正常兒童齒狀突影像學測量

竇海成，陳 鷗，王向陽，徐華梓，黃其杉，羅 鵬，趙敬凱

小兒上頸椎損傷病例總體較少，40%～60%的兒童脊柱損傷發生于上頸椎，其中以齒狀突骨折最為常見[1-2]，對于小于7歲的兒童，頸椎損傷有75%發生在齒狀突[3]，并且很大程度上是由交通事故所致[4-5]。目前前路中空拉力螺釘內固定技術在成人患者中得到良好應用，且國內外已有應用于兒童的相關報道[6-9]。但不同年齡、不同性別正常兒童齒狀突存在解剖學差異，本研究利用CT二維重建技術對不同年齡組的正常齒狀突形態進行測量，為前路中空拉力螺釘齒狀突內固定技術應用于兒童提供形態學參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2004年1月至2009年12月溫州醫學院附屬第二醫院&育英兒童醫院頸部CT檢查正常的患兒的CT資料，排除脊柱側彎、半椎體畸形和強直性脊柱炎等先天性脊椎疾病病例。從中選擇3～14歲患兒120例，男60例，女60例。按年齡分3組：3～5歲組（男20例，女20例）；6～9歲組（男20例，女20例）；10～14歲組（男20例，女20例）。

1.2 測量方法

采用荷蘭Philip’s Secura 16排螺旋CT機對3組兒童寰樞椎進行CT檢查。掃描參數：120 kV，180 mA，512×512矩陣，掃描層厚2 mm，螺距1.0?；純貉雠P位，水平面橫切齒狀突基底部，取得齒狀突的橫切面；矢狀面上以0.5 mm的間距連續切割齒狀突，取得最大的矢狀切面，即齒狀突正中矢狀面。采用二維重建技術在橫斷面和正中矢狀面分別對齒狀突的形態進行下列參數測量。（1）齒狀突松質骨橫徑（A1B1）：齒狀突基底部最窄處松質骨左右緣的垂直距離（圖1）。（2）齒狀突松質骨縱徑（C1D1）：齒狀突基底部最窄處松質骨前后緣垂直距離（圖1）。（3）齒狀突皮質骨橫徑（A2B2）：齒狀突基底部最窄處皮質骨左右緣垂直距離（圖2）。（4）齒狀突皮質骨縱徑（C2D2）：齒狀突基底部最窄處皮質骨前后緣垂直距離（圖2）。（5）模擬入釘點至齒狀突尖部前角長度（｜OC｜）、角度（∠BOC），后角長度（｜OD｜）、角度（∠BOD）及最佳長度（｜OE｜，即齒狀突正中矢狀面齒狀突對角線的長度）、最佳角度（∠BOE，為齒狀突正中矢狀面∠COD的角平分線OE與OB的夾角），如圖3所示。（6）樞椎高度（｜AH｜）：即齒突尖至樞椎體前下緣的垂直距離（圖3）。

1.3 統計學處理

采用SPSS 17.0軟件對數據進行處理，運用t檢驗比較各年齡組以及組內男女測量值之間的差異，P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各年齡組兒童齒狀突基底部松質骨、皮質骨橫縱徑參數（表1）

齒狀突基底部基本呈圓形，縱徑稍大于橫徑，各參數隨年齡增大而增大。3～5歲組男女之間差異無統計學意義（P＞0.05），6～9歲組和10～14歲組內男女之間差異有統計學差異（P＜0.05）。

表1 齒狀突基底部松質骨、皮質骨橫縱徑測量值（mm，±s）

表1 齒狀突基底部松質骨、皮質骨橫縱徑測量值（mm，±s）

參數女女女｜A1B1｜｜C1D1｜｜A2B2｜｜C2D2｜3～5歲男3.53±0.894.44±0.735.34±0.626.40±0.933.41±0.564.33±0.655.25±0.576.08±0.98 t值0.9053.0160.8943.036 P值0.3710.0550.3770.0546～9歲男4.21±0.544.99±0.765.50±0.806.56±0.983.89±0.564.38±0.695.31±0.696.21±0.58 t值2.5192.2312.1622.09 P值0.0290.3180.0430.04910～14歲男4.86±0.685.33±0.625.94±0.687.20±0.714.46±0.904.96±0.475.62±1.036.86±0.72 t值1.5825.6652.0372.82 P值0.0220.0000.0490.008

