閆煌 劉臻 伍偉飛 朱澤章 邱勇

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腰椎脊柱側(cè)凸矯正中電鉆驅(qū)動(dòng)與克氏針加叩擊法技術(shù)置釘精確性與安全性的比較研究

閆煌 劉臻 伍偉飛 朱澤章 邱勇

【摘要】目的 比較電鉆驅(qū)動(dòng)法和徒手克氏針加叩擊法在腰椎椎弓根（lumbar pedicle screw，LPS）螺釘置入中的精確性和安全性。方法 回顧性分析 2008 年 1 月至 2011 年 12 月，于我院行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術(shù)治療的腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者 157 例，其中男 48 例，女 109 例；年齡 9～19 歲，平均（14.6± 5.8）歲。其中采用克氏針加叩擊法技術(shù)置釘 85 例（徒手組），電鉆驅(qū)動(dòng)法置釘 72 例（電鉆組）。兩組患者術(shù)后均行 CT 掃描，記錄螺釘穿透骨皮質(zhì)的數(shù)目、位置和距離，以比較兩組置釘精確性及凸側(cè)與凹側(cè)置釘精確性的差異。結(jié)果 兩組共置入 LPS 螺釘 1118 枚，總皮質(zhì)穿破率為 9.3%。徒手組共置入 642 枚螺釘，其中 64 枚穿破皮質(zhì)（穿破率 10.0%）；電鉆組共置入 476 枚螺釘，其中 40 枚發(fā)生皮質(zhì)穿破（穿破率 8.4%）。兩組皮質(zhì)穿破率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。電鉆組凸側(cè)穿破率 9.7%（23/236），凹側(cè) 7.1%（17/240），徒手組凸側(cè)穿破率 8.8%（28/317），凹側(cè) 11.1%（36/325），兩種方法凸、凹側(cè)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。所有患者術(shù)中和術(shù)后均無(wú)神經(jīng)、血管或內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。結(jié)論 在脊柱側(cè)凸矯形手術(shù)中，應(yīng)用電鉆驅(qū)動(dòng)輔助行 LPS螺釘置入與傳統(tǒng)徒手克氏針加叩擊法相比，同樣有較高的精確性和安全性。

【關(guān)鍵詞】腰椎；脊柱側(cè)凸；骨螺絲；矯形外科手術(shù)；置釘技術(shù)

椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有其它腰椎固定系統(tǒng)無(wú)法比擬的三維穩(wěn)定性，近年來(lái)在脊柱側(cè)凸矯形手術(shù)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[1]。但由于腰椎椎弓根（lumbar pedicle screw，LPS）的解剖特點(diǎn)，在腰椎使用椎弓根螺釘?shù)闹冕斘ｋU(xiǎn)性和難度大大增加[2-4]。精確地置入椎弓根螺釘可以有效減少血管、神經(jīng)的損傷，而良好的釘?shù)罍?zhǔn)備是精確置釘?shù)那疤帷Ｄ壳?，臨床上普遍應(yīng)用徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動(dòng)法制備釘?shù)繹5]。由于這兩種技術(shù)所依賴的驅(qū)動(dòng)力量來(lái)源不同，兩種置釘方法是否影響螺釘?shù)木_性，目前還沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。2008 年 1 月至 2011 年12 月，我院行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術(shù)治療腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者 157 例，對(duì)照性分析徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動(dòng)法在腰椎椎弓根置入中的精確性與安全性。

資料與方法

一、一般資料

本組 157 例，其中男 48 例，女 109 例；年齡9～19 歲，平均（14.6±5.8）歲。根據(jù)螺釘通道制備方式分為徒手克氏針加叩擊組（徒手組）和電鉆驅(qū)動(dòng)組（電鉆組）。徒手組 85 例，其中男 26 例，女 59 例；年齡 9～19 歲，平均（13.9±4.6）歲；術(shù)前腰椎冠狀面 Cobb's 角 30°～83°，平均（53.8± 17.5）°。電鉆組 72 例，其中男 22 例，女 50 例；年齡 9～18 歲，平均（14.8±5.3）歲；術(shù)前腰椎冠狀面 Cobb's 角 37°～79°，平均（49.8±14.8）°。兩組側(cè)凸類型分布：特發(fā)性脊柱側(cè)凸徒手組 61 例，電鉆組 53 例；先天性脊柱側(cè)凸徒手組 15 例，電鉆組 11 例；神經(jīng)源性脊柱側(cè)凸徒手組 4 例，電鉆組6 例；神經(jīng)纖維瘤伴脊柱側(cè)凸徒手組 5 例，電鉆組2 例（表 1）。

