作者：南京医科大学附属苏州医院     杨崇楷

枢椎作为连接寰椎与下颈椎的重要结构，具有独特的解剖特征。其齿状突与寰椎前弓构成了寰枢关节，承担了颈椎50％～60％的轴向旋转功能。枢椎棘突粗大，连接枕颈部和C2以下颈椎多组肌肉和韧带，在头颈部的运动和稳定性维持中发挥重要作用。枕颈段脊柱是各种先天性畸形、外伤、退行性病变、感染、炎症和肿瘤等好发部位，常导致枕颈部不稳，引发严重的脊髓神经损害，需要通过外科手术进行减压、恢复序列并重建稳定治疗。其中，C1～C2经关节螺钉固定和椎弓根螺钉固定可提供坚强的短节段固定，临床应用日益普及。此外，在寰枕部和／或下颈椎的稳定重建手术中，也常需要在C2做椎弓根螺钉内固定。然而，椎动脉高跨（HRVA）是椎动脉在C2段的常见变异，会显著增加C2椎弓根螺钉和C1～C2经关节螺钉置入时损伤椎动脉的风险。本文将从HRVA对C2后路内固定常用置钉技术的解剖学限制、针对HRVA的替代置钉方案及生物力学方面进行系统综述，为临床实践提供参考。

椎动脉高跨概述

HRVA的定义及流行病学    椎动脉起自锁骨下动脉，依次穿行C6至C1横突孔，沿C1后弓椎动脉沟走行后穿硬脊膜入颅，参与基底动脉的组成。在C2段，椎动脉向外上方弯曲走行路径常发生变异，可呈现更向内侧、更向后侧和更向上方扭曲，椎动脉孔随之加深、扩大及内移，导致C2峡部与椎弓根狭窄，进而限制了螺钉的安全置入空间。Madawi等于1997年报道61例接受C1～C2经关节螺钉固定术的临床及影像学研究，其中5例发生椎动脉损伤，螺钉错位率14％；对25例成人C2椎骨标本研究发现，椎动脉孔过大或椎动脉解剖异常者占20％，侧块内部高度≤2mm，导致椎弓根宽度减小，无法安全置入3．5mm螺钉。Neo等于2003年提出HRVA这一概念。目前普遍接受的HRVA诊断标准是：在C2椎管壁皮质缘外侧3mm的矢状位图像上，C2椎弓峡部高度≤5mm和／或内侧高度≤2mm。wa－Janavisit等进行的椎弓根定向CT扫描测量，HRVA的发生率为16．54％。Klepinowski等对3126例受试者（共7496侧椎动脉）荟萃分析显示，HRVA的总体合并发生率为25．3％。其中，单侧HRVA为70．3％，双侧HRVA为29．7％；左侧50．8％，右侧49．2％，未发现明显侧别偏好。

枢椎段椎动脉变异的解剖分型     lee等基于100例成人颈椎CT血管造影三维重建数据，提出了枢椎段椎动脉走行的三维分型体系。该分型首先依据椎动脉扭曲最突出部分与C3横突孔的位置关系，将其分为三型：C3横突孔外侧型（a型）、C3横突孔对直型（B型）及C3横突孔内侧型（C型）；其次，根据椎动脉扭曲最突出部分相对于C2横突孔出口的偏移轨迹，进一步分为：C2横突孔下方型（0型）、C2横突孔内型（1型）和C2横突孔上方型（2型）。通过交叉组合这两个分型系统（3×3），最终构建出包含9种解剖变异类型的完整分类框架。其中，c－2型及部分b－2型变异被界定为HRVA类型。该分型方法首次从三维立体视角系统描述了枢椎段椎动脉的复杂走行特征，具有较高的临床实用价值。

