青少年特發(fā)性胸椎側(cè)凸患者的脊髓偏移及臨床意義△

1、青少年特發(fā)性胸椎側(cè)凸患者的脊髓偏移及臨床意義        【摘要】    【關(guān)鍵詞】  脊髓 偏移 青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸 胸椎 椎弓根螺釘        Shift of the spinal cord to the concavity of the spinal canal in adolescents with idiopathic scolisis:the radiological pre

2、sentation and clinical relevanceSUN Xu,QIU Yong,ZHU Zezhang,et al.Spinal Surgery,Gulou Hospital Affiliated with Nanjing Medical College,Nanjing 210008,China    Abstract：ObjectiveTo demonstrate the shift of the spinal cord to the concave side of the spinal canal in adolescent patients

3、with idiopathic thoracic scoliosis,to investigate possible cause of the shift of the spinal cord and to explore its clinical relevance.MethodThirtynine adolescents with idiopathic thoracic scoliosis were recruited in this study.Cobbs angle,relative apical translation and relative trunk shift of the

4、major thoracic curves were recorded from standing posteroanterior roentgenography of the whole spine.The shift of the spinal cord was determined through the measurements of distance between the spinal cord and the medial walls of the pedicles on the convex and concave sides,which were performed in t

5、ransverse magnetic resonance images of the spinal canal in the major thoracic curves（T512）.The variations of the shift of the spinal cord were determined,and the relationships between the shift of the spinal cord at the apical region and Cobbs angle,and between that and the relative apical vertebral

6、 translation were analyzed.ResultIn the region of the major thoracic curves,the distance from the spinal cord to the pedicle on the convex side was significantly less than the distance to the pedicle on the concave side（P0.05）.The shift of the spinal cord to the concavity was much more evident at th

7、e apical region,and then was gradually decreased to the region of the end vertebrae.Strong correlations were found between the shift of the spinal cord at the apical region and Cobbs angle（r= 0.631,P0.001）,and between the spinal cord shift and the relative apical vertebral translation（r=0.546,P=0.00

8、3）.ConclusionIt is revealed that the spinal cord is shifted to concavity,and that the shift is most substantial at the apical region.The result of this study suggests that the dural shift might be related with the involvement of the tension of nerves on the concave side,and that screw placement migh

9、t be at a much higher risk of spinal cord injury on the concavity than that on the convexity.    Key words:spinal cord;  shift;  adolescent idiopathic scoliosi;  thoracic spine;  pedicle screw    正常脊髓位于椎管內(nèi)中央，與兩側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁基本等距。在青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（adolescent idiop

10、athic scoliosis，AIS）患者中，由于畸形的三維特征1、2，脊髓的位置也發(fā)生改變。有學(xué)者報(bào)道脊柱側(cè)凸患者脊髓在椎管內(nèi)緊鄰著凹側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁，與凸凹側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁之間的距離呈明顯的不對(duì)稱(chēng)性，即存在相對(duì)偏移3、4。近年來(lái)，胸椎椎弓根螺釘置入在AIS矯形中的應(yīng)用日趨廣泛，隨之而來(lái)的置釘風(fēng)險(xiǎn)不容忽視5、6。為了進(jìn)一步明確AIS患者脊髓在胸椎管內(nèi)的偏移，研究其可能的發(fā)生機(jī)制，并探討其在術(shù)前評(píng)估置釘風(fēng)險(xiǎn)中的意義，本研究對(duì)39名青少年胸椎特發(fā)性側(cè)凸患者的脊髓與凸凹側(cè)椎弓根的間距進(jìn)行測(cè)量，分析脊髓偏移的變化趨勢(shì)，報(bào)道如下。    1  資料與方法 