二、手術(shù)方法

所有的手術(shù)均由同一團(tuán)隊(duì)高年資醫(yī)生完成，兩組醫(yī)生均具有 10 年以上的手術(shù)經(jīng)驗(yàn)，其中 2 名醫(yī)生使用電鉆置釘，2 名醫(yī)生使用徒手置釘。所有患者拍攝全脊柱正側(cè)位、Bending 位 X 線片、CT 掃描+三維重建及全脊髓 MRI 檢查，確定椎弓根螺釘固定的椎體以及融合范圍。

手術(shù)技術(shù)：（1）患者氣管插管全麻，俯臥位，常規(guī)顯露需要矯正固定節(jié)段的棘突，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及胸椎橫突，嚴(yán)格骨膜下剝離椎旁肌。清理小關(guān)節(jié)后方的關(guān)節(jié)囊，充分顯露，徹底止血，保證創(chuàng)口內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)清晰；（2）術(shù)中根據(jù) Roy-Camille 等[6]介紹的定位方法確認(rèn)進(jìn)針點(diǎn)位置，咬去部分橫突，開(kāi)路器在進(jìn)針點(diǎn)開(kāi)口；（3）椎弓根通道制備：① 徒手克氏針?lè)ǎ弘p手握住椎弓根探子（1.5 mm 克氏針），用腕力徐徐插入椎弓根松質(zhì)骨內(nèi)，插入時(shí)所用的力量要均勻，避免暴力；② 電鉆法：雙手握住電鉆手柄，鉆頭插入皮質(zhì)開(kāi)口處，打開(kāi)電鉆開(kāi)關(guān)。根據(jù)椎弓根的方向調(diào)整鉆頭的角度（圖1e）；（4）應(yīng)用探子探觸 5 個(gè)不同的骨性面：底壁以及椎弓根 4 個(gè)壁（內(nèi)側(cè)、外側(cè)、上壁和下壁），確認(rèn)通道的內(nèi)壁均為骨性結(jié)構(gòu)后，以直徑不同的鈍頭椎弓根擴(kuò)孔器逐漸擴(kuò)大孔道；（5）將螺釘沿著通道直線慢慢從椎弓根置入椎體，先于凹側(cè)置矯形棒，再于凸側(cè)置入穩(wěn)定棒，鎖緊所有螺釘。所有螺釘均經(jīng)術(shù)中 C 型臂 X 線機(jī)側(cè)位透視確認(rèn)定位針?lè)较蛄己谩㈤L(zhǎng)度適宜后再置入。術(shù)中常規(guī)行大腦皮層體感誘發(fā)電位/運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（somatosensory- and motor-evoked potential，SEP/MEP）全程脊髓神經(jīng)電生理監(jiān)護(hù)。

表1　157 例腰椎結(jié)構(gòu)性側(cè)凸患者術(shù)前臨床資料Tab.1 Pre-operative baseline clinical data for 157 patients with structural lumbar scoliosis

三、皮質(zhì)穿破的測(cè)量方法

內(nèi)側(cè)皮質(zhì)穿破：螺釘內(nèi)側(cè)緣沿線與同側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)緣的最大距離；外側(cè)皮質(zhì)穿破：螺釘外側(cè)緣沿線與同側(cè)椎弓根外側(cè)緣的最大距離；椎體前外壁穿破：螺釘外側(cè)緣沿線與同側(cè)椎體外側(cè)緣的最大的距離；椎體前壁穿破：螺釘尖穿出椎體前緣的長(zhǎng)度[7]。

