寰椎桥环变异对椎动脉寰枢段第4弯曲的走形有一定的影响，当头部转动到某种特殊位置或椎动脉血管退变后，寰椎沟环变异可致椎动脉压迫、交感神经末梢受刺激被激惹，导致椎动脉活动范围受限或椎动脉痉挛[11]。Duan等[1]研究表明，中立位椎动脉寰枢段第2、4弯曲高度及宽度左、右侧无明显差异，随年龄的增大，第2、4弯曲高度增大。Penning[12]研究颈部旋转对椎动脉的影响，提出屈伸运动并不涉及椎动脉的变形，因为椎动脉走行贴近运动中轴。椎动脉的C1~2段在颈部旋转时会被拉伸，这段椎动脉相对较长，以适应上颈椎大幅度的旋转和侧弯[13,14]。本研究发现寰枢关节左旋转时，右侧椎动脉第2弯曲高度较中立位时变小。寰枢关节右旋转时，左侧椎动脉第2弯曲高度较中立位时变小，同时右侧椎动脉第4弯曲宽度及高度均变大。而3组患者第2、4弯曲左、右侧直径无明显差异，说明旋转对椎动脉直径无明显影响。本研究推测，头颈部旋转可以导致对侧椎动脉第2弯曲高度变小，这与寰枢关节旋转造成第2弯曲高度和宽度为0的推测相吻合。寰枢关节右旋转时，右侧椎动脉第4弯曲宽度及高度均变大，而中立位椎动脉寰枢段第4弯曲高度及宽度左、右侧无明显差异[1]，是否与左侧椎动脉优势血流速度较快、而右侧椎动脉的血流速度较慢有关尚需进一步研究确定。

3.4 应用前景及展望 颈性眩晕是椎动脉型颈椎病的主要诊断依据，但眩晕症状产生的机制尚不明确，经颅多普勒超声可以观察椎动脉的血流速度，但不能显示椎动脉的形态。利用三维CTA观察寰枢关节旋转时椎动脉寰枢段的形态变化，有利于评价椎基底动脉的形态改变与供血的状态，为相关疾病诊断提供依据。寰椎椎弓根-枢椎椎弓根/椎板螺钉钢棒固定术是后路寰枢关节固定的优选术式，明确寰枢关节旋转时椎动脉寰枢段的变化，可以更准确地估计进钉最初的风险段距离，为该区域手术的安全性提供保障。

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（本文编辑 张春辉）

CT Angiography in Evaluating Relationship of Atlantoaxial Joint and Vertebral Artery with Head-neck Rotation

PurposeTo measure the correlation of atlantoaxial joint and vertebral artery (VA)with head-neck rotation, and to explore the morphological changes of atlantoaxial segment of VA.Materials and MethodsTotally 157 patients without abnormal headneck rotation were randomly divided into three groups including neutral (n=54), left rotation (n=53) and right rotation (n=50) and underwent head-neck CT angiography (CTA). These parameters were analyzed on a workstation for three-dimensional imaging and measurements to compare the morphological difference in the atlantoaxial segment of the vertebral artery.ResultsThe inclination angle of VA was greater in left and right rotation compared to that in neutral position (P<0.05). In left rotation, the height of left second curve was greater than the other two groups, while the height of right second curve was less than the other two groups (P<0.05). In right rotation, the width and height of right fourth curve were less than the other two groups (P<0.05).ConclusionHead-neck rotation causes morphological changes of VA, the inclination angle of VA can affect its scalability, the change of second and fourth curve may affect blood stream.

Atlanto-axial joint; Vertebral artery; Tomography, spiral computed; Angiography; Head; Rotation; Posture

1.厦门大学附属中山医院影像科 福建厦门361004

2.昆明医科大学第一附属医院CT室 云南昆明 650031

段少银

Department of Medical Imaging, Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004, China

Address Correspondence to: DUAN Shaoyin

E-mail: xmdsy@xmzsh.com

国家自然科学基金项目（30870690）。

R681.5；R445.3

2014-01-20

修回日期：2014-06-22

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第8期：561-564

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(8): 561-564

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.08.001