經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的研究進展

王 蒙 冉偉鵬 李宏鍵

1.昆明理工大學(xué)附屬云南省第一人民醫(yī)院骨科，云南昆明 650032；2.云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南昆明 650500

隨著現(xiàn)代化程度的提高及人均壽命的增加，脊柱骨折在臨床上越來越常見。脊柱骨折的發(fā)生率大約為全身骨折的5%～6%，其中以胸腰椎骨折最為多見，約占50%[1]，且易并發(fā)不同程度的脊髓損傷[2]。胸腰椎骨折常導(dǎo)致疼痛、畸形和功能喪失，嚴重影響生活質(zhì)量。傳統(tǒng)正中入路開放式椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)（open pedicle screw fixation，OPSF）是治療胸腰椎骨折最常見的一種手術(shù)方式，但是此種手術(shù)方法需要對患者椎旁肌肉進行長時間廣泛的剝離和牽拉[3]，容易導(dǎo)致神經(jīng)血管損傷、大量出血、肌肉壞死及纖維化、腰背部疼痛、肌肉萎縮等并發(fā)癥[4-6]。微創(chuàng)經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)（percutaneous pedicle screw fixation，PPSF）用于治療胸腰椎骨折能有效避免組織和肌肉的破壞，同時縮短住院時間、減少術(shù)中失血，避免了傳統(tǒng)開放性手術(shù)所引起的并發(fā)癥[7-9]，有利于患者術(shù)后快速康復(fù)。

1 PPSF的演變與發(fā)展

1959 年加拿大醫(yī)生Boucher 最早報道椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)。該手術(shù)方式是將一枚1.5 ～2.0 英寸長的螺釘釘入患者椎體。1963 年法國醫(yī)生Roy Camille 等發(fā)明了椎弓根螺釘及釘板系統(tǒng)，它由一組長度可變的釘板組成，這些釘板上有相隔13mm的孔。大多數(shù)情況下這一距離對應(yīng)于上下兩椎弓根之間的長度，因此釘板可允許2、3 個甚至是4 個節(jié)段的固定。釘板系統(tǒng)對椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動作用。1982 年Steffee 等報道了一種新的節(jié)段性脊柱鋼板固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過椎弓根的“力核”采用后入路螺釘固定用于治療下胸椎或腰椎的失穩(wěn)。1982 年Magerl 首次報道X線引導(dǎo)下經(jīng)皮置釘治療腰椎骨質(zhì)和椎體滑脫，避免了對神經(jīng)肌肉和血管的損傷，但由于該技術(shù)使螺釘置于皮外并用臨時外固定支架固定使得患者入睡困難，同時由于螺釘外置感染風(fēng)險也大大增加。1995 年Mathews 等在Magerl 基礎(chǔ)上進行了改進，將縱向連接器置于皮下，可降低患者術(shù)后感染的發(fā)生。但釘棒連接處張力大，內(nèi)在強度不夠?qū)е侣葆斔蓜印嗔寻l(fā)生率高，并且由于固定棒表淺患者易發(fā)生皮膚破潰及局部的疼痛與不適。2000 年Lowery 等[10]回顧性分析了80 例術(shù)中輔助透視下經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)患者，發(fā)現(xiàn)經(jīng)小切口前路重建加上微創(chuàng)后路手術(shù)融合率高達96%。2001 年Foley 等[11]研究表明使用Sextant 系統(tǒng)進行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可以避免固定棒表淺等弊端。Sextant 系統(tǒng)的出現(xiàn)表明PPSF 逐漸走向成熟。Sextant-R 系統(tǒng)在Sextant 基礎(chǔ)上進行了一定的改進，增加了一根具有提拉復(fù)位功能，并且可以調(diào)節(jié)長度的提拉桿，使用該提拉桿可對滑脫的椎體進行提拉復(fù)位。目前臨床常用的經(jīng)皮椎弓根螺釘系統(tǒng)還有史賽克公司的Mantis 系統(tǒng)和強生公司的Viper 系統(tǒng)以及Zina 經(jīng)皮微創(chuàng)釘棒系統(tǒng)。

