寰枢椎脱位后路复位内固定口咽部气道变化的影像学分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1450

中国组织工程研究 ›› 2019, Vol. 23 ›› Issue (36): 5856-5860.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.1450

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

寰枢椎脱位后路复位内固定口咽部气道变化的影像学分析

陈兴捷^1，2，易红蕾¹，陈旭琼¹，吴增晖¹，马向阳¹，艾福志¹，王建华¹，章凯¹，夏虹¹

¹中国人民解放军南部战区总医院，广东省广州市 510000；²南方医科大学研究生院，广东省广州市 510010

出版日期:2019-12-28 发布日期:2019-12-28
通讯作者: 夏虹，博士，主任医师，教授，中国人民解放军南部战区总医院，广东省广州市 510000
作者简介:陈兴捷，男，1991年生，广东省连州市人，汉族，南方医科大学研究生院在读硕士，主要从事脊柱外科方面的研究。
基金资助:
广东省自然科学基金项目(2017A030313762)，课题名称：经口寰枢复位钢板内固定术后上气道解剖结构的改变，项目负责人：陈旭琼

Radiological analysis of oropharyngeal airway space after posterior internal fixation for the atlantoaxial dislocation

Chen Xingjie^{1, 2}, Yi Honglei¹, Chen Xuqiong¹, Wu Zenghui¹, Ma Xiangyang¹, Ai Fuzhi¹, Wang Jianhua¹, Zhang Kai¹, Xia Hong¹

¹General Hospital of Southern Theater Command of PLA, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; ²Graduate School, Southern Medical University, Guangzhou 510010, Guangdong Province, China

Online:2019-12-28 Published:2019-12-28
Contact: Xia Hong, MD, Chief physician, Professor, General Hospital of Southern Theater Command of PLA, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
About author:Chen Xingjie, Master candidate, General Hospital of Southern Theater Command of PLA, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; Graduate School, Southern Medical University, Guangzhou 510010, Guangdong Province, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of Guangdong Province of China, No. 2017A030313762 (to CXQ)

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

口咽部气道最窄距离测量：于颈椎侧位X射线片上分别找出悬雍垂及会厌的软组织影，并在悬雍垂下缘及会厌上缘各作一平行线，在两平行线直接找出气管影的最窄距离并进行测量。

寰枢椎脱位：寰枢椎脱位是指先天畸形、创伤、退变、肿瘤、感染炎症和手术等因素造成的寰椎与枢椎(C₁和C₂)骨关节面失去正常的对合关系，发生关节功能障碍和(或)神经压迫的病理改变。

摘要

背景：行寰枢椎后路内固定存在吞咽困难、呼吸困难甚至气道梗阻等情况，但目前未找到十分明确的影响口咽部气道空间狭窄的因素。

目的：分析寰枢椎脱位患者行后路复位内固定后影响口咽部气道最窄距离的因素。

方法：纳入难复性单纯寰枢椎脱位并行后路寰枢椎内固定患者40例，所有患者对治疗方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。分别测量术前及术后中立位颈椎侧位X射线片的口咽部气道最窄距离、寰齿间隙、颅底枢椎角、椎前软组织厚度及C₂-C₆角度，并分析术后各数据的变化及其对口咽部气道最窄距离的影响。

结果与结论：①患者术后除C₂-C₆角及椎前软组织厚度外，各项指标数据与术前相比差异均有显著性意义(P < 0.01)，其中口咽部气道最窄距离、寰齿间隙减小，颅底枢椎角增大；②其中对口咽部气道最窄距离变化影响最大的是寰齿间隙(β=0.524)及颅底枢椎角(β=0.477)；③结果表明，寰枢椎脱位患者行后路复位内固定可能会出现口咽部气道狭窄，尤其对于术前寰椎明显脱位的患者，需加强监护，防止呼吸困难及吞咽困难情况发生。

ORCID: 0000-0003-2417-3347(陈兴捷)

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: 寰枢椎脱位, 后路内固定, 口咽部气道最窄距离, 颅底枢椎角, 寰齿间隙, 椎前软组织厚度

Abstract:

BACKGROUND: The posterior atlantoaxial internal fixation may also cause dysphagia, dyspnea and even airway obstruction, but there is no clear factor affecting the stenosis of oropharyngeal airway.

