L5～S1 椎间融合前方入路术前血管评估的研究进展

马裕俭 施志约 李吴耀 代兴飞 李啟堂 严荣爽 潘呈 费德锐 张颖

腰椎融合术结合椎弓根钉棒系统内固定术是临床上治疗退行性病变、感染、创伤和肿瘤等各种腰椎疾病的基本术式[1]。前路腰椎椎间融合术 ( anterior lumbar interbody fusion，ALIF ) 和斜外侧入路腰椎椎间融合术 ( oblique lateral interbody fusion，OLIF ) 都是通过腰椎横突前方进入椎间盘的，前方入路较后方入路可提供简单且完整的椎间盘准备并获得很高的融合率，可显著纠正冠状面和矢状面的失衡，可植入较大面积和体积的融合器有效恢复椎间隙和椎间孔高度从而实现间接减压效果。尤其是 OLIF，通过腰大肌与主动脉之间的天然解剖间隙进入椎间盘，具有组织损伤小、手术时间短、出血量少、住院时间短、术后腰痛较轻、恢复快、融合率高、cage 沉降率低、改善放射学参数等优势[2-4]，因此 OLIF 在 L2～5节段特别适合，临床也广泛开展。在 L5～S1椎间盘前方，左右髂血管斜向下走行至两侧骶髂关节，理论上髂血管间隙为 L5～S1椎间前入路手术提供了良好的解剖条件，可以很好地显露 L5～S1椎间盘，实际上不同个体腰骶前髂血管的位置存在巨大的解剖学差异，限制了部分患者 OLIF 和 ALIF 的应用，因此该节段前入路腰椎融合术引起的并发症如神经损伤、逆行射精、术后肠梗阻、尿路损伤较少见，常见的严重并发症是血管损伤。文献报道 L5～S1处的 OLIF ( OLIF51 ) 血管损伤率：4.3% ( 4 / 94 )，均为轻微血管损伤[4]；15.0%( 4 / 26 )，其中 3 例为重大血管损伤[5]；7.7% ( 4 / 52 )，其中 2 例为重大血管损伤[3]；系统回顾显示 OLIF51 血管损伤率为 2.5%[6]。文献报道 L5～S1处的 ALIF ( ALIF51 ) 血管损伤率：2.7% ( 4 / 149 )，其中 2 例为重大血管损伤，1 例失血量达 4000 ml[7]；2.6% ( 9 / 337 )，其中 2 例为重大血管损伤，失血量达 1500 ml[8]；3.4% ( 3 / 87 )，其中 1 例为重大血管损伤，失血量达 3000 ml[9]；7.8% ( 3 / 39 )，其中 2 例为重大血管损伤[5]；Meta 分析显示 ALIF51 血管损伤率为 3.6%[10]。该节段的血管损伤均以左髂总静脉( left common ilac vein，LCIV ) 损伤多见，尽管血管损伤率较低，但重大血管损伤如血管撕裂往往是致命的术中并发症，因此术前评估 L5～S1节段周围血管的解剖位置是非常必要的，笔者旨在综述该节段周围血管的解剖位置，期望为 L5～S1的 OLIF 和 ALIF 术前血管评估提供解剖学依据，避免术中血管损伤。