圖1 齒狀突基底部松質骨橫徑、縱徑測量

圖2 齒狀突基底部皮質骨橫徑、縱徑測量

圖3 模擬入釘點到齒突尖部前后角的角度、距離及樞椎高度測量

2.2 各年齡組兒童模擬入釘點至齒突尖部的角度（表2）

各年齡組間以及組內男女之間差異均無統計學意義（P＞0.05）。入釘的安全角度范圍：16°～36°，最佳入釘角度范圍：19°～22°。

2.3 各年齡組兒童模擬入釘點至齒突尖部的距離及樞椎高度（表3）

各參數隨年齡的增大而增大，各年齡組之間差異有統計學意義（P＜0.05），但組內男女之間差異無統計學差異（P＞0.05）。3～5歲、6～9歲和10～14歲3組的釘道長度安全范圍分別為8～14 mm、10～16 mm、12～21 mm；最佳長度分別為13～14 mm、15～16 mm、19～20mm。樞椎高度隨年齡增加而逐漸增大，各年齡組之間差異有統計學意義（P＜0.05），各年齡組內男女之間差異亦有統計學意義（P＜0.05）。

3 討論

Bailey和Jagannathan等[10-11]的研究表明，樞椎正常情況下有5個原始骨化中心，其中1個位于椎體，2個位于齒狀突，2個位于椎弓。椎體骨化中心最早出現于第5胎月，椎弓骨化中心最早出現于第7胎月，并在2～3歲融合。齒狀突骨化中心在第5胎月出現，此時為分離的兩部分，兩部分互相融合于第7胎月。齒狀突頂點二次骨化中心出現于3～6歲，并在12歲左右與齒狀突融合。而齒狀突與椎弓之間、齒狀突與椎體之間的軟骨結合在3～6歲時融合。夏成德等[12]的研究結果顯示，齒狀突尖部二次骨化中心骨出現時間最早3.5歲，最遲7歲，多數為5～6歲，齒狀突上部發育成熟骨骺融合時間是9～10歲；齒狀突基底部與樞椎體之間骨骺板融合時間最早4歲，多數為5歲以后融合；樞椎體與雙側椎弓之間骨骺板融合時間是4～5歲，5歲以后齒狀突基底部、樞椎體與雙側椎弓3條骨骺線融合。

樞椎是枕寰樞區的運動樞紐，齒狀突是其主要特征，齒狀突頸部實為橫韌帶壓跡。齒狀突頂端稱為齒狀突尖，有齒狀突尖韌帶附著。齒狀突后外側方有兩粳糙骨結節，翼狀韌帶附著。齒狀突及樞椎椎體前方的皮質骨明顯較前外側、側方和后方皮質骨厚，皮質骨最薄弱的區域位于樞椎椎體后方。齒狀突本身及側塊包含相當數量的骨小梁，而在齒狀突基底部卻呈現骨小梁空虛或為密度減低區。齒狀突基底部較細，骨皮質較薄，松質骨疏松，是齒狀突的薄弱和易骨折部位。齒狀突基底部骨折發生率高的解剖學基礎為：（1）基底部是從以密質骨為主的齒狀突和以松質骨為主的椎體的移行部位，也是應力交接處；（2）齒狀突為高出的圓柱狀骨，較齒狀突下方的樞椎體細，是力學薄弱處；（3）齒狀突尖及膨大部分別有翼狀韌帶等貼附，起到一定的保護作用，而基底部無類似韌帶結構支持；（4）齒狀突和樞椎椎體分別來自不同的骨化中心，在齒狀突與椎體結合部有軟骨聯合，約12歲發生骨性融合，有時存在軟骨板骨化不全，殘留于齒狀突與樞椎椎體之間，受到水平剪切力與軸向壓縮力的作用后易發生骨折。

