吳 超,譚 倫，林 旭，胡海剛

·臨床論著·

經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)航模板輔助微創(chuàng)椎弓根螺釘內(nèi)固定治療胸腰椎骨折

吳 超,譚 倫，林 旭，胡海剛

目的 評(píng)價(jià)經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)航模板(導(dǎo)板)輔助微創(chuàng)椎弓根螺釘內(nèi)固定治療胸腰椎骨折的安全性和有效性。 方法 將62例胸腰椎骨折患者按治療方法分為兩組：徒手透視組(32例)采用透視輔助下徒手經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)；經(jīng)皮導(dǎo)板組(30例)采用術(shù)前模擬置釘，制作經(jīng)皮3D打印個(gè)體化導(dǎo)板，術(shù)中輔助手術(shù)。比較兩組術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中透視次數(shù)、切口長(zhǎng)度、術(shù)后7 d和1個(gè)月的VAS評(píng)分；比較兩組椎體前緣高度比、固定節(jié)段矢狀曲度矯正度數(shù)、椎弓根皮質(zhì)與螺釘關(guān)系、術(shù)中首次置釘準(zhǔn)確率和矢狀面螺釘置入角、同一椎體雙側(cè)螺釘矢狀面夾角、螺釘進(jìn)釘點(diǎn)水平位置差值、螺釘內(nèi)傾角差值等。 結(jié)果 患者均獲得隨訪，時(shí)間12～24個(gè)月。術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、透視次數(shù)經(jīng)皮導(dǎo)板組均少于徒手透視組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩組術(shù)后椎體前緣高度比均較術(shù)前明顯改善，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；術(shù)后即刻與末次隨訪時(shí)椎體前緣高度比、固定節(jié)段矢狀曲度矯正度、螺釘首次置釘成功數(shù)、矢狀面螺釘置入角經(jīng)皮導(dǎo)板組均優(yōu)于徒手透視組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。雙側(cè)螺釘矢狀面夾角、螺釘進(jìn)釘點(diǎn)水平位置差值、螺釘內(nèi)傾角差值經(jīng)皮導(dǎo)板組均小于徒手透視組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 結(jié)論 經(jīng)皮導(dǎo)板輔助的椎弓根螺釘技術(shù)能簡(jiǎn)化手術(shù)，具有操作減少射線暴露、手術(shù)時(shí)間短、定位準(zhǔn)確、裝配簡(jiǎn)單、骨折復(fù)位好等優(yōu)點(diǎn)。

脊柱骨折；骨折固定術(shù)，內(nèi)；外科手術(shù)，微創(chuàng)性；3D打印技術(shù)

胸腰椎椎體壓縮性和爆裂性骨折傳統(tǒng)開(kāi)放置釘手術(shù)創(chuàng)傷較大、組織切開(kāi)的范圍較廣、術(shù)中會(huì)對(duì)周圍組織長(zhǎng)時(shí)間牽拉，從而影響患者術(shù)后功能恢復(fù)。近年來(lái)隨著脊柱微創(chuàng)外科的發(fā)展，經(jīng)皮椎弓根螺釘固定技術(shù)日益受到重視[1-3]，術(shù)中椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)和釘?shù)婪较虻拇_定是這一技術(shù)的關(guān)鍵。但胸腰椎解剖結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且變異大, 常規(guī)的經(jīng)皮椎弓根手術(shù)中往往需連續(xù)透視下置釘，造成醫(yī)患輻射劑量加大[4]。徒手有限觸摸的椎弓根置釘方法雖可減少透視，但延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間，且更難滿足同一椎體雙側(cè)螺釘進(jìn)釘點(diǎn)和方向的一致性，影響復(fù)位效果。為了使脊柱微創(chuàng)手術(shù)中經(jīng)皮椎弓根螺釘植入更加準(zhǔn)確，同時(shí)減少醫(yī)患的輻射量，我科自2013年起對(duì)胸腰椎骨折開(kāi)展了3D打印經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)航模板(簡(jiǎn)稱導(dǎo)板)(中國(guó)實(shí)用新型專利號(hào)：201620120512.6,201620120514.5)引導(dǎo)下的微創(chuàng)椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)。筆者對(duì)2013年10月～2014年12月行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定的62例患者采用透視輔助下徒手置釘和經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)板引導(dǎo)下置釘?shù)膬煞N方法治療，通過(guò)分析兩組手術(shù)時(shí)間、透視次數(shù)、置釘準(zhǔn)確性及一致性，探討3個(gè)問(wèn)題：① 經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)板引導(dǎo)置釘在減少手術(shù)時(shí)間、透視次數(shù)等方面的有效性；② 經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)板引導(dǎo)置釘是否能提高椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確性和一致性；③ 經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)板引導(dǎo)置釘在脊柱微創(chuàng)手術(shù)中是否具有應(yīng)用及推廣價(jià)值。報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 病例選擇 納入標(biāo)準(zhǔn)：① 單節(jié)段胸腰椎壓縮性骨折或爆裂性骨折，無(wú)脫位；② 骨折位于T11～L2節(jié)段；③ CT掃描提示雙側(cè)椎弓根完整，至少一側(cè)終板完整，椎體骨折塊無(wú)翻轉(zhuǎn)；④ 病椎置釘；⑤ 臨床上無(wú)神經(jīng)癥狀和體征；⑥ 傷后<1周的新鮮骨折；⑦ 獲得12 個(gè)月以上隨訪。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 年齡>60歲；② 嚴(yán)重骨質(zhì)疏松或腫瘤等病理因素導(dǎo)致的骨折；③ 合并嚴(yán)重心肝腎疾病、糖尿病、免疫性疾病、精神類疾病。