一、髂总静脉汇合和腹主动脉分叉高度的评估

腹主动脉分叉和髂总静脉汇合作为腰骶椎前方的主要血管解剖结构，限制了 L5～S1椎间盘的充分显露。综合既往文献对髂总静脉汇合及腹主动脉分叉与椎体关系的报道：如图 1 所示，髂总静脉汇合主要位于 L5椎体，主动脉分叉主要位于 L4椎体。髂总静脉汇合处始终位于穿过主动脉分叉的矢状轴的右侧方和主动脉分叉下方，髂总静脉汇合处至主动脉分叉处的平均距离为 18.7 mm[11]。Pirró等[11]报道 100% 的患者 L5～S1节段的前入路不受限于主动脉分叉，7% 的患者 L5～S1节段的前入路受限于髂总静脉汇合和异常的 LCIV。Datta 等[12]报道髂总静脉汇合限制了 3% 的患者进入 L5～S1椎间盘。Molinares 等[13]认为髂总静脉汇合高低与进入 L5～S1椎间盘密切相关，汇合程度越低，找到 L5～S1椎间盘前通路的可能性越小，这一结果使得髂总静脉汇合的高低成为预测 L5～S1椎间盘可达性的决定性因素。Chen 等[14]证实了髂总静脉汇合度越低，找到L5～S1椎间盘的可能性就越小的结论，由于大多数人的髂总动脉高于髂总静脉，髂总静脉的汇合可能是 L5～S1椎间盘易达性的决定性因素。文献报道髂总静脉汇合高度有：27.0 mm[15]、23.7 mm[16]、20.1 mm[17]、15.5 mm[11]，测量髂总静脉汇合处到 L5～S1椎间盘中点的距离、到 L5椎体下缘的距离、到骶角的距离，不同的测量方法和测量样本可以解释髂血管汇合高度的差异。Liu 等[17]建议测量髂血管间隙夹角顶点至 L5椎体下缘的距离，因为 L5椎体的暴露可作为 L5～S1椎间放置内固定装置的参考。笔者认为 L5～S1椎间盘的可达性是髂总静脉汇合处到骶骨角的距离。

Liu 等[17]根据 L4椎体下缘与腹主动脉分叉和髂总静脉汇合的位置关系进行了 A、B、C 分型：A 型指腹主动脉分叉和髂总静脉汇合均位于 L4椎体下缘以下；B 型指腹主动脉分叉和髂总静脉汇合均位于 L4椎体下缘以上；C 型指腹主动脉分叉位于 L4椎体下缘以上而髂总静脉汇合位于 L4椎体下缘以下。并定义暴露百分比为 L5～S1椎间隙上边界暴露面积 / 椎间隙总宽度×100%，计算出 A、B 和C 型的暴露百分比分别为 32.21%、82.58% 和 54.68%。该发现在临床实践中具有重要意义。在 L5～S1椎间前路手术中，不需要分离大血管即可显露 B 型和 C 型 L5～S1椎间盘，防止了对髂血管的损伤，对于 A 型，由于左髂血管穿过 L5～S1椎间盘正中矢状面，术中需要向左向上拉动髂血管，极有可能损伤髂血管。Capellade 等[15]根据腰骶区髂腔交界处和 LCIV 的位置将髂腔交界处的位置分为 4 种：极高、高、低和极低，将 LCIV 位置分为 3 种：外侧、中间侧、内侧。髂腔交界处和 LCIV 位置合并成 12 ( 3×4 )种形态结构，极高外侧形态结构和高外侧形态结构，占比51.88%，代表了一个宽阔的血管窗，是一个安全 L5～S1椎间盘前入路。低外侧形态结构，占比 15.04%，代表了一个中等大小的血管窗口，且由于 LCIV 位于外侧，L5～S1前路腰椎融合术时不需要移动血管，在剩余的 33.08% 的研究人群中，代表的血管窗口较窄，可能需要对血管进行一些移动。高内侧、低中间侧、极低外侧、极低中间侧、极低内侧形态结构，占比 18.05%，由于髂静脉结构与L5～S1椎间盘重叠，血管窗口非常小，这一类型的患者，手术时需要相当谨慎的血管移动，极大地增加了血管损伤的风险。

