O-Arm導航輔助在經皮椎弓根螺釘置入中的指導意義

劉利民 陳書連 曹臣 高延征

河南省人民醫院脊柱外科 鄭州 450003

近年來隨著脊柱微創技術的發展，椎體骨折經皮內固定術、MIS-TLIF等脊柱微創手術逐漸普及，并取得了良好的手術效果[1-4]。但經皮椎弓根螺釘置入多在C型臂X線機引導下操作，術中無法直視解剖標志，操作難度大，需反復調整，置釘準確率較低[1, 5-6]。為此，我科針對上述問題，將O-Arm導航設備引入精準微創脊柱手術中。本研究通過對71例行經皮椎弓根螺釘置入患者的臨床資料進行分析，以探討O-Arm導航輔助在經皮椎弓根螺釘置入中的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料回顧性分析2018-01—2020-01我院行經皮椎弓根螺釘置入的71例患者的臨床資料。納入標準：(1)均為外傷所導致的單節段閉合性胸腰椎新鮮骨折患者，無脫位、神經損傷等并發癥。均接受骨折經皮內固定術治療。(2)因單節段腰椎間盤突出癥行MIS-TLIF手術治療的患者。排除標準：(1)多節段胸腰椎骨折或單節段骨折伴脫位、神經損傷的患者。(2)多節段腰椎間盤突出或單節段突出未行MIS-TLIF手術患者。(3)開放手術治療患者。(4)局部皮膚有感染或不能耐受手術者。依據不同手術方法分為2組，A組采用O-Arm導航經皮椎弓根螺釘置入術，B組實施C型臂X線機引導經皮椎弓根螺釘置入術。2組患者的基線資料差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。患者均簽署知情同意書。

表1 2組患者的基線資料比較

1.2手術方法2組患者術前均行正側位X線攝片，CT平掃+三維重建及MRI等檢查，以明確脊柱病變的性質與程度。所有手術均在神經電生理監測下完成。術中使用的O-Arm及導航系統為美國美敦力公司生產，C型臂X線機為德國西門子公司生產，脊柱經皮內固定器械為上海三友醫療器械股份有限公司生產。A組在O-Arm導航系統輔助下實施手術：全麻，患者取俯臥位，如胸腰椎骨折內固定術，胸部及髂墊枕，使腹部懸空，依靠自身重力過伸性復位。工作站置于術者對側，投影儀置于患者頭側。利用O-Arm二維掃描體表定位并標記手術節段。連接O-Arm與導航系統，輸入患者基本信息，參考架放置于擬固定椎體相鄰頭側椎體的棘突上。O-Arm三維掃描后將獲得的影像資料導入導航系統，注冊無線導航裝置，使用導航探針根據解剖位置驗證導航數據的準確性。術中根據三維導航提供的實時圖像直觀下完成置釘操作。以骨折節段相鄰上下椎體的椎弓根外緣為穿刺置釘點，做1.5 cm縱切口，逐層分離至顯露出皮質骨，導航引導下沿合適的置釘軌道放入導絲。絲攻順導絲攻入至預置的深度，選擇合適的空心椎弓根螺釘順導絲置入。待4枚經皮椎弓根螺釘依次置入后，鈦棒預彎連接，撐開并固定牢靠后，沖洗切口，逐層縫合。如實施MIS-TLIF術，術中同樣根據導航提供的實時圖像直觀下完成置釘操作。依次于健側及患側上下椎弓根外緣做1.5 cm縱切口，導航引導下選擇合適的置釘角度，放入導絲，攻絲后備用。于患側椎弓根連線處做4 cm切口，切開皮膚與筋膜，使用擴張通道管系統逐級擴大，并清除局部殘留的軟組織，直至顯露出待減壓節段的椎板、關節突。在擴張通道管內進行上下關節突、椎板及椎間盤的處理。減壓充分后，將裝有自體骨大小合適的Cage 置入椎間隙。經導絲置入4 枚經皮椎弓根螺釘，鈦棒預彎連接，椎間隙適當加壓。固定牢靠后，沖洗切口，逐層縫合。 B組：麻醉、體位、置釘方法及操作完成后的處理同A組。依靠術前影像學資料及術中C型臂X線機引導，以確定合適的置釘點及置釘角度，術中反復透視以確保置釘位置滿意。術后處理：術中及術后第1天常規使用抗生素預防感染。術后第3天復查X線及CT，以觀察螺釘的位置及椎體復位情況。術后1周佩戴支具下床活動。臥床期間囑患者加強下肢肌肉功能鍛煉，以預防靜脈血栓形成。術后3個月根據復查結果(胸腰椎骨折內固定術示骨折愈合情況，MIS-TLIF示椎間融合情況)決定是否繼續佩戴支具。術后3個月、6個月、12個月定期復查X線。

1.3觀察指標及效果評價(1)置釘準確率(完全在椎弓根內的螺釘數量/該組置入全部的椎弓根螺釘數量)、一次置釘成功率(術中一次置釘無需調整的椎弓根螺釘數量/該組置入全部的椎弓根螺釘數量)，以及手術并發癥(血腫、腦脊液漏、神經根損傷)。(2)術前、術后第1天及12個月時采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評價患者疼痛嚴重程度(0分為無痛，10分為劇痛，分值越高表示疼痛越嚴重)。采用Oswestry功能障礙指數(ODI)評價日常活動功能(ODI指數共10個問題，采用0～5分6級計分法，ODI指數=實際得分/50×100%。功能障礙比率越高，表示功能障礙越嚴重)。

