1 頸椎側塊的形態及生物力學

頸椎的側塊位于椎體的后外側、椎弓根和椎弓的結合部，由分別向頭側突出的

上關節突和向尾側突出的下關節突組成，左右各一。相鄰節段的上下關節突構成小

關節，并將側塊連接在一起形成一個骨性柱狀體。雙側的小關節和側塊同前方的椎

體及椎間盤一起構成頸椎的椎間關節并形成三個相互平行的骨性圓柱，這種結構形

成了頸椎穩定的基本框架[1]。有關側塊的詳盡解剖學測量數據尚未見報告。

Howards觀察到相鄰側塊中心間的距離平均為13mm，螺釘在側塊內以向頭側15

°、向外側30°進入，深度為10－11mm時不會觸及神經根[2]，這在一定程度上反

映了側塊的高度和前后徑長度。脊神經根從側塊前方通過，它是側塊周圍的重要結

構之一，從側塊后方中點到神經根的平均距離為5.6mm[3]。脊神經后枝是圍繞側塊

的又一重要結構，Ebraheim發現脊神經后枝平均高度從C3(2.2±0.6)mm到C7(1.2±

0.2)mm漸趨減小，脊神經后枝到上關節突尖端的平均距離在C5最大(7.4±1.6)mm，

而在C7最小(5.5±2.9)mm，脊神經后枝與側塊上關節面的夾角范圍是23.3°±14.

