三維平板透視在腰椎椎弓根螺釘內固定術中的臨床應用

杜軍，陳爍，王和洪，劉宏濱*

(1.安徽省蚌埠醫學院，安徽蚌埠 233000;2.中國人民解放軍第97醫院骨科，江蘇徐州 221004)

三維平板透視在腰椎椎弓根螺釘內固定術中的臨床應用

杜軍1，陳爍2，王和洪2，劉宏濱2*

(1.安徽省蚌埠醫學院，安徽蚌埠 233000;2.中國人民解放軍第97醫院骨科，江蘇徐州 221004)

目的 探討三維平板透視定位系統在腰椎椎弓根螺釘內固定術中輔助置釘的優越性及實用性。方法 將2011年1月至2013年10月我科收治的190例接受腰椎椎弓根螺釘內固定術的患者作為研究對象，根據術中透視設備不同，將研究對象分為對照組和實驗組。對照組為2011年1月至2012年10月收治的100例患者(術中透視設備為普通C型臂X線機)，實驗組為2012年6月至2013年10月收治的90例患者(術中透視設備為三維平板透視系統)，通過分析術后CT，比較兩組術后椎弓根螺釘在位情況。結果 共置入椎弓根螺釘820枚，實驗組390枚，優良率99.23%;對照組430枚，優良率為95.12%，P＜0.05，研究結果有統計學意義。結論 三維平板透視系統不僅操作簡單、經濟實用，而且可以明顯提高椎弓根螺釘置入準確性及安全性。

椎弓根螺釘;三維平板透視;術中定位

*本文通訊作者:劉宏濱

隨著中國逐漸進入老齡化社會及全民醫保政策的普及，越來越多被腰腿疼痛折磨的患者傾向于選擇手術的方式來根除疼痛。很多脊柱手術均需使用內固定系統輔助維持術后脊柱的穩定性，而椎弓根螺釘內固定系統由于其優越顯著的前、中、后三柱的穩定作用，被國內外學者公認為是目前治療各種病因導致的脊柱不穩的最佳術式［1］。自椎弓根螺釘固定術被應用在臨床以來，脊柱外科醫生所面對的最大難題就是如何準確、安全的在狹窄的椎弓根中置入椎弓根螺釘。椎弓根螺釘置入過程中如有偏差往往會導致嚴重后果，輕者螺釘松動，影響內固定效果，重者導致血管、神經的不可逆損傷，甚至可能危及生命。這種意外在醫療環境日益嚴峻的當下很可能導致嚴重的醫療糾紛，所以提高椎弓根螺釘置入的準確度及手術質量是目前脊柱外科醫師刻不容緩的任務。我科于2012年6月至2013年10月在90例腰椎椎弓根螺釘內固定手術中采用三維平板透視引導椎弓根螺釘置入，通過與普通C型臂X線機引導的100例患者術后CT復查結果對

1.1 一般資料 研究對象是我科自2011年1月至2013年10月收治的190例接受腰椎椎弓根螺釘內固定術的患者，根據術中使用的透視定位設備不同，將其分為對照組和實驗組。對照組為2011年1月至2012年10月收治的100例患者(術中透視設備為普通C型臂X線機)，男性56例，女性44例;年齡17～74歲，平均46歲;實驗組為2012年6月至2013年10月收治的90例患者(術中透視設備為三維平板透視系統)，男性47例，女性43例;年齡19～79歲，平均48歲。190例患者中腰椎間盤突出癥103例，腰椎峽部裂及腰椎滑脫59例，腰椎管狹28例，患者臨床癥狀及體征主要表現為腰腿疼痛、腰部活動受限等，手術指證明確。

1.2 影像學檢查 術前檢查:腰椎X線(正、側位及動力位)，比，得出術中三維平板透視引導較普通C型臂X線機透視定位可明顯提高術中螺釘置入的準確性，減少術中透視頻率和術后并發癥發生率，現總結如下。

