寰椎横韧带断裂诊疗的研究进展

Research Progress on the Diagnosis and Treatment of Transverse Atlantal Ligament Rupture

摘要: 寰椎横韧带(Transverse Atlantal Ligament, TAL)断裂常导致寰枢椎不稳(Atlantoaxial Instability, AAI)，甚至引起高位脊髓压迫从而危及生命。随着影像学技术的发展和脊柱外科手术技术的进步，TAL断裂的诊断和治疗水平有了显著提高，但仍存在诊断方式的选择争议较多、手术创伤相对较大和临床获益不明确等诸多挑战。本文综述了寰椎横韧带断裂的诊断方法、治疗策略的相关研究进展，旨在为临床医生提供参考，以更好地管理此类患者。

Abstract: The transverse atlantal ligament (TAL) rupture often leads to atlantoaxial instability (AAI) and may even cause high cervical spinal cord compression, which is life-threatening. With the development of imaging technology and the advancement of spinal surgery techniques, the diagnosis and treatment of TAL rupture have significantly improved. However, there are still many challenges, such as controversies in the choice of diagnostic methods, relatively large surgical trauma, and unclear clinical benefits. This article reviews the research progress on the diagnostic methods and treatment strategies for TAL rupture, aiming to provide a reference for clinicians to better manage such patients.

1. 引言

寰椎横韧带(Transverse Atlantal Ligament, TAL)是寰枢关节中最粗大的韧带。其断裂会使寰枢椎产生相对平移压迫脊髓导致相应的神经功能缺损，严重者可致呼吸循环衰竭乃至死亡[1]。因此对TAL断裂的早期识别和准确诊断非常重要。随着影像学技术的发展，目前关于TAL断裂的诊断方法也取得了长足的进步，但仍然存在着许多争议。此外，根据TAL断裂部位的不同可分为四型，其中IIA型(结节处骨折)可通过保守治疗获得愈合，而IA型(韧带实质中部断裂)、IB型(韧带骨膜处断裂)、IIB型(结节处撕脱)型需要通过手术进行干预[2]。在TAL断裂的手术治疗方面，目前常采用的是寰枢椎融合术和枕颈融合术，但融合术会使寰枢关节各个方向的活动度几乎完全丧失，并且还会加速脊柱邻近节段的退变[3]。因此，为了在恢复寰枢椎的稳定性的基础上同时保留寰枢椎活动度和减少术后远期并发症的发生，各种人工关节应运而生。随着研究不断深入和工业进步，人工关节日益多样化且逐渐完善。为使TAL断裂的患者在尽可能小的手术创伤和风险下获得最佳的术后临床疗效，现将TAL断裂的诊疗进展进行综述。

2. 解剖与生物力学基础

交叉韧带由横向部分的TAL和上下纵支组成。TAL通过骨结节插入到寰椎两侧侧块，将齿状突稳定地固定于寰椎的前弓。滑膜囊将TAL和齿状突后表面分隔开。在TAL的后方，依次为覆膜、硬膜外脂肪和硬脊膜，脊髓走行于硬脊膜内[4] [5]。

TAL是寰枢韧带复合体中最大、最强、最厚的韧带。在齿状突后方，TAL的中央部比外侧更宽，中部厚度约为7~8 mm [5]。这样的形态特点能在一定程度上增大TAL与齿状突接触部分的受力面积，减小压强，从而减小TAL对齿状突的切割。TAL纤维束的中间部分呈现为30˚的交叉排列，在插入寰椎侧块处呈现平行排列，并且主要由胶原纤维构成，弹力纤维较少。因此，TAL的弹性较小，延展性有限[6]。而且有研究表明，TAL在以较快的速率发生形变时，其断裂的应变会急剧下降，刚度大幅度提升，所能吸收的能量也会急剧减小。因此TAL在高速高能量的创伤中更加容易断裂[7]。Jiri Dvorak等人[8]通过生物力学测得的TAL断裂的总负荷强度为350 N，Basem Ishak等人[9]还提出TAL断裂时的平均负荷强度在老年人中是有所下降的，他们通过固定寰椎前弓，向相反方向对齿状突施加逐渐增大的力，最终得出TAL断裂所需的平均力为236.2 ± 66 N。尽管在老年人中TAL断裂的平均力有所下降，但下降后的断裂阈值仍然较为可观。总的来说，TAL是一条在解剖结构上较为重要，在生物力学特性上较为强大的韧带，具备在寰枢韧带复合体中为维持寰枢椎的稳定性起主导作用的能力。