OBJECTIVE: To investigate the effect of posterior internal fixation surgery for atlantoaxial dislocation on the oropharyngeal airway space.

METHODS: Forty patients with atlantoaxial dislocation under posterior internal fixation surgery were retrospectively included. All patients signed informed consent. This study was approved by the Hospital Ethics Committee. The narrowest oropharyngeal airway space, atlantodental interval, occipito-C₂ angle, prevertebral soft tissue thickness and C₂–C₆ angle were measured in lateral cervical plain radiographs of neutral position before and after operation. The changes of postoperative data and their effects on the narrowest oropharyngeal airway space were analyzed.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Except C₂–C₆ angle and prevertebral soft tissue thickness, other data were significantly different after operation compared with those before operation (P < 0.01). Among them, the narrowest oropharyngeal airway space and atlantodental interval were reduced; and occipito-C₂ angle was increased. (2) The atlantodental interval (β=0.524) and occipito-C₂ angle (β=0.477) had the greatest effect on the narrowest oropharyngeal airway space. (3) Results suggested that posterior reduction and internal fixation of atlantoaxial dislocation patients may lead to oropharyngeal airway stenosis. Especially for patients with obvious atlantoaxial dislocation before operation, intensive monitoring is needed to prevent dyspnea and dysphagia.

Key words: atlantoaxial dislocation, posterior internal fixation, oropharyngeal airway space, occipito-C2 angle, atlantodental interval, prevertebral soft tissue thickness

中图分类号:

R459.9|R445.4|R318

陈兴捷，易红蕾，陈旭琼，吴增晖，马向阳，艾福志，王建华，章凯，夏虹. 寰枢椎脱位后路复位内固定口咽部气道变化的影像学分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(36): 5856-5860.

Chen Xingjie, Yi Honglei, Chen Xuqiong, Wu Zenghui, Ma Xiangyang, Ai Fuzhi, Wang Jianhua, Zhang Kai, Xia Hong. Radiological analysis of oropharyngeal airway space after posterior internal fixation for the atlantoaxial dislocation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(36): 5856-5860.

图/表（结果） 4

2.1 参与者数量分析 按意向性处理，40例后路寰枢椎内固定患者均顺利完成手术，并配合完成相关复查，且恢复良好。

2.2 试验流程图 见图2。

2.3 术前术后各指标比较 所有患者口咽部气道最短距离、寰齿间隙、椎前软组织厚度、颅底枢椎角、C₂-C₆角数值见表2。

对术前、术后的口咽部气道最短距离、寰齿间隙、椎前软组织厚度、颅底枢椎角及C₂-C₆角数值分别进行t 检验，结果显示，术前与术后口咽部气道最短距离、寰齿间隙、颅底枢椎角的差异有显著性意义(P < 0.01)，说明术后患者口咽部气道最窄距离有减小，且寰齿间隙、颅底枢椎角亦发生明显变化。

2.4 多因素回归分析 先对术前术后寰齿间隙差值、椎前软组织厚度差值、颅底枢椎角差值和C₂-C₆角差异与口咽部气道最短距离差值百分比进行Pearson相关性分析，结果寰齿间隙差值与口咽部气道最短距离差值百分比有正相关性(r=0.474，P=0.002)，颅底枢椎角差值与口咽部气道最短距离差值百分比亦有相关性(r=0.448，P=0.004)，但椎前软组织厚度差值、C₂-C₆角差值与口咽部气道最短距离差值百分比无相关性(r=0.038，P=0.816；r=-0.238，P=0.139)，对上述可能引起术后口咽部气道最窄距离变化的4个因素进行多因素回归分析。从以上4个因素中确定寰齿间隙差值及颅底枢椎角差值为口咽部气道最短距离差值百分比的相关因素，其中以寰齿间隙差值与口咽部气道最短距离差值百分比的相关性最为密切(β=0.525)，颅底枢椎角差值次之(β=0.477)，该模型R²=0.476，P < 0.001，见表3。

