參考骨質移行轉換點改良椎弓根螺釘置入法行腰椎內固定術

吳 瑞，叢 波，姜傳杰，于建林，周紀平，楊 凱，楊永軍

山東省文登整骨醫院脊柱一科，威海 264499

經椎弓根螺釘內固定技術應用于臨床已有數十年，自20世紀50年代Harrington系統發明至今，已廣泛應用于脊柱相關疾病的治療，為脊柱提供前、中、后三柱固定，可在三維水平獲得矯正及穩定效果［1-3］。影響內固定穩定性的因素很多，包括置釘點的選擇及置釘的方向和深度等。置釘點選擇精準與否，對于置釘的成功率乃至內固定系統的穩定性、安全性有較大影響，不精準甚至可導致手術失敗［4］。目前臨床應用較多的置釘點選擇方法有十字交叉法、峽部法、乳狀突法等［5］。徒手置釘法存在一定失誤率［6-7］，術中導航系統、手術機器人系統的出現較大提高了置釘的準確性［8-10］，導航系統的昂貴價格一定程度上制約了其在基層醫院的應用。如何提高徒手置釘的準確率是困擾眾多脊柱外科醫師的問題。本研究旨在探討采用以骨質移行轉換點為參考標志的改良椎弓根螺釘徒手置釘法行腰椎內固定手術的療效，以期為臨床應用提供參考，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：①符合《外科學（第8版）》［11］中相關診斷標準的腰椎椎間盤突出癥、腰椎椎管狹窄癥、腰椎壓縮性骨折、腰椎爆裂性骨折；②初次行內固定手術；③手術椎體及椎弓根無明顯感染、結核及腫瘤破壞；④不存在因椎弓根變異或缺失等原因導致螺釘無法置入；⑤配合并耐受手術。按照上述標準，2017年1月—2018年3月，采用椎弓根螺釘內固定術治療腰椎疾病患者60例，采用隨機數字表法分為2組，每組30例，改良組采用骨質移行轉換點為參考標志徒手置釘，對照組采用傳統方法徒手置釘。改良組男14例、女16例，年齡為（40.27±12.87）歲，其中腰椎椎間盤突出癥10例、腰椎椎管狹窄癥8例、腰椎壓縮性骨折4例、腰椎爆裂性骨折8例；對照組男17例、女13例，年齡為（39.60±13.07）歲，其中腰椎椎間盤突出癥9例、腰椎椎管狹窄癥9例、腰椎壓縮性骨折5例、腰椎爆裂性骨折7例。2組患者術前一般資料差異無統計學意義（P＞ 0.05），具有可比性。患者術前均簽署知情同意書，所有手術均由同一組醫師完成，螺釘置入由同一位置釘經驗豐富的高年資醫師完成。

1.2 手術方法

改良組患者全身麻醉后取俯臥位，常規腰椎后正中入路，顯露腰椎小關節及橫突。顯露完成后進行應力分析，依據Wolff定律［12］，在反復應力刺激下，骨小梁可以形成強度和硬度增強的骨性結構，椎板和棘突的應力沿椎板向外上方向的椎弓根處傳導，在椎板外下緣形成增厚增強的應力線骨嵴（圖1），其骨嵴的末端，即與上關節突的交點與椎弓根內側骨質形成移行轉換點；同理，關節面的應力向椎弓根上邊界的骨質產生應力傳導，關節面中心區的堅硬骨質與椎弓根上側骨質形成移行轉換點；胸腰椎的橫突或副突下部的應力向椎弓根下側的骨質產生應力傳導，胸腰椎橫突或副突下部與椎弓根下側骨質形成移行轉換點；橫突上緣根部的應力向椎弓根上半部分的外邊界進行傳導，橫突上緣根部與椎弓根上部的外側骨質形成移行轉換點。上述4處移行轉換點可作為椎弓根置釘路徑的內、上、下、外側的邊界（圖2）：椎弓根內側邊界為椎板骨嵴末端，椎弓根上邊界為關節面上、下方向的中點，椎弓根外側邊界為橫突上緣根部，椎弓根下邊界為副突或橫突下緣。術中置釘時可參考4處移行轉換點，在邊界內確定置釘點，一般選擇外上象限2 ～ 3點方向進行椎弓根螺釘置入。根據患者術前影像學資料對進釘點進行個性化調整，對于退行性變或增生較嚴重的患者可用咬骨鉗咬除增生骨質，明確解剖邊界。上關節突的應力向椎弓根上部移行，上關節突的力量被椎弓根上部骨質承載，小關節面與椎弓根上部骨質形成了力量轉換，因此，小關節面的平面角度與椎弓根上部承載的核心骨質的角度接近90°，在置釘時可利用這種關系來確定置釘的矢狀面角度。