椎动脉高跨对枢椎后路螺钉置入的影响

对C1～C2经关节螺钉固定的影响      经关节螺钉，又称Magerl螺钉，是1987年由Magerl等首次提出用于治疗寰枢椎不稳的内固定技术。该术式经后路暴露C2峡部上表面及C1～C2关节，由C2下关节突尾侧缘附近进钉，沿矢状面方向、紧贴C2峡部后表面穿过，经C1～C2关节进入C1侧块。该术式曾被视为后路寰枢关节内固定的首选方法。然而，在存在HRVA的情况下进行C1～C2经关节螺钉固定时，椎动脉损伤的风险较高。Madawi等解剖学研究显示，C2峡部形态存在性别和侧别差异，男性C2峡部高度及宽度大于女性，男女性右侧均小于左侧。约10％的患者因C2椎弓峡部宽度和／或高度不足，在行C1～C2经关节螺钉固定时存在损伤椎动脉的风险；当椎弓峡部高度不足4mm时，经关节螺钉几乎无法准确置入。黄觅等基于63例接受头颅CT血管造影检查患者的影像学数据分析发现，HRVA的发生率为26．2％；在影像学模拟经关节螺钉置入过程中，HRVA阳性患者出现椎动脉孔损伤的比例高达66．7％。

对C2椎弓根螺钉固定的影响     Goel等于1994年率先采用寰椎侧块螺钉和枢椎椎弓根螺钉的钉板系统进行寰枢椎固定。该术式在生物力学稳定性方面能够提供更优越的三柱稳定性，目前被广泛接受和应用。C2螺钉的位置在椎弓根的内侧和上1／3处，螺钉需向内侧和上方锐角植入，内聚角约25°，头倾角约15°，指向寰椎前弓中线的结节，具体角度需根据个体解剖调整。正常情况下C2椎弓根可容纳3．5mm螺钉，螺钉置入过程中椎动脉损伤的发生率较低。lee等报道传统C2椎弓根螺钉置入时椎动脉损伤的发生率为2．4％。而一项纳入2975枚枢椎椎弓根螺钉的荟萃分析显示，椎动脉损伤的发生率为0．3％。mahesh等在椎动脉走行正常的患者徒手置钉准确率可达91．68％。然而，由于枕颈区复杂的三维解剖结构和椎动脉的变异，C2椎弓根螺钉的可植入安全区域较小，位置不当可能导致术后颈椎不稳定及相关并发症，包括脊髓和椎动脉损伤。田野等的研究显示，在32例HRVA者中徒手置入43枚椎弓根螺钉，置钉准确率仅为72．1％，表明HRVA显著增加了椎弓根螺钉置入过程中损伤椎动脉的风险。此外，椎弓根的解剖变异也会影响螺钉的置入。

存在椎动脉高跨时的枢椎后路内固定替代策略

C2峡部螺钉固定     C2峡部螺钉固定技术最早由harms等在2001年报道应用于临床，进钉点位于C2峡部的内上象限，钻孔方向呈20°～30°内聚并头倾，严格沿C2峡部上内侧面走行位于C2椎板与下关节突交界处，止于C2侧块前缘皮质且不穿透前方皮质，螺钉长度通常为18～22mm。这一技术通过与C1侧块螺钉结合的钉棒系统，实现了C1～C2的稳定固定。廖旭昱等对137例患者进行峡部CT影像的测量，94．53％的患者可以使用长度超过14mm的峡部螺钉。卢敏明等的生物力学实验表明，改良枢椎峡部螺钉和枢椎椎弓根螺钉的拔出力均高于枢椎短峡部螺钉的抗拔出力，但前两者之间的拔出力差异无统计学意义，结果表明改良枢椎峡部螺钉在抗拔出力方面具有与椎弓根螺钉相当的生物力学性能。

C2椎板螺钉固定     2004年Wright等学者描述了C2经椎板螺钉固定的技术，进钉点位于C2椎板与棘突交界处的背侧面，螺钉轨迹沿椎板长轴走行，轴位面上保持10°～15°轻度外展以顺应椎板解剖形态，矢状面上平行椎板皮质。螺钉长度通常为28～32mm，需全程在椎板骨性通道内行进，穿透对侧皮质但不超过3mm。该技术能有效降低椎动脉损伤的风险，操作安全性能较高，具有良好的临床应用价值。解剖学研究显示，中国人群成人枢椎标本中约83．3％可容纳双侧椎板螺钉。另外，Park等在58例HRVA患者中应用C2椎板螺钉固定，其中54例实现骨性融合且无椎动脉损伤。Tsuji等报道了2例采用枢椎椎板螺钉进行C1～C2固定的案例，1例为先天性右侧椎动脉发育异常合并寰枢关节失稳伴脊髓压迫；另外1例则继发于外伤性左侧椎动脉闭塞；2例术中均未出现神经血管并发症，术后影像学评估证实内固定位置符合解剖学标准。

