CT研究寰椎正常发育与变异

doi:10.12307/2023.353

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (22): 3573-3579.doi: 10.12307/2023.353

• 骨与关节图像与影像 bone and joint imaging • 上一篇下一篇

CT研究寰椎正常发育与变异

蓝佐珍1，2，钱雅楠3，池金澄3，黄炳旭2，段少银1，3

1福建医科大学第三临床医学院，福建省福州市 350004；2厦门市儿童医院放射科，福建省厦门市 361006；3厦门大学附属中山医院影像科，福建省厦门市 361004

收稿日期:2022-03-09 接受日期:2022-05-21 出版日期:2023-08-08 发布日期:2022-11-02
通讯作者: 段少银，教授，主任医师，医学博士，福建医科大学第三临床医学院，福建省福州市 350004；厦门大学附属中山医院影像科，福建省厦门市 361004
作者简介:蓝佐珍，女，1984年生，福建省龙岩市人，汉族，2009年山东大学医学院毕业，医师，主要从事骨肌系统影像诊断研究。

CT study on the normal development and variation of the atlas

Lan Zuozhen1, 2, Qian Yanan3, Chi Jincheng3, Huang Bingxu2, Duan Shaoyin1, 3

1The Third Clinical Medical College, Fujian Medical University, Fuzhou 350004, Fujian Province, China; 2Department of Radiology, Xiamen Children’s Hospital, Xiamen 361006, Fujian Province, China; 3Department of Medical Imaging, Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004, Fujian Province, China

Received:2022-03-09 Accepted:2022-05-21 Online:2023-08-08 Published:2022-11-02
Contact: Duan Shaoyin, Professor, Chief physician, MD, The Third Clinical Medical College, Fujian Medical University, Fuzhou 350004, Fujian Province, China; Department of Medical Imaging, Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004, Fujian Province, China
About author:Lan Zuozhen, Physician, The Third Clinical Medical College, Fujian Medical University, Fuzhou 350004, Fujian Province, China; Department of Radiology, Xiamen Children’s Hospital, Xiamen 361006, Fujian Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

寰椎骨环：寰椎前弓、后弓及侧块组成的骨性环状结构，骨环不完整主要包括前弓、后弓的缺失。
寰椎横韧带结节：位于双侧寰椎骨环内面，呈对称性结节状凸起，是横韧带的起点，于寰椎侧块椎弓骨化中心发育较成熟时出现，横韧带结节的出现标志寰椎骨环的成熟。

背景：寰椎发育演变过程复杂，研究报道较少，CT成像能很好地显示寰椎解剖。明确寰椎正常发育过程、解剖结构、发育变异与畸形有着重要的临床意义。
目的：利用CT影像解剖展示寰椎正常发育与变异。
方法：收集厦门市儿童医院、厦门大学附属中山医院医学影像存档与通信系统内0-14岁患者的寰椎CT资料，最终纳入732例患者的CT资料，观察寰椎前弓及双侧椎弓骨化中心，椎弓、前正中、后正中骺板、横韧带结节及寰椎发育变异或畸形。
结果与结论：①732例患者中，CT图像显示寰椎正常发育679例(占92.76%)；发育畸形或变异53例(占7.24%)，其中骨环不完整27例，出现副骨化中心及副骺板23例，寰枕关节畸形3例；②寰椎骨化中心3个，包括椎弓侧块2个和前弓1个，2个椎弓出现于胎儿期，1个前弓出现于生后2 d-2岁，中位年龄为6个月，四分位距为4-11个月；③寰椎骺板4个，包括椎弓骺板2个、前正中骺板1个、后正中骺板1个，2个椎弓骺板闭合中位年龄是6.2岁，年龄四分位距为4.5-7岁；前正中骺板出现率为37.43%，闭合年龄中位数为4.8岁，年龄四分位距为2.8-6.0岁；后正中骺板闭合年龄中位数为2.8岁，年龄四分位距为2-3.8岁；④横韧带结节出现的中位年龄为9岁，年龄四分位距为5.5-10岁；⑤结果显示，寰椎骨化中心出现与骺板闭合时间存在相对特定的年龄区间，寰椎发育变异或畸形以寰椎骨环不完整、副骨化中心及副骺线多见，CT影像观察寰椎发育或畸形清楚、准确，具有明显优势。

https://orcid.org/0000-0002-2234-984X(蓝佐珍)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 寰椎, 骨化中心, 骺板, 变异或畸形, CT影像