二、髂血管间隙夹角的评估

普遍认为髂血管间隙夹角由 LCIV 和右髂总动脉构成，Barrey 等[18]研究显示，髂血管间隙夹角由左髂静脉和右髂动脉构成的占 65%，由左右髂静脉构成的占 30%，由左右髂动脉构成的 5%。Liu 等[17]研究显示，髂血管间隙夹角由 LCIV 和右髂总动脉构成的只占 87.00%，由左右髂总动脉构成的占 6.45%，由左右髂总静脉构成的占 3.23%，由 LCIV 和右髂总静脉构成的占 3.23%，髂间隙夹角平均为 ( 76.63±17.29 ) °，正中矢状线将髂血管间隙夹角分为左右两个亚角，分别为 ( 45.81±11.57 ) ° 和( 31.37±11.87 ) °，左下角更大，夹角顶点大部分位于正中矢状面右侧 1 cm 处，因此大部分左侧髂血管斜行穿过L5～S1椎间盘，这一定位代表了 L5～S1椎间前路手术容易损伤左侧髂血管的解剖学原因，还可作为 L5～S1椎间融合术植入物的参考依据[17]。不同学者测得的髂血管间隙夹角如表 1 所示[11,15,17,19-20]，平均大小为 74.1°，Capellades等[15]研究发现，髂总静脉夹角的大小取决于髂腔交界处的高度，较高的髂腔交界具有较窄的夹角，同时意味着手术窗口也越小，该发现是基于髂血管在骨盆内有固定的内路径的认识，当髂腔交界处较低且靠近骨盆时，髂静脉从骨盆到中线有一水平轨迹。然而因为 LCIV 极外侧和中间侧位置的存在，即使髂腔交界处较高，髂总静脉夹角较小的患者往往也有较宽的手术窗口。刘列华等[21]根据髂间三角顶点 A 至 L5椎体下缘 D 的距离 ( AD ) 将髂间三角分为 4 型：AD 距离 ＞ 1.2 cm 为 Ⅰ 型髂间三角，较大，术野有良好显露；AD 距离在 0.6～1.2 cm 之间为 Ⅱ 型髂间三角，中等大小，术野有中等显露；AD 距离 ＞ 0～0.6 cm 为Ⅲ 型髂间三角，较小，显露较差；AD 距离 ≤ 0 cm 为 Ⅳ型，没有髂间三角或呈倒髂间三角，显露极差。并定义L5～S1椎间盘暴露百分比 = ( L5椎体下缘髂血管间距 + S1椎体上缘髂血管间距 )÷2÷L5～S1椎间隙宽度×100%，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 型 L5～S1椎间盘显露百分比分别为 78.3%、59.4%、42.5%[21]。

图1 髂总静脉汇合和腹主动脉分叉与椎体的关系Fig.1 Relationship between confluence of common iliac vein, bifurcation of abdominal aorta and vertebral body

三、髂总静脉位置的评估

LCIV 斜向左下走行在 L5～S1椎间盘前方，L5～S1的ALIF 和 OLIF 术中暴露椎间盘时易导致 LCIV 牵拉损伤，因此术中安全地松动、牵拉、保护 LCIV 是 L5～S1节段OLIF 和 ALIF 手术最关键的技术之一，术前通过影像学评估 LCIV 的位置和形态对降低其血管损伤的风险是至关重要的。Chung 等[5]根据 LCIV 的位置和移动困难程度将其分为三型，如图 2 所示：Ⅰ 型，LCIV 不需要移动，LCIV 位于 L5～S1椎间盘左侧长度的 2 / 3 以上或位于浮动位置；Ⅱ 型，LCIV 容易移动，LCIV 位于 L5～S1椎间盘左侧长度的 2 / 3 内侧范围内，但 LCIV 下方有血管周围脂肪组织；Ⅲ 型，LCIV 可能移动困难，LCIV 下无血管周围脂肪组织。Chung 等[3,5]认为 Ⅲ 型 LCIV 下缺乏血管周围脂肪组织的保护，不能提供足够的活动空间且 LCIV 与后腹膜和 L5～S1椎间隙周围骨赘的粘连在 Ⅲ 型患者中很常见，也增加了血管损伤的风险，在没有血管周围脂肪组织的髂静脉患者中，LCIV 损伤的发生率高达 26.7%，因此Ⅲ 型 LCIV 在术中牵拉时更容易发生血管损伤，L5～S1节段的 OLIF 一般不推荐用于 Ⅲ 型 LCIV。值得注意的是 Ko等[22]研究发现 LCIV 周围脂肪组织并不是包裹在血管周围的，而是位于 LCIV 与椎体和椎间盘的前表面之间，另外前纵韧带、骨膜和椎间盘周围还存在一层椎体周围膜，当没有脂肪组织时，椎体周围膜附着在 LCIV 上，切断并钝性分离椎体周围膜下的潜在间隙便可动员 LCIV。Vargas-Moreno 等[23]针对 L5～S1节段的 ALIF，提出了髂总静脉血管解剖的 Berbeo-Diaz-Vargas ( BDV ) 4 种分型，如图 3 所示 ：1A 型，左右髂总静脉均与 Ⅰ 区接触，左右髂静脉相距不到 1 个区；1B 型，LCIV 与 Ⅰ 区接触，右髂总静脉与 Ⅰ 区无接触但与 LCIV 相距不到 1 个区；1C 型，LCIV与 Ⅰ 区接触，右髂总静脉与 Ⅰ 区无接触且与 LCIV 相距至少 1 个区，1D 型，LCIV 与 Ⅰ 区接触，右髂总静脉与Ⅰ 区无接触且与 LCIV 相距至少 1 个区，但是右髂总静脉的内侧分支与 LCIV 相距不到 1 个区；2 型，Ⅰ 区无髂血管接触，左右髂血管与 Ⅱ 区接触且相距至少 2 个区；3 型，Ⅰ 区无髂血管接触，只有一侧的髂血管超过 50%的面积位于 Ⅲ 区；4 型，左右髂血管超过 50% 的面积位于 Ⅲ 区。研究发现 4 型最常见，占 43.9%，出血程度、手术时间和手术复杂性与 BDV 分类系统显著相关，3 型和4 型出血率较低，分型越低手术时间越长[23]。