1.2 病例資料 本組62例，男37例，女25例，年齡25～57歲。按治療方法分為兩組：① 徒手透視組：透視輔助下徒手經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定。32例，男19例，女13例，年齡27～56歲；受傷原因：交通事故傷20例，高處墜落傷8例，砸傷4例；損傷節(jié)段：T112例，T128例，L113例，L29例。② 經(jīng)皮導(dǎo)板組：術(shù)前模擬置釘、制作經(jīng)皮3D打印個(gè)體化導(dǎo)板、術(shù)中輔助椎弓根螺釘內(nèi)固定。30例，男18例，女12例，年齡25～57歲；受傷原因：交通事故傷19例，高處墜落傷7例，砸傷4例；損傷節(jié)段：T112例，T128例，L112例，L28例。兩組患者性別、年齡、受傷原因、損傷節(jié)段等一般資料比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者術(shù)前均了解試驗(yàn)設(shè)計(jì)情況并簽署知情同意書。患者術(shù)前均行X線、CT檢查。傷后至手術(shù)時(shí)間1～7 d。

1.3 計(jì)算機(jī)模擬置釘及經(jīng)皮導(dǎo)板的制作

1.3.1 三維模型的建立及分割 患者術(shù)前行64排螺旋CT(西門子公司，德國(guó))掃描檢查；掃描條件：電壓120 kV，電流150 mA,層厚 0.625 mm，矩陣512×512；采集的數(shù)據(jù)以Dicom格式刻錄入DVD光盤；原始Dicom格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 14.11(Materialise公司，比利時(shí))軟件中。

通過(guò)“閾值選取工具”，獲得胸腰椎原始蒙罩；用“區(qū)域增長(zhǎng)工具”縮小并修改上述蒙罩，產(chǎn)生新蒙罩；再選此新蒙罩的三維建模并作相應(yīng)平滑處理，最終得到傷椎及頭尾側(cè)共計(jì)3個(gè)椎體的三維模型。以骨折椎體上下關(guān)節(jié)突為界手工分離其頭尾側(cè)，再運(yùn)用“區(qū)域增長(zhǎng)工具”和“布爾運(yùn)算”分別形成3個(gè)新的蒙罩，以此蒙罩建立3個(gè)不同顏色的三維模型(見(jiàn)圖1A)，并以 .stl格式保存。

1.3.2 釘?shù)赖脑O(shè)計(jì) 在Mimics 14.11軟件“Medcad”菜單中，模擬置入? 4 mm的圓柱體，代表虛擬置入的椎弓根螺釘。虛擬螺釘滿足下述條件：① 螺釘在冠狀面、矢狀面、水平面驗(yàn)證都能通過(guò)椎弓根；② 從胸腰椎三維模型背側(cè)觀察，左右側(cè)3枚螺釘進(jìn)釘點(diǎn)分布在同一直線上；③ 矢狀位螺釘進(jìn)釘方向與椎體上終板平行；④ 同一椎體椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)與進(jìn)釘方向左右側(cè)對(duì)稱(見(jiàn)圖1B、C)，上述圓柱體以.stl格式導(dǎo)出。