1 資料與方法

主要判斷腰椎滑脫及相關椎體附件退行性病變的程度;腰椎CT平掃，詳細了解椎間盤突出程度及部位、椎管狹窄程度等; MRI檢查，了解硬膜、神經受壓情況，并排除腰椎其他病變(如腫瘤、結核等)。術后復查腰椎CT，了解椎弓根螺釘在位情況，作為判定螺釘位置是否理想的客觀依據。

1.3 手術方法及內固定材料 對于腰椎間盤突出癥的患者，我們根據術前CT顯示髓核突出部位及癥狀體征，選擇后路單側或全椎板切除減壓術+髓核摘除，Cage(椎間融合器)置入融合術+ GSS(椎弓根螺釘棒系統)內固定術。對于腰椎峽部裂及腰椎滑脫的患者，選擇滑脫節段椎間盤切除，Cage置入融合術+ GSS復位內固定術。如若硬膜囊、神經受壓，則增加后路全椎板切除減壓術+橫突間自體骨植骨融合術。對于腰椎管狹窄的患者，采用后路全椎板切除減壓+橫突間自體骨植骨融合術+ GSS內固定術。手術由同一主刀醫生完成，術中自體骨采用棘突及椎板骨質。

1.4 術后處理 術后常規給予預防感染、深靜脈血栓等對癥治療，3 d后拔出引流管并復查腰椎CT，如無特殊的情況，10 d左右即可出院。

1.5 觀察標準 按照Richter分類標準將置入的椎弓根螺釘分為，a)螺釘位置理想(優):螺釘體部及螺紋完全位于椎弓根內; b)螺釘位置可接受(良):僅有螺釘部分螺紋穿出椎弓根峽部內側或外側皮質(不超過螺釘直徑的1/4)，且對周圍神經、血管無危險; c)螺釘位置不可接受(差):螺釘體部明顯穿出椎弓根峽部皮質(超過椎弓根螺螺釘直徑的1/4)，有對周圍神經、血管造成損傷的危險［2］。

1.6 統計學處理 所得數據均采用SPSS 19.0統計學軟件進行處理，計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

本組190例研究對象共置入椎弓根螺釘820枚，實驗組390枚，對照組430枚，長度45～50 mm。術后復查CT顯示螺釘位置，實驗組螺釘位置優占259枚，66.41%;良128枚，占32.82%;差3枚，占0.77%。對照組螺釘位置優237枚，占55.12%;良172枚，占40.00%;差21枚，占4.88%。兩組比較差異有統計學意義，P＜0.05。術后173例患者獲得隨訪，17例失訪，失訪原因為患者所留聯系方式失效，隨訪時間6～18個月，平均14個月。對照組中有2例螺釘位置差的患者術后功能恢復不佳。

3 討論

3.1 結果分析 實驗組部分位置不理想的椎弓根螺釘在術中即被發現，但并未作出位置調整。多次調整椎弓根螺釘固然可以使位置更加理想，但是調整螺釘過程中不可避免的會造成骨質的丟失，使椎弓根螺釘內固定的效果降低甚至失效。所以在螺釘位置可以接受的情況下應盡量減少螺釘的位置調整。

3.2 椎弓根螺釘內固定術適應證及優勢 椎弓根螺釘內固定術的主要適應證［3］: a)脊柱的各種不穩定性骨折脫位或病變壓迫脊髓神經; b)脊柱的退變，如椎間盤的退行性變、脊柱滑脫及脊柱側凸等; c)破壞椎體、影響脊柱穩定性的病變，如脊柱腫瘤、結核等。

椎弓根螺釘內固定術是目前脊柱手術后輔助維持脊柱穩定的最佳手術方法。Kotani等［1］研究證實，椎弓根螺釘足夠提供人們日常活動脊柱所需的穩定性。同時，國內外學者通過對椎弓根的解剖學研究發現，椎弓根中間，骨質寬、平坦，前后左右均有安全空間，足夠容納椎弓根螺釘。馬向陽等［4］通過生物力學實驗證明，椎弓根螺釘的抗軸向旋轉能力、抗屈伸能力、抗側屈能力均能很好得滿足堅強內固定的需求。