3. 诊断方法

3.1. 临床表现

患者常有颈部外伤史，表现为颈部疼痛、活动受限，严重者可出现四肢无力、感觉异常等脊髓压迫症状[10]。

3.2. 影像学检查

3.2.1. X线检查

X线检查作为一种间接判断TAL完整性的方式，主要是通过X线平片测量寰齿间距(Atlantodental Interval, ADI)、侧块移位距离(Lateral Mass Displacement, LMD)等指标来间接评估TAL的完整性。其中ADI是指在侧位X光片上，寰椎前弓后表面与齿状突前表面的距离。其在成年人中不应该超过3 mm，并且不会随着颈椎的屈伸而改变，一旦超过这个范围则提示TAL损伤[5]。而通过LMD来评估TAL的完整性最初是由Spence等人[11]提出，LMD是指在开口位X线片上测量寰椎两侧侧块相对于枢椎上关节突的外移距离之和。若LMD超过6.9 mm，则提示TAL可能断裂，这个观点后来被临床医生广泛认可，并被称为“Spence规则”[12]。尽管“Spence规则”对于诊断TAL的完整性具有重要的意义，但随着研究的不断深入，关于它的准确性的争议也日渐增多。以至于后来Heller等人指出“Spence规则”并未考虑到射线照相成像技术中固有的放大倍数，标准的前后开口位X线片的固有放大率为18%，进而将6.9 mm这个阈值调整为8.1 mm [13]。然而，Woods等人[14]的研究表明“Spence规则”对于断裂宽度的定义为TAL失效发生后C1环的直径，这很有可能高估断裂点，这个阈值应降低至3.8 mm。因此，通过“Spence规则”来判断TAL是否损伤尚存在诸多的局限性，但其作为一种间接判断的方式，可为是否需要开展更精准的诊断提供重要线索，这本身也具有不可忽视的价值。

3.2.2. CT检查

同X线检查类似，计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)对于TAL完整性的判断也属于一种间接诊断。在患者保持仰卧时，利用CT分别对保持中立位和头部轻度屈曲(10˚)时的枕颈部进行两次扫描，ADI在两次扫描中增加超过15%可高度怀疑存在需要手术稳定的TAL损伤。这种方式比“Spence规则”更为敏感，并且使用的屈曲度仅为10˚，没有椎管内容物损伤的风险[15]。尽管这种动态检查的方法较为准确且安全，不会增加脊髓损伤的风险，但是由于存在体位的变动，检查的过程应该由更具有经验的高年资放射科技师来进行操作，以尽量避免二次损伤。此外，CT还可通过骨移位相关指标判断有无TAL损伤，但准确性有待进一步探讨。例如Kristen E Radcliff等人[16]利用CT对18例患者侧块内侧边界移位(Internal Border Lateral Mass Separation, ILM)，侧块外侧边界移位(External Border Lateral Mass Separation, ELM)，寰椎侧块对枢椎上关节突的总悬突量(Total C1 Lateral Mass Overhang over the C2 Superior Process, LMO)进行了测量，结果表明，骨移位与TAL完整性之间没有相关性。这可能是CT 无法显示受伤后的骨骼的最大位移位置。因此，CT对于TAL完整性的判断具有一定的辅助作用，可为临床医师提供影像学信息，为精准诊疗提供一定的帮助。若仍不明确TAL损伤，还应进一步完善 MRI 检查。

另外，有研究表明与TAL相连接的寰椎内侧结节的类型还可能影响后续需要进行融合手术的几率，内侧结节根据形态的不同可以分为圆形(227/400; 56.8%)，尖头(13/400; 3.3%)，扁平(126; 31.5%)和发育不良(34/400; 8.5%)，其中发育不良型会使后续需要手术融合的几率增加[17]。CT扫描得益于其对骨骼3D成像和分辨率较高的优势，可以实现对内侧结节形态的精准判断，为后续治疗提供参考。

3.2.3. MRI检查

TAL体部和结节处撕脱难以通过保守治疗恢复稳定性，而侧块的骨折是有机会通过保守治疗获得骨性愈合的。TAL是否完整将会直接影响到后续治疗方案的选择。因此，在条件允许的情况下，应当采用更加直接、精准的诊断手段。众所周知，磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)能够清晰显示韧带的完整性及周围软组织的损伤情况，直接诊断即是通过MRI对TAL的完整性直接进行判断。Dickman等人[5]也指出MRI是识别TAL断裂的金标准。因此，MRI是诊断TAL断裂的首选影像学方法。但其造价较为昂贵，难以完全普及，并且扫描时间较长，一些患有幽闭恐惧症这类心理障碍的患者难以忍受在MRI机器中停留太长时间。此外，许多患者还由于具有心脏起搏器、人工耳蜗、金属异物滞留而无法进行MRI检查[16]。在这些极端情况下，临床可权衡利弊，灵活选择影像学组合策略，尽可能的对TAL断裂及其合并损伤做出精准且全面的判断，为后续治疗方案的制定打下坚实的基础。

