齿状突骨折的CT三维重建分型、机制及临床意义.doc

1、齿状突骨折的 CT 三维重建分型、机制及临床意义【关键词】 骨折 【关键词】 骨折；齿状突骨折；三维重建 齿状突骨折是枢椎最常见的损伤，占全部颈椎损伤的815 ，近几年有上升的趋势，Gerstenkorn报道齿状突骨折约占颈椎损伤的 10%20，Anderson-DAlonzo型约占 35。有神经损伤的骨折占 625，总的死亡率为 38 。早在 1910年 Mixter和 Osgood就对齿状突骨折进行了外科治疗。Anderson 和 DAlonzo在 1974年对齿状突骨折进行了 X线分型，一直沿用至今，随着螺旋 CT在脊柱外科的广泛应用，国内外已有多方面的描述，其目的是根据不同的骨折类型、

2、移位特征，采取不同的手术方法进行治疗，从而提高了手术效果，减少了寰椎功能的丢失和骨折不愈合的发生，减少并发症。笔者在 X线分型的基础上，综述螺旋 CT三维重建分型、机制及临床意义。1 枢椎的解剖与临床问题 枢椎结构较寰椎复杂，是枕寰枢区的运动枢纽，齿突是其主要特征，齿状突颈部实为横韧带压迹。齿状突的顶端称为齿状突尖，有齿状突尖韧带附着。齿状突后外侧方有两粗糙骨结节，翼状韧带附着。齿状突及枢椎椎体前方的皮质骨明显较前外侧、侧方和后方皮质骨厚，皮质骨最薄弱的区域位于枢椎椎体后方。齿状突本身及侧块包含相当数量的骨小梁，而在齿状突基底部却呈现骨小梁空虚或为密度减低区。国人齿突高度(mm)14.71.9

3、(10.921.7)、齿突前后径(mm)10.51.1（8.612.9)、齿突横径(mm)8.30.6(7.712.0)、齿突后倾角()10.33.5(022.0)、枢椎体前高(mm)22.8+1.1(17.526.2)、枢椎体后高(mm)19.50.9(14.221.9)、枢椎体前唇高(mm)3.30.6(0.85.5)4 。其基底部较细，骨皮质较薄，松质骨疏松，是齿突的薄弱和易骨折部位。齿突基底部骨折发生率高有其解剖学基础：基底是从密质骨为主的齿突与松质骨椎体的移行部位，也是应力交接处；齿突为高出的圆柱状骨，基底部较上方的齿突膨大和下方的枢椎体细，是力学薄弱处；齿突尖及膨大部分别有翼状韧带

4、等贴附，起到一定的保护作用，而基底部无类似韧带结构的支持；齿突和枢椎椎体分别来自不同的骨化中心，在齿突与椎体结合部有软骨联合，约 12岁发生骨性融合，但有 14 的软骨板骨化不全，残留于齿突与枢椎椎体之间，受到水平剪切力与轴向压缩力的作用发生骨折。成人的齿状突已全部骨化，骨内各动脉吻合呈网状，研究还表明齿突的血供主要来自基底的营养动脉，该动脉进入部位恒定，当齿突骨折线位于该动脉下部时，因基底部营养动脉完整，骨折上端血供不受影响，愈合率高，而骨折线位于上部时，基底部营养动脉上支断裂，血供相对不足，可致骨不连，由此探讨型齿状突骨折不愈合的原因，可能与骨折线的水平，基底部营养动脉断裂有关。近年研究认

5、为齿突血液供应和韧带的作用是影响齿突骨折愈合的主要因素。齿突血供较为复杂，较固定的动脉血供由 2个来源的 3组动脉组成：前升动脉、后升动脉、裂穿动脉(水平动脉)。前两者来源于椎动脉，后者来源于颈内动脉。前升动脉成对，在颈 2和颈 3连接水平各起源于各自椎动脉的前内面，在颈 2和颈 3椎间孔处上行于颈长肌深面，在枢椎体前面中点处双侧吻合。在枢椎关节面水平发出分支供应其前内侧面滑膜及关节囊。该动脉继续向上行于寰椎前弓下面及其后面，两侧前升动脉各发出细支穿入齿突基底部的前外侧面，之后绕齿突继续上行，并发出分支进入椎间孔。在此水平与来自颈内动脉的裂穿动脉吻合，然后在齿突后外侧部上行。在翼状韧带水平发出