1.3.3 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)和打印 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)步驟如下：① 在Geomagic Studio 2013軟件(Geomagic公司，美國(guó))中同時(shí)導(dǎo)入目標(biāo)椎體三維模型及置入圓柱體的.stl文件；② 通過(guò)Geomagic Studio 2013軟件提取目標(biāo)椎的乳突及附突的解剖形態(tài)，在軟件中個(gè)體化設(shè)計(jì)與上述解剖形狀一致的反向模板，模板厚度5 mm、直徑<14 mm；③ 將模板與上述模擬釘?shù)罃M合為一體，使用“圓柱體”工具，以模擬釘?shù)罏閳A心，從模板上生成? 8 mm的圓柱體，圓柱體延長(zhǎng)到皮外的基座上；④ 使用“畫圈”工具刪除圓柱體4 mm的內(nèi)芯，此內(nèi)芯即為螺釘?shù)膶?dǎo)航通道；⑤ 為便于導(dǎo)板的經(jīng)皮放入和取出，同一椎體的基座連同導(dǎo)航通道被分成具有“凹凸”結(jié)構(gòu)左右兩部分，既可以分開(kāi)也可以穩(wěn)定的固定為一整體；⑥ 導(dǎo)板設(shè)計(jì)為一整體可以減少其晃動(dòng)、提高準(zhǔn)確度，但同時(shí)也需要考慮體位變化對(duì)螺釘進(jìn)釘方向的影響，因此雖然各椎體的導(dǎo)板相對(duì)獨(dú)立，但仍在各導(dǎo)板基座的同一平面上設(shè)計(jì)4枚? 2 mm的縱向孔洞，這樣可以通過(guò)穿插4枚? 2 mm克氏針將各導(dǎo)板連接為一整體；⑦ 在導(dǎo)板基座上設(shè)計(jì)患者的姓名和左右側(cè)標(biāo)記，便于術(shù)中區(qū)別。將上述數(shù)字化模型保存為 .stl格式文件傳入3D打印機(jī)(3D Systems公司，美國(guó))進(jìn)行3D實(shí)物打印(見(jiàn)圖1D、E)，打印材料為樹(shù)脂材料(3D Systems公司，美國(guó))。

1.4 手術(shù)方法 兩組患者均由具有10年以上脊柱外科經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師完成手術(shù)。固定器械為長(zhǎng)臂單芯椎弓根螺釘系統(tǒng)(北京市富樂(lè)科技開(kāi)發(fā)有限公司，中國(guó))。全身麻醉下患者俯臥位，懸空腹部，C臂機(jī)定位并標(biāo)記傷椎及相鄰頭尾側(cè)椎體的椎弓根體表投影。

1.4.1 徒手透視組 以上述體表投影外緣為中心做一長(zhǎng)約2 cm橫向皮膚切口，鈍性分離, 手指感覺(jué)乳突、副突等骨性標(biāo)志結(jié)構(gòu)，在示指導(dǎo)引下插入穿刺針，正、側(cè)位反復(fù)透視確定穿刺針尖端的位置，用骨錘將穿刺針以合適的內(nèi)傾角度及矢狀位方向擊入椎弓根，直至側(cè)位透視下穿刺針靠近椎體后壁時(shí)，正位上未突破椎弓根內(nèi)壁。取出穿刺針內(nèi)芯，將導(dǎo)針輕輕插入至椎體前部。沿導(dǎo)針由小到大依次放置擴(kuò)張?zhí)坠芎捅Ｗo(hù)套管，用中空絲攻擴(kuò)大釘?shù)?，在保護(hù)套管內(nèi)經(jīng)導(dǎo)針選擇合適直徑和長(zhǎng)度的長(zhǎng)臂單芯椎弓根螺釘擰入椎體。按同樣的方法置入其余5枚螺釘，傷椎選用的螺釘長(zhǎng)度稍短。適當(dāng)調(diào)整手術(shù)床的角度，通過(guò)體位復(fù)位傷椎。選擇合適長(zhǎng)度的連接棒進(jìn)行預(yù)彎，連接棒由切口經(jīng)皮依次插入3枚長(zhǎng)臂單芯釘?shù)撞?。置入螺釘尾帽，適當(dāng)撐開(kāi)復(fù)位椎體并鎖緊，折斷釘尾，術(shù)畢。

圖1 術(shù)前導(dǎo)板的設(shè)計(jì)與制作 A.擬固定節(jié)段的三維模型; B、C.在三維模型上模擬置釘; D、E.3D打印實(shí)物及組裝