Abstract: BACKGROUND: The development and evolution of atlas are complex, and there are a few research reports. CT imaging can clearly show the atlas. It is of great clinical significance to clarify the normal development process, anatomical structure, variation and malformation of atlas.
OBJECTIVE: To show the normal development and variation of atlas using CT imaging.
METHODS: The atlas CT data of patients aged 0-14 years in the picture archiving and communication system of Xiamen Children’s Hospital and Zhongshan Hospital of Xiamen University were collected, and the CT data of 732 patients were finally included. The observation items included: The ossification centers of anterior arch and vertebral arch, the epiphyseal plates of vertebral arch, anterior and posterior median, the tubercle of transverse ligament and the variation and deformity of atlas.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Among 732 cases of atlas, CT images exhibited that 679 (92.76%) had normal development, 53 (7.24%) variation or deformity. Among them, there were 27 cases of incomplete bone ring, 23 cases of accessory ossification center and accessory epiphyseal plate, and 3 cases of atlanto-occipital joint deformity. (2) There were three ossification centers, including two lateral vertebral arches and one anterior arch. The bilateral ossification centers of two vertebral arches appeared in the fetal period; the anterior arch ossification center of one vertebral arch appeared from 2 days to 2 years after birth, the median age with 6 months and the interquartile-range with 4-11 months. (3) There were four epiphyseal plates, including two vertebral arch epiphyseal plates, one anterior median epiphyseal plate, and one posterior median epiphyseal plate. The two epiphyseal closures of vertebral arch were at the median age of 6.2 years, interquartile-range of 4.5-7.0. The occurrence rate of anterior median epiphyseal plate was 37.43%. That of anterior median was at the median age of 4.8 years, interquartile-range of 2.8-6.0 years and the posterior median at 2.8 years, interquartile-range of 2-3.8 years. (4) The appearance of transverse ligament nodules was at the median age of 9 years, interquartile-range of 5.5-10. (5) These findings have concluded that there is a specific age range between the appearance of ossification center and the closing of epiphyseal plate. The variations or deformities of atlas are mainly the incomplete bone ring, accessory ossification center or epiphyseal line. CT image showing the development or deformity of atlas is clear and accurate, which has many advantages.

Key words: atlas, ossification center, epiphyseal plate, variation or deformity, CT image

中图分类号:

蓝佐珍, 钱雅楠, 池金澄, 黄炳旭, 段少银. CT研究寰椎正常发育与变异[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(22): 3573-3579.

Lan Zuozhen, Qian Yanan, Chi Jincheng, Huang Bingxu, Duan Shaoyin. CT study on the normal development and variation of the atlas[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(22): 3573-3579.

图/表（结果） 14

2.1 寰椎CT数据符合入选标准的寰椎样本732例，其中正常发育679例(92.76%)，发育畸形或变异53例，占7.24%，见表1。

2.2 寰椎骨化中心、骺板影像解剖与特征寰椎骨化中心共3个，包括椎弓侧块2个和前弓1个；骺板共4个，包括2个椎弓、1个前正中、1个后正中骺板，见图1。

2.3 寰椎骨化中心的出现双侧椎弓骨化中心出生时均已骨化，出现于胎儿期；前弓骨化中心出现于生后2 d-24个月，年龄中位数为6个月，骨化中心出现的年龄四分位距为4-11个月，见图2。732例数据中前弓骨化中心数量不等，见图3，无前弓有10例，占1.37%；1个骨化中心有458例，占62.57%；2个骨化中心256例，占34.97%；多个骨化中心8例，占1.09%。

2.4 寰椎骺板闭合寰椎4个骺板，即椎弓、前正中及后正中骺板。双侧椎弓骺板闭合中位年龄是6.2岁，年龄四分位距为4.5-7岁，见图4，椎弓骺板未闭合的最大年龄是8岁9个月，最小闭合年龄为4岁2个月。前正中骺板：无前弓、2个及以上骨化中心构成前正中骺板，此次试验有264例，前正中骺板出现率为37.43%；骺板闭合年龄中位数为4.8岁，年龄四分位距为2.8-6.0岁，未闭合最大年龄是8岁5个月，闭合的最小年龄为3 d，见图5。后正中骺板闭合：闭合年龄中位数为2.8岁，年龄四分位距为2-3.8岁，后正中骺板未闭合的最大年龄是8岁11个月，闭合的最小年龄是2岁2个月，见图6。

2.5 横韧带结节横韧带结节在青少年寰椎CT轴位上清晰显示，见图7。横韧带结节出现的中位年龄为9岁，年龄四分位距为5.5-10岁，最小出现年龄为4岁8个月，最大未出现年龄是10岁7个月，见图8。