表1 髂血管间隙夹角 ( ° )Tab.1 Included angle of the iliac vascular space ( ° )

图2 OLIF 左髂总静脉位置分型 [5]Fig.2 Location classification of OLIF left common iliac vein [5]

图3 ALIF 左右髂总静脉的 BDV 分型 [23]Fig.3 Location classification of ALIF left and right common iliac vein [23]

四、髂腰静脉 ( iliolumbar vein，ILV ) 和骶正中动脉的评估 ( middle sacral artery，MSA )

Davis 等[24]标本研究显示：ILV 起自髂总静脉最常见，左侧 ILV 往往比右侧 ILV 有更远的起始点，ILV 平均长 3.7 cm，平均宽 0.9 cm，右侧明显大于左侧，左侧 ILV往往比右侧 ILV 有更多的分支。ILV 在髂总静脉分叉下方约 3～4 cm 处横向走行，然后在 L5椎体旁向内侧至外侧走行，特别是 ILV 的垂直分支在 L4和 L5椎骨附近走行。Hamid 等[25]将 ILV 描述为静脉系统，而不是单个静脉。由于这些静脉是无瓣膜的，血流方向随不同的因素而变化，如果在手术中 ILV 损伤会发生大出血。Silvestre 等[26]回顾了 179 例行 OLIF 患者的数据，由于 ILV 和 LCIV 回缩困难，只有 3.4% 的患者在 L5～S1节段接受了 OLIF。因此 Zairi 等[27]建议行 L5～S1OLIF 时先识别并结扎 ILV，然后再向前收缩髂动静脉，而不是在髂血管之间直接进入椎间盘，这种方法降低了 ILV 和腹下神经丛受损的可能性。标本研究显示 MSA 作为定位 L5～S1中线的解剖学标志，起自左髂总动脉、腹主动脉，多位于骶前区的中线左侧，距正中矢状线的距离 2～4 mm，其平均宽度为 2.14～2.50 mm[21,28]。从髂总血管涌出点至骶角的距离是 MSA 损伤的危险区域，平均距离为 2.73 cm，脊柱医师可以沿着 MSA 向上 2.47～2.99 cm，很容易地识别和保护髂总血管[29]。在 L5～S1的前路手术中，进入椎间盘之前先识别和控制 ILV 和 MSA 是非常关键的步骤。

