本文作者：徐洁涛，医院脊柱外科，硕士研究生，师从国内脊柱外科专家王冰教授。
王冰，教授、主任医师，博士生导师。现任医院脊柱外科和湖南省脊柱外科治疗中心副主任，脊柱外科研究室主任。担任中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会青年委员会副主任委员；中国医促会骨科疾病防治委员会脊柱内镜学组副主任委员；中国医师协会骨科分会微创专委会微创融合学组副组长；中华中医药学会脊柱微创专委会常委暨经皮内镜技术研究组副主任委员；医院学会脊柱外科专业委员会脊柱畸形学组副组长，中华医学会骨科分会基础学组委员；中国骨科菁英会脊柱创始会员和执委；中国SICOT骨科分会基础学组常务委员；国际侧方入路手术学会中国部副主任委员；AOSpine中国部讲师；中国脊柱脊髓杂志常务编委；国际TheSpineJournal和Spine杂志中文版编委；湖南省康复医学会脊柱脊髓专委员主任委员；湖南省医学会骨科分会常委；湖南省遗传学会常务理事；白求恩公益基金会骨科基层教育委员会常委和手术指导专家等职。擅长内镜微创脊柱外科和各类复杂脊柱畸形的矫治。在国家级和国际核心刊物上以第一作者和通讯作者发表论文余篇，SCI论文30余篇,主编和参编专著10余部，主持国家自然科学基金4项。
前言
颈胸段(cervicothoracicjunction，CTJ)多指C6-T2脊柱节段，为颈胸交界区。颈胸段脊柱畸形主要包括头颈部倾斜、面部发育不对称、肩部不平衡等，部分患儿甚至可能引发臂丛神经或脊髓压迫而出现不全瘫，给患儿及其家庭造成极大的心理和经济负担。矫形手术是颈胸段脊柱畸形的有效治疗策略，尤其是外观畸形严重、进行性加重或伴随神经脊髓损害的颈胸段半椎体畸形。外科手术治疗的目的在于通过截骨矫形及内固定纠正局部畸形、阻止畸形进展、获得理想颈胸段曲度，重塑脊柱稳定性，解除已存在或潜在脊髓损伤。
然而，颈胸段生物力学特殊，处于颈椎生理前凸和胸椎生理后凸交界处，是头颈部重量从后柱逐渐转为前柱的应力增加的部位，为潜在失稳区。因此，对螺钉的抗拔出强度及生物力学稳定性要求更高。同时，颈胸段解剖结构复杂，椎动脉、神经根与椎弓根解剖关系密切，椎体的关节突及椎弓根相对较小，角度变异很大，致其置钉难度及风险较大。而内固定选择不当易出现神经血管损伤、术后内固定失败、矫正丢失及医源性失代偿等并发症。因此，合理选择内固定螺钉以适应颈胸段解剖结构和生物力学特点是颈胸段矫形手术的重要保障。目前颈胸段固定有侧块螺钉、椎弓根螺钉、经椎板螺钉和经关节螺钉等方式，笔者从影像学可行性、解剖学安全性以及生物力学有效性三方面，系统分析四类螺钉在颈胸段中的研究进展，为合理选择颈胸段脊柱畸形矫形螺钉内固定提供借鉴。
01侧块螺钉(lateralmassscrews，LMS）颈椎侧块（lateralmass，LM）由上下关节突及峡部组成，对颈椎后方的稳定具有支柱作用。RoyCamille首先报道颈椎LMS后路内固定技术（图1），随后Magerl技术，Anderson技术和An技术等改进不断涌现，并逐渐应用至畸形矫正等颈椎外科的各个领域。
图1.侧块螺钉（lateralmassscrews，LMS）技术。Magerl技术（Magerltechnique）；Roy-Camille技术（Roy-Camilletechnique）；[图片源自Ghori等（）[35]]
生物力学研究表明，LMS可为脊柱后柱提供可靠的固定强度。RoyCamille等报道的LMS钢板内固定可增加92%的屈曲位节段稳定性、60%的伸直位稳定性，仅在限制轴向旋转能力方面略差。随后，诸多体外力学实验进一步证实LMS在生物力学稳定性方面与PS和TFS无显著差异。Regan等比较两种固定结构（C3-C7LMS；C3-C5LMS和C7PS）的生物力学稳定性，结果显示，两者在矢状面（7.46%±5.48%vs5.68%±3.67%）、冠状面（19.2%±10.9%vs13.6%±9.53%）以及轴向旋转（85.9%±83.3%vs74.7%±58.1%）方面均无显著差异。然而，LMS抗拔出强度不及其余三者，尽管双皮质LMS可增加抗拔出强度，但同时增加神经根损伤风险，且较之于单皮质LMS并未增强侧屈及轴向旋转的力学稳定性。