2.6 寰椎变异或畸形寰椎变异或畸形共53例，包括寰椎骨环不完整27例，内含后正中骺板不闭合即脊柱隐性裂11例、寰椎无前弓(图9)10例、前后弓缺失(图10)4例、寰椎不对称骨环类陈旧性不愈合骨折(图11)4例(含并发2例无前弓病例)；副骨化中心及副骺板23例(图12，13)；寰枕关节畸形3例(其中1例为Klippel-Feil综合征)。

参考文献

[1] BAILEY DK. The normal cervical spine in infants and children. Radiology, 1952;59(5):712-719.
[2] MCALLISTER AS, NAGARAJ U, RADHAKRISHNAN R. Emergent Imaging of Pediatric Cervical Spine Trauma. Radiographics. 2019;39(4):1126-1142.
[3] CALVY TM, SEGALL HD, GILLES FH, et al. CT anatomy of the craniovertebral junction in infants and children. AJNR Am J Neuroradiol. 1987;8(3):489-494.
[4] JIN M, ASADOORIAN M, HILLER LP, et al. Hypertrophy of the anterior arch of the atlas associated with congenital nonunion of the posterior arch: a retrospective case-control study. Spine J. 2014;14(7): 1155-1158.
[5] 王华伟.寰椎枕化寰椎侧块形态解剖学研究及有关致病机制的生物力学分析[D].北京:中国人民解放军医学院,2019.
[6] 冯会梅,王星,张少杰,等.有限元法分析0-6岁儿童枕寰枢复合体发育及其生物力学的变化特征[J]. 中国组织工程研究,2018, 22(23):3710-3715.
[7] 徐雪彬. 数字儿童颈部薄层断面与影像解剖对比及其三维可视化应用研究[D].呼和浩特:内蒙古医科大学,2021.
[8] 吴春立,尤壮志,史君,等.学龄前期儿童寰枢椎椎弓根形态特征发育的临床解剖学研究[J].局解手术学杂志,2017,26(8):547-551.
[9] AVELLINO AM, MANN FA, GRADY MS, et al. The misdiagnosis of acute cervical spine injuries and fractures in infants and children: the 12-year experience of a level I pediatric and adult trauma center. Childs Nerv Syst. 2005;21(2):122-127.
[10] 田忠祥,赵永峰,王丹,等.多层螺旋CT图像后处理技术诊断寰枢椎骨折与脱位价值探讨[J].医学影像学杂志,2018,28(6):1039-1040.
[11] DONG L, GE C, XU Z, et al. Kinematic MRI Analysis of Reducible Atlantoaxial Dislocation for Decompression. Biomed Res Int. 2020; 2020:5395071.
[12] GIOVANNINI I, ZABOTTI A, CICCIO C, et al. Axial Psoriatic Disease: Clinical and Imaging Assessment of an Underdiagnosed Condition. J Clin Med. 2021;10(13):2845.
[13] CHAUDHARY K, DHAWALE A, SHAH A, et al. The technique of using three-dimensional and multiplanar reformatted computed tomography for preoperative planning in pediatric craniovertebral anomalies. N Am Spine Soc J. 2021;7:100073.
[14] BOOTH TN. Cervical spine evaluation in pediatric trauma. AJR Am J Roentgenol. 2012;198(5):W417-W425.
[15] ELLIOTT S. The odontoid process in children--is it hypoplastic? Clin Radiol. 1988;39(4):391-393.
[16] CALVY TM, SEGALL HD, GILLES FH, et al. CT anatomy of the craniovertebral junction in infants and children. AJNR Am J Neuroradiol. 1987;8(3):489-494.
[17] 胡贤铧,胡云地,曹志刚,等.齿突游离小骨MSCT和MRI表现特点和临床诊断(附15例报道)[J].医学影像学杂志,2017,27(12): 2276-2279.
[18] ROPPER AE. From Anatomic to Genetic Understanding of Developmental Craniovertebral Junction Abnormalities. Neurospine. 2020;17(4):859-861.
[19] GROVER PJ, HARRIS LS, THOMPSON D. Craniovertebral junction fixation in children less than 5 years. Eur Spine J. 2020;29(5):961-969.
[20] KIM HJ. The Mandible: An Atlas of Osteological and Radiological Anatomy. Anat Cell Biol. 2022;55(1):1-2.
[21] NAOUM S, VASILIADIS AV, KOUTSERIMPAS C, et al. Finite Element Method for the Evaluation of the Human Spine: A Literature Overview. J Funct Biomater. 2021;12(3):43.
[22] 丁延,宋瑞鹏,蔡一鸣,等.儿童寰椎椎弓根螺钉最佳进钉点及进钉方法[J].中华实验外科杂志,2020,37(11):2114-2116.
[23] 于永涛,张少杰,刘颖,等.学龄期儿童寰枢椎数字化三维形态测量研究[J].中国脊柱脊髓杂志,2017,27(1):69-74.
[24] LIU C, KAMARA A, YAN Y. Biomechanical study of C1 posterior arch crossing screw and C2 lamina screw fixations for atlantoaxial joint instability. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):156.
[25] VIOLA A, KOZMA I, SUVEGH D. Surgery for craniovertebral junction pathologies: minimally invasive anterior submandibular retropharyngeal key-hole approach. BMC Surg. 2021;21(1):199.
[26] ABUAMARA S, DACHER JN, LECHEVALLIER J. Posterior arch bifocal fracture of the atlas vertebra: a variant of Jefferson fracture. J Pediatr Orthop B. 2001;10(3):201-204.