四、評(píng)價(jià)方法

記錄術(shù)中和術(shù)后出現(xiàn)的血管、神經(jīng)、內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。術(shù)后行平臥位 X 線和 CT 掃描，評(píng)價(jià)螺釘?shù)奈恢?，記錄螺釘穿透椎弓根壁的?shù)目和位置，并測(cè)量螺釘穿透骨皮質(zhì)距離。所有的測(cè)量均由同1 名醫(yī)生獨(dú)立完成，螺釘穿破皮質(zhì)的距離采用 mm表示。根據(jù)皮質(zhì)穿破的側(cè)別分為凸側(cè)和凹側(cè)皮質(zhì)穿破。根據(jù)皮質(zhì)穿破的部位分為內(nèi)側(cè)、外側(cè)或前外側(cè)和椎體前皮質(zhì)穿破。根據(jù)皮質(zhì)穿破的程度分為3 級(jí)[8]：I 級(jí)：穿破距離＜2 mm，II 級(jí)：穿破距離為 2～4 mm，III 級(jí)：穿破距離＞4 mm。如果螺釘內(nèi)側(cè)穿破距離＜4 mm 或者外側(cè)穿破距離＜4 mm 并且沒(méi)有神經(jīng)內(nèi)臟血管的損傷，則認(rèn)為螺釘是可以被接受的。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。徒手組和電鉆組計(jì)量資料以 x-±s 表示，比較采用 t 檢驗(yàn)；率的比較使用 X2檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)　　果

本組共置入螺釘 1118 枚，腰椎總皮質(zhì)穿破率為 9.3%。其中 38 枚（3.4%）穿破內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，48 枚（4.3%）穿破外側(cè)皮質(zhì)，18 枚（1.6%）穿破椎體前緣。無(wú)螺釘穿破椎體上、下終板。徒手組 85 例共置釘 642 枚，其中 64 枚穿破皮質(zhì)，穿破率為 10.0%；電鉆組 72 例置釘 476 枚，其中 40 枚（8.4%）發(fā)生皮質(zhì)穿破。兩組皮質(zhì)穿破率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（X2= 0.794，P=0.373）。電鉆組前緣 I、II 級(jí)穿破率分別為 1.5% 和 0.4%，略高于徒手組的 0.8% 和 0.3%，但兩組間前、內(nèi)、外側(cè)不良置釘比率及穿破程度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表 2）。可接受螺釘比例電鉆組為 99.37%，徒手組為 98.60%，兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.257）。徒手組凸側(cè)置釘 317 枚，其中 28 枚（8.8%）螺釘穿破皮質(zhì)；電鉆組凸側(cè)置釘236 枚，其中 23 枚（9.7%）螺釘穿破腰椎皮質(zhì)。電鉆組凸側(cè)皮質(zhì)穿破率略高于徒手組，兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（X2=0.135，P=0.714）（表 3）。電鉆組凹側(cè)共置釘 240 枚，其中 17 枚（7.1%）發(fā)生皮質(zhì)穿破；徒手組凹側(cè)置釘 325 枚，其中 36 枚（11.1%）發(fā)生皮質(zhì)穿破。電鉆組皮質(zhì)穿破率高于徒手組，但兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（X2=2.590，P=0.108）（表 3）。所有患者術(shù)中和術(shù)后均未出現(xiàn)神經(jīng)、血管或內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。典型病例見(jiàn)圖1。

討　　論

既往研究表明，椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)與傳統(tǒng)的內(nèi)固定器械相比，對(duì)于治療腰椎各種疾病具有明顯的臨床優(yōu)勢(shì)，尤其在側(cè)凸的矯治手術(shù)中，椎弓根螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度明顯高于鉤結(jié)構(gòu)，且釘-棒結(jié)構(gòu)矯正側(cè)凸的效果與安全性均顯著高于鉤-棒結(jié)構(gòu)，手術(shù)時(shí)間也更短[1，9-10]。椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有其它內(nèi)固定系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，使得其近年來(lái)在脊柱側(cè)凸矯形手術(shù)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，由于脊柱側(cè)凸椎弓根的異常以及椎體的旋轉(zhuǎn)等，螺釘?shù)闹萌敫永щy[11-12]。螺釘置入位置不佳或誤置不僅影響矯形療效，也會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)、血管及內(nèi)臟損傷等嚴(yán)重的并發(fā)癥。精確的椎弓根螺釘置入可以有效地減少血管、神經(jīng)的損傷。椎弓根螺釘置入的精確性依賴于釘?shù)赖闹苽?，臨床中常用徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動(dòng)法制備椎弓根釘?shù)繹13]。由于這兩種方法在螺釘通道的制備過(guò)程中依靠的器械以及動(dòng)力來(lái)源不同，一種采用克氏針并且需要手動(dòng)加壓叩擊；另一種借助于電流提供持續(xù)的動(dòng)力支持，在提高釘?shù)乐苽湫实耐瑫r(shí)，可能會(huì)對(duì)釘?shù)赖闹苽渚_性產(chǎn)生一定的影響。然而，目前尚無(wú)研究對(duì)兩種制備螺釘通道方法是否影響螺釘?shù)木_性進(jìn)行評(píng)估。因此，本研究回顧性分析一組運(yùn)用椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術(shù)治療腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者的臨床和影像學(xué)資料，旨在比較這兩種方法置入腰椎椎弓根螺釘?shù)木_性及安全性。