圖1 L3標本置釘點Fig. 1 Screw placement point in L3 specimen

圖2 移行轉換點Fig. 2 Transition points

對照組麻醉方式和體位同改良組，采用Weinstein法［5］選擇進釘點，咬骨鉗咬除進釘點部分骨質，椎弓根探針旋轉并向前推進，進針方向及深度依據術前影像學資料及術中體位進行調整。

1.3 療效評價

術后所有患者采用CT多平面重建（MPR）對螺釘進行椎弓根層面掃描，采用Neo分級［13］評估螺釘位置。0級，螺釘位置無偏差；1級，螺釘一側螺紋突破椎弓根皮質≤50%；2級，螺釘一側螺紋突破皮質＞ 50%，另一側未突破皮質；3級，螺釘突破皮質。2級及以上視為為螺釘偏出，由同一放射科醫師進行獨立評價。

1.4 統計學處理

采用SPSS 22.0軟件對數據進行統計分析，符合正態分布的計量資料以±s表示，2組螺釘位置準確性比較采用獨立樣本t檢驗；以P＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

所有手術順利完成。改良組共置入椎弓根螺釘154枚，其中0級136枚、1級12枚、2級6枚，置釘準確率為96.10%；傳統組共置入椎弓根螺釘150枚，其中0級122枚、1級11枚、2級14枚、3級3枚，置釘準確率為88.67%；2組置釘準確率差異有統計學意義（P＜ 0.05）。改良組典型病例影像學資料見圖3。

圖3 改良組典型病例影像學資料Fig. 3 Imaging data of a typical case in modified group

3 討 論

腰椎內固定術的傳統置釘方法對常用解剖學標志（橫突、乳突等）的判斷要求較高［5，7］，但實際操作過程中，患者個體差異較大，如橫突發育異常、橫突肥大等［14-16］。筆者結合術前CT與術中實際操作發現，橫突與椎弓根層面相對位置并不固定，時有偏上或偏下，在年齡較大的患者中常常因增生較重、解剖學標志不明確而影響置釘位置的判斷。椎弓根螺釘的置入要求三維空間中的正確通路及矢狀面及水平面的正確角度，沿椎弓根長軸安全到達椎體內。本研究組結合臨床經驗與尸體解剖研究，發現4處骨質移行轉換點受個體差異及年齡的影響較小，在尸體標本中，腰椎骨嵴出現率達93.3%［14］，可作為一個比較可靠的標志點來指導置釘。

術中通過應力分析確定椎弓根4個邊界，相比傳統置釘方法更為安全。從解剖結構上來看［14，17］，椎板，上、下關節突及橫突受到來自后外方的應力，均集中于椎弓根的方向并傳導，來自椎板的應力向外上方傳導并在椎板外側形成應力線骨嵴，應力沿骨嵴向椎弓根內側傳導，并與椎弓根內側堅硬的骨嵴相延續。因此，可通過此應力線骨嵴末端判斷椎弓根的內側邊界，從而指導置釘點的選擇。另一處應力集中點為關節突關節面［18］，通過關節面的應力傳導必會經過椎弓根并向前傳導，上關節突的應力沿椎弓根上方傳導，下關節突的應力沿椎弓根下方傳導。橫突根部上、下邊是應力傳導后形成的骨質轉換點，均可作為椎弓根外側及椎弓根下方的標志點指導置釘。患者的體位因素也是置釘過程中不可忽視的一點，擺放體位時，患者腰椎的前屈或后伸都會對螺釘置入方向產生影響，置釘時一定要將該因素考慮在內，一般情況下垂直椎板方向進釘較為安全，根據進釘點差異適當調整置釘角度。

隨著技術的發展，影像導航系統輔助置釘［19］、機器人輔助置釘［20］、3D打印導航模板輔助置釘［21］等均可有效提高椎弓根螺釘置入的準確性及安全性，但因設備及經濟方面等因素限制了其在基層醫院的應用及發展。本研究提出的置釘方式通過對解剖學標志的辨認，在不增加患者經濟負擔的情況下提高了置釘的準確性及手術的安全性，具有良好的臨床推廣價值。