椎動脈的解剖變異以及對頸椎手術(shù)影響的研究進展

郭春輝 宋文慧

一、椎動脈 (vertebral artery，VA) 正常解剖和標志

VA 在妊娠 5～6 周時由縱向吻合發(fā)展而來，連接胚胎期的第 1～7 頸椎節(jié)段間動脈。第 5 條和第 6 條頸間動脈退化，而第 7 條持續(xù)存在并成為鎖骨下動脈，VA 起源于鎖骨下動脈。VA 通常發(fā)出脊髓、肌肉、腦膜支、脊髓前動脈、四腦室脈絡膜支、髓質(zhì)內(nèi)側(cè)支和外側(cè)支以及終末支、小腦后下動脈 (posterior inferior cerebellar artery，PICA)[1]。根據(jù)經(jīng)典解剖學教材，VA 分為 4 段。在第 1 段，動脈從鎖骨下動脈開始向背走行，直到進入 C6孔。第 2 段位于C6至 C2的橫孔內(nèi)。第 3 段是遠端顱外段，短而彎曲。動脈穿過寰椎橫突孔 (transverse foramen，TF)，然后向后彎曲，在寰椎側(cè)塊后方向內(nèi)側(cè)彎曲。然后它急轉(zhuǎn)穿過硬腦膜，從而通過枕骨大孔進入顱骨。第 4 段完全位于顱內(nèi)，當 VA 在腦橋下緣連接形成基底動脈時終止。血管起源部位、走行和分支模式的解剖變異并不常見，且具有特殊的臨床意義[2]。

二、椎動脈發(fā)育不良 (vertebral artery hypoplasia，VAH) 與椎動脈優(yōu)勢

VA 直徑在 3～5 mm 之間。它們在長度、口徑和血管路線上表現(xiàn)出極大的差異。約 75% 的受試者存在 VA 不對稱，大多數(shù)情況下右側(cè) VA 小于左側(cè)[3]。

VAH 是一種常見的 VA 解剖變異，由于其高發(fā)病率，VAH 的臨床影響已被評估。有證據(jù)表明 VAH 可導致后循環(huán)缺血 (posterior circulation ischemia，PCI)，盡管其潛在機制尚不確定。VAH 的頸動脈超聲診斷標準如下：(1) VA直徑 ＜ 2.5 mm；(2) VA 直徑 ＜ 3.0 mm，雙側(cè)血管直徑長度差 ≥ 1∶1.7；(3) VA 直徑 ＜ 3.0 mm，收縮期峰值流速 ＜40 cm / s，阻力指數(shù) ＞ 75。VAH 的診斷至少需要 VAH 的一個超聲標準。文獻報道的 VAH 患病率在 10.8%～43.5% 之間。這種差異可以歸因于種族和方法學因素的研究[4-5]。

椎動脈優(yōu)勢 (vertebral artery dominance，VAD) 是一種常見的 VA 先天性變異，通常定義為兩側(cè) VA 直徑存在顯著差異。關(guān)于 VAD 的標準定義，目前尚無普遍共識。Hong 等[6]在定義 VAD 時采用 VA 直徑兩側(cè)相差 ≥ 0.3 mm的標準。此外，其它研究采用了當 VA 一側(cè)的直徑大于另一側(cè)的至少 30% 時的標準。許多報告表明，左側(cè) VAD 的比例多于右側(cè) VAD[7]。

三、V1 段 VA 變異

兩條 VA 通常起源于同側(cè)鎖骨下動脈，動脈從鎖骨下動脈開始向背走行，直到進入 C6孔，構(gòu)成了 VA 的 V1段。V1 段 VA 的變異主要為 VA 的異常解剖起源。盡管VA 的異常解剖起源很少見，通常無癥狀，但在進行主動脈上血管開放手術(shù)或血管內(nèi)介入治療以及其它干預之前，識別它們是至關(guān)重要的。此外，左側(cè)椎動脈 (left vertebral artery，LVA) 的直接主動脈起源是 VA 最常見的解剖變異，易導致動脈夾層[8]。根據(jù)對文獻的回顧，在 6.7% 的病例中觀察到 LVA 直接起源于主動脈 (aorta，AA)。在大多數(shù)情況下，LVA 出現(xiàn)在左頸總動脈 (left common carotid artery，LCCA) 和左鎖骨下動脈 (left subclavian artery，LSA) 之間。V1 段在目前研究中，變異的范圍為 2.4%～6.9%[9]。