LMS进钉点/置钉角度与解剖学的契合是其可行性和安全性的基础，置钉应考虑不同个体及不同节段的解剖特点，尤其是椎动脉、神经根以及侧块边界等。根据侧块边界及神经根、椎动脉的正常解剖位置，以侧块中点为入点以及不同节段控制不同置钉角度可有效保护神经根与椎动脉。然而，过长的螺钉在任何螺钉内固定中皆有损伤神经血管的风险。其次，从C6、C7开始，关节面在冠状面上倾斜角变大，颈椎侧块逐渐变薄拉长，导致LMS易穿破侧块而损伤神经根等。因此，多数学者认为LMS并非C7-T1的理想内固定。然而，亦有学者认为C7LMS作为CTJ固定点同样具有良好的安全性和有效性。Tse等分析中国南方地区人群C7椎体形态学发现，侧块平均长度较长，而外侧椎弓根的平均宽度较窄，近10%的椎弓根无法容纳3.5毫米的螺钉，该研究数据支持LMS在C7应用具备可行性及安全性。Viswanathan等分析印度人群C7椎体发现，92%和48%的患者能容纳至少10和12毫米长的LMS，仅58%的椎弓根和37%的椎板能容纳3.5毫米螺钉，因此作者认为LMS(10-12mm)是C7固定最安全可行的选择。
图2：LMS螺钉术前评估。矢状面LMS长度（A）；矢状面颈椎侧块（Lateralmass，LM）宽度（B）；冠状面LM高度及宽度（C）[图片源自Viswanathan等（）]
02椎弓根螺钉（pediclescrews，PS）如上所述，LMS主要固定脊柱后柱，抗拔强度较小，限制轴向旋转的能力较差，尤其是在颈胸应力交界区。生物力学研究表明，PS可对脊柱前柱起到良好的三柱固定作用，提供了更为坚强的后伸及侧屈稳定性，可承受更高的轴向负荷，具有极高的稳定性，从而降低螺钉松动、拔出的风险。因此，PS凭借其良好的生物力学稳定性、畸形复位及矫正能力，成为颈胸交界区更佳的生物力学选择。
颈胸段椎弓根形态学和生物力学相关研究为CTJPS的置入提供了重要解剖学依据。Stanescu等报道颈胸段椎弓根高度（pedicleheight，PH）从C5（6.7mm）至T5（10.4mm）逐渐增大，长度（pediclelength，PL）从C5至T5逐渐增加，而椎弓根宽度（pediclewidth，PW）从C5（5.2mm）至T1（7.8mm）递增，从T1（7.8mm）至T5（4.4mm）又逐渐缩小。椎弓根轴线与矢状面成角从C5（49.80°）至T1（33.7°）锐减，证明螺钉可从后路通过椎弓根进入椎体，应用C7椎板作为颈椎和颈胸交界处的固定点具有良好的安全性和有效性。既往研究表明，3mm颈椎螺钉可于儿童颈胸段（除C3）安全应用。而成人中仅10%-42%的C7椎弓根无法容纳3.5毫米的螺钉，75%的男性患者和36%的女性患者的椎弓根可容纳3.5mm直径的螺钉。目前认为，成人C3、C4椎弓根多4.0mm，可容纳3.5mm螺钉；而C5-7椎弓根多＞4.0mm，可容纳4.0mm螺钉。
然而，由于下颈椎椎弓根体积小，且椎动脉离椎弓根较近，PS置入在颈椎下段具有挑战性。当患者存在解剖学变异、椎弓根断裂或前期椎弓根内固定失败历史等特殊情况时，PS置入则面临巨大困难；其次，既往研究报道PS置入时椎弓根穿孔发生率高达近40%，上胸椎置入PS时脊髓和神经根损伤风险更大，技术要求更高（图3）。
图3：PS螺钉术前评估。横截面PS轨迹（A）；椎弓根宽度（B）；椎弓根长度（C）[图片源自Viswanathan等（）]
