与其它脊柱内固定器械相比，椎弓根螺钉具有更好的抗拔出力和矫形能力。使用椎弓根螺钉可提高侧弯的三维矫形，融合节段短，翻修次数也少。椎弓根螺钉置钉需要深入理解椎弓根的形态。置钉不当可损害把持力，或导致严重的并发症，包括邻近脏器、血管和神经结构的损伤。
有学者通过三维重建、CT和MRI观察了青少年特发性脊柱侧弯椎弓根的形态，发现凹侧椎弓根较窄，与年龄、Risser征、侧弯角度与旋转无明显相关性。椎弓根松质骨腔为置钉的理想管道，有学者注意到椎弓峡部宽度为确定椎弓根螺钉尺寸的决定因素。但目前尚无异常椎弓根客观的分类标准。
美国纽约爱因斯坦医学院蒙特斐奥医院骨科的学者进行了一项基于CT的研究，提示青少年特发性脊柱侧弯异常椎弓根高发，多见于胸椎凹侧，顶椎附近。文章于2014年6月发表在JBJS上。
该研究共纳入95例无脊柱畸形的病例（42例女性，53例男性，平均年龄15.3岁）和91例青少年特发性脊柱侧弯的病例（68例女性，23例男性，平均年龄14.8岁），两组病例出性别外，均匹配良好。以CT分析了所有病例的6116个椎弓根形态。
将椎弓根形态分为：A型：松质骨管腔>4mm，B型：松质骨管腔2-4mm之间，C型：皮质骨管腔2mm及以上，D型：松质或皮质管腔，2mm以下。B，C和D型定义为异常（图1）。分析病例一般情况和椎弓根分布与异常椎弓根形态的关系。分析51例青少年特发性脊柱侧弯病例术后CT，评估椎弓根钉置钉情况。
图1 椎弓根形态的CT图像。A，A型椎弓根，松质骨管腔宽，皮质骨壁清晰。B，箭头所指为B型椎弓根，皮质骨壁清楚，但松质骨管腔窄。C，C型全皮质椎弓根，置钉时无椎弓根突破感。D，D型椎弓根，全皮质，宽度小于2mm，置钉具挑战性。
研究结果显示，青少年脊柱侧弯病例异常椎弓根发生率明显高于无畸形病例（21.5%对9.8%，表1）。胸椎异常椎弓根多于腰椎，包括无脊柱畸形的病例（13.3%对2.0%）和脊柱侧弯的病例（31.9%对2.4%，表2）。
表1 椎弓根类型的发生率。
表2 异常椎弓根的脊柱分布。
侧弯凹侧异常椎弓根多于凸侧（10.0%对2.9%），顶椎附近多于其它部分（7.2%对5.8%），顶椎多于顶椎附近（8.6%对6.5%）。
在脊柱侧弯众多影响椎弓根形态的因素中，回归分析提示异常椎弓根的危险因素包括：女性（胜算比3.48），凹侧（胜算比2.67），顶椎附件（胜算比1.63），Cobb角70度以上（胜算比2.84）。主胸段、胸腰段和腰椎较上胸椎异常椎弓根发生率低（表3，图2）。异常椎弓根椎弓根钉置钉不当，三倍于正常椎弓根。
表3 青少年特发性脊柱侧弯异常椎弓根的多变量分析。
图2 青少年特发性脊柱侧弯中椎弓根节段分布情况。
上述结果显示，青少年特发性脊柱侧弯病例异常椎弓根发生率高，且绝大多数见于胸椎，侧弯凹侧，顶椎和顶椎附近。深入理解异常椎弓根的情况，有助于手术医生术前完善的计划，及对椎弓根置钉难度的认识，从而降低患者的风险。
本研究中评估了6116个椎弓根的形态特点，为迄今为止最大样本的研究。并且提出了依据CT的客观分类标准，可于术前完成以便手术计划。C型和D型椎弓根，置钉困难，C型全皮质，缺乏正常椎弓根置钉时的手感，D型宽度不足以置钉，因而应遵循“进-出-进”技术。而脊柱侧弯椎弓根发育不良的原因尚有待研究。