[27] SELB J, OGDEN TM, DUBB J, et al. Comparison of a layered slab and an atlas head model for Monte Carlo fitting of time-domain near-infrared spectroscopy data of the adult head. J Biomed Opt. 2014;19(1):16010.
[28] WANG JC, NUCCION SL, FEIGHAN JE, et al. Growth and development of the pediatric cervical spine documented radiographically. J Bone Joint Surg Am. 2001;83(8):1212-1218.
[29] SASSON DC. Atlas of Anatomy, Fourth Edition. Plast Reconstr Surg. 2021;147(6):1486.
[30] PALANCAR CA, TORRES-TAMAYO N, GARCÍA-MARTÍNEZ D, et al. Comparative anatomy and 3D geometric morphometrics of the El Sidrón atlases (C1). J Hum Evol. 2020;149:102897.
[31] LEHMAN VT, BLACK DF, DELONE DR, et al. Current concepts of cross-sectional and functional anatomy of the cerebellum: a pictorial review and atlas. Br J Radiol. 2020;93(1106):20190467.
[32] JOAQUIM AF, GHIZONI E, TEDESCHI H, et al. Upper cervical injuries - a rational approach to guide surgical management. J Spinal Cord Med. 2014;37(2):139-151.
[33] CHAUHAN AK, CHANDRA PS, GOYAL N, et al. Weak Ligaments and Sloping Joints: A New Hypothesis for Development of Congenital Atlantoaxial Dislocation and Basilar Invagination. Neurospine. 2020; 17(4):843-856.
[34] 栾钦花.不同年龄人群寰椎横韧带结节厚度变化规律的CT研究[D].济南:山东大学,2014.
[35] DONG L, GE C, XU Z, et al. Kinematic MRI Analysis of Reducible Atlantoaxial Dislocation for Decompression. Biomed Res Int. 2020; 2020:5395071.
[36] 李贵林,宋跃明,何兴民,等.寰枢关节旋转运动CT扫描的临床意义[J].临床骨科杂志,2006,9(4):292-294.
[37] XU G, WANG D, CHEN J, et al. Spiral CT measurement for atlantoaxial pedicle screw trajectory and its clinical application. Am J Transl Res. 2021;13(4):2555-2562. eCollection 2021.
[38] SINGH AK, SHEIKH AI, PANDEY TK, et al. Congenital Mobile Atlantoaxial Dislocation with Cervicomedullary Astrocytoma in Pediatric Patient. Neurol India. 2021;69(1):194-197.
[39] MA F, HE H, LIAO Y, et al. Classification of the facets of lateral atlantoaxial joints in patients with congenital atlantoaxial dislocation. Eur Spine J. 2020;29(11):2769-2777.
[40] SENOGLU M, SAFAVI-ABBASI S, THEODORE N, et al. The frequency and clinical significance of congenital defects of the posterior and anterior arch of the atlas. J Neurosurg Spine. 2007;7(4):399-402.
[41] MCALLISTER AS, NAGARAJ U, RADHAKRISHNAN R. Emergent Imaging of Pediatric Cervical Spine Trauma. Radiographics. 2019;39(4):1126-1142.
[42] HA BJ, WON YD, RYU JI, et al. Relationship between the atlantodental interval and T1 slope after atlantoaxial fusion in patients with rheumatoid arthritis. BMC Surg. 2020;20(1):269.
[43] LABUDA R, NWOTCHOUANG B, IBRAHIMY A, et al. A new hypothesis for the pathophysiology of symptomatic adult Chiari malformation Type I. Med Hypotheses. 2022;158:110740.
[44] SHKARUBO AN, NIKOLENKO VN, CHERNOV IV, et al. [Anatomy of anterior craniovertebral junction in endoscopic transnasal approach]. Zh Vopr Neirokhir Im N N Burdenko. 2020;84(4):46-53.
[45] SPINNATO P, ZARANTONELLO P, GUERRI S, et al. Atlantoaxial rotatory subluxation/fixation and Grisel’s syndrome in children: clinical and radiological prognostic factors. Eur J Pediatr. 2021;180(2):441-447.
[46] PINI N, CECCOLI M, BERGONZINI P, et al. Grisel’s Syndrome in Children: Two Case Reports and Systematic Review of the Literature. Case Rep Pediatr. 2020;2020:8819758.
[47] WENGER KJ, HATTINGEN E, PORTO L. Magnetic Resonance Imaging as the Primary Imaging Modality in Children Presenting with Inflammatory Nontraumatic Atlantoaxial Rotatory Subluxation. Children (Basel). 2021; 8(5):329.
[48] 刘利君,彭明惺,唐学阳,等.儿童寰枢椎旋转畸形发病机制的解剖学研究[J].中华小儿外科杂志,2003,24(5):51-53.