在生物力学方面，Reddy等比较了C2椎板螺钉与椎弓根螺钉在0．3～1．5n·m纯力矩作用下6个自由度的生物力学稳定性能，结果表明椎板螺钉组在各方向上的稳定性略逊于椎弓根螺钉组，但差异无统计学意义。Erbulut等生物力学实验表明，经椎板螺钉在侧屈稳定性及应力分布上逊于经关节螺钉与椎弓根螺钉，长期循环载荷可能增加失效风险。Gorek等通过尸体生物力学实验比较了传统双侧C2椎弓根螺钉、单侧C2椎弓根螺钉联合对侧C2椎板螺钉、双侧C2椎板螺钉这三种C1～C2固定技术的稳定性，结果发现三组间差异无统计学意义。综上，尽管椎板螺钉可避免椎动脉损伤风险，其即刻稳定性与椎弓根螺钉相当，但患者存在椎板骨折或局部解剖结构变异时，该技术应用受到限制。临床选择需综合权衡解剖限制与生物力学性能。

C2棘突螺钉固定     枢椎棘突是颈椎中体积最大的棘突，同时其解剖位置与脊髓及椎动脉的距离较远，因此成为后路固定的理想替代选择。Goel和Kulkarni于2004年首次报道了棘突螺钉的临床应用，该术式进钉点位于棘突基底部即棘突与椎板交界处，采用直径2．5～2．7mm的螺钉，螺钉长度通常为8～12mm。在11例接受该技术治疗的患者中，仅1例发生螺钉松动，但未对临床预后产生不良影响，其余病例均未观察到相关并发症。刘观燚等对枢椎棘突螺钉固定技术进行了解剖和生物力学的系列研究。解剖测量结果显示，枢椎棘突的置钉空间较大，手术中需要剥离的范围较小，置钉过程可以在直视下进行，从而降低了损伤血管和神经的风险。棘突螺钉可以采用垂直固定、水平固定和斜行固定3种固定方式。生物力学研究表明，水平固定的棘突螺钉其平均拔出强度略低于椎弓根螺钉，但差异无统计学意义。Dou等通过对14例成人枢椎标本的解剖学测量，证实枢椎棘突区域具备足够的置钉空间，提出了棘突分叉基底螺钉技术：钉道自一侧的棘突分叉基底进入，置钉角度为0°～10°头倾和40°～60°外倾，穿向对侧棘突－椎板交界处，可以形成四层皮质固定。生物力学测试显示，棘突分叉基底螺钉的平均拔出力强度虽略高于椎弓根螺钉和椎板螺钉，但差异无统计学意义，分析其原因主要源于更高的皮质骨接触率。尽管棘突螺钉具有诸多优势，但仍存在一些局限性，如棘突螺钉存在可能遮挡植骨区域、螺钉横向放置时安装连接棒较为困难、无法提供复位力量等问题。

C2关节面下螺钉固定     Patkar等于2016年报道了枢椎关节面下螺钉的临床应用。该技术的螺钉置入路径位于C2关节面中点下方3mm处，向下并向内侧进入C2椎体。这一路径提供了足够的骨量以实现C2椎体的坚强固定，同时避免了椎动脉的损伤。在49例患者共98枚螺钉中，采用此技术均未造成椎动脉损伤，术后CT扫描证实了螺钉路径的安全性以及固定的可靠性。但该研究并未提及患者是否合并椎动脉变异或椎弓根狭窄的情况。程晓非等对17例椎动脉变异合并枢椎椎弓根狭窄患者采用枢椎关节面下螺钉固定术，术中在寰枢椎侧块关节面下方3mm处进针，按头倾5°～10°、内倾10°～15°方向置入3．5mm螺钉，术后CT显示，34枚螺钉均未损伤椎动脉，随访1年以上全部实现骨性融合。对于椎弓根狭窄患者，关节面下螺钉是有效的替代方案，但若术前CT测量螺钉轨迹直径＜4mm，则需选择其他固定方式。

