椎弓根螺釘技術(shù)在兒童脊柱外科的應(yīng)用現(xiàn)狀

劉 磊，孫 琳

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院，北京100045)

椎弓根是連接椎體與椎板之間最堅(jiān)強(qiáng)的骨性結(jié)構(gòu)，是連接椎體和椎弓的力學(xué)橋梁，通過(guò)椎弓根進(jìn)行螺釘固定為重建脊柱穩(wěn)定提供了可靠的力學(xué)基礎(chǔ)，從而為脊柱后路內(nèi)固定技術(shù)提供了解決方法。盡管椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)已于成人手術(shù)中取得良好的效果，但關(guān)于椎弓根螺釘技術(shù)治療兒童脊柱疾患的報(bào)道卻較少，現(xiàn)對(duì)該技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題綜述如下。

1 兒童椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)的研究

兒童的椎弓根形態(tài)學(xué)研究仍不成熟，尤其是關(guān)于兒童頸椎形態(tài)學(xué)研究和各節(jié)段椎弓根內(nèi)部構(gòu)造的測(cè)量與比較更不完善。但充分掌握兒童的椎弓根解剖形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)兒童椎弓根螺釘置入技術(shù)卻具有極其重要的作用。

1.1 椎弓根橫徑 椎弓根內(nèi)外皮質(zhì)外緣之間的最短距離。兒童椎弓根橫徑隨年齡的增大而增大;同年齡組中隨椎體變化的趨勢(shì)與成人相似。椎弓根橫徑從T1向下逐漸縮小，直到胸椎中部區(qū)域(T4或T5)達(dá)到最小，T5到T12逐漸增大，L1較T12略減小，L1到S1再次逐漸增大，于S1達(dá)到最大值。根據(jù) Ferree、Zindrick、Senaran 及鄭昌坤等［1～4］對(duì)兒童椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，國(guó)內(nèi)外兒童的椎弓根橫徑值近似。Ferree認(rèn)為3歲之后到12歲之前，椎弓根橫徑隨年齡穩(wěn)步增長(zhǎng)，于上段腰椎(T12、L1、L2、L3)每年增長(zhǎng) 0.3 mm，下段腰椎(L4、L5、S1)每年增長(zhǎng) 0.5 cm，12 歲之后椎弓根橫徑增長(zhǎng)率下降，16歲之后椎弓根橫徑生長(zhǎng)趨于完全［1］。3歲兒童除部分T4、T5、T6椎弓根橫徑小于3 mm外，余椎體在大部分兒童的椎弓根橫徑均大于3 mm，L3、L4、L5可達(dá)5～8 mm。5歲以上兒童椎弓根橫徑均值皆大于3.5 mm，下胸椎及腰椎達(dá)5 mm以上，于L5達(dá)1 cm，7歲時(shí)，L4、L5和S1的椎弓根橫徑可達(dá)1 cm，而T12、L1、L2和L3則在12歲時(shí)可達(dá)到這一數(shù)值，因此下腰椎的椎弓根在年齡較小時(shí)即可接受普通型號(hào)的螺釘。

1.2 椎弓根縱徑 椎弓根上下皮質(zhì)外緣之間的最短距離。Zindrick及鄭昌坤分別測(cè)量了白種人及國(guó)人的椎弓根縱徑值。鄭昌坤所測(cè)數(shù)值較Zindrick的小1～2 mm，可能與國(guó)人身高平均較白種人矮有關(guān)。兒童椎弓根縱徑亦隨年齡的增大而增大，隨椎體變化的趨勢(shì)與成人相似，且同一椎體橫徑＜縱徑，因此椎弓根橫徑對(duì)于決定椎弓根螺釘?shù)某叽缇哂懈匾囊饬x［2～4］。