1.4.2 經(jīng)皮導(dǎo)板組 同樣以上述體表定位做皮膚切口，鈍性分離至骨, 探入示指感覺(jué)乳突、副突及橫突等重要骨性標(biāo)志，適當(dāng)剝離。特制拉鉤牽開(kāi)，按導(dǎo)板基座的標(biāo)示左右側(cè)依次插入3D打印經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)航模板，適當(dāng)調(diào)整使導(dǎo)板的定位部分剛好能夠卡入乳突、附突或橫突的骨性解剖部位。通過(guò)兩側(cè)導(dǎo)板基座上的 “凹凸”結(jié)構(gòu)將左右側(cè)導(dǎo)板連為一體；通過(guò)導(dǎo)板基座的縱向連接孔插入? 2 mm克氏針，使3個(gè)導(dǎo)板的基座連接為一整體；再次確認(rèn)各導(dǎo)板的定位部分與骨性結(jié)構(gòu)緊密接觸且較穩(wěn)定，助手把持導(dǎo)板，術(shù)者通過(guò)螺釘導(dǎo)航通道依次插入6枚穿刺針(見(jiàn)圖2A)。C臂機(jī)正位透視同時(shí)確認(rèn)各進(jìn)釘點(diǎn)無(wú)誤后，用骨錘將穿刺針沿導(dǎo)板的引導(dǎo)通道逐一擊入椎弓根內(nèi)，當(dāng)穿刺針深度至椎體后緣時(shí)再次透視確認(rèn)椎弓根內(nèi)壁無(wú)突破。拔除穿刺針內(nèi)芯同時(shí)插入6枚導(dǎo)針至椎體前部，取出連接導(dǎo)板的克氏針，拆分左右側(cè)導(dǎo)板，依次取出各導(dǎo)板(見(jiàn)圖2B)。選擇直徑、長(zhǎng)度合適的長(zhǎng)臂單芯椎弓根螺釘在導(dǎo)針引導(dǎo)下置入(見(jiàn)圖2 C～F)。其后操作同徒手透視組。

1.5 術(shù)后處理 術(shù)后24 h內(nèi)應(yīng)用抗生素1次。所有患者術(shù)后即刻行CT及X線檢查。鼓勵(lì)患者腰背肌鍛煉，術(shù)后2周患者在支具保護(hù)下下床活動(dòng),支具使用3個(gè)月左右。術(shù)后10～12個(gè)月取出內(nèi)固定。定期攝X線片復(fù)查。

1.6 評(píng)估指標(biāo) (1)臨床指標(biāo)：術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、術(shù)中透視次數(shù)、切口總長(zhǎng)度及術(shù)后7 d、1個(gè)月疼痛VAS評(píng)分。(2)影像學(xué)指標(biāo)：將CT資料導(dǎo)入Mimics 14.11軟件中，按吳超 等[5]方法測(cè)量以下指標(biāo)：① 椎體前緣高度百分比：椎體前緣高度÷[(上位椎體前緣高度+下位椎體前緣高度)÷2]×100%。② 固定節(jié)段矢狀曲度(固定節(jié)段上下位椎體上終板垂線的夾角)矯正度數(shù)：術(shù)后固定節(jié)段矢狀曲度-術(shù)前固定節(jié)段矢狀曲度。③ 椎弓根皮質(zhì)與螺釘?shù)年P(guān)系：按3級(jí)分類[6-8]，CT水平位評(píng)估椎弓根釘完整在椎弓根內(nèi)為Ⅰ級(jí)(優(yōu))；突破皮質(zhì)≤2 mm為Ⅱ級(jí)(可)；突破皮質(zhì)>2 mm為Ⅲ級(jí)(差)。Ⅰ、Ⅱ級(jí)表示置釘成功。④ 術(shù)中首次置釘準(zhǔn)確數(shù)：首次穿刺椎弓根透視進(jìn)釘點(diǎn)位置正常，并且術(shù)后通過(guò)CT驗(yàn)證螺釘置釘成功(不包括首次穿刺失敗而再次調(diào)整成功)。⑤ 矢狀面螺釘置入角：CT矢狀位上測(cè)量椎弓根螺釘軸線和椎體上緣的角度，兩線相交位于椎體前方讀數(shù)為正，后方讀數(shù)為負(fù)。⑥ 螺釘矢狀面夾角：同一椎體雙側(cè)椎弓根螺釘矢狀面植入角的差值。⑦ 螺釘進(jìn)釘點(diǎn)水平位置差值：CT矢狀位上測(cè)量同一椎體雙側(cè)椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)中心與上終板水平的垂直距離差值。⑧ 螺釘內(nèi)傾角差值：CT水平位上測(cè)量同一椎體雙側(cè)椎弓根螺釘與椎體正中平面夾角的差值。

2 結(jié)果

導(dǎo)板的設(shè)計(jì)及打印時(shí)間8～12 h?；颊呔樌瓿墒中g(shù)，共植入椎弓根螺釘372枚。徒手透視組和經(jīng)皮導(dǎo)板組各有1例出現(xiàn)淺表感染，經(jīng)傷口換藥、抗生素治療后愈合。無(wú)重要血管及神經(jīng)損傷。末次隨訪未見(jiàn)內(nèi)固定松動(dòng)或斷裂。兩組患者均獲得隨訪，時(shí)間12～24個(gè)月。