11、;   1.1  研究對(duì)象    研究對(duì)象為在2005年1月2005年12月間于本院手術(shù)有完整胸椎MRI資料的AIS患者。所有AIS患者均經(jīng)詳細(xì)的體檢和全脊柱站立位正側(cè)位X線片檢查而診斷7。并符合以下入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡1218歲；側(cè)凸主彎均為右胸彎，且Cobbs角大于40°；有完整的術(shù)前全脊髓MRI掃描圖像，排除可能存在的大腦、中腦、小腦和脊髓病變和先天性脊椎結(jié)構(gòu)性改變；MRI掃描圖像包括T512節(jié)段內(nèi)椎體和脊髓的橫截面薄層掃描圖像。    共有39名AIS患者符合上述入選條件。其中，男5例，女34

12、例；平均年齡（14.5±2.0）歲，主胸彎Cobbs角范圍為40°130°，平均為69.0°±25.3°：側(cè)凸類(lèi)型包括單胸彎19例，雙胸彎2例，胸腰雙彎18例。按照Lenke分型8，有37例為L(zhǎng)enke 1型（1A、1B、1C型各為19、12和6例），2例為L(zhǎng)enke 2A型；按照PUMC分型9，PUMC a型有19例，a型2例，b型13例（b 1和b2 型分別為11和2例），c型5例（c1和c2型分別為3和2例）。    1.2  X線片測(cè)量    測(cè)量指標(biāo)包括側(cè)

13、凸Cobbs角、頂椎位置和主胸彎的頂椎偏移10、11?？紤]到不同患者所攝全脊柱站立位正位X線片的放大系數(shù)可能不同，故本研究以頂椎相對(duì)偏移（relative value of apical vertebral translation，rAVT）代替頂椎偏移（AVT），前者為后者除以經(jīng)頂椎的胸廓橫徑（thoracic horizontal diameter,ThD）后的相對(duì)值（圖1a）。    為便于對(duì)MRI平掃片的定位分析，本研究設(shè)定：側(cè)凸的頂椎水平線如位于胸椎者則以該椎體作為頂椎位置（圖1a），如位于胸椎間盤(pán)者則以正位片上該椎間盤(pán)上下鄰近椎體中較為水平的椎體作為頂

14、椎位置所在（圖1b）。本組病例側(cè)凸頂椎分布如下：頂椎位于T7者2例，位于T8者18例（包括3例位于T7、8椎間盤(pán)者和2例位于T8、9椎間盤(pán)者），位于T9者19例（包括6例位于T8、9椎間盤(pán)者和3例位于T9、10椎間盤(pán)者）。    1.3  MRI測(cè)量    通過(guò)PACS系統(tǒng)（First Tech公司）在AIS患者平臥位橫截面MRI薄層掃描圖像（圖2）上測(cè)量脊髓和凸凹側(cè)椎弓根之間的距離（與凸側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁的間距記為Dv，凹側(cè)記為Dc）。脊髓偏移為脊髓相對(duì)凸凹側(cè)間距之差值（Ds=Dv-Dc）。   

15、 1.4  結(jié)果處理    對(duì)全部AIS患者的側(cè)凸節(jié)段內(nèi)（T512）橫截面脊髓與凸凹側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁的間距（Dv和Dc）進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)和配對(duì)t檢驗(yàn)，并運(yùn)用相關(guān)分析法分析主胸彎頂椎區(qū)脊髓的偏移值（Ds）與主胸彎Cobbs角和頂椎相對(duì)偏移之間的關(guān)系。所使用軟件為SPSS 12.0，所有統(tǒng)計(jì)處理在P0.05時(shí)認(rèn)為存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著性差異。    圖1AIS患者的正位片測(cè)量示意：測(cè)量指標(biāo)包括Cobbs角、頂椎位置、頂椎偏移（AVT）和經(jīng)頂椎的胸廓橫徑（ThD）。AVT為頂椎所在椎體或椎間盤(pán)中心到C7PL線的距離。頂椎位置：（A）中位

