骨科導(dǎo)航技術(shù)在胸腰椎手術(shù)中的應(yīng)用研究

趙毓軍，呂 智，王小鐵(晉城煤業(yè)集團(tuán)總醫(yī)院骨二科，晉城 048006;山西醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院骨科)

準(zhǔn)確的椎弓根系統(tǒng)內(nèi)固定螺釘?shù)闹踩肽壳叭匀皇桥R床醫(yī)生要面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，以往主要以解剖學(xué)輔助影像定位為主，在整個(gè)操作過程中，仍然可能由于誤差出現(xiàn)神經(jīng)根的損傷、釘?shù)厘e(cuò)誤、反復(fù)定位等失誤，尤其是在合并脊柱側(cè)凸胸椎等部位解剖結(jié)構(gòu)變異，胸椎段周圍有肋骨、肩胛骨遮擋致使術(shù)中C型臂X線機(jī)影像顯示不清，加之胸椎椎弓根周徑較小，這些因素均給椎弓根螺釘植入帶來較大困難，手術(shù)難度和危險(xiǎn)性很高。而椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確置入是內(nèi)固定系統(tǒng)發(fā)揮最大固定效率的關(guān)鍵。術(shù)中3D掃描結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)(computer assisted surgery navigation system，CASNS)的出現(xiàn)為上述難題提供了解決之道，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制狀態(tài)下椎弓根螺釘植入，提高了置釘?shù)臏?zhǔn)確性和安全性，較之傳統(tǒng)的徒手置釘手術(shù)方法具有明顯優(yōu)勢。我們于2011年開始將計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)輔助下行椎弓根螺釘植入其準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線定位法，顯著提高脊柱外科手術(shù)的安全性，現(xiàn)將應(yīng)用情況及體會報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集晉城煤業(yè)集團(tuán)總醫(yī)院骨二科2011-08～2012-04收治20例胸腰椎脊柱損傷、退變性疾病病例，采用后路復(fù)位固定、后路融合或聯(lián)合前路融合椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)治療。所有病例均采用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)輔助下行椎弓根螺釘植入手術(shù)(導(dǎo)航組)，男12例，女8例;年齡22-69歲，平均(47±9)歲;其中13例為胸腰椎骨折，7例為腰椎管狹窄癥，其中1例為成人先天脊柱側(cè)凸合并腰椎管狹窄癥，共植入椎弓根螺釘86枚。2011-01～2011-07收治對照15例，采用傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線透視定位徒手進(jìn)行椎弓根螺釘植入術(shù)(徒手組)，男11例，女4例;年齡23-72歲，平均(51.5±10)歲;其中8例為胸腰椎骨折，7例為腰椎管狹窄癥，共植入椎弓根螺釘64枚。

1.2 手術(shù)方法

導(dǎo)航組手術(shù)方法如下:病人俯臥位，暴露所做節(jié)段的椎板及椎弓根螺釘入點(diǎn)，將導(dǎo)航系統(tǒng)的患者示蹤器固定于所做椎間隙的上位棘突，激活導(dǎo)航儀上提示的各種工具，用3D-C臂機(jī)掃描圖像，C臂在掃描圖像前安裝上數(shù)據(jù)收集環(huán)，采用工具模式激活圖像，將活動工具放置于椎弓根合適的入釘點(diǎn)，根據(jù)顯示屏顯示的圖像用錐子鉆孔、測深，選擇合適長度的椎弓根螺釘，沿開放好的椎弓根通道擰入。徒手組:采用傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線透視定位進(jìn)行胸椎及腰椎椎弓根螺釘植入術(shù)。

1.3 效果評價(jià)

椎弓根螺釘位置驗(yàn)證方法:術(shù)后行腰椎X線/CT檢查，以未穿過椎弓根五壁、固定的深度超過椎體的2/3但未穿過椎體前緣為優(yōu)良;其余只要穿過即記為偏，優(yōu)良率為置入位置優(yōu)良的螺釘數(shù)與總的植入螺釘數(shù)的比率。將兩組患者術(shù)后復(fù)查椎弓根螺釘?shù)奈恢脙?yōu)良率進(jìn)行對比分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

兩組資料術(shù)后螺釘位置優(yōu)良率采用χ2檢驗(yàn)，經(jīng)SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

導(dǎo)航組共植入86枚螺釘，經(jīng)過術(shù)后驗(yàn)證其中80枚螺釘位置為優(yōu)，發(fā)生偏移的為6枚，優(yōu)良率為93.0%;同期采用傳統(tǒng)的方法植入螺釘共64枚，其中優(yōu)良為52枚，發(fā)生偏移的為12枚，優(yōu)良率為81.3%。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，導(dǎo)航組椎弓根螺釘位置的優(yōu)良率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)組(χ2=4.82，P＜0.05)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述兩組病例發(fā)生偏移情況見表1。觀察術(shù)后近期并發(fā)癥情況，導(dǎo)航組均未出現(xiàn)嚴(yán)重的近期神經(jīng)損傷并發(fā)癥，而徒手組中3例患者術(shù)后出現(xiàn)腦脊液外漏，術(shù)后經(jīng)過保守治療后治愈，有1例患者出現(xiàn)輕度的神經(jīng)癥狀，經(jīng)過營養(yǎng)神經(jīng)等治療后癥狀緩解。徒手組中術(shù)后復(fù)查位置不佳中的3枚螺釘給予重新調(diào)整螺釘?shù)奈恢谩?/p>