1.3 骨—螺釘通道長(zhǎng)度 椎弓根后緣皮質(zhì)沿椎弓根軸線至椎體前緣皮質(zhì)的長(zhǎng)度。兒童的骨—螺釘通道長(zhǎng)度隨年齡增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，每年至少增長(zhǎng)1 mm，從3～5歲到成人增長(zhǎng)了接近70%［2］。在Zindrick等的研究中3～5歲兒童骨—螺釘通道長(zhǎng)度的平均值波動(dòng)在22.1～31.6 mm，T1～L5總體變化趨勢(shì)逐漸增大，F(xiàn)erree及Senaran等所測(cè)數(shù)值與Zindrick等的相近，鄭昌坤等的則要比其大2～5 mm。

1.4 椎弓根橫斷面夾角(TPA)和椎弓根矢狀面夾角(SPA) 分別為椎弓根軸線與椎體矢狀面、水平面之間的夾角。兒童TPA和SPA隨年齡增長(zhǎng)無(wú)顯著性變化，胸椎TPA，T1最大(25.9°～31.8°)，由上向下逐漸減小，T11、T12可達(dá) 0°甚至負(fù)角，L1～S1則又逐漸增大，L5在23.6°～33.8°，S1約為 43°，總體趨勢(shì)出現(xiàn)兩個(gè)高峰一個(gè)低谷。SPA在胸椎變化不大，約為 20°，且胸椎大于腰椎，從 L1～ L5該角逐漸減小［2，3］，為 0°～10°。TPA在決定進(jìn)釘方向時(shí)臨床價(jià)值更高，下胸椎固定時(shí)螺釘內(nèi)傾角不宜過(guò)大，否則易進(jìn)入椎管，下腰椎固定內(nèi)傾角不宜過(guò)小，否則容易穿破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)或椎體前方，引起并發(fā)癥，術(shù)前還應(yīng)結(jié)合X線片或CT片，選擇螺釘進(jìn)釘角度。

2 兒童椎弓根螺釘?shù)膽?yīng)用情況

2.1 兒童椎弓根螺釘應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn) 對(duì)于兒童而言，椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)是惟一能夠提供堅(jiān)強(qiáng)固定的方式。兒童椎板上光滑脆弱的骨性結(jié)構(gòu)并不足以為椎板鉤和鋼絲提供堅(jiān)強(qiáng)固定的支點(diǎn)，應(yīng)用鋼絲或椎板鉤固定的穩(wěn)定性差，常難以達(dá)到復(fù)位固定骨折、矯正畸形和穩(wěn)定脊柱的目的，也不能將后方的矯形力有效地傳到椎體前方，只有椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)能夠提供足夠的矯形力和穩(wěn)定性。

盡管擁有這些優(yōu)點(diǎn)，但于兒童中應(yīng)用椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)仍有諸多限制:①應(yīng)用椎弓根螺釘可能因限制椎管生長(zhǎng)而造成醫(yī)源性椎管狹窄［5］。②兒童椎弓根較成人更小，更易發(fā)生椎弓根皮質(zhì)破裂或穿透、脊髓及神經(jīng)根損傷、硬膜撕裂及腦脊液漏等并發(fā)癥，因此需選用適合于兒童使用的椎弓根螺釘固定。

2.2 兒童椎弓根螺釘尺寸的選擇方法

2.2.1 獲取更小的椎弓根螺釘以適應(yīng)兒童的椎弓根 根據(jù)目前兒童椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，除了部分上胸段椎弓根，選用直徑在3 mm以上、長(zhǎng)度在25 mm以上的椎弓根螺釘應(yīng)用于3歲以上的兒童脊柱疾患手術(shù)應(yīng)該是安全可靠的，但術(shù)前仍需行脊柱影像學(xué)檢查以排除因個(gè)體間差異及椎體畸形而造成的椎弓根發(fā)育過(guò)小可能。理論上螺釘?shù)闹睆皆叫?duì)椎弓發(fā)育的干擾會(huì)越小，但因?yàn)樽倒葆數(shù)陌殉至εc螺釘置入的直徑與長(zhǎng)度成正比例關(guān)系，故當(dāng)直徑及長(zhǎng)度變小時(shí)，椎弓根螺釘?shù)纳锪W(xué)將明顯減低［6］。盡管矯正兒童胸腰椎畸形所需要的力量仍未明確，但也需要足夠的力量以供矯形所用，尤其是在嚴(yán)重畸形中，因此如果只是通過(guò)獲取更小的螺釘來(lái)解決此問(wèn)題將對(duì)脊柱的固定不利。