2.1 手術(shù)情況 見(jiàn)表1。術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間與透射次數(shù)經(jīng)皮導(dǎo)板組均少于徒手透視組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。切口長(zhǎng)度以及術(shù)后7 d、術(shù)后1個(gè)月VAS評(píng)分兩組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 影像學(xué)結(jié)果 見(jiàn)表2～4。兩組術(shù)后椎體前緣高度比均較術(shù)前明顯改善，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后即刻與末次隨訪時(shí)椎體前緣高度比、固定節(jié)段矢狀曲度矯正度經(jīng)皮導(dǎo)板組均優(yōu)于徒手透視組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。螺釘首次置釘準(zhǔn)確數(shù)及矢狀面螺釘置入角經(jīng)皮導(dǎo)板組均優(yōu)于徒手透視組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。雙側(cè)螺釘矢狀面夾角、螺釘進(jìn)釘點(diǎn)水平位置差值、螺釘內(nèi)傾角差值經(jīng)皮導(dǎo)板組均小于徒手透視組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明經(jīng)皮導(dǎo)板組雙側(cè)螺釘有更好的一致性(見(jiàn)圖2 G)。

3 討論

3.1 經(jīng)皮微創(chuàng)椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療胸腰椎骨折現(xiàn)狀 目前越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)于無(wú)神經(jīng)癥狀的胸腰椎骨折主張手術(shù)治療，經(jīng)后路椎弓根內(nèi)固定是此類骨折經(jīng)典的手術(shù)方式。開(kāi)放的后路手術(shù)雖然可以對(duì)骨折椎體進(jìn)行有效的固定，促進(jìn)骨折愈合減少并發(fā)癥，但其手術(shù)方式創(chuàng)傷大、出血多，對(duì)周圍軟組織破壞較大，長(zhǎng)時(shí)間后可出現(xiàn)腰背肌無(wú)力、腰痛等癥狀[6-7]，這些并發(fā)癥的出現(xiàn)可能與開(kāi)放手術(shù)中多裂肌的廣泛剝離和長(zhǎng)時(shí)間牽拉擠壓而造成術(shù)后肌纖維瘢痕化及失神經(jīng)改變有關(guān)。因此，微創(chuàng)椎弓根螺釘系統(tǒng)技術(shù)在減少軟組織損傷、減輕術(shù)后疼痛方面具有明顯優(yōu)勢(shì),經(jīng)皮導(dǎo)板組患者術(shù)后7 d及1個(gè)月疼痛VAS評(píng)分均明顯低于術(shù)前。我們?cè)谖?chuàng)椎弓根螺釘基礎(chǔ)上結(jié)合傷椎的經(jīng)皮置釘，使椎體前緣高度恢復(fù)88%以上，符合目前胸腰椎骨折治療的金標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。 目前這一技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)開(kāi)放手術(shù)除了費(fèi)用更高以外，更多的缺點(diǎn)是手術(shù)時(shí)間的延長(zhǎng)以及術(shù)中醫(yī)患射線暴露加大，阻礙了這一技術(shù)的推廣。雖然隨著計(jì)算機(jī)導(dǎo)航設(shè)備的應(yīng)用，可以減少放射暴露，但操作過(guò)程較為復(fù)雜，學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)，且設(shè)備價(jià)格昂貴，基層醫(yī)院推廣困難[10]。在臨床工作中醫(yī)師更需要一種使用方便、準(zhǔn)確率高且減少或者沒(méi)有射線暴露的導(dǎo)航設(shè)備，因此，3D打印技術(shù)的逐步普及可以幫助醫(yī)師解決許多臨床問(wèn)題。

圖2 患者，男，37歲，高處墜落傷致L2椎體爆裂骨折，術(shù)中經(jīng)皮個(gè)體化導(dǎo)板輔助微創(chuàng)椎弓根置入 A.經(jīng)導(dǎo)板置入6枚穿刺針; B.導(dǎo)板拆除; C.安置椎弓根螺釘; D.術(shù)中切口情況；E、F.術(shù)后C臂機(jī)正、側(cè)位透視；G.術(shù)后CT，顯示螺釘位置良好，骨折復(fù)位好

表1 兩組患者臨床指標(biāo)比較±s)

表2 兩組患者手術(shù)前后影像學(xué)指標(biāo)比較±s)

與術(shù)前比較：*P<0.01

表3 兩組螺釘置入情況比較

表4 兩組同一椎體雙側(cè)螺釘一致性比較±s)