6、一分支供应此韧带和关节囊及软骨下骨。之后前升动脉继续行于翼状韧带表面，并绕过它与后升动脉吻合。后升动脉成对，较前升动脉粗，从椎动脉后内侧面发出，向上行于枢椎关节突与椎体间沟内。发出分支至其前面的枢椎骨及后纵韧带和覆膜。之后行于齿突外侧缘 12 mm，并穿对寰椎横韧带后面在此处向内侧弯曲，穿各自翼状韧带后面，在此韧带上缘、齿突外缘上行，在这水平与前升动脉吻合。在齿突尖端左右后升动脉在中线处汇合形成弓，在此处发出数支血管供给齿突尖端、齿突尖韧带、翼状韧带及周围软组织。裂穿动脉由来源于颈内动脉上段的许多小血管组成。它们行于双侧咽后裂，在枢椎齿突基部的相对水平与前升动脉吻合。上部吻合稀疏，基底部吻合致

7、密。 2 齿状突骨折的流行病学 齿状突骨折占脊柱骨折的 l2，占颈椎骨折的815，Reynier 等5通过统计，致伤原因主要系交通事故(666)，其次为坠落伤、潜水。发病年龄峰值在 2030 岁。其中Anderson型、A 型骨折占齿状突骨折的50842。Blauty6等发现儿童齿状突骨折在脊柱骨折中约占02，其中 153伴有颈髓损伤。主要系外伤作用于头部引起的一时性头颈部侧屈、过伸性损伤。不同年龄的齿突骨折亦有不同的特点。小于 7岁的儿童齿突骨折特点为：骨折线多在骨骺线上，甚至低至椎体内；绝大多数系屈曲型损伤，前脱位最多见，而后脱位甚少；骨折愈合好，很少出现再移位，日后颈部活动多不受影响，晚

8、期脊髓受压情况甚少。成人齿突骨折与儿童相反，骨折平面较高，多在骨骺线平面之上，如枢椎内遗留有软骨岛，则更证明此点。仅少数患者骨折线位于枢椎椎体部。成人骨折线部位的骨密质较薄，其骨松质也较疏松，故容易发生骨折，骨折愈合亦较差。Muller 等7认为大于 70岁的老年人发生齿状突骨折是常见的，且型骨折占 95，是伴有高并发症率(522)和高死亡率(348)的一组。近几年来，随着交通事业、建筑业等发展，年发生率呈增多趋势。 3 齿状突骨折的损伤机制 齿突骨折可向前移位或向后移位，前者的病例数是后者的 7倍，但老年人的齿突骨折向后移位的情况更常见8 。大多数中青年人的齿突骨折是由于遭到轴向撞击力的作用

9、同时伴有剪切应力，从而导致齿突基底或枢椎椎体上部的断裂，最常见的是交通事故伤。齿突骨折的部位决定于作用在颈椎的暴力大小和方向，同时撞击瞬间齿突与寰椎椎弓的相对位置也是造成不同部位齿突骨折的重要因素。Fielding 等采用水平前拉载荷导致齿突骨折的应力为 31148009 N，骨折线由齿突基底向外通过枢椎上关节突，而且导致齿突骨折的应力总是比相同实验条件下导致同一标本横韧带损伤的应力为大。Althoff 等分别对寰枢关节施加过屈、过伸及水平剪切等载荷，结果均未能造成齿突骨折， 前后水平方向的外力主要引起韧带的破坏，而不引起齿突骨折。他们的研究还表明，引起齿突骨折不同类型的载荷量由小到大依次为：

10、水平剪切加轴向压缩、来自前侧方或后侧方与矢状面成 45的载荷、与矢状面成直角的侧方载荷，因此提出水平剪切与轴向压缩力的共同作用是造成齿突骨折的主要机制。Puttlitz 等9向头向的伸展力和侧方的剪切压缩力可导致型骨折，轴向和侧方的剪切力可导致型骨折。 Graham0应用 134 MPa的最大纯伸展张力可产生型骨折，在 45123 MPa的伸展力可产生型骨折，大于 15侧方定向力和 45的压缩力可发生型骨折向型骨折的转变。 Doherty1等发现，纯伸展载荷可导致型齿突骨折，平均载荷量为 1740 N，而斜向载荷可导致型齿突骨折，平均载荷量为1282 N。当头部受到外力作用，突然过度伸展，向前

11、屈曲或侧方屈曲时易引起齿状突骨折。 Doherty1及 Sasso等2通过标本进行实验表明，伸展载荷可导致齿突型骨折。斜载荷加侧向屈曲运动则产生齿突型骨折，Doherty 等还认为，由于载荷的差异及个体枢椎的变异，产生的齿状突骨折在 Anderson-DAlonzo分型中可出现若干亚型。Hahnle等3认为涉及齿状突的骨折常有间接力导致，为不稳定损伤，Anderson-DAlonzo 型也有过度屈曲损伤所致。伴有上关节突的齿张突骨折多由侧方过度屈曲损伤所致。矢状力产生典型的 Jefferson骨折，继续延伸为压缩和轴向力时，作用于翼状韧带，产生齿状突撕脱性骨折4 。骨折移位大小影响骨折愈合，齿