2.2.2 在不改變椎弓根生物力學(xué)的情況下增加椎弓根的大小，使其能夠容納更大的螺釘 Polly等［5］認(rèn)為小兒的椎弓根彈性好，椎弓根螺釘?shù)闹睆娇蔀閿M固定椎弓根橫徑的115%，即使有螺紋突破椎弓根皮質(zhì)，一般也不會(huì)造成不良的后果［7］;在胸椎椎弓根侵占椎管小于2 mm時(shí)，對(duì)脊髓不構(gòu)成有意義的壓迫。現(xiàn)在已有人對(duì)螺釘置入后的椎弓根橫徑膨脹情況進(jìn)行研究。Rinella等研究青春期前兒童(9歲)的尸體證明，通過(guò)連續(xù)使用直徑接近但逐漸增大的螺釘可使兒童椎弓根橫徑擴(kuò)大至8.5 mm，內(nèi)徑及外徑可分別增加74%及24%。傅英魁［8］指出國(guó)人椎弓根膨脹率大于35%時(shí)，硬膜囊才會(huì)受壓，而韋興等［9］所測(cè)得的膨脹率的最大值為30.1%。

2.3 兒童椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘方向的選擇 取決于椎弓根橫斷面及矢狀面夾角，根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)兒童椎弓根形態(tài)學(xué)參數(shù)的研究結(jié)果，兒童椎弓根的兩個(gè)角度值與成人近似，故其進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘方向的選擇可參照成人的進(jìn)釘方法。

3 兒童椎弓根螺釘技術(shù)的安全性及效果分析

椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在10歲以下的兒童，特別是在嬰幼兒脊柱疾患治療中的應(yīng)用并不普遍，國(guó)內(nèi)外報(bào)道均不多見(jiàn)。近年來(lái)，可得到的椎弓根螺釘?shù)闹睆接?3.0、3.5、4.0、4.3、4.5、5.0 mm。這些直徑的螺釘為小兒胸腰椎椎弓根固定提供了可能［10］。

Ruf等［11］首先報(bào)道對(duì)16例1～2歲兒童實(shí)施共19次椎弓根內(nèi)固定手術(shù)治療脊柱疾患，其中先天畸形15例及腫瘤1例，手術(shù)治療效果滿(mǎn)意。術(shù)后至少隨訪6 a，被置入螺釘椎體發(fā)育與鄰近椎體比較幾乎正常，所有患兒在隨訪期間均未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。其后Ruf等又報(bào)道了［12］對(duì)25例1～6歲兒童實(shí)施椎弓根內(nèi)固定手術(shù)治療先天性脊柱側(cè)彎半椎體畸形的案例，手術(shù)矯形效果良好，隨訪未發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。陳立言等［10］在10以下兒童的胸腰椎疾患中應(yīng)用椎弓根內(nèi)固定手術(shù)，手術(shù)效果滿(mǎn)意，骨折獲得復(fù)位、畸形得到矯正，脊柱固定的效果牢靠，并能早期下地活動(dòng)。可見(jiàn)，椎弓根螺釘固定在小兒是可行的和安全的。

綜上所述，在兒童中應(yīng)用椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)是有效可行的，與成人椎弓根固定一樣，小兒椎弓根固定也存在并發(fā)癥，若無(wú)良好的技術(shù)保證，發(fā)生并發(fā)癥的機(jī)會(huì)較成人高;故此手術(shù)應(yīng)在良好的硬件和軟件支持下開(kāi)展，恰當(dāng)選擇手術(shù)適應(yīng)證，術(shù)前制定詳細(xì)的手術(shù)計(jì)劃，由經(jīng)過(guò)成人及青少年脊柱手術(shù)積累大量經(jīng)驗(yàn)的熟練醫(yī)生實(shí)行手術(shù)。

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