3.2 3D打印個(gè)體化經(jīng)皮導(dǎo)板的優(yōu)點(diǎn) 本研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)個(gè)體化的經(jīng)皮導(dǎo)板，通過(guò)3D打印技術(shù)制作成實(shí)物，應(yīng)用于臨床獲得了較好的效果。其優(yōu)點(diǎn)主要有：① 導(dǎo)板容易經(jīng)皮準(zhǔn)確放置。3D打印是快速制造技術(shù)的一種形式，本研究的思路是術(shù)前在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)最佳的椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)及方向，然后制作出有限暴露的定位導(dǎo)板輔助手術(shù)，設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是確定合理可靠的導(dǎo)板配準(zhǔn)點(diǎn)。本研究為患者設(shè)計(jì)的導(dǎo)板范圍為T10～L3節(jié)段，這些椎體后方具有明顯的乳突、副乳突、橫突等解剖結(jié)構(gòu)，且位置相對(duì)較淺，導(dǎo)板不僅可以經(jīng)皮放置，而且還可以做到有效的卡位配準(zhǔn)。在我們的實(shí)際操作中，術(shù)者術(shù)前了解患者個(gè)體的解剖結(jié)構(gòu)并參與導(dǎo)板設(shè)計(jì)，術(shù)中就可以有的放矢地顯露需要卡位解剖結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)板能有效貼敷于骨性標(biāo)志上。在本研究中經(jīng)皮導(dǎo)板組首次置釘準(zhǔn)確率為92.2%，明顯優(yōu)于徒手透視組(P<0.01)。另外，在本研究中，每個(gè)椎體的導(dǎo)板基座被分為左右側(cè)兩部分，這樣做的目的是為了便于導(dǎo)板的經(jīng)皮放置和取出，術(shù)者在術(shù)中適當(dāng)暴露椎體后方結(jié)構(gòu)后，通過(guò)放置特制拉鉤，導(dǎo)板就較容易單側(cè)經(jīng)皮旋轉(zhuǎn)安置，并且卡位在骨性結(jié)構(gòu)中，然后術(shù)者可以通過(guò)左右側(cè)導(dǎo)板設(shè)計(jì)的“凹凸”結(jié)構(gòu)將兩側(cè)連為一體，不僅增強(qiáng)其穩(wěn)定性，也便于控制螺釘?shù)膬?nèi)傾方向，同時(shí)這樣的設(shè)計(jì)也便于插入定位導(dǎo)針后導(dǎo)板的取出，節(jié)省手術(shù)時(shí)間。本研究中經(jīng)皮導(dǎo)板組的手術(shù)時(shí)間為(71.6±11.9)min，出血量為(63.8±15.5)ml，明顯優(yōu)于徒手透視組，說(shuō)明經(jīng)皮導(dǎo)板容易放置和取出，節(jié)約了手術(shù)時(shí)間、減少了出血。② 經(jīng)皮導(dǎo)板既可以連接為一整體提高其穩(wěn)定性，也可以在矢狀位上適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整，適合不同的體位。本研究中的導(dǎo)板是依照單個(gè)椎體獨(dú)立的后部結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的，雖然可以卡位在椎體的后部骨性結(jié)構(gòu)上，但因?yàn)槠渑錅?zhǔn)點(diǎn)接觸面有限，導(dǎo)板容易在矢狀位上晃動(dòng)；而且由于導(dǎo)板是依照術(shù)前仰臥位時(shí)CT數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的，術(shù)中體位的改變也會(huì)影響導(dǎo)板矢狀位的方向，因此我們?cè)O(shè)計(jì)通過(guò)具有一定彈性的克氏針將各導(dǎo)板連為一個(gè)整體，既增加了各導(dǎo)板的相對(duì)固定，又允許各導(dǎo)板在矢狀位方向做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本研究結(jié)果表明，經(jīng)皮導(dǎo)板組的矢狀面螺釘置入角為2.9°±1.6°，明顯優(yōu)于徒手透視組(P<0.01)，驗(yàn)證了導(dǎo)板的可行性。③ 導(dǎo)板的經(jīng)皮放置可以做到微創(chuàng)。本研究中導(dǎo)板的配準(zhǔn)點(diǎn)(與骨性結(jié)構(gòu)接觸的面積)控制在? 16 mm左右，與微創(chuàng)螺釘外套筒的直徑相當(dāng)，可以在不增大切口長(zhǎng)度的情況下放置導(dǎo)板減少軟組織的損傷，在本研究中經(jīng)皮導(dǎo)板組的切口長(zhǎng)度為(12.0±2.0)cm、術(shù)后7 d及1個(gè)月疼痛VAS評(píng)分分別為(5.5±0.7)分和(1.8±0.8)分，與徒手透視組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證明其在微創(chuàng)性方面與徒手透視組一樣。④ 導(dǎo)板可以保證螺釘排列一致和左右側(cè)對(duì)稱。在經(jīng)皮導(dǎo)板組中導(dǎo)板是依據(jù)醫(yī)師術(shù)前規(guī)劃而完成的，這樣就可保證螺釘進(jìn)釘點(diǎn)在同側(cè)排列一致，便于連接棒的放置；定位導(dǎo)板的術(shù)前規(guī)劃也保證了同一椎體雙側(cè)椎弓根螺釘左右側(cè)對(duì)稱，經(jīng)皮導(dǎo)板組的螺釘進(jìn)釘點(diǎn)水平位置差值、螺釘內(nèi)傾角差值較徒手透視組明顯減小(P<0.05)，提高了矢狀曲度Cobb角和椎體高度的恢復(fù)；經(jīng)皮導(dǎo)板組的椎體前緣高度比值和固定節(jié)段矢狀曲度矯正度數(shù)均較徒手透視組更具優(yōu)勢(shì)(P<0.05)。⑤ 經(jīng)皮導(dǎo)板減少醫(yī)患的放射暴露。目前微創(chuàng)螺釘應(yīng)用的最大障礙之一是術(shù)中需要多次透視，加大了醫(yī)患的放射暴露，本研究中經(jīng)皮導(dǎo)板組可以一次性較為準(zhǔn)確的置入6枚穿刺針并同時(shí)插入導(dǎo)針，既減少了手術(shù)時(shí)間也降低了透視次數(shù)。⑥ 具有較好的可推廣性。數(shù)字醫(yī)學(xué)可以實(shí)現(xiàn)手術(shù)的精準(zhǔn)操作，它也是現(xiàn)代外科手術(shù)的發(fā)展方向之一。本研究設(shè)計(jì)的導(dǎo)板看似構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，但對(duì)于逆向工程軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)用時(shí)并不長(zhǎng)，能夠滿足臨床手術(shù)要求，具有推廣性。本組患者從入院提取數(shù)據(jù)到導(dǎo)板打印可以在12 h內(nèi)完成。對(duì)于沒(méi)有3D打印機(jī)和導(dǎo)板設(shè)計(jì)能力的基層醫(yī)院也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，上傳原始數(shù)據(jù)，外包設(shè)計(jì)導(dǎo)板及3D實(shí)物打印，然后通過(guò)物流快遞送達(dá)。隨著3D打印的日益普及，目前導(dǎo)板的打印成本并不高，對(duì)患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)影響不大；而且應(yīng)用導(dǎo)板可以為手術(shù)醫(yī)師提供更多的技術(shù)保障，逐漸提高其技術(shù)，減少患者并發(fā)癥，使患者受益。