12、突骨折的愈合直接影响寰枢椎的稳定性。移位者不愈合率为 72，无移位者不愈合率为 417。齿突周围的韧带对维持寰枢椎稳定有重要的作用，对齿突骨折愈合过程有着重要影响。当横韧带覆盖整个齿状突的后部时，由于接触面较大，力作用于整个齿状突，易造成齿状突于椎体交界处的应力集中，而产生齿状突的型骨折。型骨折虽也有韧带牵拉作用，但骨折面积较大，特别是具有屈曲外力，骨折段有互相嵌压作用，型骨折血管网相对完整，愈合较好，故认为是稳定性骨折。而横韧带仅覆盖齿状突的下部，外力作用时应力集中于齿状突的腰部，临床上易产生齿状突的型骨折。当齿突基底部骨折(型)时，其血管网断裂，骨折上端血供不足，愈合困难。翼状韧带主要是传

13、导扭曲外力时，并引起、型骨折的头段旋转移位。因此，这些韧带的附着和牵拉作用，说明了、型骨折是具有内在稳定作用，而型骨折是具有移位倾向的不稳定性骨折。 Fielding等5研究发现在齿突骨折时，在韧带的牵拉作用下，齿突发生分离移位，齿突向后移位 4 mm，可减少接触面积 50，如同时有侧方移位则将使接触面积进一步减小。相反，如两个方向移位不超过 2 mm，接触面积在 65以上。 Ryan研究认为基底部横切面呈圆形，截面积为 80 mm2，骨折时，实际接触面积小于 X线提供的面积。 Mouradian等6对齿突型骨折研究认为，其骨虽有韧带牵拉，而产生移位，但骨折面积较大，此种骨折多为屈曲外力所致。

14、骨折端有互相嵌压作用，有利骨折愈合，为稳定性骨折。我们认为临床上行牵引复位时，牵引的重量、角度等均可影响骨折愈合，值得重视。 4 CT三维重建(MPR)的优越性 三维 CT是 80年代开始的将先进的图像重建技术和 CT扫描相结合的一种新的影像学技术，它能立体直观地显示骨结构的形态特征。它具有成像速度快、分辨率高、图像连续等特点，临床上被称为“非损伤性立体解剖” 。图像重建完成后，可围绕 X线轴(身体左右横轴)及 Z轴(身体上下纵轴)任意旋转，并可根据病变的不同部位及治疗要求选择所需观察的特殊图像。不但能观察到齿状突的骨折，而且对齿状突骨折的移位情况观察的也非常清楚。另外，由于螺旋 CT可以三维

15、重建图像，这样就可以多角度的展现齿状突，并能很好的观察其与相邻结构的解剖关系，从而大大提高了齿状突骨折的诊断率。 CT三维重建既对齿状突可疑骺分离的诊断有重要价值，又可以判断是否有椎动脉(VA)走行变异， 同时还可测量椎弓峡部的高度和 VA沟的顶与上关节面的距离。 Blacksin和Avagliano7认为当 CT显示齿状突骨折缘为光滑的皮质样骨质时，则提示为陈旧性骨折、骨不连。若环椎前弓与齿状突间距在 35 mm，则表示横韧带断裂。若环椎前弓与齿状突间距大于 5 mm，则表示环椎横韧带和翼状韧带部分断裂。环椎两侧块移位总和大于 6.9 mm，则表示横韧带完全断裂。疑有环枢椎旋转移位，CT 检

16、查能明确诊断。并且 CT三维重建是制定术前计划和术中指导的基本的工具8 。 CT还能判断环枢椎骨折的稳定性，一般认为环椎前弓有骨折或横韧带有断裂， 型齿状突骨折无论有无移位，型齿状突骨折有移位者均属不稳定性骨折。多数学者认为型及不稳定的型齿状突骨折，有碎骨片突入椎管压迫脊髓，应进行手术治疗，故 CT检查结果对治疗方法的选择及指导手术路径有重要意义。 Sherburn等9报道 7岁以下儿童的齿状突骨折发生在透明软骨，普通 X可明确诊断，但是，在最初的 X线诊断中，延误诊断是经常的。他报告一例 2岁的儿童齿状突骨折骨折 X线和普通 CT均误诊，但是，CT 三维重建完全描述这种损伤，认为三维重建在评

17、价儿童齿状突骨折中是一种很有用的工具。Castillo 等20利用 3年的时间，对 30例齿状突骨折进行观察，鉴定和回顾性的复习了 X线、CT 扫描和MR，认为 X线不能显示垂直的齿状突骨折，轴向和矢状的 CT扫描能清楚的显示垂直的齿状突骨折。垂直的齿状突骨折可能来自于轴向的负荷和头活动范围加大，且伴随其他的颈 l、2 骨折，矢状 CT扫描是诊断垂直齿状突骨折较理想的成像方法。Geusens 等21报道在探查低位齿状突骨折中螺旋 CT是非常重要的，是型骨折唯一的放射征象。 5 齿状突骨折的分型 尽管对于齿突骨折已有多种分类，但目前在临床上广泛采用的仍是1974年 Anderson和 DAlon

