华东地区健康成人颈椎椎间孔影像学参数测量

谢 栋，许晨辉，叶 程，刘 威，王珑清，朱 奇，杨立利

海军军医大学长征医院脊柱外科，上海 200003

颈椎病是中老年人常见病之一，以颈肩部酸痛、上肢麻木无力、放射性疼痛等为主要症状，这些症状与椎间孔处神经根和神经节受压密切相关，其中神经根型颈椎病及以神经根型为主的混合型颈椎病最为多见，占60% ~ 70%［1］。目前对神经根型颈椎病的研究多集中于椎间盘、骨赘等外来致压物方面，而对于颈椎椎间孔本身的研究则较为少见。数字骨科学是计算机科学与骨科学相结合的一门交叉学科，能够精确地显示正常或病变骨骼复杂的三维结构，并可多角度旋转观察，进行剖析、测量等操作［2］。本研究利用64排双源CT机和数字骨科系统对华东地区健康成人颈椎椎间孔的形态及相关参数进行观测，寻找颈椎椎间孔形态、径值、面积等的变化规律，为神经根型颈椎病的深入研究提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

通过预实验结果确定样本量后，通过简单随机化方法选取华东地区来本院体检的健康成人191名，其中男95名、女96名。入选条件：①年龄18 ~ 60岁，体型发育正常；②既往无头、颈、肩部外伤病史；③既往无颈肩部酸胀、疼痛及活动受限，无上肢疼痛、麻木、足底踩棉花感、步态不稳等颈椎病常见症状；④颈肩部活动度正常，无压痛、无叩击痛，压颈试验阴性，臂丛牵拉试验阴性，四肢肌力无减退，肌张力无增高，四肢骨膜反射及腱反射正常，温触觉、痛觉等浅感觉及位置觉等深感觉无异常，Hoffmann征、Babinski征等病理征阴性；⑤标准颈椎正侧位、双斜位X线片示颈椎曲度、椎间盘高度、椎间孔等无异常；⑥将检查的辐射影响等告知入选的体检人员，其充分知晓并接受后续相关检查。

1.2 颈椎椎间孔形态及参数影像学测量

CT检查采用飞利浦64排双源CT机，扫描范围从枕骨至T1。扫描参数：电压120 kV，电流500 mA；扫描速度0.42 s/360°，螺距0.9∶1.0，层厚3.0 mm，采集方式64层/360°，重组间隔为1.0 mm，以标准算法重组；扫描时间为8 ~ 14 s，重建层厚为1.0 mm。运用SuperImageTMOrthopedics Edition数字骨科系统对CT扫描图像进行重建，包括冠状面、矢状面、横断面和任意角度斜位图像。全部椎间孔形态及相关参数均由3位熟练的专业医师在相同窗宽、窗位、放大率及最佳角度下测量观测。

运用数字骨科系统重建枕骨粗隆至T1下缘三维图像，调整至相同的最佳投射角度，3位专业医师对双侧椎间孔相关参数分别测量后取平均值，如果数据差异较大则由格拉布斯法判断，将“可疑值”从此组测量数据中剔除，不参与平均值的计算。①椎间孔形态：分别从椎管外（图1a）及椎管内（图1b）观测最佳投射角度下各椎间孔形态。②纵径：椎间孔下位椎弓根上缘内侧中点至上位椎弓根外侧中点的距离（图1c）。③横径：分为上前后径和下前后径，上前后径为上位椎体后下缘至下位椎体上关节突前上缘的距离，下前后径为下位椎体后上缘至上位椎体下关节突前下缘的距离（图1d）；横径均值为上前后径和下前后径的均值。④横截面积：3位医师从椎管内外各测量1次颈椎椎间孔矢状位的横截面积，取平均值（图1e）。

1.3 统计学处理

采用SPSS 21.0软件对所测参数进行统计分析。计量资料以±s表示，不同节段之间各参数的比较采用单因素方差分析，不同性别之间各参数的比较采用独立样本t检验；计数资料以频次和百分数表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

由表1可见，CT三维重建图像下的颈椎椎间孔形态可分为类圆形、类椭圆形、纺锤形、不规则形等，C2/C3椎间孔以类圆形多见，占60.99%（233/382）；C3/C4/C5/C6/C7椎间孔以类椭圆形为主，分别占51.31%（196/382）、54.45%（208/382）、59.69%（228/382）、49.48%（189/382）。不同性别之间相同节段椎间孔形态分布差异无统计学意义（P＞ 0.05）。

由表2可见，在全体研究对象中，颈椎椎间孔的纵径和上前后径均从C2/C3到C6/C7逐渐减小；横径均值和横截面积从C2/C3到C6/C7大致呈减小趋势，C2/C3椎间孔最大，C6/C7椎间孔最小；下前后径C2/C3椎间孔最大，C3/C4椎间孔最小。不同节段椎间孔之间的各参数差异均有统计学意义（P＜0.05）。

由表3可见，男性和女性各节段颈椎椎间孔形态相关参数的变化趋势均与全体研究对象一致，男性和女性之间同一节段椎间孔各参数差异均无统计学意义（P＞0.05）。

图1 椎间孔形态的CT三维重建图像及各参数测量Fig. 1 Morphology of intervertebral foramen in CT three-dimensional reconstruction image and measurement of related parameters

表1 颈椎各节段椎间孔形态Tab. 1 Morphology of intervertebral foramen at each segment N=382

表2 全体研究对象颈椎各节段椎间孔形态参数Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

表2 全体研究对象颈椎各节段椎间孔形态参数Tab. 2 Parameters of intervertebral foramen morphology in total objects N=382，±s

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表3 男性和女性颈椎各节段椎间孔形态参数Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

表3 男性和女性颈椎各节段椎间孔形态参数Tab. 3 Parameters of intervertebral foramen morphology in males and females N=382，±s