3.3 導(dǎo)板設(shè)計(jì)及術(shù)中使用注意事項(xiàng) 導(dǎo)板設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意：① 手術(shù)醫(yī)師應(yīng)該參與導(dǎo)板設(shè)計(jì)的過(guò)程：導(dǎo)板是為手術(shù)服務(wù)的，手術(shù)醫(yī)師只有術(shù)前了解患者的解剖結(jié)構(gòu)才能夠規(guī)劃適合的進(jìn)釘通道，確定導(dǎo)板的配準(zhǔn)點(diǎn)，提高導(dǎo)板的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。② 經(jīng)皮導(dǎo)板的配準(zhǔn)點(diǎn)個(gè)體化設(shè)計(jì)：導(dǎo)板與乳突、附突的接觸部分應(yīng)個(gè)體化設(shè)計(jì)，最好能卡在這兩者之間，以增加導(dǎo)板穩(wěn)定性，提高置釘準(zhǔn)確率。導(dǎo)板的骨性接觸部分邊緣也應(yīng)該鈍化處理，便于導(dǎo)板的經(jīng)皮旋轉(zhuǎn)放入。③ 經(jīng)皮導(dǎo)板左右側(cè)導(dǎo)向孔應(yīng)能分開(kāi)及組裝：因?yàn)樽倒葆斢袃?nèi)傾角度，獨(dú)立的左右側(cè)導(dǎo)向孔便于導(dǎo)板的經(jīng)皮放入和取出，組合在一起又能增加導(dǎo)板的穩(wěn)定性。④ 可將多個(gè)經(jīng)皮導(dǎo)板用克氏針組合提高準(zhǔn)確度：這樣既可以加大穩(wěn)定性，又可以適當(dāng)調(diào)整矢狀位角度。⑤ 導(dǎo)板基座上標(biāo)示椎體節(jié)段安置方向及左右側(cè)，便于術(shù)中區(qū)別。

