脊柱畸形手術術中CT導航與徒手椎弓根置釘準確性比較

王 鈾，崔 賡，張永剛，任寧濤，張 恒，齊 鵬，董天祥

解放軍總醫院 骨科，北京 100853

脊柱畸形手術術中CT導航與徒手椎弓根置釘準確性比較

王 鈾，崔 賡，張永剛，任寧濤，張 恒，齊 鵬，董天祥

解放軍總醫院 骨科，北京 100853

目的通過與徒手置釘的比較，探討在后路全椎弓根釘治療脊柱畸形手術術中CT導航下置釘的準確性優勢及臨床價值。方法回顧性分析2009 - 2012年我科連續100例接受脊柱矯形手術并行術中CT的患者。所有病例分為導航組和非導航組，其中導航組37例，非導航組63例。根據椎弓根釘置入節段的不同，將兩組各分為胸椎、上胸椎、中胸椎、下胸椎及腰椎5個亞組，比較并分析兩組整體間及各亞組間椎弓根螺釘的置釘準確性。結果導航組總體椎弓根置釘準確率(94.61%)高于非導航組(88.43%)(P＜0.05)，返修率(2.43%)低于非導航組(6.06%)(P＜0.05)；各亞組間比較，導航胸椎組、中胸椎組、下胸椎組椎弓根置釘準確率均高于非導航相對應組(P＜0.05)，返修率均低于非導航相對應組(P＜0.05)；兩組上胸椎組間及腰椎組間準確率及返修率差異均無統計學意義。結論術中CT導航可提高脊柱畸形矯形手術中的椎弓根螺釘置釘準確性，尤其是胸椎弓根置釘的準確性。

術中CT；導航；椎弓根螺釘；脊柱畸形

椎弓根螺釘內固定技術具有把持力強、椎體去旋轉及矯形能力好、所需固定節段短、可實現三柱固定及冠狀位平衡效果好等優點[1-4]，近年來廣泛用于脊柱畸形的外科治療。然而，由于脊柱畸形患者不同椎體椎弓根尺寸及方向上存在較大的差異，椎弓根螺釘的置入存在一定的風險，如神經血管損傷、胸腹腔臟器損傷等[5-6]。隨著各種計算機導航技術的發展，術中CT導航技術有明顯優勢，可為術者提供實時高清三維影像，能顯著提高椎弓根螺釘置釘準確性[7-9]。本研究就脊柱畸形術中CT導航輔助下椎弓根置釘與徒手置釘準確性進行對比分析。

資料和方法

1 資料 回顧性分析2009 - 2012年于我院接受脊柱畸形矯形手術并行術中CT的連續100例患者，其中男性47例，女性53例。所有病例分為導航組和非導航組，其中導航組37例，非導航組63例；根據椎弓根釘置入節段的不同，將兩組病例各分為5個亞組：胸椎組，上胸椎組(胸1 ～ 4)，中胸椎組(胸5 ～ 8)，下胸椎組(胸9 ～ 12)及腰椎組。見表1。

2 手術方法 兩組病例手術均在CT手術室進行。1)導航組：采用氣管插管全身麻醉后，患者取俯臥位，消毒后鋪無菌巾單，按預定融合范圍常規切開皮膚及皮下組織，顯露后方骨性結構；將參考架固定于棘突上，而后行術中CT掃描。掃描結束后，采集的數據自動上傳至導航中心?；谛g中采集的數據，自動注冊后，將生成冠狀位、矢狀位、橫斷位的實時三維影像，并可清晰顯示導航器械或內置物與椎弓根壁及椎體的相對位置[10](圖1)。在導航系統支持下，選擇進釘點及釘道，各椎體置入椎弓根螺釘，且各椎弓根的直徑及長度均可準確測量，因此術中可選擇合適型號的椎弓根螺釘。2)非導航組：采取傳統的徒手置釘技術。所有椎弓根釘置入完畢后，再次行術中CT掃描，并由有經驗的脊柱外科醫師評定各螺釘的準確性及記錄螺釘破出程度，評定標準依據Ganesh Rao法[11]。若螺釘破出椎弓根壁＞2 mm(gradeⅡ)，則評定為誤置螺釘，需重新置入；誤置螺釘修正完畢后，再次行術中CT掃描直至所有螺釘評定合格，而后置入內固定棒并行畸形矯正。

3 統計學方法 采用SPSS16.0統計學分析軟件，計量資料以表示，分類數據采用χ2檢驗，比較并分析兩組的性別、年齡、置釘準確率及返修率，P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 兩組一般資料比較 導航組與非導航組間性別及年齡差異均無統計學意義；導航組37例共置入椎弓根釘575枚，非導航組63例共置入椎弓根釘1 072枚；導航組胸、腰椎置釘數分別為381枚和194枚，其中上胸椎67枚，中胸椎125枚，下胸椎189枚；非導航組胸、腰椎分別置釘752枚和320枚，其中上胸椎119枚，中胸椎249枚，下胸椎384枚。見表1。

2 兩組置釘準確率比較 導航組總體椎弓根置釘準確率(94.61%)高于非導航組(88.43%)(P＜0.05)，返修率(2.43%)低于非導航組(6.06%)(P＜0.05)；與非導航組相比，導航組胸椎椎弓根置釘準確率(93.44%)明顯更高(P=0.000 3)，返修率(2.89%)更低(P=0.005 2)；但兩組間腰椎的置釘準確率(P=0.087 4)及返修率(P=0.111 3)均無統計學差異。胸椎各亞組間，相比于非導航組，導航組中胸椎及下胸椎組置釘準確率明顯更高，返修率明顯更低；但上胸椎組間置釘準確率及返修率均無統計學差異。見表1。