16、于T8椎體，而（B）中則位于T9、10椎間盤(pán)（以較水平的T9計(jì)）  圖2脊髓偏移的測(cè)量示意：圖為一AIS患者（女，15歲，胸右彎，Cobbs角56°，Lenke1B型，PUMC b1型，頂椎T9）的T7椎體橫截面圖。Pv和Pc分別表示凸凹側(cè)椎弓根的方向，a、b和c、d為分別與Pv和Pc平行、且與對(duì)應(yīng)側(cè)椎管壁和脊髓相切的切線，a、b之間距（Dv)和c、d之間距Dc分別為脊髓和凸、凹側(cè)椎弓根之間的距離2  結(jié)  果    2.1  AIS患者T512節(jié)段椎管內(nèi)脊髓的偏移和變化趨勢(shì)    M

17、RI圖像顯示，在側(cè)凸節(jié)段內(nèi)，AIS患者椎管內(nèi)脊髓的位置向側(cè)凸的凹側(cè)發(fā)生偏移。經(jīng)過(guò)測(cè)量，脊髓與雙側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁不等距，表現(xiàn)為DvDc（P0.05），經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，頂椎處脊髓與凸凹側(cè)椎弓根平均間距（Dv和Dc）分別為（7.2±2.5）mm和（0.2±0.6）mm，二者差異非常顯著（P0.001）。脊髓與雙側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁間距的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3所示，而脊髓的偏移值（Ds）（圖4）可以看出，脊髓與凸側(cè)椎弓根間距（Dv）從T5逐漸增加，到T8、T9附近達(dá)最大值（平均為7.2 mm），此后又逐漸減小直到T11、T12水平；脊髓與凹側(cè)椎弓根間距（Dc）則恰好相反，越靠近兩端（T5和T12）值越

18、大，而在T8、T9附近達(dá)最小值（平均為0.2 mm）;脊髓的偏移值（Ds）在T9處達(dá)最大值（平均為7.1 mm），并向兩端（T5和T12）遞減。    2.2  主胸彎頂椎脊髓的偏移值與主胸彎Cobbs角及其他影像學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性    本組AIS患者的頂椎相對(duì)偏移均值為（0.22±0.12）cm，頂椎處脊髓的偏移值則為（7.1±1.2）mm。經(jīng)過(guò)相關(guān)分析，AIS患者主胸彎頂椎區(qū)脊髓的偏移值與主胸彎Cobbs角和頂椎相對(duì)偏移均存在非常顯著的正相關(guān)（Cobbs角，r=0.631，P0.001;頂椎相對(duì)偏移，r

19、=0.546，P=0.003）（表1）。 表1頂椎處脊髓的偏移值與主胸彎Cobbs角和頂椎相對(duì)偏移的相關(guān)性    3  討  論    胸椎特發(fā)性側(cè)凸的特征性三維畸形特征表現(xiàn)為：冠狀面上呈側(cè)凸、矢狀面上呈胸椎后凸減少、而在水平面（橫截面）脊柱呈旋轉(zhuǎn)畸形1、2、12、13，其中以頂椎區(qū)最為顯著，而向兩側(cè)端椎逐漸減少，而且脊椎的椎體向凸側(cè)旋轉(zhuǎn)，而椎弓根和棘突則向相反的方向旋轉(zhuǎn)。那么，在椎管內(nèi)相對(duì)游離的脊髓在椎管內(nèi)的位置可能會(huì)發(fā)生相對(duì)偏移。Liljenqvist等發(fā)現(xiàn)AIS患者椎管內(nèi)存在脊髓偏移的現(xiàn)象4。本研究運(yùn)用全脊髓

