众所周知，胸椎由于形体较小、进针点存在变异且邻近大血管，因此在这一部位置入椎弓根螺钉通常较为困难。而随着椎弓根钉的使用越来越广，相关的并发症也时有报道。
在椎弓根钉置入的并发症中，主动脉损伤往往是灾难性的；而要避免这种并发症的发生，选择合适的置钉位置和角度，明确椎弓根钉的大小尺寸便显得尤为重要。而在脊柱畸形的患者中，更需要考虑到主动脉位置可能存在偏移。有研究发现，在胸椎侧凸的患者中，如果侧突方向向左，那么其主动脉位置和正常患者相比可能偏向左后侧；侧凸方向向右其主动脉则偏向右前侧，因此对于脊柱侧凸的患者，其椎弓根钉置入的难度就更大了。
来自于日本新泻大学医学院的Masayuki，Takui等学者对患有脊柱后凸的日本成年人群的主动脉和椎体的相对位置关系进行了影像解剖学研究，以此探讨提高椎弓根钉置入安全性的有效方法，研究结果在2012年3月出版的Spine杂志上发表。
该研究主要通过脊柱CT影像选择了以下指标进行测量研究：1、椎弓根直径（pedicle diameter，PD）（mm） ；2、左侧椎弓根峡部的内外侧骨皮质横径； 3、椎弓根长度（PL）； 4、左侧椎弓根后侧骨皮质到椎管前缘作一平行线，测两线之间的距离 ；5、胸椎弦长（chord length）（mm）：从左侧椎弓根进钉点沿着左椎弓根中轴至椎体前沿皮质的长度 ；6、左侧椎弓根后侧骨皮质进针点椎体前缘骨皮质在椎弓根中线上的距离； 7、从左侧椎弓根后侧骨皮质进针点到临近左侧椎弓根进针点的主动脉外侧壁的最短距离（CD）（mm）； 8、椎弓根-主动脉角（PAA）（°）：CD线与左侧椎弓根中轴线的夹角； 9、矢、冠状面Cobb角。可参考图-1。
图-1 测量参数
研究共纳入58例患者，年龄范围31–90岁，平均60.8岁；其中女性30例(41–77 岁，平均年龄 59.9 岁)，男性28例（31–90 岁，平均年龄61.6岁）。平均胸椎后凸角采用T4 到T12矢状位CT重建图像进行测量，平均为29.2 ° （范围：10°–61°）。平均冠状面Cobb角：3.5°（范围 0–9 ° ），其中女性平均Cobb角为3.5°（范围 0–9 °），男性为3.6°（范围 0–9 °）；T4—T12平均矢状面Cobb角男性为26.6° （范围：10° –43°），女性为：31.7°（范围11°–61°），经统计分析，两组在年龄及矢、冠状面Cobb角无显著差异。具体测量数据见表-1。
表-1 病例测量数据汇总
研究发现：脊柱的矢状面曲度与PD、PL、胸椎弦长或CD等参数无关；而与PAA及椎体形体大小相关（见图-2）；T5（r=–0.31，P=0.034），T6（r=–0.37，P=0.008）和 T7（r = –0.29，P = 0.036）等水平节段Cobb角的PAA呈负相关，而与此同时，主动脉的位置则更靠近内侧。见图-2。
图-2A-C 显示了矢状面Cobb角在T5--T7节段与PAA之间的联系，图表显示了平节段增大的Cobb角却与减小的PAA显著相关，脊柱后凸曲度与主动脉的位置靠近内侧的程度呈正相关。
图3-A-B不同两例例患者T6的轴位CT断层图 ，Cobb角的PAA呈负相关 。增大的Cobb角却与减小的PAA的同时主动脉则更靠近内侧。
作为正常的人体，胸主动脉位置通常应该在脊柱的左前方，终止于膈肌主动脉裂孔，在研究中我们通过CT证实了这一点。而对于患有特发型脊柱侧弯的患者来说，主动脉的位置则有所不同。对椎弓根钉的大小选择来说PD以及PL是非常关键的两个参数，能与4mm椎弓根钉匹配的PD通常是大于4.5mm，因为至少需要预留0.5mm的区域来避免骨皮质骨折；在本研究中部分病例因为椎弓根太小而无法应用4-mm椎弓根螺钉，因此类似病例应该高度警惕，特别是在女性群体中，超过30%的女性患者其T4-T9的PD长度小于4.5mm，因此作者建议即使在胸段的中间区域4-mm的的椎弓根钉置入也需格外小心。不过在T10节段，4.5mm或5mm的椎弓根钉可以安全的使用，6mm 的椎弓根钉在T11或T12节段上也是如此。
在椎弓根钉长度的选择上，胸椎弦长、PL和CD非常重要，椎弓根钉的长度若小于胸椎弦长，PL和 CD通常是安全的。同时作者建议：在T4和T8–10节段 25 mm长的椎弓根钉通常是安全的，而在T11和T12，30mm的也是安全的。研究发现在T5到 T7，大多数患者的CD和PL很接近，在这一节段，主动脉相对于椎弓根其位置偏外，30mm的椎弓根钉沿着进钉方向可以相对安全的置入。T5、T6和T7节段随着胸椎后凸角的增加，主动脉相对于椎体来说其位置逐渐偏内（见图-3），这样一来主动脉损伤的风险也就增加了。因此对于存在脊柱后凸畸形的患者来说，应该考虑使用导航系统来引导椎弓根钉的置入，或者使用椎弓根钩及线缆等内固定物代替椎弓根钉。
最后研究给出了降低脊柱后凸患者椎弓根钉置入风险的策略：考虑到此类患者降主动脉在T5-7水平更偏内侧，首先应通过术前CT影像来确定椎弓根钉的进钉点，进钉方向及椎弓根钉长度。其次对于脊柱后凸畸形的患者应使用导航系统避免椎弓根钉错误置入或使用椎弓根钩及钢丝等内固定物代替椎弓根钉。