術(shù)中使用應(yīng)注意：① 術(shù)前透視定位：明確椎弓根開(kāi)口的體表定位，可縮小切口長(zhǎng)度和減少創(chuàng)傷。② 術(shù)中鈍性剝離骨性結(jié)構(gòu)：可減少周圍組織的損傷，較多的電刀燒灼可使周圍組織液化，加大感染的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)皮導(dǎo)板組早期的1例患者術(shù)中為了更好地與導(dǎo)板骨性接觸，使用了較高功率的電刀，術(shù)后出現(xiàn)感染。③ 特制拉鉤輔助導(dǎo)板的插入：在本研究中我們使用了較窄的鈍頭拉鉤，這樣既便于導(dǎo)板的放入也可以減少周圍軟組織的損傷。④ 穿刺針的準(zhǔn)備：最好準(zhǔn)備6枚穿刺針，這樣可以一次性放入，減少透視次數(shù)。⑤ 透視的要求：術(shù)中至少需要穿刺針進(jìn)釘點(diǎn)正、側(cè)位透視并及時(shí)調(diào)整，若有必要在穿刺針達(dá)到椎體后壁時(shí)再行正位透視明確針尖是否超過(guò)椎弓根內(nèi)側(cè)壁。⑥ 病椎置釘：應(yīng)選直徑偏小及較短的螺釘，進(jìn)釘深度應(yīng)淺于上下臨近螺釘，便于復(fù)位。

綜上所述，經(jīng)皮導(dǎo)板輔助的椎弓根螺釘技術(shù)既吸取了數(shù)字骨科精準(zhǔn)手術(shù)的特點(diǎn)，又兼有微創(chuàng)技術(shù)，具有手術(shù)切口小、出血少、裝配簡(jiǎn)單、置釘準(zhǔn)確、放射暴露少、復(fù)位效果好等優(yōu)點(diǎn)，值得臨床推廣應(yīng)用。

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(接收日期：2017-04-23)

Percutaneous individual navigation template assisted minimally invasive pedicle screw fixation for the treatment of thoracolumbar fractures

WUChao，TANLun,LINXu,HUHai-gang

(DeptofOrthopaedics,theFourthPeople′sHospitalofZigong,Zigong,Sichuan643000,China)

Objective To evaluate the safety and efficacy of minimally invasive pedicle screw fixation by percutaneous individual navigation template for the treatment of the thoracolumbar fractures. Methods The patients with thoracolumbar fractures underwent minimally invasive pedicle screw fixation were divided into two groups: free hand pedicle screw placement technique by fluoroscopy assistant was used in 32 cases (free hand and fluoroscopy assistant group), and screw placement technique by percutaneous individual navigation template were used in 30 cases (percutaneous navigation template group). The blood loss, operation time, fluoroscopy times and total length of incision, VAS at 7 d and 30 d after operation were compared. The vertebral compression rate, the sagittal curvature of the fixed segment correction and the first success rate of pedicle screw placement were compared. The sagittal screw angle, angle between sagittal screw，difference of screw entry point at horizontal position，difference of screw on inclined angle on both sides were compared. Results The follow-up time of all the patients was 12～24 months. The blood loss，operation time and fluoroscopy times in percutaneous navigation template group were significantly better than those in free hand and fluoroscopy assistant group (P<0.01). The fanterior flange height ratio of postoperation was significantly better than preoperative rate in two groups (P<0.01). Percutaneous navigation template group′s fanterior flange height ratio and fixed segmental sagittal curvature correction degree in the immediate postoperative and the last follow-up,the first success rate of pedicle screw placement and sagittal screw angle were significantly better than those in free hand and fluoroscopy assistant group(P<0.01), bilateral sagittal angle of screw，difference of screw entry point at horizontal position and difference of screw on inclined angle on both sides in percutaneous navigation template group were significantly better than those in free hand and fluoroscopy assistant group (P<0.05). Conclusions The minimally invasive screw placement technique by percutaneous individual navigation template can simplify the operative procedures and largely reduce radiation exposure, which is characterized by shorter operating time, higher positioning accuracy and better fracture reduction. It is worthy of clinical application.

spinal fractures; fracture fixation, internal; surgical procedures， minimally invasive；3D printing technique

10.3969/j.issn.1008-0287.2017.03.002

四川省重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2016JY0108)；四川省醫(yī)學(xué)會(huì)科研課題(編號(hào)：2015GK016)；自貢市重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2013S01)

自貢市第四人民醫(yī)院骨科，四川 自貢 643000

吳 超，男，碩士，副主任醫(yī)師，主要從事脊柱外科研究，E-mail：flightiness@163.com; 譚 倫，男，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，通訊作者，主要從事脊柱外科研究，E-mail：1098726536@qq.com

R 683.2；R 687.32

A

1008-0287(2017)03-0262-07