20、MRI掃描的方法，分析了39例青少年胸椎特發(fā)性側(cè)凸患者的脊髓在累及節(jié)段內(nèi)（T512）相對(duì)于椎骨的位置。研究發(fā)現(xiàn)，在胸椎側(cè)彎中，脊髓向凹側(cè)椎弓根偏移。本研究不僅證實(shí)AIS患者存在脊髓向凹側(cè)椎弓根偏移的現(xiàn)象，而且發(fā)現(xiàn)這種偏移以頂椎區(qū)域最為顯著，并逐漸向兩側(cè)端椎遞減，本研究結(jié)果與Liljenqvist等的研究相一致4。    本研究還發(fā)現(xiàn)，胸椎側(cè)凸頂椎區(qū)脊髓的偏移與脊柱側(cè)凸的嚴(yán)重性（主胸彎Cobbs角）存在極顯著的正相關(guān)，即側(cè)凸畸形越嚴(yán)重，脊髓越緊鄰于凹側(cè)椎弓根。同時(shí)，頂椎區(qū)域脊髓的相對(duì)偏移與頂椎的相對(duì)偏移存在非常顯著的正相關(guān)，這表明，在冠狀面上頂椎偏離C7PL線（C7

21、 plumb line）越遠(yuǎn)，頂椎區(qū)脊髓可能存在越嚴(yán)重的偏移。而且，結(jié)合胸椎特發(fā)性側(cè)凸的冠狀面和橫截面特征1、12、13，脊椎偏離C7PL線的變化趨勢(shì)與脊髓偏移的趨勢(shì)極其相似，二者均在頂椎區(qū)達(dá)最大值，又都逐漸向兩側(cè)端椎區(qū)遞減。這提示，脊髓的偏移可能與脊椎偏離C7PL線有關(guān)。    正常人群的脊髓在椎管內(nèi)的位置憑借脊髓發(fā)出的左右兩支脊神經(jīng)根而相對(duì)固定。顯然，AIS患者脊髓在椎管內(nèi)的位置與凸凹側(cè)脊神經(jīng)根的牽拉存在密切關(guān)系。本研究揭示了頂椎區(qū)脊髓的偏移和頂椎偏移的強(qiáng)相關(guān)性，這提示脊髓偏移可能與頂椎發(fā)生偏移后凹側(cè)的脊神經(jīng)根的牽拉有關(guān)。在頂椎區(qū)，由于脊椎向凸側(cè)偏移最遠(yuǎn)，凹側(cè)

22、脊神經(jīng)根的牽拉最強(qiáng)，因而脊髓的偏移也最明顯。而在非頂椎區(qū)，由于脊椎發(fā)生的偏移較小，凹側(cè)脊神經(jīng)根的牽拉相對(duì)較弱，脊髓向凹側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁的偏移自然相對(duì)較小。AIS患者的脊髓緊貼凹側(cè)椎管壁，可提供脊髓沿著椎管內(nèi)最短的路徑行走，這樣以讓脊髓維持較為松弛的狀態(tài)。故脊髓偏移還可能與脊髓在椎管內(nèi)始終沿著最短的路徑行走有關(guān)。    目前AIS的發(fā)病機(jī)制尚不清楚14，而AIS患者椎管內(nèi)脊髓偏移的現(xiàn)象曾被用于其病因?qū)W研究。英國(guó)學(xué)者Porter通過(guò)在脊柱側(cè)凸尸體骨骼上測(cè)量，發(fā)現(xiàn)椎管的長(zhǎng)度短于椎體的長(zhǎng)度3，于是提出“神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼組織的生長(zhǎng)不平衡（uncoupled neuroosseous growth）”假說(shuō)：脊髓的生長(zhǎng)跟不上脊椎的生長(zhǎng)導(dǎo)致AIS的發(fā)生14。其中，他提出，脊髓在椎管內(nèi)向凹側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)壁偏移是脊髓生長(zhǎng)慢于脊柱的重要佐證14。然而，脊髓的偏移不是AIS特有的現(xiàn)象，可能在各種類(lèi)型的脊柱側(cè)凸中均存在。Dubousset認(rèn)為，在任何類(lèi)型的脊柱側(cè)凸中，脊髓始終沿著椎管的凹側(cè)縱向走行，即在任何類(lèi)型的脊柱側(cè)凸中均存在脊髓的偏移現(xiàn)象16。在臨床工作中，Chiari畸形和（或）脊髓空洞、馬凡綜合征等合