2.5 因素分析点状图 寰齿间隙差值、椎前软组织厚度差值、颅底枢椎角差值及C₂-C₆角差值分别与口咽部气道最短距离差值百分比关系的点状图见图3。结果显示，4个因素中以寰齿间隙差值与口咽部气道最短距离差值百分比最为密切，颅底枢椎角差值次之。

2.6 植入物与宿主的生物相容性 植入物生物相容性良好，术后患者均未出现植入物周围感染、过敏反应、免疫反应及排斥反应。

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引言

寰枢椎脱位是最常见的上颈椎疾病之一，可压迫脊髓导致四肢瘫痪甚至生命危险。治疗寰枢椎脱位主要有3种手术方式，分别为寰枢椎后路复位内固定、枕颈融合及经口寰枢椎内固定^[1]。和枕颈融合术相似，行寰枢椎后路内固定术也存在吞咽困难、呼吸困难甚至气道梗阻等情况。虽然出现严重并发症较少见，但却对患者造成严重伤害甚至威胁生命。患者术后出现呼吸困难及吞咽困难的原因可能是术后口咽部气道发生了变化。因为口咽部气道软组织被骨性结构完全包绕，前方及外侧为下颌骨，而后方为颈椎椎体，若某些因素使得包绕口咽部的结构容积减少，可引起口咽部气道狭窄从而导致呼吸或吞咽困难。

有文章报道类风湿性关节炎伴寰枢椎半脱位的患者在过伸位自行复位后导致口咽部气道空间的减少^[2]。也有关于口咽部空间与下颌骨位置的相关性研究^[3-7]，大多数集中在阻塞性睡眠呼吸暂停综合征治疗方面。口腔颌面外科医生通过放置口腔矫治器来纠正睡眠呼吸暂停综合征获得较好效果，其原理就是通过向前推动下颌骨使舌跟前移，从而扩大口咽部气道。相反，他们也提出在行下颌前突畸形矫正术后会导致口咽部气道狭窄，偶尔会出现睡眠呼吸暂停综合征，其原因同样也是术后口咽部骨性容积的减少和舌跟后移^[8-10]。

因此，寰枢椎复位后带动下颌骨后移可影响口咽部气道空间。目前尚无有关寰枢椎脱位后路内固定影响口咽部气道空间的相关研究。基于此，作者回顾性研究因单纯寰枢椎脱位行寰枢椎后路内固定的患者术前术后的颈椎侧位X射线片，观察口咽部气道变化，同时找出可能影响口咽部气道空间狭窄的因素，以期为预防或减少术后患者出现呼吸困难或吞咽困难提供解剖学证据。

材料方法

1.1 设计 影像学观察试验。

1.2 时间及地点 于2018年7月至2019年1月在中国人民解放军南部战区总医院脊柱外科完成。

1.3 材料 脊柱后路内固定系统介绍见表1。

1.4 对象 选择中国人民解放军南部战区总医院自2012年1月至2016年12月诊断为难复性单纯寰枢椎脱位并行后路寰枢椎内固定的患者，共纳入40例，其中男20例，女20例，年龄22-68岁。所有患者对治疗方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

纳入标准：诊断为难复性单纯寰枢椎脱位，并行后路寰枢椎内固定的患者。

排除标准：合并颅底凹陷，动力性寰枢椎不稳(屈曲位表现为寰枢椎脱位，中立位无脱位情况)，急性外伤性脱位，曾行上颈椎手术，前后路联合手术，影像资料不全或不清的情况。

1.5 方法

1.5.1 数据收集所有患者入院当天及术后均于站立中立位行颈椎侧位X射线片，此类患者在拍摄X射线时：①打开数字X射线摄影机定位指示灯，使定位线横轴过患者下颌骨颏部下缘，定位垂线经过患者外耳道孔；②均让患者保持中立位，牙关闭合；③于患者呼气末摒气时进行拍摄。使用PACS系统测量相关指标。