五、血管窗大小的评估

L5～S1椎间水平左侧髂血管内侧缘到正中矢状线的距离构成 OLIF51 的血管窗、左右髂血管之间的距离构成ALIF51 的血管窗，血管窗是可以直接手术的区域，血管窗等于实际手术窗，因此血管窗的大小对手术至关重要，血管窗越大，术中需要动员髂血管的可能就越小，术中损伤髂血管的风险就越低。文献中记录的血管窗大小如表 2和表 3，不同研究得到的血管窗平均值存在差异，这可能是研究方式、研究对象、样本量造成的，同一研究血管窗最大值与最小值相差巨大，这是由髂总静脉汇合位置和主动脉分叉位置的高低决定的，位置越低血管窗越小。Liu等[17]、Molinares 等[13]研究显示女性血管窗大于男性血管窗，在女性中似乎观察到更大的进入 L5～S1椎间盘的窗口，但血管窗的大小在性别中差异无统计学意义。然而，Chen 等[14]研究显示，血管窗的大小在性别中的差异有统计学意义。尽管男性和女性在解剖学上存在差异，但性别不会显著影响血管窗的大小，性别不应被视为预测血管窗大小的决定因素。髂总静脉汇合的高低、LCIV 的位置及髂血管间隙夹角的大小才是决定血管窗大小的解剖学因素。

血管窗的大小对前路进入 L5～S1椎间盘起着决定性的作用：Nagamatsu 等[16]通过窗口 A ( 在 L5椎体下终板水平上测量了左右髂血管之间的距离 ) 对 OLIF51 的可行性进行评估：1 级，A 窗 ＞ 20 mm，易于操作；2 级，A 窗 15～20 mm，可能操作但困难；3 级，A 窗 ＜ 15 mm，不可能操作；Liu 等[30]认为，如果实际血管窗 ( L5～S1椎间盘前左髂血管至正中矢状线的距离 ) ＜ 1 cm，髂血管损伤并发症风险高，外科医师应改用其它腰椎融合术；Choi 等[31]建议对于血管窗 ( L5～S1椎间盘前 LCIV 至右髂总静脉间的距离 ) ＜ 1.5 cm 且无血管周围脂肪的患者，手术窗是不够的，L5～S1节段行 OLIF 入路时应格外谨慎，而不是基于 LLIF 椎间融合器尺寸早期推荐的血管窗 ＜ 1 cm。目前L5～S1节段的 OLIF 存在髂血管间隙左侧入路、左侧腰大肌前入路、右侧腰大肌前入路[32]，Berry 等[33]建议当LCIV 内侧缘位于经 L5～S1上下关节突的旁正中矢状线内侧且血管周围无脂肪组织时，OLIF51 经左髂血管内侧间隙入路可能具有挑战性，可以考虑右侧腰大肌前入路。Gong 等[34]认为当髂总静脉位于安全线 ( 一条横跨髂翼左右最高点与“小关节线”和椎体后缘交点的线 ) 上方时，腰大肌前入路是可行的。术中牵引腰大肌可显著扩大手术窗，Tannoury 等[35]报道术中右侧腰大肌与髂血管的距离为 3.0 mm，牵引腰大肌后为 34.5 mm；术中左侧腰大肌与髂血管的距离为 1 mm，牵引腰大肌后为 31 mm。Ng 等[36]通过评估 LCIV 的位置、LCIV 是否存在周围脂肪组织、左右髂总静脉之间血管窗的大小，将 L5～S1节段 ALIF 的可行性分为 3 个等级，容易：血管窗 ＞ 35 mm 且 LCIV 周围存在脂肪组织且 LCIV 位于 A 区，困难：血管窗 ＜ 25 mm且 LCIV 周围不存在脂肪组织且 LCIV 位于 C 区或 D 区。稍困难：所有不能完全满足容易和困难的标准。OLIF 血管窗的定义尚存争议，Nagamatsu 等[16]、Choi 等[31]认为L5～S1的 OLIF 血管窗定义为轴位上 LCIV 与右髂总静脉的距离比左侧髂血管内侧缘到正中矢状线的距离更切合实际。

表2 OLIF 血管窗：左髂血管至正中矢状线的距离 ( x-±s，mm )Tab.2 OLIF vascular window: the distance from the left iliac vessel to the median sagittal line ( ±s , mm )