表2 模擬入釘點至齒狀突尖部的角度（°，±s）

表2 模擬入釘點至齒狀突尖部的角度（°，±s）

參數女女女∠BOC 3～5歲男17.16±1.1816.77±1.08 t值—0.152 P值0.8806～9歲男16.99±1.5416.73±1.54 t值1.834 P值0.07410～14歲男16.77±1.0716.60±1.38 t值0.098 P值0.922∠BOD∠BOE 36.30±0.8922.72±3.3535.74±3.8719.36±3.240.3401.0780.7360.28836.63±3.6922.80±4.5735.97±4.2919.46±2.622.8341.9710.0570.05636.81±3.4722.98±2.2135.89±1.8019.58±1.40—0.7530.4210.4560.676

表3 模擬入釘點至齒突尖部的距離、樞椎高度（mm，±s）

表3 模擬入釘點至齒突尖部的距離、樞椎高度（mm，±s）

參數女女女｜OC｜3～5歲男14.20±2.1414.15±2.20 t值0.463 P值0.6466～9歲男16.59±1.7316.46±2.74 t值2.016 P值0.06210～14歲男21.31±2.0519.65±2.48 t值—0.221 P值0.826｜OD｜8.90±2.398.46±2.07—0.4770.63611.45±2.7110.75±2.851.3450.18712.92±1.6312.87±2.071.4540.154｜OE｜｜AH｜13.97±2.3714.37±3.1213.78±1.4812.90±2.50—0.0022.2920.9990.04116.22±1.7518.18±3.0715.97±1.9015.40±3.401.7392.1270.0900.04820.05±1.8520.28±5.5919.50±2.2218.23±5.070.9972.4230.3250.037

中空拉力螺釘直徑的選擇取決于齒狀突橫切面的最小徑線，本研究數據表明，齒狀突橫切面橫徑小于縱徑，故螺釘的直徑取決于齒狀突的橫徑。Nucci等[13]對92例病人進行齒狀突CT掃描測量，認為齒狀突內徑攻絲后達到9 mm，可旋入兩枚3.5 mm螺釘，能夠更好地達到對抗旋轉的固定效果。本研究的測量結果顯示，3～5歲組、6～9歲組和10～14歲組的松質骨平均橫徑分別為：男3.53、4.21、4.86 mm，女3.41、3.89、4.46 mm；3組皮質骨平均橫徑分別為：男5.34、5.50、5.94 mm，女5.25、5.31、5.62 mm，表明兒童齒狀突不足以容納2枚螺釘。因此對于3～5歲兒童而言，建議使用2.5 mm或3.0 mm直徑的中空拉力螺釘；6～9歲兒童選取3.0 mm或者3.5 mm直徑；10～14歲兒童則選取3.5 mm直徑。生物力學研究證實[13-15]，單枚螺釘和雙枚螺釘固定組之間在剪切（彎曲）剛度與扭轉剛度方面無顯著差異，兩種類型的螺釘在固定齒狀突骨折時均可提供類似的穩定性。

中空拉力螺釘植入的角度非常重要，角度過小易造成皮質骨劈裂，難以達到固定的作用；角度過大則容易導致骨折前方分離，并使螺釘穿入到齒狀突后方，損傷脊髓。植入角度的確定要參考齒狀突自身的后傾角度和齒狀突正中矢狀面對角線的角度。以樞椎椎體前下緣正中為入釘點，其角度要在入釘點至齒狀突尖部前方和尖部后方角度之間，即為入釘角度的安全范圍；而在二者之間使螺釘尖端位于齒狀突尖部的角度為最佳角度。本研究提示，入釘點到齒狀突前、后方角度男女差異不明顯，進釘的安全角度范圍為16°～36°，最佳入釘角度范圍為19°～22°。此測量結果小于正常成人的角度范圍[16]，故在對兒童齒狀突骨折行前路中空拉力螺釘固定時需參考兒童入釘安全角度范圍。