四、V2 段 VA 的 3 種變異

1.VA 入橫突孔水平變異：VA 最常見的入口點是 C6椎體的橫突孔 (transverse foramen，TF)，但也有報道稱 C4、C5和 C7椎體動脈的入口。Wakao 等[10]觀察到 1.1% 的患者進入 C4水平，6.2% 的患者進入 C5水平，1.5% 的患者進入C7水平。Eskander 等[11]在 1.8%、5.6% 和 0.6% 的患者中觀察到 C4、C5和 C7水平的進入，Tellioglu 等[12]在 0.45%、1.84% 和 1.84% 的患者中分別觀察到。在 Kim 等[13]的研究中，C5椎體的入口點也是最常見的變異，在 74.8% 的所有不尋常 VA 病程中觀察到。在這項研究中，C5椎體的動脈入口也是最常見的變異 (占所有患者的 8%)，其次是 C7椎體 (4%) 和 C4椎體 (2%)[14]。

需要指出的是，起源于 AA 異常的 LVA 往往會出現(xiàn)變異和異常入口點。在 Woraputtaporn 等[15]的研究中，78.6% 來自 AA 的 LVA 進入 C5的 TF，其中一個進入 C4的TF。在右側(cè)，在起源模式上未觀察到任何偏差，99.2% 的RVA 進入了 C6TF。Li 等[8]的研究中也是如此，在該研究中，只有起源不典型的 LVA 才報告了 C5TF 處蜿蜒路線和異常進入的變化。Tardieu 等[16]認為，所有此類起源的LVA 病例在更中間的過程中上升，并呈現(xiàn)更高的起源點，更容易受傷[2]。

2.中線移位 (midline migration，MM)：MM 是研究中V2 段的另一個變異，它指的是距離頸椎中線較近的 VA。由于血管與中線之間的距離比正常情況下短，因此可能會在手術(shù)中受傷。MM 在該區(qū)域觀察 VA 的走行過程，測量VA 中線與頸椎中線之間的距離。當距離 ＜ 1 cm 時，定義為中線偏移的變化。在 Wang 等[17]的研究中，MM 在頸左側(cè)和右側(cè)的發(fā)病率分別為 4.15% 和 3.74%。

前路手術(shù)入路用于治療影響頸椎的各種疾病，包括退行性疾病、創(chuàng)傷、腫瘤、畸形和感染。Smith-Robinson入路可能是應用最廣泛的。頸椎間盤切除融合術(shù) (anterior cervical discectomy and fusion，ACDF) 和頸椎前路椎體切除融合術(shù) (anterior cervical corpectomy and fusion，ACCF)通常通過頸椎前路手術(shù)進行。VA 在頸椎前路手術(shù)中有受傷的風險，因為它靠近手術(shù)部位[18]。VA 入橫突孔水平變異的情況下，入口下方的血管不受骨骼結(jié)構(gòu)保護，更容易受傷。Eskander 等[11]也將這種變異定義為橫突孔外 VA 異常。觀察 VA 入橫突孔水平變異時，入口下方的操作應更加謹慎，并靠近中線，以避免 VA 受傷。一般來說，大多數(shù)前部損傷發(fā)生在 C4～6區(qū)域。有幾個因素可能與這些損傷有關(guān)。例如，這個區(qū)域往往更容易受到疾病和創(chuàng)傷的影響。此外，在目前的研究中，結(jié)果顯示 VA 入橫突孔水平變異在該區(qū)域更為頻繁，可能是造成這些損傷的一個可能原因。MM 的變異也與頸椎手術(shù)有關(guān)。由于動脈更靠近椎骨中線，因此更容易受傷。因此，重要的是術(shù)前檢測這種變異，并在手術(shù)中更加謹慎地進行[17]。