表3　徒手組與電鉆組凸、凹側(cè)螺釘精確性比較Tab.3 Comparison of the accuracy of pedicle screw placement at the convex and concave side of scoliosis between the free-hand group and electric drill-assisted group

表2　徒手組與電鉆組螺釘穿破皮質(zhì)的部位和程度比較（枚，%）Tab.2 Comparison of the effects of cortical bone perforation between the free-hand group and electric drill-assisted group（screws， %）

圖1　患者，女，14 歲，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（Lenke V 型），左腰彎 42° a～b：術(shù)前正、側(cè)位 X 線片；c～d：術(shù)后正、側(cè)位 X 線片；e：術(shù)中使用電鉆驅(qū)動(dòng)輔助行腰椎椎弓螺釘置入；f：矯形術(shù)后 CT 掃描顯示 L2右側(cè)椎弓根螺釘穿破內(nèi)側(cè)皮質(zhì) 1.87 mm；左側(cè)螺釘完全位于椎弓根內(nèi)Fig.1 A female AIS（Lenke V）patient， 14 years old， left lumbar curve 42° a - b： Pre-operative standing coronal and sagittal radiographs of the the spine； c - d： Post-operative standing coronal and sagittal radiographs of the spine； e： All pedicle screws were instrumented with the electric drill -assisted method； f： a Medial breach（1.87 mm）of pedicle screw at the right side of L2vertebrae. The left L2screw was ‘In'

徒手克氏針加叩擊法是目前臨床上最常用的制備螺釘通道方法[14-16]，其利用 1.5 mm 直徑的克氏針鈍頭，憑手感鉆探形成釘?shù)?。手術(shù)者可有良好的反饋，且進(jìn)入椎弓根沒(méi)有多大阻力，也沒(méi)有落空感，再用探測(cè)器探測(cè)孔內(nèi)四周骨壁及孔底。由于克氏針具有很好的彈性和柔韌性，當(dāng)針頭碰到釘?shù)赖墓瞧べ|(zhì)時(shí)釘體會(huì)發(fā)生彎曲，這樣有兩個(gè)好處[15]：一是降低了進(jìn)針力度，不會(huì)破壞釘?shù)纻?cè)方的骨皮質(zhì)；二是提醒操作者改變進(jìn)釘方向，使得整個(gè)操作過(guò)程在克氏針的彈性指導(dǎo)下完成。而電鉆驅(qū)動(dòng)法由于受電鉆鉆孔時(shí)存在的慣性影響，不能有效控制其進(jìn)入深度，可能使椎體前壁較傳統(tǒng)置釘法更易受損。本研究結(jié)果顯示，電鉆組前緣 I、II、III 級(jí)穿破率分別為 1.5%、0.4%、0.2%，徒手組為 0.8%、0.3%、0.2%，兩組間比較前壁破壁率和穿破程度均無(wú)顯著性差異。

Amiot 等[17]通過(guò)回顧性分析 100 例行椎弓根螺釘內(nèi)固定患者，螺釘?shù)恼`置率為 15%，神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生率為 7%。Lonstein 等[12]通過(guò)分析 875 例與螺釘相關(guān)的并發(fā)癥發(fā)現(xiàn)，腰椎螺釘?shù)恼`置率為 5.1%，其中約 1.0% 的螺釘導(dǎo)致相關(guān)的神經(jīng)損傷，大部分由內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的穿破引起。本組研究通過(guò)術(shù)后 CT 檢查發(fā)現(xiàn)，腰椎總皮質(zhì)穿破率為 9.3%，徒手組置釘精確性為 90.0%（可接受置釘 99.37%）。電鉆組置釘精確性為 91.6%（可接受置釘 98.60%），置釘精確率均高于既往研究報(bào)道且兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，電鉆組內(nèi)側(cè) II、III 級(jí)穿破率略低于徒手組，外側(cè) I、II、III 級(jí)穿破徒手組略高于電鉆組，兩組中的不良置釘無(wú)論是穿破程度還是穿破部位分布亦無(wú)明顯差別。因此，電鉆法在脊柱側(cè)凸腰椎椎弓根螺釘置入中具有與傳統(tǒng)法一致的精確性和安全性。