3.3 脊柱手術定位導航 椎弓根置釘的最大難點在于術中精確的選擇進釘點和置釘方向，從而使螺釘達到最佳的固定效果，并且最大程度減少術后因固定不牢靠導致的并發癥。雖然腰椎椎弓根較頸椎及胸椎粗大，有充足的安全區域通過椎弓根螺釘，但是經過研究發現不同個體、不同的脊柱節段椎弓根的形狀及結構上存在較大的變異性［5］，所以術中單純根據術者經驗及解剖標志置釘失誤率很高。據文獻報道，傳統解剖定位置釘失誤率在20%～30%，甚至更高。近年來，脊柱外科醫生普遍采用術中影像輔助椎弓根螺釘置入，極大提高了置釘的準確性，其誤置率多數控制在4%以內［6］。

不同的術中定位導航系統具有各自的優勢，但也有不足之處。以下簡單介紹幾種臨床常用的術中定位系統，a)C型臂X線機:雖然設備便宜，但是術中成像質量較差，圖像清晰度不夠，輻射大，這對長期暴露在輻射中的醫務工作者危害巨大。b)計算機輔助導航系統:其主要優點是定位精確度高、輻射量小，但是注冊過程繁瑣、耗時，而且設備昂貴。c)個性化導航模板:模板制作簡單、準確性高是其最大優勢，但是制作模板對術前CT影像資料分辨率要求高，術中匹配過程需要徹底剝離軟組織，而且快速成型設備同樣價格昂貴。d)術中三維影像導航系統:可即時在術中提供三維影像資料，無需匹配，同時避免了繁瑣的注冊過程，但掃描過程中必須牢固固定示蹤器，同時又不能遮擋關鍵部位。e)有限元分析，通過術前建立逼真的脊柱模型并賦予生物力學特性，幫助術者選擇最合理的置釘點和方向，但相關人體數據采集困難使其不能完全模擬出脊柱的真實情況，相關技術仍需進一步完善。

為進一步提高椎弓根螺釘固定手術的安全性，盡可能減少手術失誤，提高手術質量，我科引進德國奇目移動式C型臂X線機即三維平板透視設備。本文實驗組與對照組分別采用三維平板透視設備和普通移動式C型臂X線機術中透視定位。三維平板透視設備較普通移動式C型臂X線機主要擁有以下幾大特色［7］: a)更靈活，可在手術過程中對患者不同部位進行360°的全方位掃描，大大滿足術中需要觀察特殊角度影像圖片的要求; b)激光定位裝置可以更加快速準確的定位需要拍攝部位，減少術中位置調整次數和時間。c)圖像清晰度高，并可在顯示器上通過調節圖像對比度、亮度等二次處理使術者觀察到更加清晰、直觀的圖像; d)可將術中影像資料保存并直接打印，提供更加客觀的影像證據; e)最顯著的優勢是強大的三維圖像功能，可在數分鐘內完成CT斷層掃描和三維圖像重建，術者可通過處理后的圖像直觀清楚的確定螺釘的位置，故該設備亦可稱為“術中CT”。f)雖未經過詳細統計，但是應用三維平板透視后術中透視的次數、時間及調整螺釘的頻率較前明顯減少。除此之外，三維平板透視定位無繁瑣的注冊過程、無苛刻的匹配要求、無需在術野固定示蹤器，也大大節約了手術時間及術中出血。