引言

材料方法

1.1 设计影像资料回顾性分析。
1.2 时间及地点试验于2020年6月至2021年12月在厦门市儿童医院、厦门大学附属中山医院完成。
1.3 对象从厦门市儿童医院、厦门大学附属中山医院医学影像存档与通信系统内，回顾性调取2016年6月至2019年11月0-14岁儿童上颈部CT影像，通过入选标准纳入732例患者的寰椎CT数据。如发现有多次检查记录的，只选取最后一次进行分析。扫描数据的获取已通过患者家属同意，并签订了扫描同意书。研究已通过厦门市儿童医院、厦门大学附属中山医院伦理委员会批准。
排除标准：①扫描范围不全的，如患儿在扫描过程中位置移动，导致扫描范围不全；②有明显伪影、扫描条件明显不合适；③寰椎明显骨质破坏的患者；④有明确生长激素不足或其他发育迟缓相关疾病的，如：生长激素激发实验中生长激素峰值小于10 µg/L，临床明确诊断矮小症，临床诊断甲状旁腺功能减低，临床诊断软骨发育不全；⑤有佝偻病病史；⑥颈椎术后患者。
1.4 方法
1.4.1 检查设备与检查技术采用飞利浦Ingenunity64排128层的螺旋CT。受检者仰卧位，头颈部矢状面与扫描床垂直，两侧外眦线与扫描平面平行，避免头过伸或过屈，参考侧位定位像。扫描范围包括寰枕关节至第三颈椎下缘。扫描条件参数为：用多层螺旋扫描方式，螺距为1.0，64层/r，扫描时间0.75 s/r，管电流、管电压及层厚均是按不同年龄来设置的，使用迭代重建技术(Idose4)，球管电压100-120 kV，层厚1-5 mm，管电流100-250 mA。
1.4.2 图像后处理重建技术采集数据进行骨算法、软组织算法重建，多平面重组，包括冠状位、矢状位及任意切面重建图像，以及采用表面遮盖法和容积重建法。骨窗窗宽1 000-1 500 HU，窗位300-400 HU。软组织窗窗宽300-
350 HU，窗位30-50 HU。
1.4.3 图像分析要求利用轴位图像观察寰椎各骨化中心及骺板，对于复杂变异病例利用二维或三维重建方式进行确认。将骨化中心解剖区域内出现CT下高密度影，且在其周围可见相对稍高密度软骨影，此时认为骨化中心出现。将骺板CT下表现分组为：透亮的，为骺板未闭合；模糊及不可见，为骺板闭合；将骺板不对称闭合归类为骺板未闭合组。图像经3名有10年以上工作经验主治医师以上共同阅片，达成一致意见。
1.5 主要观察指标观察寰椎各个骨化中心是否出现或骺板是否闭合，观察各骨化中心及骺板间隙的形态，是否存在发育变异或畸形。观察指标包括寰椎前弓及双侧椎弓骨化中心，椎弓、前正中、后正中骺板，横韧带结节及寰椎发育变异或畸形。
1.6 统计学分析将每一项观察项与相应病例年龄、性别、临床诊断记录下来，并将每一项与相应年龄制作成直方统计图，根据直方图计算出观察项中出现/未出现、闭合/未闭合相互重叠部分，提取重叠部分数据，再将数据应用SPSS 17.0统计学软件包进行分类处理及统计，计算观察项的年龄分布区间，统计其年龄中位数和年龄四分位差。该文统计学方法已经厦门大学附属中山医院生物统计学专家审核。