03经椎板螺钉（intralaminarscrew，ILS）ILS固定是一种操作安全、固定有效的颈椎后路内固定方式，且其置钉过程无需神经导航仪器。既往研究显示，ILS固定仅位于后柱，其置钉轨迹受解剖学限制较小，因此ILS能够有效降低血管损伤风险，即使患者存在椎动脉变异（于C7水平进入横孔）。Jang等对13例患者C7共置入17枚ILS，术中无血管神经脊髓损伤，平均19个月的随访显示内固定良好，证明ILS良好的安全性及有效性。尽管存在ILS腹侧穿入椎管的风险，但既往报道显示其发生率极低，同时置钉时将置钉轨迹稍靠背侧可降低椎板腹侧穿孔风险。Cardoso等于上胸椎（T1-T2）置入ILS，无论单皮质螺钉或双皮质螺钉，均未侵犯椎管。因此ILS仍不失为一种安全颈胸段内固定方式。
既往生物力学研究表明，ILS和PS在C7节段的抗拔出强度方面没有统计学差异；McGiit等在体外力学实验中发现，尽管ILS在穿越CTJ区域后运动范围增了八分之一，但平均角运动仍小于0.5°，作者认为其不足以影响其融合。在颈胸段内固定中，ILS作为补救性内固定可提供类似PS的有效生物力学强度，因此，当患者侧块和椎弓根较小而不宜采用PS及LMS时，ILS内固定为优选项。
椎板内径（椎板厚度）可能是限制ILS应用的主要因素。既往椎板形态学研究表明，C5节段的椎板最薄，内径较大的C3和C7同样无法安全容纳3.5mm的ILS，仅37%的椎板能容纳3.5毫米螺钉，而以下三分之一椎板为螺钉入口点时，77.8%的患者可容纳3.5mm螺钉。可见ILS置钉难度较大，同时螺钉于椎板处存在较长钉道，大大增加了损伤风险。
图4：ILS螺钉术前评估。横截面椎板宽度（A）；ILS长度（B）；ILS轨迹（C）[图片源自Viswanathan等（）]
04经关节螺钉（transfacetscrews，TFS）
RoyCarollle等于年首先应用TFS治疗下颈椎骨折。TFS优势体现在其良好的抗拔出强度以及较低的疲劳断裂率，同时能更好地固定关节突关节。Klekamp等比较TFS和颈椎LMS的抗拔出强度，结果显示TFS在下颈椎各个节段抗拔出强度均优于LMS。虽然TFS在技术上更为复杂，但在解剖异常、螺钉脱位或需附加中间固定点的情况下，可用于替代LMS。目前，TFS与PS的抗拔出强度强弱结论尚不一致。在力学稳定性方面，Dalcanto等比较TFS与LMS钢板对于双节段颈椎的固定作用．结果显示二者具有相似的力学稳定性和强度，体外实验证明其生物力学稳定性与PS相当，可能与TFS穿越四层骨皮质有关。
TFS置钉轨迹离椎管较远，可大大降低损伤脊髓神经的风险。Takayasu等对25例下颈椎不稳患者行TFS内固定，结果显示并无相关并发症发生。然而TFS置钉轨迹阻碍脊柱畸形的矫正，限制其在颈胸段畸形中的应用；其次，椎动脉变异或椎弓峡部狭窄时不宜行TFS内固定，易造成椎弓破裂，损伤椎动脉等，同时力学强度大大降低。因此，术前应行影像学评估明确有无椎弓根发育异常、椎动脉变异等。
图5：TFS螺钉术前评估。TFS长度（A）；B：经关节螺钉（transfacetscrews，TFS）侧面观；C：TFS后面观[图A改编自Liu等（）[15]，图B、C源自DalCanto等（）]
综上所述，患者个体解剖结构是螺钉选择的重要依据。解剖学异常、螺钉过长在任何螺钉内固定中皆有损伤神经血管的风险。术者应在安全的基础上进一步考虑其生物力学性能。LMS与ILS主要固定脊柱后柱，而PS可对脊柱三柱产生良好固定作用。在抗拔出强度方面，TFS，PS及ILS均具备良好的抗拔出强度，而LMS的抗拔出强度最弱。同时PS，TFS与LMS具备相似的生物力学稳定性，LMS仅在限制轴向旋转能力上相对略差。目前认为，PS依其良好的生物力学稳定性和畸形矫正能力，为颈胸交界区首选的内固定螺钉，其它可作为补充或翻修选择。
参考文献
1.YaszayB,etal.Efficacyofhemivertebraresectionforcongenitalscoliosis:amulticenterretrospective