3.VA 高跨：VA 在經(jīng)過 C1后弓上的凹槽上方之前，有一個穿過 C2的可變路線。動脈可以更向內(nèi)側(cè)、更向后或更向上走，從而限制了椎弓根螺釘安全插入，這被稱為高騎椎動脈 (high-riding vertebral artery，HRVA)。如果 C2峽部厚度 ＜ 5 mm 和 (或) C2內(nèi)部高度 ＜ 2 mm 和 (或) C2椎弓根寬度 ＜ 4 mm，則視為 HRVA[19]。根據(jù) Wajanavisit等[20]進行的椎弓根定向 CT 掃描 (thinly-sliced pedicularoriented CT，TPCT) 測量，HRVA 的患病率為 16.54%，這與 Madawi 等[21]之前進行的尸體研究一致。Mandel 等[22]報道 HRVA 的患病率在 11.7%～20.0% 之間[20]?？紤]到VA 的解剖過程，有兩種操作與 VA 損傷相關(guān)的解剖變異有關(guān)：(1) 在 C1～2經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定期間，HRVA 增加了VA 損傷的風險；(2) 狹窄的 C2椎弓根增加了 C2椎弓根螺釘導致 VA 損傷的風險。據(jù)報道，HRVA 和狹窄 C2椎弓根的患病率分別為 14.5%～18.0% 和 9.5%～32.0%[23-24]。Jun等[25]在距椎管外側(cè)邊緣 3.5 mm 和 6.0 mm 處檢查了矢狀位重建 CT 圖像。他們的研究結(jié)果表明，最安全的螺釘軌跡是通過狹窄峽部的最后部和最內(nèi)側(cè)部分。如果 HRVA 患者需要融合，可以在該側(cè)使用經(jīng)椎板螺釘、椎板鉤、樞椎峽部螺釘、棘突螺釘固定或使用脊柱術(shù)中導航以及機器人輔助置釘，大大降低血管損傷的風險[26-28]。

五、V3 段 VA 變異

V3 段 VA 血管變異有三種類型，包括持續(xù)性第一節(jié)間動脈 (persistent frst intersegmental artery，PFIA)、C1周圍的 VA 開窗 (fenestration of the VA，F(xiàn)A)，以及 VA C1～2節(jié)段小腦后下動脈 (posterior inferior cerebellar artery，PICA)分支的起源[29]。PFIA 是一種胚胎血管，主要存在于胚胎早期。然而，在罕見的情況下，PFIA 在成人中持續(xù)存在，是一種獨特的血管，VA 在離開 C2橫孔進入椎管后，在 C1弓下方異常走行，未穿過 C1橫孔，進入 C1和 C2椎板之間的硬膜內(nèi)間隙，沿著脊髓走行。這種 VA 變異通常是由血管造影偶然診斷出來的，在大多數(shù)情況下是無癥狀的[30]。PFIA 可引起神經(jīng)血管壓迫綜合征 (neurovascular compression syndromes，NVCs)，如三叉神經(jīng)痛、面肌痙攣，以及罕見的脊髓病或神經(jīng)根病，一些學者報道了因椎動脈變異而導致神經(jīng)脊髓癥狀出現(xiàn)的病例[30-33]。在第二種類型開窗 VA 中，VA 在 C1～2水平開窗；其中一個像往常一樣進入椎管，另一個在 C1弓下方進入椎管，并在 C1弓上方匯合[34]。開窗 VA 使患者容易出現(xiàn)與頭頸部血液供應有關(guān)的病理狀況，可表現(xiàn)出眩暈、頭暈或枕部沉重等癥狀。此外，它們經(jīng)常與其它血管共存可能威脅中樞神經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)的異常，易導致動脈夾層和中風[35]。第三種類型的VA 走行正常，但 PICA 起源于 C1和 C2之間的 VA，并從C1的尾側(cè)進入椎管。合并骨性變異患者 V3 段異常的總發(fā)生率為 25.9% (74 / 286)：PFIA 為 17.5%，F(xiàn)A 為 6.6%，PICA 為 1.8%。在無骨性變異的患者中，V3 段異常的總發(fā)生率為 2.7% (152 / 5671)：PFIA 為 1.76%，F(xiàn)A 為 0.4%，PICA 為 0.5%。在沒有骨性變異的亞洲人群中，V3 段異常的總發(fā)生率為 5.8%，而在歐洲和美國人群中，V3 段異常的總發(fā)生率分別為 0.8% 和 0.6%[29]。

