Instrumentace laterálních mas atlasu cestou inzerce zadního oblouku – morfometrická studie

Souhrn

Úvod: Instrumentace laterální masy C1 v místě inzerce zadního oblouku představuje způsob fixace atlasu, kterým lze v porovnání s tradičním přímým zavedením šroubu do laterální masy předejít poškození nervového kořene C2 a periartikulární žilní pleteně. Limitaci však představují anatomické poměry, kdy při malé kraniokaudální výšce napojení oblouku můžeme instrumentací poranit probíhající vertebrální tepnu. Cílem následující práce je za pomoci morfometrického šetření CT nálezů zdravé populace vyhodnotit, v jakém procentu náhodně vybraného vzorku populace je popsaný způsob instrumentace možný.

Metody: Morfometrická měření zjišťující minimální kraniokaudální rozměr pediklu C1 v místě předpokládané inzerce šroubů byla provedena na CT skenech 42 zdravých probandů. Softwarovým vybavením prohlížeče Jivex v parasagitální rovině jsme proměřili minimální výšku inzerce v oblasti pod prohlubní vertebrální tepny a vyhodnotili ji s ohledem na možnost zavedení běžně dostupných šroubů průměru 3,5 a 4 mm.

Výsledky: Průměrná minimální výška kritického úseku byla vypočítána jako 4,29 mm (levá inzerce 4,28 mm, pravá inzerce 4,31 mm, rozsah 3,02–5,62 mm). Přestože byl nejvyšší rozměr nalezen u ženy a nejnižší u muže, v mužské populaci byly zjištěny rozměry větší (průměr 4,71 mm: levé napojení 4,70 mm, pravé napojení 4,71 mm) oproti ženám (průměr 4,29 mm, vlevo 4,28 mm, vpravo 4,31 mm). Celkově jsme nalezli 59,5 % inzercí výšky přesahující 4 mm a 86,9 % napojení oblouku vyšších než 3,5 mm.

Závěr: Anatomické poměry umožňují ve většině případů zavedení šroubu o průměru alespoň 3,5 mm. Místo napojení zadního oblouku atlasu k laterální mase se tak z anatomického pohledu zdá být vhodnou strukturou pro instrumentaci atlasu. I přesto je individuální předoperační rozvaha a případné peroperační užití navigace na místě.

Klíčová slova:

atlas – laterální masa – morfometrie – chirurgická léčba – vnitřní fixace

ÚVOD

Vzhledem k absenci obratlového těla představují laterální masy klíčovou anatomickou strukturu k ukotvení šroubu v prvním krčním obratli. Šroub můžeme do laterální masy zavést zepředu či zezadu transartikulárně (C2–1) nebo jej zašroubovat přímou cestou zezadu. Vstupní bod tradiční trajektorie šroubu v laterální mase C1 navržené Goelem a Laherim v roce 1994 [1] a poupravené roku 2001 Harmsem s Melcherem [2] je situován s nevelkým odstupem kaudálně od inzerce zadního oblouku C1. Povrch postranní masy zde kryje vrstva žilní pleteně, která může být během instrumentace snadno poraněna, podobně jako může být poškozen probíhající nervový kořen. Tyto dvě struktury byly důvodem pro hledání alternativní cesty, která se v literatuře objevuje v roce 2002 v popisu Resnicka a Benzela [3] a roku 2003 v Tanově publikaci [4]. Alternativa spočívá v zavedení šroubu do laterální masy oblastí napojení zadního oblouku. Někteří autoři tento typ instrumentace atlasu nepřesně nazývají instrumentací transpedikulární. První krční obratel však anatomický pedikl nemá, a byť se jedná o pojmenování tradiční, jako terminologicky správný se jeví termín instrumentace/šroub zadního oblouku a laterální masy (posterior arch and lateraál mass screw-PALMS) (Obr. 1).