2 結果

2.1置釘準確率、一次置釘成功率及并發癥A組置釘準確率、一次置釘成功率均高于B組，并發癥發生率低于B組，差異均有統計學意義。見表2。

表2 2組患者的置釘準確率、一次置釘成功率、并發癥比較

2.2VAS評分、ODI指數2組患者術前的評分、ODI指數差異無統計學意義(P>0.05)。術后第1天及12個月時，2組患者的評分、ODI指數較術前顯著改善；術后12個月時，2組患者的評分、ODI指數較術后第1天顯著改善。差異有統計學意義(P<0.05)。A組患者術后第1天的評分、ODI指數明顯優于B組，差異有統計學意義(P<0.05)；但2組患者術后12個月時的VAS評分、ODI指數差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 2組患者手術前后的VAS評分、ODI指數比較

3 討論

既往多采用切開放置技術置入椎弓根螺釘[7]，雖然能取得較為準確的穿刺位置及滿意效果，但存在創傷大、出血多、易感染等缺點[8-10]。隨著脊柱微創技術及影像學(C型臂X線機、O-Arm導航)的發展，近年來經皮椎弓根螺釘置入技術逐漸成熟并不斷應用到各種需經皮椎弓根螺釘內固定手術中。Gong等[11]對70例胸腰椎骨折患者行微創經皮椎弓根螺釘內固定與切開椎弓根螺釘內固定的研究發現，兩種置釘的臨床效果相當，但前者的手術時間更短、創傷更小，術后早期背部疼痛即可顯著減輕。由于經皮置釘時無法直視椎體的解剖結構，故其安全性、準確性已成為脊柱外科醫師最為關注的問題[5, 12]。

3.1C型臂X線機引導經皮椎弓根螺釘置入技術的不足術中C型臂X線機正側位透視引導雖能顯示椎體的二維形態，但不能顯示其三維立體結構，亦不能對經皮椎弓根螺釘置入過程進行實時監測，因此經皮置釘的誤置率高、并發癥多。Zhao等[13]對781例胸腰椎骨折患者在C型臂X線機引導下行經皮椎弓根螺釘內固定術治療，椎弓根壁骨折、深部感染、導絲斷裂、腦脊液漏等并發癥發生率為5.9%。Tajsic等[14]報道在胸腰椎經皮椎弓根螺釘置入中，C型臂引導組的置釘準確率(92.71%)明顯低于O-Arm導航組(98.77%)。Lu等[15]對97例單節段胸腰椎骨折患者行經皮椎弓根螺釘內固定術治療中發現，O-Arm導航組置釘準確率及并發癥發生率均優于C型臂引導組。

3.2O-Arm導航輔助經皮椎弓根螺釘置入技術的優勢O-Arm導航輔助是術中將CT與患者對應的位置傳輸至導航工作站，并利用重建技術對術中影像學資料進行數字化處理，能顯示螺釘的實時位置及運動軌跡；并通過顯示椎體的三維結構，選擇最合適的置釘路徑，完成手術操作。Kleck等[16]報道O-Arm導航輔助下經皮椎弓根螺釘置入中，置釘準確率高達96.8%，且無感染、神經損傷等并發癥。曹臣等[1]在對35例胸腰椎骨折患者行經皮椎弓根螺釘內固定治療中發現，O-Arm導航組的置釘準確率(95%)明顯高于常規C型臂引導組(90%)。

本研究結果顯示，A組置釘準確率96.3%，一次置釘成功率為97.8%，并發癥發生率為8.8%，B組分別為89.8%、90.5%和27.0%，差異均有統計學意義。而且術后12個月時，2組患者的評分、ODI指數差異無統計學意義。但A組患者術后第1天的評分、ODI指數明顯優于B組，差異有統計學意義。說明與C型臂X線機引導比較，O-Arm導航輔助能提高經皮椎弓根螺釘置入的準確性，故有利于減少并發癥風險、促進疼痛程度的早期緩解和功能恢復。Jim等[17]研究表明，O-Arm導航輔助可提高置釘的準確率，但距參考架超過3個節段置釘時，誤置率將明顯增高。本研究僅納入單節段胸腰椎骨折行經皮椎弓根螺釘內固定的患者，以及單節段腰椎間盤突出癥行MIS-TLIF手術的患者，以減少圖像誤差導致的螺釘誤置。

O-Arm導航系統作為先進的計算機輔助技術，為脊柱外科手術的安全提供了保障。但是作為手術的輔助工具，O-Arm導航系統不能被過度依賴。扎實的局部解剖基礎，豐富的手術操作經驗及技巧，才是手術成功的關鍵。

3.3O-Arm導航輔助經皮椎弓根螺釘置入技術的操作要點(1)O-Arm導航系統操作較為復雜，需專業技術人員操作。(2)參考架需放置于相鄰頭端椎體的棘突上，并牢靠固定，以避免參考架距置釘位置過遠及參考架移位引起圖像誤差導致的螺釘誤置。(3)使用空心絲攻入經皮椎弓根螺釘置入時，需加持導絲并注意其置入深度，以防止進入過深導致前方血管、臟器損傷。

綜上所述，C型臂X線機引導和O-Arm導航輔助經皮椎弓根螺釘置入術，對改善患者遠期背痛及功能方面的療效相當。但O-Arm導航輔助經皮椎弓根螺釘置入術能提高置釘準確率、一次置釘成功率和減少并發癥發生率，近期效果明顯。本研究的不足之處是樣本量較小，隨訪時間短。O-Arm導航輔助在經皮椎弓根螺釘置入術中的應用價值，還需基線多中心、大樣本、長期隨訪的隨機對照研究進一步證實。