對(duì)于脊柱側(cè)凸患者，椎體旋轉(zhuǎn)及壓縮使得椎弓根的形態(tài)及結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，凹側(cè)椎弓根變細(xì)，到硬膜距離變小，增加了進(jìn)釘點(diǎn)及角度的準(zhǔn)確判斷難度。因此，凹側(cè)置釘更困難也更危險(xiǎn)。既往研究亦證實(shí)凹側(cè)皮質(zhì)穿破率明顯高于凸側(cè)[4，11，18]。本組研究結(jié)果顯示，在腰椎側(cè)凸中徒手組凸側(cè)與凹側(cè)皮質(zhì)穿破率分別 8.8% 和 11.1%，電鉆組為 9.7% 和 7.1%，無(wú)論是總體的凸、凹側(cè)間還是兩組間凸、凹側(cè)間均無(wú)顯著差異。此可能是由于凹側(cè)置釘?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)較凸側(cè)增加，矯形醫(yī)生在手術(shù)中習(xí)慣性地對(duì)凹側(cè)的置釘更加仔細(xì)。

綜上所述，在脊柱側(cè)凸矯形手術(shù)中應(yīng)用電鉆驅(qū)動(dòng)輔助行腰椎椎弓螺釘置入是一種安全的腰椎椎弓螺釘置入方法，與傳統(tǒng)徒手克氏針置釘技術(shù)在精確性和安全性上無(wú)明顯差異。外科醫(yī)生可以根據(jù)自己的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)選擇合適的置釘方法。

參 考 文 獻(xiàn)

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（本文編輯：王萌）

. 論著 Original article .

DOI：10.3969/j.issn.2095-252X.2016.06.011中圖分類號(hào)：R682.3

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（81371912）

作者單位：210008 江蘇，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院脊柱外科

通信作者：邱勇，Email: scoliosis2002@sina.com

收稿日期：（2015-06-09）

Comparative research of Kirschner wire technique and electric drill-assisted pedicle screw installation in lumbar scoliosis

YAN Huang， LIU Zhen， WU Wei-fei， ZHU Ze-zhang， QIU Yong.

Department of Spine Surgery， Drum Tower Hospital， Nanjing University Medical School， Nanjing， Jiangsu， 210008， PRC
Corresponding author： QIU Yong， Email： scoliosis2002@sina.com

【Abstract】Objective To evaluate the accuracy and safety of the “electric drill -assisted” technique in placing lumbar pedicle screw（LPS）， comparing with the conventional “freehand” technique. Methods A total of 157 patients（48 males and 109 females）with lumbar scoliosis were included in the study from January 2008 to December 2011. The average age was（14.6 ± 5.8）years（range： 9 - 19 years）. The patients were divided into Kirschner wire（free hand）group（n = 85）and electric drill-assisted group（n = 72）according to different methods of canal preparation. Post-operative computed tomography（CT）was acquired to determine the distribution of the cortical perforation and the distance between the screw tip and cortical perforation. X2test was performed to compare the differences of 2 groups on the convex side and concave side. Results All 1118 lumbar pedicle screws were inserted in 157 patients with scoliosis. The incidence of cortical perforation was 9.3%. Sixty-four of 642 screws（10.0%）perforated cortices in the free hand group， 40 of 476 screws（8.4%）perforated cortices in the electric drill-assisted group. No signifcant differences of the perforation rate were found between the 2 groups（P ＞ 0.05）. In the electric drill-assisted group，the incidence of cortical perforation was 9.7%（23/236）on the convex side and 7.1%（17/240）on the concave side. In the free hand group， the incidence of cortical perforation was 8.8%（28/317）on the convex side and 11.1%（36/325）on the concave side. There were no statistical differences between the 2 groups（P ＞ 0.05）. No neurological， vascular， or visceral complications caused by LPS placement occurred in both groups. Conclusions The electric drill-assisted technique shows similar accuracy and safety in placing LPS， comparing with the conventional Kirschner wire technique.

【Key words】Lumbar vertebrae； Scoliosis； Bone screws； Orthopedic procedures； Screw-setting technique