Limitaci tohoto alternativního zavedení šroubu však mohou představovat anatomické poměry, kdy vzhledem k malému kraniokaudálnímu rozměru inzerce zadního oblouku atlasu existuje riziko penetrace kraniálního kortexu a následného poranění probíhající vertebrální tepny. Cílem morfometrické studie je určit teoretickou dosažitelnost PALMS na podkladě nativních CT snímků populace skeletálně zdravých dospělých probandů.

METODY

Morfometrická měření zjišťující minimální kranio-kaudální rozměr pediklu C1 v místě předpokládané inzerce šroubů byla provedena na CT skenech 42 konsekutivních dospělých pacientů (22 mužů a 20 žen, průměrný věk 49,6 let), kteří byli v období března až června 2018 přijati do Krajské nemocnice v Liberci pod diagnózou polytrauma. U těchto pacientů se standardně provádí celotělové CT vyšetření zahrnující také oblast horní krční páteře. Hrubá morfologická data získaná CT skenerem (SOMATOM Definition Flash, Siemens) zpracoval lékař radiolog do reformátovaných parasagitálních řezů a uložil do prohlížeče Jivex. Na uložených rekonstrukcích jsme následně prostřednictvím softwarového vybavení prohlížeče proměřili minimální výšku inzerce zadního oblouku C1 v oblasti pod prohlubní vertebrální tepny (Obr. 2) s ohledem na možnost zavedení běžně dostupných stabilizačních šroubů (průměr 3,5 a 4 mm). Výsledný rozměr kostní struktury použitý pro statistické hodnocení je výsledkem konsenzu po nezávislém měření radiologa (MŠ) a chirurga (PB).

Vylučujícím kritériem studie byla přítomnost anamnestických dat o onemocnění, které by vedlo k deformitám nebo poruše utváření osového skeletu, stav po traumatu horní krční páteře a vývojové anomálie v oblasti horního krku, obecně tedy veškeré stavy, které by mohly ovlivnit kategorii dat norma-průměr pro dospělou populaci.

Kohortová data byla zpracována prostřednictvím sumárních statistických metod s cílem stanovit průměrnou hodnotu, maximální a minimální rozměr a procento překračující chirurgickou praxí daný rozměr 3,5 a 4 mm.

VÝSLEDKY

Průměrná minimální výška napojení zadního oblouku atlasu na jeho laterální masu byla vypočítána jako 4,29 mm (levé napojení 4,28 mm, pravé 4,31 mm, rozsah 3,02–5,62 mm). Paradoxně nejvyšší inzerce byla nalezena u ženy, nejnižší u muže, přesto byly naměřené minimální výšky inzercí u mužů vyšší (průměr 4,71 mm: levá inzerce 4,70 mm, pravá 4,71 mm, rozsah 3,02–5,39 mm) v porovnání s vyšetřenou ženskou populací (průměr 3,91 mm, levá inzerce 3,90 mm, pravá 3,91 mm, rozsah 3,05–5,62 mm). Celkově jsme nalezli 59,5 % (50/84) inzercí oblouku výšky přesahující 4 mm, tedy vhodných pro instrumentaci šrouby o průměru 4 mm a 86,9 % (73/84) napojení zadní laminy vyšších než 3,5 mm, kde by zavedení šroubu takovéhoto průměru bylo v teoretické rovině možné.

DISKUZE

Výsledky naší morfometrické studie popisují průměrnou výšku oblasti inzerce zadního oblouku atlasu na laterální masy 4,29 mm. V případě 86,9 % studovaných kostních struktur přesahovala tato výška 3,5 mm a 59,5 % měřených inzercí také kraniokaudální rozměr 4 mm.

V podobné studii zpracovali Lee et al. 709 dospělých kadaverních sušených preparátů atlasu a prostřednictvím přímého měření digitální kaliperou stanovili průměrnou hodnotu na 3,95 mm. Z toho množství nalezli u 85,2 % vzorků hodnotu vyšší než 3 mm, u 46,2 % rozměr převyšující 4 mm a v případě 13,7 % dokonce vyšší než 5 mm [5]. Předmětem studia byl materiál severoamerické populace shromážděný přírodovědeckým Clevelandským muzeem od 19. století. Menší rozměry anatomických preparátů náležející dříve žijící populaci, stejně jako vysušení skeletonů, mohly způsobit celkové lehké snížení původních hodnot. V této oblasti vidíme vysvětlení pro vyšší rozměry anatomické struktury popsané naší studií. Kraniokaudální výška naměřená u atlasů mužské populace, stejně jako v naší studii, převyšovala v sumárních hodnotách poměry zjištěné u ženských obratlů.