C2椎弓根螺钉变轨术式     Kepler等于2020年针对C2解剖结构不适合传统椎弓根螺钉的情况，提出了一种称为“parsicle”螺钉的C2后路固定技术。该技术结合了椎弓根螺钉和椎板螺钉的特点，进钉点位于传统椎弓根螺钉的内下方，螺钉沿C2椎弓根上部走行，头侧倾斜30°～45°，内侧倾斜15°～20°，长度可达20～26mm，既增加固定强度，又降低椎动脉损伤风险。相比传统椎弓根螺钉和椎板螺钉，par－sicle螺钉在安全性、稳定性和适用性上更具优势，适用于椎动脉变异或椎弓根狭窄的患者。Kim等提出的C2皮质螺钉技术，通过优化螺钉轨迹，为C2椎弓根狭窄或HRVA者提供了新的解决方案。该技术采用较传统椎弓根螺钉更偏内侧和尾侧的入点，螺钉长度为22～26mm，沿椎弓根内侧皮质及椎板上缘走行，最终止于C1～C2关节突前缘。该技术基于皮质骨轨迹原理设计，通过规避椎动脉走行区显著提升手术安全性，其生物力学性能与传统椎弓根螺钉相当。结果显示，24例患者术后1年随访均未出现螺钉松动及相关并发症，证实了其临床可靠性。

Du等提出的C2内侧椎弓根螺钉技术，采用"in－out－in"入路，通过选择性磨除C2峡部内侧皮质，同时保留外侧皮质，作为传统椎弓根螺钉的替代方案。将进钉点较传统入点内移1～2mm，以20°内聚角置入24～28mm螺钉，并穿透椎体前缘皮质，从而实现多皮质三柱固定。该技术在12例寰枢椎不稳的患者固定中展现出良好效果，所有病例均实现骨性融合，且无椎动脉损伤等并发症。操作需在硬脊膜与峡部间的狭窄间隙进行，对合并颈髓空洞症患者风险较高，建议术中使用显微镜精细操作以降低神经损伤风险。

C2组合式固定    Wong等报道了1例特殊解剖结构的老年女性病例，同时存在寰枢椎脱位、左侧HRVA及寰椎右侧椎弓根先天性缺失。术中采用了右侧经C1～C2关节螺钉固定，左侧应用寰椎侧块螺钉与枢椎椎板螺钉的组合固定技术，术后6个月随访显示寰枢椎界面已实现骨性融合，证实了手术方案的安全性和有效性。董自强等对伴有枢椎单侧HRVA的Ⅱ型齿状突骨折，建立了两种上颈椎组合后路寰枢椎内固定的有限元模型：一种是一侧枢椎椎板螺钉＋寰椎椎弓根螺钉固定，对侧为寰椎＋枢椎椎弓根螺钉固定；另一种是一侧C2pars螺钉＋寰椎椎弓根螺钉固定，对侧为寰椎＋枢椎椎弓根螺钉固定。研究发现，两种组合内固定术均能提供良好的稳定性，其中单侧枢椎椎板螺钉＋寰枢椎椎弓根螺钉固定在结构和应力分布上更加合理。这种组合固定技术能有效规避因解剖异常导致的术中血管损伤风险，又能同时保证固定系统的稳定性。