3°到29.8°±11.2°[4]。頸椎小關節的完整對維持頸椎的穩定性有很大的作用。

Zdeblick等對人體頸椎標本在軸向負荷下的伸屈和旋轉運動做了觀察，發現小關節

被切除50%后其抗扭力能力明顯降低。在伸屈運動中，有關頸部的應力變形，在完

整標本、椎板切除的標本和25%小關節切除的標本間無顯著差異，而在小關節切除

50%的標本上應變增加了2.5%，在切除75%和100%的標本上則增加了25%[5]。Rober

t[6]的研究證實：椎板切除破壞了頸椎的穩定性，而側后方小關節融合，可使椎板

切除后的頸椎重新獲得穩定并防止進行性畸變的發生。其方法是經小關節鉆孔，用

鋼絲將縱形條狀骨塊綁在小關節上。融合的目的在于防止頸椎的旋轉不穩、畸形或

微小運動引起的滑椎。52例病人中，有50例穩固融合，未發生畸變和不穩。Richa

rd等在一項包括兩個椎體及周圍結構的頸椎運動節段的剪力試驗中發現：小關節被

切除50%以上時，其抗剪力的能力被顯著削弱(實驗中發生小關節骨折)[7]。無論是

單側或雙側小關節切除都明顯地改變了頸椎功能單位耐受屈曲負荷的力量。Josep

h等人的生物力學試驗表明，單側小關節切除致使其承載屈曲負荷的能力平均降低

31.6%±9.7%，而雙側小關節損傷則平均降低53.1%±11%[8]。Liming等人的研究更

進一步證實了小關節損傷對頸椎整體穩定性的影響。通過對C4－C6運動節段的試驗

發現：旋轉運動的幅度隨小關節切除范圍的增多而增加，最大變化發生在雙側小關

節切除50%和75%的標本，同時其纖維環所受應力也隨之增加；在側屈試驗中，旋轉

度增加11%，纖維環應力增加30%。他們認為小關節切除造成纖維環應力的增加大于

椎間關節強直所引起的應力增加，雙側小關節切除50%以上，可顯著增加纖維環的

應力和運動節段的活動幅度[9]。

由此可見，頸椎小關節對保持頸椎的穩定起著重要作用。兩側的側塊及關節對

頸椎后方的穩定起了支柱作用，小關節的破壞即意味著頸椎整體穩定性的破壞；相

反，小關節的穩定便構造了頸椎整體的穩定。

2頸椎側塊在后路內固定中的應用

盡管有關側塊的解剖學測量的研究未見報告，但與側塊有關的頸后路內固定方

法卻早已用于臨床。最早采用鋼板螺釘作頸后路經側塊內固定的是Roy－Camille，

此后Magerl和Seemann對此技術進行了改進，以期增加螺釘與側塊的咬合力，其主

要不同在于螺釘在側塊中的軌跡不同[2]。Heller等[10]從解剖學上對Roy－Camil

le和Magerl的技術作了比較，在26個新鮮頸椎標本上依據Roy－Camille或Magerl描

述的方法將螺釘擰入C3－C7側塊，以確定兩種方法對神經根，椎動脈和小關節所構

成的潛在危險。在Roy－Camille技術中，進釘點在側塊中心(小關節后面頂點)，螺

釘方向：由后內側指向前外側，與矢狀面成10°角，以避開椎動脈，螺釘直徑3.5

mm，穿透前后雙層骨皮質。而在Magerl技術中螺釘進點在側塊中點內上2－3mm，向

上傾斜與上關節突關節面平行，向外傾斜25°，螺釘貫穿前后骨皮質，尖端位于關

節突前面的上外側。以上兩種方法，釘尖所在位置是否合適，以側塊的三區分級系

統(Three zone grading sys—tem)決定，即將側塊分為上、中、下三區，上區從

上關節突上緣至橫突上緣根部；中區在橫突根部上下緣之間；下區從橫突根部下緣

到下關節突下緣。側塊的上1/3(上區)代表Magerl技術螺釘尖端所在的位置，下1/

3(下區)是Roy－Camille技術釘尖所在的正確位置。在實驗中，對每一個螺絲釘的

位置根據其對神經根、椎動脈的潛在危險，對小關節的影響，及所在的區進行評估

。結果表明，Roy－Camille技術損傷神經根的可能性很小，螺絲釘進入三區以外的

可能性較小；而Magerl技術損傷小關節的危險性較小，兩種技術均未構成對椎動脈

和脊髓的威脅。實驗還表明出現神經根損傷的機會與外科醫生的技術熟練程度有關

，一旦技術熟練以后發生神經根損傷的機會將明顯降低。該實驗采用直徑3.5mm的

皮質骨螺釘，但未涉及釘長以及采用此種螺釘的解剖學依據。Howards等對C3-C7小

關節之間的距離、C7-T2椎弓根的形態也進行了研究，目的是確定頸后路經側塊鋼

板螺釘內固定的潛在危險性。為此他們對22個頸椎標本進行了研究，發現從C3-C7

上下相鄰兩側塊中心之間的距離在不同個體變化較大，范圍從9-16mm，平均13mm，