1.5.2 指标测定见图1。

(1)口咽部气道最窄距离测量方法：于颈椎侧位X射线片上分别找出悬雍垂及会厌的软组织影，并在悬雍垂下缘及会厌上缘各作一平行线，在两平行线直接找出气管影的最窄距离并进行测量。

(2)寰齿间隙测量：在颈椎侧位X射线片上，分别测量术前及术后从寰椎前结节后下缘的一点至齿状突前缘的距离。

(3)椎前软组织厚度测量方法：为排除脱位的寰椎对C₂椎前软组织的影响，测量起始点选于C₂椎体下缘，测量此起始点至气管阴影后方的水平距离。

(4)颅底枢椎角(O-C₂角)：在颈椎侧位X射线片上测量McGregor’s线和C₂下终版平行线所成的角。

(5)C₂-C₆角：在颈椎侧位X射线片上测量C₂下终版平行线及C₆下终版平行线的角度。若角度为正值表示椎体前屈，反之为后伸。

以上数据均由2位影像学专业研究生分别测量2次，取2次的平均值。并计算各组数据的术前及术后差值，分别标记为口咽部气道最短距离差值、寰齿间隙差值、椎前软组织厚度差值、颅底枢椎角差值及C₂-C₆角差值。

为了排除个体差异，引入了口咽部气道最短距离差值百分比，计算方式为：口咽部气道最短距离差值百分比=(口咽部气道最短距离_术后-口咽部气道最短距离_术前)/口咽部气道最短距离_术前×100%。

1.6 主要观察指标 测量术前及术后的口咽部气道最短距离、寰齿间隙、椎前软组织厚度、颅底枢椎角及C₂-C₆角，以及术后与术前各指标的变化差值。

1.7 统计学分析 应用SPSS 21.0统计学分析软件对寰齿间隙、椎前软组织厚度、颅底枢椎角、C₂-C₆角及口咽部气道最短距离的术前及术后情况分别进行配对t 检验分析，若P < 0.05表示结果有意义。并对寰齿间隙差值、椎前软组织厚度差值、颅底枢椎角差值、C₂-C₆角差值与口咽部气道最短距离差值百分比进行相关性及多因素回归分析。

讨论

寰枢椎脱位为临床上最常见的上颈椎疾病之一，在临床中采用寰枢椎后路内固定、枕颈融合及经口寰枢椎复位内固定均可治疗寰枢椎脱位，这3种手术后患者均可能出现吞咽困难、呼吸困难等并发症。为探索寰枢椎脱位患者行寰枢椎内固定术后出现吞咽困难及呼吸困难的发病机制，作者通过研究寰枢椎患者行后路寰枢椎内固定的颈部侧位X射线片发现其口咽部最窄距离出现明显减小，而术后寰枢椎复位引起的寰齿间隙的减小及颅底枢椎角变化情况是导致口咽部最窄距离减少的主要原因；其中寰齿间隙的变化对口咽部气道最窄距离的影响更大，其可能的原因是口咽部被骨性组织完全包绕，而主要的骨性组织为下颌骨，当寰椎脱位时可导致下颌骨往前移，使得口咽部骨性容积相对增加。但是随着术后寰椎复位，可引起下颌骨往后移动，从而使得口咽部骨性容积明显减少，导致口咽部气道狭窄。

此次研究中发现大多数患者(32/40)颅底枢椎角术后都出现增大，且所测量的患者颈椎侧位X射线片中，口咽部气道最窄距离相对术前增大的患者只有6例(6/40)，这与之前的文献报道结论不一致。他们认为颅底枢椎角的减少会引起下颌骨后移，导致口咽部骨性容积的减少，使得口咽部气道出现机械性狭窄，进而引起吞咽困难^[5，11]。Ota等^[12]报道了正常人群中当颅底枢椎角增大时可引起口咽部气道最窄距离增大。Tagawa等^[13]报道过1个案例，指出上气道的阻塞与行枕颈融合术后上颈椎角度过度屈曲有关。Hong等^[14]也报道了1例枕颈融合术治疗寰枢椎脱位患者中，因术后其颅底枢椎角较术前减少，导致其出现严重吞咽困难，在进行翻修手术增大颅底枢椎角后患者吞咽困难情况得到明显缓解。所以有文献认为维持术后的颅底枢椎角大于或等于术前角度，可使口咽部气道距离增加，是预防术后吞咽困难及呼吸困难的重要因素^[5，15]。Meng等^[16]认为行枕颈融合术的患者颅底枢椎角的变化值是导致术后吞咽困难的重要因素，若术后颅底枢椎角比术前减少5°患者出现吞咽困难的概率会明显增加。