圖 1 術中CT實時導航下椎弓根進釘點及進釘路徑A：橫斷位術中CT影像；B：矢狀位術中CT影像；C：冠狀位術中CT影像；D：冠狀位不同層面的術中CT影像 0 mm、5 mm、10 mm、15 mmFig. 1 Entry point and trajectory for pedicle screw insertion into deformed vertebra using the tracked pedicle awl in the real-time images of iCT based navigationA: Axial plane of iCT image guidance; B: sagittal plane of iCT image guidance; C: coronal plane of iCT image guidance; D: different levels (0 mm, 5 mm, 10 mm, and 15 mm) of coronal plane of iCT image guidance

表1 臨床資料及臨床數據分析結果Tab. 1 Demographic and clinical outcome data (n, %)

討 論

由于具有比其他內固定技術更加優越的生物力學效應[1,12-13]，脊柱椎弓根螺釘內固定術自出現開始就廣泛應用于脊柱外科手術。然而，椎弓根螺釘的應用仍存在一定風險，如螺釘誤置后導致脊髓損傷、神經根損傷、大血管損傷及胸、腹腔臟器損傷等，并因此引起沉重的社會經濟負擔[14-15]。

隨著計算機導航技術的發展，椎弓根螺釘內固定技術治療脊柱畸形的安全性已有所提高[9]。目前，主要的導航技術有如下幾種：“C”型臂透視二維圖像導航，CT術前圖像導航，Iso-C術中三維導航，“O”臂術中三維導航，術中MRI導航及術中三維CT導航技術。與其他幾種導航技術相比，術中三維CT導航技術具有諸多優勢，如自動注冊、注冊時間短、采集數據快、實時導航、高清三維影像等[7-8,16-18]。

Tormenti等[17]報道，在術中三維CT導航技術輔助下，脊柱矯形手術共置入椎弓根釘164枚，誤置2枚，螺釘誤置率1.22%。本研究中，導航組胸椎螺釘破出率為6.6%，全脊柱螺釘破出率為5.3%，而在非導航組，此比例分別為13.7%和11.6%，并且導航組的誤置返修率也明顯低于非導航組；導航組螺釘誤置率為2.43%，與Tormenti研究結果相近。若根據節段不同將胸椎分成3個亞組，結果表明，導航組中胸椎及下胸椎置釘準確性明顯高于非導航組，但是上胸椎及腰椎兩組間無明顯統計學差異，我們推測原因在于上胸椎畸形相對較輕、樣本數量較少，而腰椎椎弓根直徑較寬，螺釘置入相對簡單。脊柱畸形患者不同椎弓根間形態學差異較大，且普遍存在椎體旋轉，這種椎體旋轉通常出現在三維角度而不僅是單平面上，Liljenqvist等[19]報道椎體旋轉與凹側椎弓根直徑之間存在明顯負相關關系，這也是脊柱畸形椎弓根釘容易出現誤置并導致相關風險產生的原因之一[20]。因此，術中三維CT導航技術的應用理論上有利于提高置釘安全性，因為它可以在三維角度清晰地呈現導航器械或內置物與椎弓根壁及椎體的相對位置。所以，我們認為此技術可以有效提高脊柱矯形手術，尤其是重度畸形矯形術的置釘準確性。然而，術中CT導航有其局限性，這些缺點使其難以得到普及，如價格昂貴、學習曲線長，另外，盡管避免了工作人員的射線暴露，但增加了患者的射線吸收劑量，同時也加重了患者的經濟負擔[9]。

術中三維CT導航技術應用于脊柱畸形的外科治療，尤其在胸椎置釘時，可明顯提高椎弓根螺釘置入的準確性，降低螺釘誤置率，減少手術并發癥的發生。

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Comparison of intraoperative CT – based navigation versus non-navigated pedicle screw placement in surgical correction of spinal deformity

WANG You, CUI Geng, ZHANG Yonggang, REN Ningtao, ZHANG Heng, QI Peng, DONG Tianxiang
Department of Orthopaedic, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

CUI Geng. Email: cuigeng@aliyun.com

ObjectiveTo explore the results and clinical value of intraoperative computed tomography (iCT) navigation in pedicle screw insertion accuracy in comparison to screw placement without navigation in spinal deformity surgery.MethodsClinical data about 100 patients who underwent surgical deformity correction with assistance of iCT in our hospital from 2009 to 2012 were retrospectively analyzed. All patients were divided into two groups: navigation group (n=37), and non-navigation group (n=63). In each group, patients were divided into different subgroups according to the spinal segment (thoracic vertebrae, upper/middle/ lower thoracic vertebrae, lumbar vertebrae). The screw placement accuracy was analyzed.ResultsCompared with non-navigation group, there showed a higher accuracy rate and a lower revision rate of total pedicle screws placement in navigation group (94.61% vs 88.43%, 2.43% vs 6.06%, P＜0.05). The screws insertion accuracy rate of thoracic pedicle screws, middle and lower thoracic screws in navigation group was higher and the revision rate was lower than that of non-navigation group. However, no significant difference was found in upper thoracic and lumbar pedicle screws (P＜0.05).ConclusionThe iCT navigation system provides a high accuracy of pedicle screw placement in surgical correction of spinal deformity, especially in thoracic spinal instrumentation.

intraoperative CT; navigation; pedicle screws; spinal deformity

R 687.3

A

2095-5227(2015)06-0595-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.06.020

時間：2015-03-10 09:44

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20150310.0944.005.html

2014-12-16

王鈾，男，在讀碩士，醫師。研究方向：脊柱外科。Email: magicwangyou@163.com

崔庚，男，博士，副主任醫師，碩士生導師。Email: cuigeng@aliyun.com