鋼板的設計必須適應在不同個體和不同節段間的這種變化。由于神經根在上關節突

前外側穿出，因此向內側和向頭側的角度越大，損傷神經根的可能性越大，螺釘理

想的穿出點在橫突上緣與側塊的結合部。進釘點在側塊中心內側1mm，進釘深度7－

18mm，平均10mm[2]。Anderdon等對30例頸椎不穩的病人進行了頸后路A0重建鋼板

內固定和植骨術，所采用的進釘點和Howards方法相同，進釘方向：向外10°，向

上30°－40°(平行于上關節突關節面)[11]。Ebraheim等基于對脊神經后枝所在位

置的測定認為Magerl和Anderson的進釘途徑較Roy－Camille技術更易傷及脊神經后

枝，而引起單側頸背痛或感覺異常[4]。

側塊的正前方是位于橫突孔中的椎動脈。Ebra-heim等的解剖學研究證實了向

外10°的進釘方向不會對椎動脈構成威脅[12]。以上所述多針對于手術危險性的探

討，而John等則著重研究了不同類型的螺釘與側塊結合力的大小。研究采用12個新

鮮頸椎標本，先經放射學檢查確定標本完好無損，然后再經CT掃描測定每一標本C

2－C7椎體松質骨骨密度；試驗采用6種不同直徑和不同螺紋的螺釘，(2.7、3.2、

3.5、4.5mm皮質骨螺釘，3.5mm松質骨螺釘，3.5mm自攻螺釘)，準確固定到頸椎側

塊上，然后測定螺釘的軸向拉出阻力。對所得數據進行分析以決定螺釘直徑、螺紋

形狀、頸椎節段、骨密度以及是否穿透雙層骨皮質等因素與拉出阻力的相關性。實

驗結果顯示：最大拉出阻力為直徑3.2、3.5和4.5mm的皮質骨螺釘，并且均需穿過

雙層骨皮質；最小拉出阻力為3.5mm自攻螺釘(無論是穿過單層或雙層骨皮質)。椎

體松質骨密度與拉出阻力無關，不同頸椎節段骨密度無顯著差異，然而在不同節段

螺釘拉出阻力卻有顯著性差別，拉出阻力最大的是C4，向頭、尾側順延則逐漸變小

。研究資料提示：醫生不僅要考慮螺釘的類型和大小，也要考慮螺釘應鉆透單層或

雙層骨皮質，穿透雙層骨皮質會對局部解剖結構構成更大危險，但是由于首尾側頸

椎側塊與螺釘咬合力更弱，在這些部位螺釘鉆透雙層骨皮質是可取的[[[[13]。Ma

rgaretE.Smith等采用人頸椎標本和Roy－Camille鋼板作了一項頸椎穩定裝置的

生物力學試驗，發現Roy－Camille鋼板可有效地固定嚴重不穩或嚴重損傷的頸椎；

螺釘脫出最易發生在頸椎的頭尾端，即鋼板兩端的螺釘是固定的薄弱環節[14]。M

icheal的臨床病歷統計分析支持以上結果。17例多節段頸椎病患者采用后路經側塊

內固定，l例出現C7側塊螺釘松動(無癥狀)[15]。頸椎側塊旁的另一重要解剖結構

是椎弓根。由于椎弓根內固定技術在胸腰椎的廣泛應用，提示人們對頸椎進行類似

的固定，而螺釘的入點就在側塊上。為此國內孫宇等對50例健康成人頸椎椎弓根進

行了觀察，表明C3－C7具備了行椎弓根螺釘內固定的條件，為螺釘的設計和手術定

位提供了解剖學依據[16]。Ladd等則更詳盡地研究了頸椎椎弓根的形態以及椎弓根

釘的進釘部位和方向，并對經椎弓根內固定和經側塊螺釘內固定進行了生物力學試

驗。結果證實，椎弓根螺釘的拉出阻力顯著大于側塊螺釘的拉出阻力[17]。王東來

等對下頸椎椎弓根內固定作了進一步的解剖學研究，對進釘點做了精確定位。19例

臨床應用中無一例神經、血管及內固定并發癥[18]。但就頸椎所受負荷而言，經側

塊內固定是否即能達到固定要求，而不必再采用更為復雜的經椎弓根內固定技術，

尚需進一步研究。

3幾種頸椎內固定技術的比較

頸后路內固定技術已成為頸部損傷、不穩定的有效治療方法。Gill等對四種不

同的后路內固定方法作了比較，通過生物力學實驗，試圖揭示不同手術方法所能提

供的相對穩定性。這些術式包括：(1)Rogers棘突間鋼絲內固定；(2)Halifax椎板

鉤；(3)經側塊1/3管狀鋼板內固定(采用單層骨皮質螺釘)；(4)經側塊1/3管狀鋼板

，雙層骨皮質螺釘內固定術。通過人體頸椎標本的屈伸運動試驗，發現上述第四種

術式提供了最強勁的穩定性，而其它三種方法所能達到的穩定性則相對薄弱[19]。

Weis等人的研究也表明，后路經側塊內固定對頸椎運動節段和全頸椎的穩定作用明

顯大于后路鋼絲內固定[20]。Roy－Camille對頸后路鋼絲內固定和鋼板內固定進行

了體外實驗，在韌帶損傷的模型中，棘突間鋼絲內固定增加了33%的屈曲穩定性，

而