钩椎关节是颈椎所特有的一个重要的解剖结构。在老年或颈椎退变人群中,钩椎关节的增生骨赘可引起神经根型颈椎病,进而需要实施减压手术以解除神经根受压情况。尽管普遍认为,钩椎关节与头部旋转动作之间存在一定关系,但在头部旋转活动中,钩椎关节的作用和意义如何,目前尚缺乏在体研究的证实。
为此,日本大学研究生学院骨科博士行孝永本等实施了在体运动学研究,对头部旋转活动中钩椎关节的三维运动学进行的评估分析,他们的研究结果发表在最新一期的J Neurosurg: Spine上。作者指出,该研究首次准确分析了头部旋转活动中钩椎关节三维在体运动学。
在该研究中,作者共征募了10名健康志愿者,采用颈椎的三维MRI图像进行头部旋转过程中钩椎关节的运动学研究。在头部旋转活动中,共采集11个位置的图像进行分析,中立位0°到左右各旋转逐步旋转增加15°。采用容积配准法,通过MRI图像分割的三维图像,自动计算中立位与各个位置叠加的相对运动。对10名志愿者的三维椎间运动进行标化,应用标化的数据信息创建钩椎关节三维运动的可视化动画。采用近似绘图技术计算钩椎关节面的接触面积。
研究结果显示,头部旋转活动过程中钩椎关节的三维动画可展现出钩椎关节面之间接触和分离的交替运动。钩椎关节面的接触面在中位颈椎中处于外侧,在下位颈椎处于背外侧。随着头部旋转角度的增加,中位颈椎的钩椎关节面的接触逐渐加大,而下位颈椎的钩椎关节的接触面逐渐减小。
图1.采用CT数据创建的骨表面模型。CT重建模型可表现出现如下解剖学特征:在中位颈椎钩突位于外侧(C3–4),在下位颈椎钩突位于背外侧(C5–7);上排图像灰黑色区域表示钩椎关节,下排图像虚线表示钩椎关节;自上而下,颈椎的钩椎关节高度逐渐减小。
图2.三维动画表现了钩椎关节的运动行为。每组图像表现了自左前上斜位至左侧位的钩椎关节。下排图像表现了钩椎关节面的接触,下排图像表现了钩椎关节面的分离。对于每一节段,左侧图像表示头向左转,右侧图像表示头向右转。
图3.冠状面上钩突关节的接触面。每一图像表现了钩椎关节的颅侧和腹侧接触面,接触面积采用5种不同的颜色表示。
表1.头部旋转中钩椎关节的运动学分析数据(轴向旋转)
表2.头部旋转中钩椎关节的运动学分析数据(耦合侧屈)
图4.基于头部旋转角度,每一椎间水平的左、右旋转活动中的钩椎关节接触面积(mm2)。随着头部旋转角度的增加,中位颈椎的钩椎关节面的接触逐渐加大,而下位颈椎的钩椎关节的接触面逐渐减小。
Three-dimensional motion of the uncovertebral joint during head rotation