2 PPSF的優(yōu)勢

PPSF 因其手術(shù)切口小，對神經(jīng)血管及肌肉的損傷也相應(yīng)較小。手術(shù)創(chuàng)傷的減少意味著與入路相關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生率低，并可促進脊柱的早期穩(wěn)定，從而縮短住院時間、減少遠期并發(fā)癥[12-13]。目前已有大量文獻對PPSF 的優(yōu)勢進行總結(jié)報道，其主要優(yōu)點有以下幾點：（1）切口小、恢復(fù)快、損傷小。傳統(tǒng)手術(shù)為獲得良好手術(shù)視野，需對椎旁肌肉組織進行長時間廣泛的剝離來暴露解剖標志，容易引起脊神經(jīng)后支損傷和肌肉壞死，同時可能增加手術(shù)中的出血量及術(shù)后傷口感染發(fā)生的風(fēng)險[13]，微創(chuàng)手術(shù)能最大限度減少椎旁肌失神經(jīng)損傷。Regev 等[14]研究顯示，PPSF 能減少因多裂肌失去神經(jīng)支配而導(dǎo)致的術(shù)后腰部力量下降、腰部慢性疼痛及鄰近節(jié)段退變的發(fā)生。（2）手術(shù)時間短，出血少。PPSF 不需要剝離椎旁肌以暴露解剖標志，且縫合傷口的時間明顯短于傳統(tǒng)手術(shù)，術(shù)后不需要常規(guī)放置引流管，因此能明顯縮短手術(shù)時間及減少術(shù)中出血量[15]。（3）術(shù)后疼痛輕。PPSF 可以盡量免于對脊柱周圍肌肉組織的廣泛剝離及持久牽拉，減少術(shù)中對組織的創(chuàng)傷從而降低患者術(shù)后疼痛程度。

3 技術(shù)局限性

PPSF 對置釘技術(shù)有著極高的要求，且需要全程在X 射線的引導(dǎo)下才能完成，對醫(yī)務(wù)人員有著潛在的放射傷害。PPSF 有許多注意事項，這意味著該手術(shù)不能在任意患者中進行。PPSF 的關(guān)鍵在于要保證椎弓根螺釘準確的置入椎弓根內(nèi)而不損傷周圍的神經(jīng)及血管。因此操作者必須了解與經(jīng)皮穿刺入路相關(guān)的學(xué)習(xí)曲線；必須熟悉圖像增強技術(shù)。經(jīng)驗不足可能導(dǎo)致椎弓根斷裂甚至還可能會對神經(jīng)造成損傷。剛開始由于學(xué)習(xí)曲線較長容易導(dǎo)致手術(shù)時間與開放手術(shù)相差無幾、術(shù)中穿刺點定位困難甚至手術(shù)失敗等問題[14，16]。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，術(shù)中經(jīng)C 型臂透機機或CT 收集圖像資料，置釘?shù)陌踩约皽蚀_性有了極大的提高，并且大幅度減少了術(shù)中的輻射量。此外頸椎的椎弓根結(jié)構(gòu)較胸腰椎有所不同，其周圍伴行有大量的神經(jīng)及血管，因此PPSF 一般不用于頸椎骨折的內(nèi)固定。

4 可能出現(xiàn)的并發(fā)癥

4.1 術(shù)后椎體高度丟失、釘棒松動斷裂

脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)能有效恢復(fù)椎體的高度，為椎體重建提供空間，但椎體內(nèi)作為支撐結(jié)構(gòu)的骨小梁并不能隨椎體前緣高度恢復(fù)而恢復(fù)，椎體內(nèi)部會產(chǎn)生空隙或者骨缺損區(qū)，出現(xiàn)“空殼”樣改變，使椎體失去支撐而發(fā)生塌陷。椎體“空殼”的形成增加了后期椎體塌陷、釘棒斷裂或松動、腰背部慢性疼痛等并發(fā)癥的風(fēng)險。“空殼”現(xiàn)象出現(xiàn)在不同年齡、不同性別、不同骨折類型的患者當中。除此之外術(shù)后椎體高度丟失的原因還包括“懸掛效應(yīng)”“平行四邊形效應(yīng)”、過早下地活動、肥胖等[17]。