表1 導(dǎo)航組與徒手組發(fā)生偏移的比較 (例)Table 1 Incidence of pedicle screw migration in two groups(cases)

典型病例，1例老年男性腰2椎體爆裂骨折患者，術(shù)中采用經(jīng)后路術(shù)中實(shí)時(shí)導(dǎo)航置入(見圖1)椎弓根螺釘并前路椎體次全切鈦網(wǎng)支撐、椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后復(fù)查腰椎X線片位置滿意(見圖2)。

圖1 術(shù)中椎弓根螺釘置入圖Figure 1 Diagram of screw placement

圖2 術(shù)后復(fù)查X線片F(xiàn)igure 2 X-ray images after surgery

3 討論

椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確植入是脊柱外科手術(shù)成功的重要前提，理想的椎弓根螺釘?shù)奈恢脩?yīng)該是足夠的直徑及長度，但又不能突破椎弓根及椎體的皮質(zhì)，如果螺釘過度偏向椎弓根的下方或者內(nèi)側(cè)往往會增加引起神經(jīng)癥狀的風(fēng)險(xiǎn)。所以手術(shù)的成功不僅要滿意的臨床療效，還應(yīng)該追求準(zhǔn)確的螺釘位置［1］。而傳統(tǒng)的手術(shù)中，術(shù)者只能根據(jù)病人的術(shù)前資料，憑借個(gè)人積累的經(jīng)驗(yàn)來操作，對于脊椎解剖結(jié)構(gòu)變異、骨質(zhì)結(jié)構(gòu)異常等情況無法在術(shù)中作到實(shí)時(shí)監(jiān)測和精確判斷，這樣就很難做到每次都能精準(zhǔn)地植入椎弓根螺釘，有報(bào)道稱采用傳統(tǒng)的手術(shù)方法有10%-40%的椎弓根螺釘放置不理想或者不正確［2］。20世紀(jì)90年代初開始，計(jì)算機(jī)輔助外科導(dǎo)航技術(shù)在脊柱外科的應(yīng)用慢慢興起，使手術(shù)操作更加準(zhǔn)確和安全，與傳統(tǒng)的椎弓根螺釘植入技術(shù)相比在準(zhǔn)確性和安全性方面有了明顯的提高［3］。導(dǎo)航引導(dǎo)下的椎弓根螺釘植入較傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢還在于減少了術(shù)中反復(fù)定位及透視調(diào)整導(dǎo)針的位置，節(jié)省了椎弓根螺釘植入的時(shí)間，而且還減少了因?yàn)榉磸?fù)調(diào)整螺釘所引起的椎弓根釘?shù)赖臄U(kuò)大及術(shù)后椎弓根螺釘失敗的幾率。國內(nèi)也有報(bào)道［4］采用脊柱導(dǎo)航系統(tǒng)較傳統(tǒng)的方法在椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確置入時(shí)間、手術(shù)出血量上有顯著性優(yōu)勢，在總的手術(shù)時(shí)間上無明顯差異，雖然導(dǎo)航手術(shù)在植入椎弓根螺釘前準(zhǔn)備工作較多，但并不增加總的手術(shù)時(shí)間。

在應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助骨科導(dǎo)航后，我們有以下體會:①由于導(dǎo)航系統(tǒng)在術(shù)中實(shí)時(shí)圖像掃描，術(shù)中利用一次3D-C型臂掃描即可將多幅圖像傳入導(dǎo)航儀，根據(jù)導(dǎo)航儀的動態(tài)提示圖像進(jìn)行手術(shù)操作，而無須C臂的重復(fù)定位，因此與傳統(tǒng)的方法相比很大程度地減少了病人和醫(yī)生的X線輻射量和輻射時(shí)間［5］;②利用導(dǎo)航工具的尖端延伸功能可測量釘?shù)篱L度，根據(jù)導(dǎo)航地圖中矢狀位和橫斷位的圖像可調(diào)整螺釘?shù)慕嵌群吐葆數(shù)闹睆剑故中g(shù)更準(zhǔn)確、安全和簡便，減少手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生;③術(shù)中患者示蹤器夾取位置要準(zhǔn)確，盡量靠近操作部位，且固定必須十分牢靠。如果術(shù)中患者示蹤器發(fā)生松脫或位置變動，將導(dǎo)致導(dǎo)航圖發(fā)生漂移，使定位不準(zhǔn)確，可發(fā)生錯(cuò)誤置釘造成脊髓、神經(jīng)或血管損傷，此時(shí)要求重新掃描導(dǎo)航地圖后方能再次行椎弓根螺釘植入;④目前臨床所用的3D掃描會偶爾出現(xiàn)不明原因的掃描終止，可能是3D-C型臂在掃描過程中無法讓導(dǎo)航儀發(fā)現(xiàn)其位置所致，也就是說在定掃描起始位置或終止位置過程中出現(xiàn)某個(gè)位置3D-C型臂在導(dǎo)航儀上不可見;⑤注意在導(dǎo)航儀獲取3D-C型臂掃描完后的傳輸圖像時(shí)需保證C臂機(jī)和導(dǎo)航儀不能發(fā)生移動，否則需要重新掃描。

由此可見計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是骨科手術(shù)的一個(gè)新紀(jì)元，必將明顯提高骨科手術(shù)安全性，除脊柱外科外，在骨科創(chuàng)傷和關(guān)節(jié)外科也有很大的應(yīng)用前景。

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