4. 治疗策略

4.1. 保守治疗

对于无明显不稳定或脊髓压迫的患者，可采用颈托固定等保守治疗方法，但保守治疗效果有限，且存在较高的不愈合风险[10]。

4.2. 融合技术

融合术是目前治疗TAL断裂最常用的方法，包括寰枢椎融合术、枕颈融合术等，融合术能够为寰枢椎提供良好的固定效果，并恢复寰枢关节的稳定性[18]。其中，寰枢关节融合术目前是治疗TAL断裂导致的寰枢椎不稳(Atlantoaxial Instability, AAI)的金标准[19]。但由于颈椎的旋转活动度近50%都是由寰枢椎提供，融合术后寰枢椎的活动度几乎完全丧失，这会严重影响患者的术后生活质量，并且融合术会使压力转移到邻近的脊柱节段，从而加速邻近节段的退变[3]。融合技术所带来的这些较为严重的术后影响可能终将使其成为一个治疗TAL断裂的过渡方式，而不是最终解决方案。

4.3. 非融合技术

近年来，为克服融合术带来的寰枢椎活动度丧失和邻近节段退变等并发症，开发并验证了多种非融合技术来治疗由TAL断裂等原因引起的AAI。其中，包括Yong Hu等人[20]和Bin Lu等人[21]设计的两种人工寰齿关节并进行了生物力学验证，但这两种人工寰齿关节仅能在恢复寰枢椎稳定性的情况下保留寰齿关节旋转功能，而无法实现对寰枢椎的前屈、背伸、侧倾功能的重建。并且这两种人工关节置换术均采用经口入路，感染风险相对较高，手术视野和操作空间也较为有限，手术难度和围手术期的风险亦随之增大。后来也有其他研究者[22] [23]对人工寰齿关节进行了改良，其中Xuan Cai等人率先提出全活动度人工关节，通过旋转轴和高度抛光的球窝结构来分别实现对旋转和屈伸、侧倾方向的活动度的保留。生物力学测试显示其屈伸和侧倾范围与结构正常的寰枢关节之间没有显著差异，仅在旋转方向上轻微增加。Quanjin Zang等人进一步研发出一种和髋关节较为相似的“杵臼关节”，该关节亦实现了对寰齿关节各个方向运动功能的保留。此外，关节超过3/4的关节窝是闭合的，可以使关节稳定的同时降低脱位的风险，同时，为防止假体松动，关节表面还覆盖有羟基磷灰石涂层。在此期间，又有研究提出了后路寰枢椎动态内固定系统，这些系统同样能恢复寰枢椎的稳定性和各个方向的活动度，还对预防组织长入导致内固定失效这些细节方面进行了完善[24] [25]。总的来说，随着研究的不断进展，不管是前路还是后路的人工关节都获得了长足的进步。但是对于单纯由TAL断裂导致的AAI，人工关节置换所带来的手术创伤和风险显得相对较大。值得一提的是，关节置换需精准解剖，学习曲线陡峭，并且现有关于人工关节的研究多为生物力学研究，仅停留在理论层面，缺乏临床验证其实际可行性和耐用性。最近，一种较为新颖的治疗方案又被提出，即经颈后路异位重建TAL。通过对TAL重建后的寰枢椎进行生物力学评估后，表明TAL的异位功能重建几乎可以恢复原始TAL的所有生理功能[19]。不过该方式利用锚钉和腓骨长肌腱通过颈椎后路对TAL进行重建，需要将替代植入物穿过枢椎棘突固定于寰椎两侧块上，此时术中固定张力控制依赖术者经验，过度拉紧可能导致寰椎侧块骨折，而过松则无法恢复稳定性，亟需量化标准指导操作。

5. 总结与展望

TAL断裂是一种严重的上颈椎损伤，其诊断和治疗需要综合考虑患者的具体情况。MRI是诊断TAL断裂的首选影像学方法，但X线和CT检查也具备容易获取、扫描时间短、检查费用低等优点，各种不同的检查手段可以实现优势互补。融合手术目前仍然是治疗TAL断裂的主要手段，非融合技术等新型治疗方法也为患者提供了更多选择。未来，随着不断地探索和创新，具有更小手术创伤、更低住院时间和费用、更为精准有效等优势的治疗方式将为TAL断裂患者带来更加优质的治疗。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。