讨论

3.1 影像技术研究寰椎发育与结构早期的一些文献是简单描述性的，大部分是X射线平片下描述性的[1，3-4，14-15]，CT方面的很少[13，16-20]。寰椎结构比较复杂，X射线平片易与颅底其他结构重叠，显示欠清晰。CT对寰椎结构显示优势明显，无重叠，且多平面重组及三维重建能更直观显示复杂发育变异与畸形。CT显示二次骨化中心较X射线片更敏感，能早期发现骨化中心萌出，也能清晰骨骺骺板间隙，并显示其逐渐变窄过程，骺板不对称性闭合及副骨化中心出现也能清晰显示。文献中提到，关于CT及X射线片测量所得的寰椎枢椎椎弓侧块径线值是胎儿超声诊断脊柱畸形的参考值[14，21]，反映了 CT及X射线在寰椎发育研究中的重要性。
寰椎及其毗邻结构复杂，寰椎手术风险高，要求精确性高，尤其是处于学龄期儿童，寰椎处于发育期，精确了解解剖结构及变异，可降低手术风险[22-25]，因此CT是寰椎术前重要的检查方法。由于寰椎骺板为软骨，在CT下的表现与骨折易混淆，特别是出现骺板的发育异常时，与骨折的急性期、愈合期之间区分不明确。儿童颈椎损伤在急诊中的诊断极具挑战性，掌握儿童脊柱在特定时期解剖和生物力学的综合知识是非常重要的，识别寰椎先天性异常可以避免将正常的解剖及骺板诊断为创伤所致小骨片或骨折线[6，26]。
3.2 寰椎骨化中心的特点寰椎前弓骨化中心发育为前弓，双侧侧块骨化中心发育为后弓及寰椎两侧块，双侧椎弓侧块骨化中心出现于胚胎期，此次收集病例中所有双侧椎弓骨化中心已骨化。此次研究中，有2例前弓骨化中心最早见于出生2 d左右新生儿，大部分病例于6个月内完成骨化，这点与BAILEY[1]的观点不太相符。BAILEY根据对100名14岁以下正常儿童的X射线图片进行观察时指出，寰椎前弓在出生时未见，于出后第1年开始骨化[1]，分析其原因为CT下寰椎骨化中心更清晰，因此更早被识别；他还提出寰椎前弓骨化中心是由2个骨化中心发育而来的[1]，但是这点与此次研究不相同。此次研究发现，寰椎前弓可以是一个骨化中心、2个甚至3个或多个骨化中心，当前弓出现2个以上的骨化中心时或者无前弓骨化中心出现时存在前正中骺板，有264例可见前正中骺板，前正中骺板出现率为37.43%。BAILEY还提出了无前弓骨化中心概念，他认为寰椎无前弓骨化中心时，寰椎前弓将由两侧的椎弓骨化中心发育而来，此次研究也有该项结论。此次研究中有10例无前弓病例，此时前正中骺板由双侧椎弓骨化中心组成，无双侧椎弓骺板。BAILEY认为寰椎前正中骺板可在少部分正常人中持续存在，该观点与此次研究相符合，此次研究中有2例年龄为6岁4个月、8岁3个月前弓仍呈现未闭合，边缘毛糙，寰椎前弓骨环不完整，类似陈旧性不愈合骨折。SELB等[27]通过对36例寰椎新鲜尸体标本进行X线摄影研究发现，18-20个月时寰椎前弓形成，这与此次研究前弓骨化中心出现年龄四分位距为4-11个月不相符，此次研究骨化中心出现时间更早，分析主要原因仍是检查方式不同，CT较X射线片在显示骨化中心上有优势，更早显示前弓骨化中心萌出。有一篇文献回顾性分析了1927-1942年间参加儿童生长与发育活动的96名儿童颈部影像资料，这是关于颈椎发育难得的纵向研究，他提到在3个月大的婴儿中有33%左右寰椎前弓开始骨化，在1岁大的儿童中有80%左右的寰椎前弓开始骨化，寰椎前弓基本于3岁前完成骨化[28]，该结论与此次研究大致相符。
3.3 寰椎骺板的闭合 SELB等[27]提出寰椎前弓与双侧椎弓侧块分别形成椎弓骺板的概念，文中寰椎后正中骺板于5岁左右完全闭合，双侧椎弓骺板于6岁左右完全闭合。此次研究发现双侧椎弓骺板闭合中位年龄是6.2岁，年龄四分位距为4.5-7岁，双侧椎弓骺板未闭合的最大年龄是8岁9个月，最小闭合年龄为4岁2个月。当寰椎无前弓时，前弓由双侧侧块发育而来，此时无双侧椎弓骺板，此次研究中有双侧椎弓骺板病例722例。双侧椎弓骺板均闭合基本发生于4岁以后，双侧椎弓骺板可不对称闭合，不对称闭合包括双侧椎弓骺板位置、形态不对称及骺板间副骨化中心(27例)等，不对称例数约52/722，约有7.2%。寰椎后正中骺板闭合年龄中位数为2.8岁，年龄四分位距为2-3.8岁，于5岁前基本闭合，这与SELB的观点基本一致。CALVY等[3]回顾性分析了219名正常人的CT图像，年龄分布为出生到18岁，但是没有明确定义那些骺板，只是描述了他们的形态，寰椎双侧椎弓骺板与后正中骺板的最迟闭合年龄分别为7岁1个月和4岁2个月。此次研究中有274例可见前正中骺板，前正中骺板出现率为37.43%，骺板闭合年龄中位数为4.8岁，年龄四分位距为2.8-6.0岁，未闭合最大年龄是8岁5个月，闭合的最小年龄为3 d，由前正中骺板闭合直方图可以看出，前正中骺板闭合年龄跨度大，闭合/未闭合数据分布广，与年龄相关性较低。