但Kaneyama等^[17]报道中指出颅底枢椎角不大可能与口咽部气道距离直接相关，其不一定会直接引起呼吸困难，因为引起术后吞咽困难是多因素的影响结果。Morizane 等^[18]也认为颅底枢椎角并不是所有人的口咽部气道最窄距离的主要影响因素，第一是因为该角度具有较明显的个体差异性，颅底枢椎角在正常人中立为变化范围为-5°至35°^[19-20]，变化范围太大；第二是因为颅底枢椎角并不能准确反映颅骨与C₂的前后关系，尤其是对于寰枢椎脱位患者来讲，C₂与颅骨前后分离较大间隙，这种相对位置关系可以对口咽部最窄距离造成明显影响^[2]。Izeki等^[2]发现可复性寰枢椎半脱位合并类风湿性关节炎的患者在过伸自动复位后，寰齿距离的减少可对口咽部最窄距离产生负面影响。而且发现患有该病的25例患者中有7例虽然在头部后伸时颅底枢椎角增大了，但口咽部最窄距离反而出现减少。这与此次研究结果类似。表明寰枢椎脱位患者的口咽部气道空间不仅受颅底枢椎角的影响，而且受寰枢椎脱位复位(寰齿间隙减少)的影响。因此在此次研究中虽然绝大部分患者术后颅底枢椎角比术前增大，但术后口咽部气道最短距离比术前减少，其原因可能在于口咽部气道最短距离变化是多因素影响的结果，而寰齿间隙的变化对其影响更大，从而导致术后口咽部气道最短距离术后仍比术前减少。

此次研究还存在一些不足之处。第一，只使用侧位X射线片测量口咽部最窄前后距离，无法测定左右宽度等数据，若能使用CT三维重建测量最窄气道面积，可能可以得到更为精确的结果。第二，参考了既往研究，只设计了可能影响口咽部气道距离的4个因素，在最后结果中，只发现寰齿间隙及颅底枢椎角是口咽部最窄距离的较为相关因素，而Yoshida等^[21]认为导致口咽部气道狭窄引起吞咽/呼吸困难是多因素的，例如插管及手术时间过长有导致咽部水肿的风险；Redlund-Johnell^[22]认为若患者术前同时患有类风湿性关节炎及颞下颌关节损害会引起其口咽部气道距离的减少，所以是否还有其他因素可对口咽部最窄距离有影响需行进一步探索。第三，有些寰枢椎脱位患者在术前可能因寰枢椎明显脱位的原因无法行非常严格的中立位进行拍摄颈椎侧位X射线片。第四，此次研究入选患者未考虑其术后是否出现呼吸困难或吞咽困难，虽然患者术后基本出现了口咽部气道距离变窄的情况，但无法很明确的判断呼吸困难及吞咽困难是否与其有关，需进一步的研究证实。在下一步研究中，将进一步探索是否有其他因素影响口咽部气道距离，并研究患者术后口咽部气道距离的变化是否与呼吸困难及吞咽困难有明显相关性。

尽管造成口咽部气道狭窄是多因素的结果，但是因为寰枢椎脱位患者行寰枢椎后路内固定仍可能出现口咽部气道狭窄，并由此可能出现吞咽/呼吸困难。所以在术后必须加强呼吸道的管理及生命体征监护，特别是对于术前寰枢椎明显脱位患者，即使颅底枢椎角对寰枢椎脱位患者的口咽部距离影响相对较小，但术后还是很有必要维持或增大术前的角度。

寰枢椎脱位后路复位内固定口咽部气道变化的影像学分析

Radiological analysis of oropharyngeal airway space after posterior internal fixation for the atlantoaxial dislocation

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