VA 損傷是上頸椎手術(shù)后路手術(shù)中一種罕見但潛在的災難性并發(fā)癥[1-2]。上頸椎或 V3 段異?？赡苁且馔馐軅臐撛谠颍部赡軙恋K后路螺釘?shù)陌踩迦?。V3 段血管異常的識別對避免術(shù)中醫(yī)源性損傷非常重要[29]。在V3 段異常中，由于 VA 或其主要分支低于 C1弓，這些異常會造成手術(shù)挑戰(zhàn)，因為這些異常血管可能在手術(shù)中受傷鉆孔、攻絲和插入側(cè)塊螺釘。因此，當檢測到 V3 段異常時，應選擇一個更理想的 C1固定入釘點，以避免與VA 損傷。在這些情況下，可以使用五種替代技術(shù) 3 來避免 V3 節(jié)段損傷。第一種方法是選擇上側(cè)塊作為 C1后路螺釘置入的替代起點，前提是 C1上側(cè)塊的高度足以插入3.5 mm 或 4.0 mm 螺釘。尤其是對于最常見的 V3 節(jié)段異常的 PFIA。第二種方法是選擇 C1背弓作為放置 C1螺釘?shù)娜肟邳c。對于開窗 VA 或早期 PICA 分支的病例，C1后弓可能是最佳的操作切入點。第三種方法涉及 C1～2經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定，以避免損傷 C1后弓下方的異常 VA。然而，足夠大的 C2椎弓根和不存在同側(cè)高位 VA 是 C1～2經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定的先決條件。第四種方法是跳過 C1螺釘固定，并將固定水平向近端或遠端延伸。最后一項技術(shù)是在 C1下外側(cè)塊螺釘置入前，將 VA 與 C2神經(jīng)根一起下移。然而，當它是主要的 VA 時可能是危險的，C1螺釘可能會在術(shù)后壓迫 VA[34]。

弓狀孔 (foramen arcuale，F(xiàn)A) 是在寰椎后弓上代替VA 溝形成的骨突起，又稱為骨橋。這是一種解剖學骨性變異，當骨橋存在時，它部分或完全環(huán)繞枕下神經(jīng)、椎靜脈叢和 V3 段，因為它離開橫孔。弓狀孔在文獻中被廣泛描述，其發(fā)病率的首次報告可追溯到 19 世紀。在 P?kala等[36]的最新研究中，完全弓狀孔和不完全弓狀孔的總體合并患病率分別為 9.1% 和 13.6%。關(guān)于偏側(cè)性，神經(jīng)外科醫(yī)師應該意識到，如果觀察到完全骨橋，在寰椎對側(cè)放置螺釘時應特別注意，因為也存在骨橋的概率為 53.1%(對側(cè)完全骨橋為 31.1%，對側(cè)不完全骨橋為 22.0%)。弓狀孔的形成可能會干擾 VA 的正常功能。50% 以上頭部旋轉(zhuǎn)發(fā)生在寰樞關(guān)節(jié)，VA 在這一層易受壓縮和拉伸。弓狀孔的形成可引起眩暈、椎基底神經(jīng)功能不全、頸痛、肩痛、頸源性頭痛等癥狀[37-38]。寰椎側(cè)塊螺釘固定用于治療寰樞椎不穩(wěn)，而術(shù)前側(cè)位片上對這種異常的精確識別應提醒外科醫(yī)師避免使用骨橋作為手術(shù)的起點。寰椎寬背弓被認為是這種改良螺釘軌跡的最佳指征。VA 通過的骨橋可能被錯誤地認為是寬背弓，外科醫(yī)師可能會錯誤地將螺釘插入骨橋，從而損傷 VA。這種醫(yī)源性損傷會導致腦卒中，甚至因 VA 血栓形成、栓塞或剝離而死亡。顱 - 椎交界處的外科后路手術(shù)，尤其是外側(cè)剝離和減壓 C1椎板切除術(shù)可能會導致 VA 損傷[39]。

六、V4 段 VA 的變異

V4 段 VA 位于顱內(nèi)，從枕骨大孔延伸至左、右 VA 吻合形成椎基底動脈，基底動脈形成大腦動脈環(huán)的尾部，為后腦提供血液供應，后腦有控制呼吸和心臟功能的中樞?；讋用}的幾何形狀取決于雙側(cè)血管的形態(tài)。當雙側(cè)血管不對稱或其它解剖變異時，基底干有時會從中線彎曲。先前報道的顱內(nèi)血管解剖變異包括終止于 PICA 的 VA，稱為閉鎖、開窗、不對稱和發(fā)育不全。變異的存在與某些病理過程、神經(jīng)并發(fā)癥以及后循環(huán)區(qū)域血管疾病的風險有關(guān)[40-41]。

七、總結(jié)

醫(yī)源性 VA 損傷是頸椎手術(shù)一種潛在并罕見的嚴重并發(fā)癥，了解 VA 的解剖變異及頻率并且在術(shù)前識別 VA 對手術(shù)具有重要意義。處理 VA 損傷的最佳策略就是預防，計算機斷層血管造影術(shù) (computed tomographic angiography，CTA)是識別和診斷此類異常的重要工具，當懷疑存在血管變異時，應使用 CTA 來識別，從而避免災難性的并發(fā)癥。