経皮的三皮質S1椎弓根スクリュー固定に伴う血管損傷の低リスクと解剖学的防護—遺体研究

なぜ脊椎のスクリューは大血管を通常傷つけないのか

外科医はしばしば脊椎の最下部を金属スクリューで固定し、骨盤後方から第1仙椎（S1）に挿入します。主要な血管はこの骨のすぐ前方を走っているため、スクリューは頻繁にそれらを損傷するはずに思えます。しかし深刻な血管損傷は非常に稀です。本研究は献体を用いて、なぜそれが起こるのか、どのような自然の解剖学的防護が患者を守っているのかを明らかにすることを目的としました。

外科医が脊椎下部にスクリューを固定する方法

腰椎と仙骨が接する脊椎の最下部は大きな荷重を受けます。そこに不安定性がある場合、外科医は通常S1の骨性「椎弓根」を通してスクリューを挿入します。最も強い方法は三皮質固定（tricortical fixation）と呼ばれ、スクリューが外側の硬い骨の三層を貫き、先端が仙骨前縁（仙骨の前方に突き出た縁＝sacral promontory）をわずかに越える位置に終わるものです。これにより優れた保持力が得られますが、特にこの領域の前方を曲がる総腸骨静脈や動脈などの近接する血管をスクリューが貫くのではないかという懸念が生じます。

献体を用いた慎重な実験

実際のリスクを検討するため、研究者らは17体の新鮮なヒト献体に対して手術を行い、合計34本のスクリューをX線透視による誘導でS1に挿入しました。この手技は現代の低侵襲手術と類似しています。各スクリューの先端は仙骨前面からわずか2山だけ突出するように狙いました。スクリュー挿入後、多くの献体を仰臥位にして注意深く解剖しました。骨盤内臓、仙骨前面、および周囲の血管をその自然な関係を乱さないように露出し、スクリュー先端が正確にどこに位置しているかを確認しました。いくつかの献体では三次元透視（CT様のX線法）も行い、スクリューの角度や主要血管までの距離を測定しました。

スクリュー先端周辺で見つかったもの

スクリューが主要血管内に入っている例は一つもなく、血管壁の明らかな損傷も見られませんでした。解剖した12例のうち2例（約8%）では、スクリュー先端が前縦靱帯（anterior longitudinal ligament）という強靭な組織を突き破り、右側の総腸骨静脈の外被（外側覆い）に当たって停止していました。それでも静脈がへこんだり裂けたりはしていませんでした。別の2例では、スクリューが同じ静脈の方向を向いていたものの、前縦靱帯によって完全に覆われていました。残る84%の例では、スクリュー先端は仙骨前面の骨棘（osteophyte）内またはその後方に位置していました。これらの骨の隆起は加齢による摩耗変化でよく見られ、先端を囲んで主要血管から遠ざける方向に導いていました。

自然の防護とスクリュー方向の重要性

3D画像による測定では、スクリューは平均約19度で内側へ収束しており、スクリュー先端と腸骨血管までの平均距離は約1センチメートルでした。著者らは、最も重要な安全因子は単に先端の突出量だけでなく、血管の走行に対するスクリュー軌道の方向であると主張しています。スクリュー軌道が仙骨前縁の中心に向かっていると、先端が近づいても血管を避ける傾向があり、接触や穿通のリスクが低くなります。前縦靱帯や骨棘の輪は追加の緩衝材として働き、直接の接触や穿通を防ぐのに寄与しますが、これらは術者の生の透視画像では明瞭に見えないことが多いです。

患者と外科医にとっての意味

一般の読者や患者に向けた主要なメッセージは安心できるという点です。術者が慎重な手技—スクリュー長の制限、仙骨前縁の中点に向けた軌道、ガイドワイヤの過度な前進を避ける—を守れば、主要な骨盤血管を損傷するリスクは非常に低いようです。加齢に伴う骨の隆起や強靭な前縦靱帯などの体の構造が、しばしばスクリュー先端の前方で自然の防護として作用します。長期的な血管との接触による稀な遅発性問題を完全に除外することはできませんが、本遺体研究は現代の低侵襲三皮質S1スクリュー固定が一般的に安全で有効な脊椎下部の固定法であるという見解を支持します。

引用: Koeck, K., Reissig, L.F., Hainfellner, A. et al. Anatomic safeguards and the low risk of vascular injury during percutaneous tricortical S1 pedicle screw fixation – a cadaver study. Sci Rep 16, 7126 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38331-y

キーワード: 脊椎固定, 仙骨椎弓根スクリュー, 血管損傷, 低侵襲脊椎手術, 骨盤解剖