4.2 傷口感染及椎弓根釘異位

傳統(tǒng)開放式手術(shù)難以避免手術(shù)時間長、術(shù)中出血量多、傷口創(chuàng)傷大、術(shù)后需放置引流管、需長時間臥床等缺點，Verlaan 等[18]研究表明開放式手術(shù)后患者傷口感染發(fā)生率為3.1%。經(jīng)皮穿刺椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)手術(shù)傷口小，術(shù)中出血少，術(shù)后一般無需常規(guī)放置引流，術(shù)后無需長時間臥床。術(shù)中嚴格執(zhí)行無菌操作流程，術(shù)后常規(guī)使用抗生素預(yù)防感染，傷口感染機會較傳統(tǒng)開放式手術(shù)較低。對于出現(xiàn)傷口感染的患者，積極換藥以及聯(lián)合使用靜脈抗生素治療，傷口基本能愈合。椎弓根螺釘錯位率各報道并不一致，有研究顯示開放手術(shù)的的融合精度為69%～94%[19]，而Heintel 等[20]報道的PPSF 精度可高達98%。

4.3 術(shù)后腰背部疼痛

聶鋒鋒等[21]研究顯示，PPSF 與傳統(tǒng)開放式手術(shù)治療胸腰椎骨折相比，術(shù)后血清CRP 及肌酸激酶水平均會升高，但開放手術(shù)患者升高更明顯。微創(chuàng)手術(shù)對后柱及椎旁肌肉組織的結(jié)構(gòu)破壞更小，因此患者術(shù)后出現(xiàn)頑固性腰背痛的并發(fā)癥風(fēng)險也相對較小。目前PPSF 需全程在C 型臂透視機引導(dǎo)下進行，操作者必須深入了解脊柱的解剖結(jié)構(gòu)及脊柱的X 線影像學(xué)，對手術(shù)操作者的要求較高。若手術(shù)操作者缺乏經(jīng)驗且由于學(xué)習(xí)曲線長，則可能需不斷調(diào)整進針角度，造成不必要的椎旁軟組織損傷，使患者術(shù)后遺留腰背部疼痛。徐峰等[22]的研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)組相比，導(dǎo)航組在進針次數(shù)以及術(shù)后2d 腰背部痛視覺模擬評分（visual analogue scale，VAS）方面有明顯的優(yōu)勢，表明導(dǎo)航系統(tǒng)較C 型臂透視機能夠提升置釘?shù)臏蚀_度，減少不必要的椎旁軟組織損傷和患者術(shù)后的腰背部疼痛。

4.4 神經(jīng)血管損傷

椎弓根的特殊解剖結(jié)構(gòu)加之部分患者存在解剖變異，使得在手術(shù)當中螺釘穿過椎弓根的案例很常見。Kim 等[23]研究表明，影響置釘準確性的因素包括體型以及椎弓根解剖變異。椎弓根的內(nèi)下緣為神經(jīng)根，若椎弓根螺釘穿過這些部位，該部位走行的神經(jīng)根會受到損傷，導(dǎo)致患者出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)癥狀。Weinstein 等[24]的研究表明，腰椎附近的靜脈叢與靜脈竇與椎間孔有著密切的聯(lián)系，因此在置釘時可能損傷靜脈竇，導(dǎo)致脊髓靜脈彌漫性出血。王楊等[25]研究報道其采用PPSF 治療胸腰椎骨折的誤置率為3.1%（8/256），有1例患者出現(xiàn)神經(jīng)損傷癥狀。羅鵬等[26]研究顯示一過性神經(jīng)損傷的發(fā)生率為4.9%。但不是所有螺釘穿過椎弓根的患者均會出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)及血管損傷。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)除了能減小手術(shù)創(chuàng)傷外，還具有軟組織損傷小、術(shù)中出血量少、手術(shù)時間短且可以早期活動等優(yōu)點，是未來脊柱外科的熱門發(fā)展方向。隨著相應(yīng)輔助技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的局限性會越來越小，應(yīng)用范圍也會逐漸拓展。因此有理由相信該技術(shù)有著廣闊的推廣前景，值得在臨床中進一步推廣應(yīng)用。