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3 讨 论

颈椎椎间孔是呈漏斗状的有一定纵深的骨性神经根管，由上壁、下壁、前壁、后壁及出入口构成。颈神经根分别从相同序列椎体的上方椎间孔穿出，神经根及其周围的脂肪、血管、纤维间隔等组织共同走行于颈神经槽；颈神经槽分为内侧区（椎间孔部）、中间区（椎动脉部）、外侧区（横突嵴）3部分，其中内侧区的病变是引起神经根型颈椎病的重要因素［3-4］，同时，颈椎关节突关节面倾角也影响着椎间孔形态［5］。本研究发现，颈椎椎间孔形态在健康成人不同性别间差异无统计学意义。椎间孔的形态包括类圆形、类椭圆形、纺锤形、不规则形等；C2/C3节段双侧椎间孔形态以近圆形为主，类椭圆形也占有一定比例。C3/C4/C5/C6/C7节段双侧椎间孔形态以类椭圆形为主，同时类圆形和纺锤形所占比例也较大。Kruse等［6］的研究显示，正常成人颈椎椎间孔的形态以类长方形为主，与本研究结果不一致，可能是对椎弓根上缘及下缘的形态描述不同导致，本研究将其描述为弧形，因此，椎间孔的形态以类椭圆形及类圆形为主。

颈椎各椎间孔的纵径和上前后径均随着椎间孔序列的增加而减小，C2/C3最大，C6/C7最小；而下前后径C2/C3最大，C3/C4最小。颈椎椎间孔横截面积的变化趋势与颈椎椎间孔横径相似，均为从C2/C3到C6/C7大致呈减小趋势，说明两者相关性较大，考虑椎间孔狭窄主要与横径变小有关。C2/C3到C6/C7椎间孔横径、纵径及横截面积之间差异均有统计学意义，同一节段不同性别之间各参数差异无统计学意义，与既往研究［1，3，7-8］结果一致。此外，有研究报道，颈椎椎间孔的形态及相关参数在正常成人组也存在差异，随着年龄增加，椎体及附件发生进行性退行性变、椎间盘变性突出、椎体后缘骨赘形成、后纵韧带及黄韧带肥厚增生和钙化、关节突关节周围组织退行性变和粘连、骨质增生等均可能导致颈椎椎间孔形态及相关参数的改变，但是尚未导致神经根明显受压及张力增加，因而无相应临床症状及体征表现［9-10］。

本研究数据均为静止状态下测量，而这些参数也随着应力及运动程度的变化而变化［11-12］。Liu等［13］的实验研究表明，在用5、10、15 kg外力牵引颈椎时，颈椎椎间盘高度明显增大，相应的颈椎椎间孔纵径分别增加3.75%、8.67%和 10.43%，横截面积分别增加5.81%、16.56%和18.90%。张正丰等［14］的实验研究表明，在全屈位时C3/C4、C4/C5、C5/C6的椎间孔面积分别增加16.0%、22.6%、13.3%，且屈位角度越大椎间孔横截面积变化越大；而在全伸展位时，C3/C4、C4/C5、C5/C6椎间孔面积分别减小21%、15%、10%，同样椎间孔横截面积随着伸展角度的增大而减小；C3/C4、C4/C5、C5/C6节段椎间孔横截面积变化较大，而C2/C3、C6/C7节段变化不明显，这与C3/C4/C5/C6节段活动度较大有关。余情等［15］的实验研究发现，颈椎椎间孔的形态随着侧曲的方向及角度改变而变化，凹侧的椎间孔纵径、上前后径、下前后径均减小，横截面积减小13.07%；对侧的横截面积因纵径、横径的增大而增加19.84%，Pearson相关分析表明，椎间孔面积变化率与侧曲的角度存在明显的相关性（R2=0.97）。颈椎在旋转状态下，旋转侧及对侧椎间孔的形态与径值均发生明显改变，一般表现为旋转侧孔径和横截面积减小，对侧孔径和横截面积增大［16-17］。余情等［15］对颈椎椎间孔面积变化率和椎体旋转的Pearson相关性分析结果显示，旋转侧C3/C4椎间孔面积随着旋转角度的增加而减小（复相关系数为-0.947），而对侧C3/C4椎间孔面积则随着旋转角度的增加而增加（复相关系数为0.978）；其他序列椎间孔的变化趋势与C3/C4节段相同。

颈椎椎间孔在动态条件下的形态、径值及横截面积的变化是临床上多种症状、体征的理论基础。Chang等［18］的研究表明，颈伸时神经根经椎间孔处的压力增大，若同时上肢由中立位变至外展位，压力则减小。由此可见，椎间孔周围的骨关节结构、椎管内外韧带的限制导致椎间孔内有限空间的改变决定了神经根通过椎间孔处的压力，从而产生相应的临床症状和体征。

本研究对正常颈椎椎间孔的形态、径值和横截面积等进行观测，找出颈椎椎间孔形态、径值、横截面积等随颈椎序列变化的规律，为探讨颈椎椎间孔狭窄与神经根型颈椎病的发生、发展机制的相关性，制订临床颈椎椎间孔狭窄症定义及影像学诊断标准，指导神经根型颈椎病椎间孔的手术减压范围和程度，以及进一步制订神经根型颈椎病的手术指征提供了依据。但本研究仅测量了健康成人静止状态下的数据，今后尚需进一步在施加应力和动态条件下分析颈椎椎间孔形态参数的变化，并在多中心、大样本的临床工作中进一步开展研究，对最常见的发生在C5/C6节段的椎间孔狭窄导致的神经根型颈椎病进行深入探讨，为颈椎椎间孔狭窄导致的神经根型颈椎病的诊治提供参考。