3.4 横韧带结节发育此次研究还发现寰椎横韧带结节的出现、成熟有其规律性，横韧带结节于较大儿童及少年期出现。寰椎横韧带结节系寰椎椎弓骨化中心发育相对成熟时两侧对称的结节性凸起，横韧带起源于该凸起，在青少年寰椎CT轴位上可清晰显示。横韧带结节出现标志着寰椎骨环发育较成熟，横韧带将寰椎椎间孔分成前、后两部分，前部容纳枢椎齿突，后部容纳脊髓及硬膜囊等，横韧带向上附着于枕骨大孔前缘，向下附着于枢椎椎体的后缘，能防止齿突向后移位，能固定寰椎、枢椎与枕骨，是翼状韧带的组成部分，是寰枢椎关节重要韧带之一[7，20，29-31]。寰椎横韧带创伤可以引起横韧带结节撕脱性骨折，轴位CT扫描可见撕脱性移位小骨片影，这一征象是横韧带损伤在CT下的重要诊断特
征[12，32-33]。横韧带损伤或发育不良易导致寰枢关节不稳或脱位[13，34-35]。横韧带结节发育与儿童自发性寰枢关节半脱位是否存在关联，这还有待证实。
3.5 寰椎变异或畸形寰椎变异或畸形最常见的是寰椎骨环不完整和寰椎副骨化中心、副骺板出现。寰椎骨环不完整易与寰椎骨折混淆，如前正中骺板不闭合。寰椎骨环不完整也会导致寰枢关节、寰枕关节不稳定，如寰椎后弓缺损，项韧带、颈后肌缺少骨性附着，寰枢椎间甚至是枕颈交接区力学稳定性减低，有寰枢椎不稳或半脱位的倾向[36-39]。随着年龄增长，运动量增加，在不稳定的基础上容易使枕、寰、枢关系发生异常，从而导致脊髓受压或损伤的可能。但是也有部分病例骨环不完整畸形终生存在，但是不造成影响、不发病。SENOGLU等[40]报道成人标本寰枢椎CT扫描数据，他们发现了37例先天性寰椎后弓缺损，1例寰椎前弓缺损合并后弓缺损，寰椎后弓缺损的患病率为5%。此次研究中只发现后弓缺失3例、前弓缺失1例；另外，寰椎无前弓10例，虽无前弓骨化中心，但双侧椎弓侧块发育仍可形成完整前弓。
3.6 寰椎正常发育、畸形与临床相关的分析在临床工作中，寰椎骺板常与骨折混淆，儿童寰椎损伤较成人少见，但死亡率高，后遗症重，因此诊断尤其重要，应注意诊断与鉴别。临床高度怀疑C1-3的损伤首选CT检查[41-42]，CT下骺板与骨折线都呈线状透亮影，骺板有着相对固定的位置，边缘光滑、规则，有皮质线，而骨折透亮线位置不确定，边缘不规则、锐利，边缘无皮质线；同时，骺板本身也可能发生损伤，常表现为增宽、变窄、错位，这很容易漏诊。CT下对寰椎侧块及椎弓根相关指标进行测量，为寰椎病变手术提供测量指标，提高手术精确性，降低手术风险性，尤其是0-6岁儿童。0-6岁儿童寰枢椎及颅底复杂解剖结构更加细小且变异大、毗邻关系复杂，手术风险极高，故提高置钉的准确性和降低失误率，已成为曾经“生命禁区”内固定手术能否普遍基层的关键[6，25]。此次研究的53例变异或畸形病例中，有9例合并其他畸形，合并小下颌2例、舌骨发育不全2例、巨舌1例、多发腰骶椎隐性裂1例，颅缝早闭1例、鳃裂畸形1例、胸椎及肋骨多发畸形1例，说明寰椎的变异、畸形可以和其他部位的发育畸形同时发生[18-19，43-44]。寰椎前后弓完整性在临床中有重要意义，寰椎后弓缺损、前弓正中骺板不闭合、前弓一侧发育小等都可能引起寰椎环发育不全，寰椎环局部力量薄弱，从而引发创伤及寰枢关节不稳[45-47]。刘利君等[48]关于儿童旋转畸形发病机制的解剖学研究中也提到，小儿及成人的解剖差异与旋转畸形的发病机制有关。
3.7 结论此次研究中得出的寰椎骨化中心出现与骺板闭合年龄中位数及四分位距较以往X射线下观察结果提前。CT检查技术在寰椎发育及畸形研究、观测上有明显优势，准确性、细节性较X射线片明显提高。寰椎骨化中心出现与骺板闭合时间存在相对特定的年龄区间，从而明确其演变过程和规律，有利于寰枢关节异常的临床诊断与治疗方案选择，如骨折诊断、内固定术前评估。寰枢椎发育异常或畸形以寰椎骨环不完整、副骨化中心及副骺线多见。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