18、zo依据齿突解剖和骨折情况所做的分型。型：齿突尖端翼状韧带附着部的斜形骨折，约占 4。当头部过度伸展时，可发生齿突尖端撕脱骨折，伤后一般无严重症状，骨折稳定性好，行石膏固定 23 个月后骨折就可愈合，即使不愈合也不致于引起寰枢椎严重不稳。型：齿突与枢椎椎体连结处的骨折，占 65。 Hadly等22发现有 5的型骨折在齿突基底前、后伴有小骨折片，并常伴有与齿突相关的韧带损伤，比典型的型骨折更不稳定，故其将此类骨折命名为B 型骨折。型骨折不愈合率可高达 41.772，常出现明显的寰枢椎不稳，易引起神经系统症状，需要内固定治疗。不少研究证明，其不愈合的主要因素是局部血供差、延误诊断、骨折未复位及固定

19、不确实或时间不够长等。因此，对此型骨折应采取以手术为主的治疗措施。型：枢椎体部骨折，这一部分相当于胚胎时期前寰椎与尾侧 C2椎体节融合处，占 31。按骨折线位置高低又分为浅型和深型骨折，此部骨折位于松质骨内，骨折愈合率在 90。深型较稳定，应给予保守治疗。 浅型骨折靠近齿状突颈，其临床表现及治疗同型骨折。儿童亦可发生齿突骨折，通常发生齿突与枢椎交界骨骺处。此类骨折易与齿状骨相混淆。齿突骨折的愈合与局部血运有关。骨折容易愈合，复位后行石膏固定应不少于 3个月。若骨折不愈合可引起寰枢椎不稳，导致脊髓受压，尽早行寰枢椎融合术。多数作者认为，以这种分类方法为基础，结合患者的年龄、骨折移位的方向等因素，

20、能够判断骨折的预后，并选择有效的治疗方法，而其他的分类方法尚未被广泛承认和应用。但 Seelig等则认为，传统的 Anderson-DAlonzo分型对骨折稳定性的认识常常出现错误，可导致继发性骨折移位。因此，根据创伤机制决定手术治疗与否是很重要的，他们建议推出更好的分型方法。 Fujii等则认为，7 岁以下儿童的齿状突骨折属于骨骺分离，应列为特殊类型。 Kokkino等报道绝大多数齿状突骨折可以按照Anderson-DAlonzo分类分为三型，但是，垂直的齿状突骨折不适合这种分类。Eyselp 等依临床外科治疗的需要，按骨折线的走向对相当于 Anderson型骨折分为 A、B、C 三个亚型，

21、即骨折线走向为水平方向、前上向后下、后上向前下。Seelig 等基于 Anderson-DAlonzo的分类对误解骨折的稳定有高的危险性并导致二次骨折脱位。Blauth等把创伤后的非联合型作为型齿状突骨折。因此，关于手术与非手术治疗在创伤机理的基础上作出决定是很重要的。此外，好的齿状突骨折分类方法将被推荐。作者认为， CT三维重建分型应在Anderson-DAlonzo分型的基础上，将型骨折分为三个亚型，即骨折线走向为水平方向者为A 型、前上向后下者为B 型、后上向前下者为C 型；将型骨折分为两个亚型，骨折线位置高者为A 型骨折，骨折线位置低者为B 型骨折。 6 齿状突骨折的治疗方法选择 齿状

22、突骨折多见，系影响环枢椎稳定性的严重损伤，可引起急性或慢性迟发性脊髓压迫，甚至危及生命。齿状突骨折的治疗存在争议，主要包括 Halo保守治疗和前后路手术固定，治疗的成功依靠对病人的选择。Komadina等8从 1995到 1999用 Halo治疗 14例型和型病人，1年后，融合率为 85.7，没有神经损害，64.3的病人没有主观性疼痛。 Vieweg等29认为韧带性寰枢椎不稳有 60的治愈率，治愈并不是指所有的型齿状突骨折，85的型齿状突骨折和 67的合并其他损伤的型齿状突骨折，孤立的型骨折有 97的治愈率。没有分型的齿状突骨折有 85的治愈率。Halo 背心治疗型、型齿状突骨折有较低的脱位率。Halo 背心治疗型治愈率较低，为 86。Dantas 等30提议一种类型的骨折适合一种手术方法，骨折类型的正确诊断和合适病人的选择是获得好结果的主要因素。型：齿状突尖部骨折，约占 4，当头部过度伸展可发生齿状突尖部撕脱骨折。伤后一般无严重症状，骨折稳定性较好，行石膏固定 23 个月后骨折可愈合。成人型骨