中空拉力螺釘長度的選擇取決于樞椎高度，即樞椎高度決定可提供固定的長度。用齒狀突正中矢狀面的對角線模擬入釘釘道，其長度可作為選擇螺釘長度的參考。本研究表明，3～5歲組、6～9歲組和10～14歲組男童樞椎高度分別為14.37、18.18、20.28 mm，齒突高度分別為 8.10、9.52、11.32 mm，模擬釘道平均長度分別為13.97、16.22、20.05 mm；3組女童樞椎高度則分別為12.90、15.40、18.23 mm，齒突高度分別為 6.86、7.43、8.21 mm，模擬釘道平均長度分別為13.78、15.97、19.50 mm。螺釘長度要求達到長于樞椎松質骨高度、釘入齒狀突尖部皮質骨內的標準，如此才能達到牢固固定的目的。故3～5歲兒童建議螺釘長度為13～14 mm左右；6～9歲15～16 mm左右；10～14歲19～20 mm左右。

對于兒童齒狀突骨折，目前仍以保守治療為主。而6歲以上患兒出現齒狀突骨折并發明顯移位、不穩定，則需要手術治療?？招睦β葆敼潭ㄊ侵委煝蛐妄X狀突骨折的有效術式之一，它能夠提高齒狀突骨折的融合率，避免以往寰樞椎融合造成的弊端，臨床上療效較好。根據我們對兒童正常齒狀突的測量結果，術者可根據不同年齡齒狀突的不同參數變化，選擇相應的螺釘直徑、長度、進釘方向，從而最大程度地保證手術的安全性，提高成功率。

[1]Fassett DR,McCall T,Brockmeyer DL.Odontoid synchondrosis fractures in children[J].Neurosurg Focus,2006,20(2):E7.

[2]Hosalkar HS,Greenbaum JN,Flynn JM,et al.Fractures of the odontoid in children with an open basilar synchondrosis[J].J Bone Joint Surg Br,2009,91(6):789-796.

[3]Sherk HH,Nicholson JT,Chung SM.Fractures of the odontoid process in young children[J].J Bone Joint Surg Am,1978,60(7):921-924.

[4]Sankar WN,Wills BP,Dormans JP,et al.Os odontoideum revisited:the case for a multifactorial etiology[J].Spine,2006,31(9):979-984.

[5]McCall TD,Liu JK,Kestle JR.Sporadic osteochondroma of the cervical spine:case illustration[J].J Neurosurg,2006,104(4 Suppl):293.

[6]劉軍,李良臣.頸前路空心螺絲釘內固定治療兒童齒狀突骨折[J].山東醫藥,2006,(18):39-40.

[7]Jones A,Mehta J,Fagan D,et al.Anterior screw fixation for a pediatric odontoid nonunion:a case report[J].Spine,2005,30(1):E28-E30.

[8]Platzer P,Thalhammer G,Ostermann R,et al.Anterior screw fixation of odontoid fractures comparing younger and elderly patients[J].Spine,2007,32(16):1714-1720.

[9]Haque A,Price AV,Sklar FH,et al.Screw fixation of the upper cervical spine in the pediatric population:clinical article[J].J Neurosurg Pediatr,2009,3(6):529-533.

[10]Bailey DK.The normal cervical spine in infants and children[J].Radiology,1952,59(5):712-719.

[11]Jagannathan J,Dumont AS,Prevedello DM,et al.Cervical spine injuries in pediatric athletes: mechanisms and management[J].Neurosurg Focus,2006,21(4):E6.

[12]夏成德,秦紅衛,李均洪,等.正常小兒寰樞椎的多層螺旋CT表現[J].中國CT和MRI雜志,2010,8(3):44-46.

[13]NucciRC,SeigalS,MerolaAA,etal.Computed tomographic evaluation of the normal adult odontoid:implications for internal fixation[J].Spine,1995,20(3):264-270.

[14]Graziano G,Jaggers C,Lee M,et al.A comparative study of fixation techniques for type II fractures of the odontoid process[J].Spine,1993,18(16):2383-2387.

[15]Sasso R,Doherty BJ,Crawford MJ,et al.Biomechanics of odontoid fracture fixation:comparison ofthe one-and two-screw technique[J].Spine,1993,18(14):1950-1953.

[16]薛峰,張殿英,傅中國,等.樞椎齒狀突的CT測量及其臨床意義.廣州:第二屆國際創傷骨科高峰論壇論文集,2007.