CT研究寰椎正常发育与变异

CT study on the normal development and variation of the atlas

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[1]	鲍凯, 宋文慧, 刘昌文, 梁凯恒, 王佳佳. 后路单节段椎弓根钉内固定治疗不稳定寰椎骨折[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(4): 594-599.
[2]	潘保顺, 方镇, 高明杰, 方贵明 , 陈金水. 基于影像学数据设计带融合器的寰枢椎后路内固定系统[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(9): 1372-1376.
[3]	熊峰, 李琨, 周书宇, 王鹏, 党业兴, 李志军, 张少杰. 学龄前期儿童行寰椎椎弓根或侧块螺钉内固定的可行性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(36): 5804-5809.
[4]	徐光华, 刘鸿宇, 张立夫, 谢少明, 邓堃, 赵长义. 跆拳道运动对跟骨骨皮质厚度与骨小梁应力分布的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(35): 5582-5587.
[5]	崔庆达, 王海革, 赵海军, 刘伟, 毕郑钢. 跨骺钢板固定一定周期取出：继续观察一段时间后骺板的生长抑制情况[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(3): 372-377.
[6]	张斌，李志军，宁鹏飞，刘颖，曹莉，张凤英，李筱贺. 青少年经口寰枢椎前路钢板固定计算机有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(28): 4535-4540.
[7]	陈树金，马向阳，杨进城，尹庆水，杨敏，邹小宝. 有限元法分析寰-枢椎椎弓根螺钉内固定的生物力学变化[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(31): 4970-4974.
[8]	李文超，许瑞江，黄靖香，李浩宇，蔡刚，陈辉. 骺板细胞外基质源性仿生支架的制备及性能评估[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(22): 3456-3460.
[9]	李小峰，覃俊杰，李强，杨渊. 掌骨重建钢板模拟单节段固定修复寰椎骨折：体外三维运动生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(39): 5819-5824.
[10]	崔庆达，刘伟，王鑫，马龙，张世谦，潘琦，毕郑刚，耿硕. 制备幼兔骺板周围骨折模型：跨骺板钢板置入内固定影响骺板的生长发育?[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(44): 7148-7155.
[11]	付裕，林冰，李筱贺. C₄-C₆前路固定参数CT影像数字化钉道模拟测量的临床意义[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(4): 606-611.
[12]	苗军，夏群. 寰枢椎后路植入物短节段固定方案：强度增加对颈椎旋转屈伸运动影响较少[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(48): 7849-7854.
[13]	龚民，蒋俊威，刘浩，周芸. 两种寰椎侧块螺钉固定方法的可行性比较[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(31): 4968-4972.
[14]	覃涛，杜远立，郑东，祝文涛. 计算机3D模型在模拟寰椎椎弓根钉最佳进钉方向中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(31): 5024-5029.
[15]	常志强，张沛，吴一民，李鹏飞. 寰椎椎弓根螺钉置入的应用解剖及生物力学评价[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(26): 4185-4189.