Přímá měření sušených kadaverních atlasů kaliperou použili ve svých studiích také Tan et al. [4], Ma et al. [6] a Christensen et al. [7], kteří stanovili průměrné hodnoty kraniokaudálních rozměrů inzercí oblouku u vzorků japonského, čínského a severoamerického původu na 4,58 mm, 4,25 mm a 4,8 mm. Výšku převyšující 4 mm v příslušných studiích nalezli u 91 %, 88 % a 80 % anatomických preparátů.

Quian et al. [8] ve své morfometrické studii provedené na CT zobrazení atlasu 120 pacientů čínského původu vypočetli průměrnou hodnotu výšky inzerce oblouku jako 4,42 mm a pouhých 23,4 % vzorků převyšovalo hodnotu 4 mm. I zde vykazovaly vyšší hodnoty měření provedená u mužských obratlů nad výsledky získaných u kostí žen.

Limitací naší studie je teoretická rovina určení zaveditelnosti šroubu. Jsme si vědomi toho, že ideální podmínku pro instrumentaci laterální masy cestou inzerce zadního oblouku je přítomnost medulárního kanálu, tedy přítomnost spongiózní kosti v oblouku (Obr. 3). Pokud tato není přítomna, narůstá riziko ztráty trajektorie či rozlomení samotné kostěné struktury během předvrtání kosti a zavedení šroubu. Současně jsme si vědomi toho, že by z anatomického pohledu přesnější metodou byla 3D CT rekonstrukce s posouzením dosažitelnosti ve všech na sebe kolmých rovinách.

Naši studii jsme provedli na podkladě CT vyšetření získaných u relativně mladých a zdravých probandů. U pacientů s poruchou kostního metabolismu, primární deformitou v oblasti horní krční páteře nebo v případě revmatoidní artritidy či ankylozujícího postižení mohou být anatomické poměry odlišné. Rozdílný zde můžeme očekávat nejen kraniokaudální rozměr inzerce oblouku, ale také jeho délku a orientaci. Podobně se v teoretické rovině mohou lišit poměry u populace postižené osteoporózou, kde vedle prohloubení vertebrálního sulku můžeme očekávat také vyšší stupeň sklerotizace pediklu. Prezentovanévýsledky tak lze zohlednit především při rozvaze u mladší populace pacientů operovaných pro traumatickou lézi horní krční páteře. I zde však doporučujeme individuální přístup, případně perioperační užití spinální navigace.

ZÁVĚR

Naměřený kraniokaudální rozměr inzerce zadního oblouku atlasu v převážné většině případů (86,9 %) umožňoval zavedení šroubu průměru 3,5 mm a v nadpoloviční většině pediklů (59,5 %) byla tato struktura dosažitelná také pro 4mm šrouby. Oblast napojení zadního oblouku na laterální masu atlasu se tak zdá být anatomickou strukturou vhodnou pro instrumentaci prvního krčního obratle. I přes takto optimistické výsledky autoři nabádají k individuální předoperační rozvaze a, pokud je to možné, také k využití spinální navigace během zavádění šroubu.

Grantová podpora: Grant Vědecké rady Krajské nemocnice Liberec VR 190307.

Konflikt zájmů

Autoři článku prohlašují, že nejsou v souvislosti se vznikem tohoto článku ve střetu zájmů a že tento článek nebyl publikován v žádném jiném časopise.

MUDr. Pavel Barsa, Ph.D.

Neurochirurgické oddělení, Neurocentrum

Krajská nemocnice Liberec, a. s.

Husova 10

460 63 Liberec 1

e-mail: pavel.barsa@nemlib.cz