表2 OLIF 血管窗：左髂血管至正中矢状线的距离 ( x-±s，mm )Tab.2 OLIF vascular window: the distance from the left iliac vessel to the median sagittal line ( ±s , mm )

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表3 ALIF 血管窗：左右髂血管之间的距离 ( x-±s，mm )Tab.3 ALIF vascular window: the distance between the left and right iliac vessels ( ±s , mm )

表3 ALIF 血管窗：左右髂血管之间的距离 ( x-±s，mm )Tab.3 ALIF vascular window: the distance between the left and right iliac vessels ( ±s , mm )

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六、体位改变导致血管移动的评估

目前针对 L5～S1节段前方入路术前血管评估的研究主要是利用仰卧位患者的影像学检查，OLIF 术中患者取侧卧位，必须考虑体位改变带来的血管窗改变。Choi 等[31]研究了 20 例患者腰椎术前 MRI，于同一天在同一中心分别行仰卧位和侧卧位的 MRI 成像扫描，在轴位图像上测量 L5～S1椎间盘前 LCIV 至右髂总静脉间的距离，该距离定义为裸窗，仰卧位时裸窗平均大小为 ( 27.0±9.4 ) mm，侧卧位时裸窗平均大小为 ( 22.0±8.3 ) mm，仰卧位和侧卧位最大裸窗值分别为 46 mm 和 40 mm，最小裸窗值分别为 8 mm 和4 mm。体位从仰卧位变为侧卧位后裸窗平均缩小 ( 5.2±3.6 ) mm，减少了 ( 20±12 ) %，体位改变后裸窗缩小具有统计学意义，说明当患者处于侧卧位时，髂总静脉之间的绝对宽度减小，这一效应是由于重力拉动 LCIV 和左髂总动脉所致。这突出了术前测量和评估裸窗的存在和大小在计划 L5～S1节段行 OLIF 入路时的重要性。他们建议，接受 OLIF 的患者应常规通过术前侧卧位 MRI 检查，以准确评估进入 L5～S1椎间盘的可行性。Farah 等[40]研究了 10 位受试者分别在仰卧位和右侧卧位时左侧髋关节屈曲 30°～40°、伸展状态下的 MRI。当受试者保持左侧髋关节伸展状态时，体位由仰卧位变为右侧卧位后，左侧髂总动脉向右侧移动了 5.61 mm，而左侧髂总静脉向右侧移动了 0.92 mm；当受试者保持左侧髋关节屈曲 30°～40° 状态时，体位由仰卧位变为右侧卧位后，左侧髂总动脉向右侧移动了 0.47 mm，而左侧髂总静脉向左侧移动了0.94 mm。当受试者保持右侧卧位时，髋关节由伸展体位变为屈曲体位后，左髂总动脉向左移动 5.14 mm，LCIV 向左移动 1.86 mm。Farah 等[40]认为，髋关节位置的改变与手术通道的显著加宽无关，OLIF 手术时推荐体位采用左髋关节伸展的右侧卧位，这种姿势会移位血管结构并减少腰大肌的体积，可以避免和减少术中血管损伤。

目前 OLIF51 手术血管窗的测量标准和适合手术的大小标准具有争议性且手术入路具有个性化，共识认为应在 L5下终板水平的轴位 MRI 图像测量血管窗的大小，术者应根据血管窗大小和髂血管的位置选择合适的入路[41]。髂总静脉汇合高度、LCIV 位置、髂血管间隙夹角、血管窗大小是进入 L5～S1椎间盘的决定性解剖因素，血管窗最大值与最小值之间巨大的差异性突出了术前评估 L5～S1周围血管位置、形态、血管裸窗大小的重要性，MRI 和MRA 只能在二维平面上进行术前血管评估，3D-CTA 成像虽然能在三维上评估血管，但有造影剂过敏性的风险，融合 CT-MRI 的成像技术[16]既能在三维上为 L5～S1节段的ALIF 和 OLIF 术前血管评估提供多种信息，也能避免造影剂过敏的风险。