3D打印、计算机辅助导航技术      近年来，借助3D打印导板、导航系统和手术机器人等技术，个体化精准置钉手术方式越来越多的应用于临床。田野等将72例C2HRVA患者随机分为3D打印导板辅助置钉组（导板组）和徒手置钉组（对照组），每组各36例进行对照研究。结果显示，两组患者获得相近的临床疗效，导板技术在置钉精准度与安全性方面表现出显著优势，有效降低了血管神经损伤等手术并发症风险。江建等针对40例HRVA患者开展了椎弓根螺钉固定的对比研究，将患者随机分为徒手组和3D导板组，每组各20例。结果表明，3D导板组在置钉时间、透视时间和手术时间方面均显著优于徒手组。术后两组患者的疼痛程度均较术前减轻，颈椎功能评分提高，但组间比较差异无统计学意义。3D导板组的并发症发生率低于对照组，该技术可通过术前精确规划进钉点和角度，结合导向孔引导，有效降低手术操作难度并提高了安全性。但由于导板需经1～2d进行个性化设计与打印制备，该技术暂不适用于急诊手术。机器人辅助技术为合并HRVA的寰枢椎脱位患者提供了一种微创、低辐射且精准的治疗选择。

li等对25例合并HRVA的寰枢椎脱位患者进行对比研究，其中11例采用机器人辅助置钉，14例采用透视引导徒手置钉。结果表明，机器人辅助组在术中出血量和放射剂量方面显著低于徒手组，两组患者的手术时间相近，但差异无统计学意义。术后随访显示，两组患者的临床症状均显著改善，日本骨科协会（JOA）评分、疼痛视觉模拟评分（VAS）和颈椎残障功能指数（NDI）较术前均有明显提升，但组间比较差异无统计学意义。所有患者均实现骨性融合，未发生血管或神经损伤等螺钉相关并发症。张海平等对55例寰枢椎脱位患者进行回顾性对照研究，对24例机器人辅助置钉与31例传统徒手置钉进行比较，结果机器人组95．7％置钉的精确率显著高于87．3％传统组，且静脉丛损伤发生率更低。虽然两组术后VAS和JOA评分差异无统计学意义，但机器人组在手术时间、出血量和费用方面较高。研究表明，Mazorx机器人通过机械臂稳定性和可视化规划解决了传统导航术中手臂疲劳导致的轨迹偏离问题，但其存在学习曲线长、费用高昂及辐射暴露增加等局限性。尽管机器人组有2例因术中滑移转为徒手植钉，但整体安全性仍优于传统方法，尤其适用于解剖复杂的上颈椎手术。该技术为精准脊柱外科提供了新选择，但在基层推广仍需克服成本和技术门槛。

小结

综上所述，枢椎作为颈椎的重要组成部分，其解剖结构复杂且独特，周围密布着椎动脉、脊髓和神经根等重要结构，使枢椎区域的手术成为脊柱外科最具挑战性的领域之一。特别是存在HRVA变异的情况下，传统的枢椎后路经关节螺钉固定和椎弓根螺钉固定技术面临着更高的椎动脉损伤风险，可能导致灾难性的后果。随着脊柱外科技术的不断进步，目前已有多种创新的内固定方案可供选择。椎板螺钉固定通过精确的螺钉轨迹设计，巧妙地避开了椎动脉走行区域；峡部螺钉固定充分利用了枢椎独特的解剖结构，提供了可靠的生物力学稳定性；棘突螺钉固定作为一种微创选择，在特定病例中展现出独特的优势。对于复杂病例，采用多种固定方式相结合的组合式固定策略，能够根据病变部位、椎体形态和血管走行等个体化因素，制定最优化的手术方案，最大限度地降低手术风险。值得一提的是，现代科技的进步为枢椎手术带来了革命性的改变。3D打印技术能够精确重建患者个性化的枢椎解剖结构，为术前规划和模拟操作提供了直观的参考；计算机辅助导航技术如同为手术医生装上了“智能眼睛”，通过实时影像引导，显著提高了螺钉置入的精确性和安全性。这些创新技术的应用，不仅提升了手术的成功率，也为患者带来了更好的预后效果。未来，随着人工智能、虚拟现实等前沿技术的进一步发展，枢椎手术将朝着更加精准化、个性化的方向迈进，为患者提供更安全、更有效的治疗方案。

来源：实用骨科杂志2026年3月第32卷第3期