3.4 三維平板透視系統具體操作步驟 雖然椎弓根螺釘內固定技術操作簡單、效果可靠，但是脊柱椎弓根周圍解剖結構復雜，鄰近神經根、硬膜等重要組織。置釘過程要求每一步都精準到位，任何失誤都可能導致極其嚴重的后果。因此，椎弓根螺釘內固定術不僅要求術者有豐富的經驗及技術，而且對術中定位設備要求很高。在操作三維平板透視系統過程中，我們總結了一些經驗及心得體會，可以幫助更加有效的利用該設備，避免不必要的浪費術中寶貴時間，操作步驟如下。

準備工作:患者麻醉成功后，俯臥位于手術床，調節床的位置，確保與透視部位四周無障礙物遮擋。術中暴露預置釘部位，根據解剖標志及術者經驗放置定位針，無菌單鋪蓋手術部位，然后將三維平板透視設備移動到預透視部位正上方(可使用激光定位)，臂與手術床保持垂直位置。

第一步:開機，輸入患者信息(姓名，ID等)，定義掃描中心，激活3D運行方式，確定相對于C型臂的測向患者位置，選擇輻射劑量(軀干劑量)，根據控制面板上的使用向導確定掃描中心。

第二步:碰撞試驗(手動或自動)，通過此試驗進行無射線檢查，再次確定C型臂運行軌跡上無障礙物。

第三步:實施掃描，離開放射線區，腳踩透視踏板不松，直到掃描結束(約1 min)，掃描結束后監視器上即會顯示計算出的三維重建圖像(移動鼠標選擇觀察不同角度及平面)。根據掃描結果調整定位針的位置并置入椎弓根螺釘。置釘完畢后可重復上述步驟，確定螺釘位置，整個過程3～5 min。

總結經驗如下: a)術前必須保證在預透視部位四周無金屬障礙物遮擋，以免術中X線無法穿透，影響成像或遮擋C型臂運行軌跡(建議使用骨科透視手術床); b)術中拍攝平片時為了消除患者因呼吸導致成像模糊，有時需要連續曝光兩次以上; c)對于解剖定位不明確或者變異的患者術中定位時有必要進行仔細、多次的斷層掃描定位及三維重建。

本研究的實驗組與對照組研究對象最好采用完全隨機法分配，這樣可以最大程度減少其他混雜因素對研究結果的影響。但是作者認為患者入院及接受手術既是隨機事件，而且經過統計學分析研究對象在性別、年齡上無顯著統計學意義，所以研究結果仍具有相當的可信度。

［1］Kotani Y，Cunningham BW，Abumi K，et al.Biomechanical analysis of cervical stabilization systems.An assessment of transpedicular screw fixation in the cervical spine［J］.Spine，1994，19(22):2529-2539.

［2］Richter M，Mattes T，Cakir B.Computer assisted posterior instrumentation of the cervical and cervico thoracic spine［J］.Eur Sine J，2004，13(1):50-59.

［3］Borcek AO，Suner HI，Emmez H，et al.Accuracy of pedicle screw placement in thoracolumbar spine with conventional open technique［J］.Turk Neurosurg，2014，24(3):398-402.

［4］馬向陽，尹慶水，吳增暉，等.樞椎后路側塊螺釘與椎弓根螺釘固定強度的生物力學評價［J］.中華創傷雜志，2006，22(5):345-347.

［5］Schatlo B，Molliqaj G，Cuvinciuc V，et al.Safety and accuracy of robot-assisted versus fluoroscopy-guided pedicle screw insertion for degenerative diseases of the lumbar spine: a matched cohort comparison［J］.J Neurosurg Spine，2014，20(6):636-643.

［6］Richter M，Amiot LP，Puhl W.Computer navigation in Dorsal instmmentation of the cervical spine: fill in vitro study［J］.Orthopade，2002，31(4):372-377.

［7］杜軍，陳爍，王和洪，等.三維平板透視引導上頸椎椎弓根螺釘置入準確性及療效分析［J］.頸腰痛雜志，2014，35(6):409-413.

R681.5+7

B

2015-08-20

杜軍(1991－)，男，研究生在讀，安徽省蚌埠醫學院，233000。