曹德軍，梁剛，魯鵬，羅建，李躍輝

(四川省資陽市第一人民醫(yī)院骨科，四川 資陽 641300)

0 引言

胸腰椎骨折在脊柱骨折中最為常見，不同脊柱外科醫(yī)生對其治療方式有著不同的見解[1]。自1959年有學(xué)者[2]采用椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)應(yīng)用于胸腰椎骨折、腰椎滑脫及退行性改變等各種疾患，現(xiàn)在該方法目前已成為脊柱外科后路最常用的內(nèi)固定方法，短節(jié)段椎弓根螺釘通過相鄰兩個椎體、撐開、加壓，為脊柱提供三維矯正和堅強(qiáng)的內(nèi)固定，恢復(fù)脊柱的正常排列，同時最大程度地保留了脊柱的活動節(jié)段，同時具有生物力學(xué)性能優(yōu)良，固定牢靠和穩(wěn)定性好等優(yōu)點[3]。由于椎弓根局部解剖變異性、神經(jīng)血管分布復(fù)雜性、骨性標(biāo)志的變異和缺失如一些脊柱畸形、老年、骨折病人，研究表明傳統(tǒng)徒手置入螺釘不良率仍然較高，椎弓根釘發(fā)生偏差很有可能造成嚴(yán)重的并發(fā)癥，比如內(nèi)臟、大血管、脊髓及神經(jīng)根損傷、硬膜撕裂及腦脊液漏、感染等，此外由于椎弓根螺釘位置不良，造成椎弓根解剖結(jié)構(gòu)破壞，降低其固定強(qiáng)度及力學(xué)穩(wěn)定性可能最終導(dǎo)致螺釘移位、松動甚至斷裂。隨著科技的發(fā)展及脊柱精準(zhǔn)化的要求，導(dǎo)航技術(shù)廣泛應(yīng)用于脊柱外科。本研究比較計算機(jī)導(dǎo)航與徒手置釘方法在胸腰段脊柱骨折中的臨床效果。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

病例納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡18～55歲，無嚴(yán)重心、肺等基礎(chǔ)疾?。?2)有明確脊柱外傷史，受傷至手術(shù)時間＜7d；(3)影像學(xué)證實胸腰椎單節(jié)段骨折；(4)無神經(jīng)損害表現(xiàn)；(5)TLICS評分＞4分，2013年12月至2016年6月收治我院骨科80例胸腰椎單節(jié)段骨折病人，一組為導(dǎo)航下置入椎弓螺釘(導(dǎo)航組)40例，另一組采取根據(jù)術(shù)中X片定位與傳統(tǒng)解剖標(biāo)志法[1]置入椎弓根螺釘(徒手置釘組)40例，所有患者術(shù)前均常規(guī)行X片、CT、MRI、術(shù)后CT檢查，兩組均由同一位資深脊柱外科醫(yī)生完成。

1.2 手術(shù)入路與儀器設(shè)備

手術(shù)入路：兩組患者均采用以傷椎為中心的后正中切口的椎肌間隙入路[1]，徒手置釘組選擇人字嵴頂點[4]為進(jìn)針點，為導(dǎo)航組根據(jù)用Siemens公司的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)(圖1、2)，包括空間定位裝置、影像工作站、示蹤器和手術(shù)操作導(dǎo)引器進(jìn)行，內(nèi)固定均選擇天津正天公司。

1.3 觀察指標(biāo)

術(shù)后對兩組患者置釘時間、根據(jù)術(shù)后CT檢查結(jié)果將螺釘位置分為優(yōu)、良、差3個級別，優(yōu)：螺釘未突破椎弓根皮質(zhì)；良：螺釘突破椎弓根皮質(zhì)且椎弓根皮質(zhì)膨脹≤2mm；差：螺釘突破椎弓根皮質(zhì)＞2mm(圖3)，置釘優(yōu)良率=(優(yōu)+良)/總置釘數(shù)、神經(jīng)血管損傷、椎體高度恢復(fù)方面情況進(jìn)行比較

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

本文應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計檢驗方法采用組間t檢驗驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組手術(shù)置釘時間、置釘優(yōu)良率比較

導(dǎo)航組置釘時間7.0±1.2min，徒手置釘時間9.0±1.0min，導(dǎo)航組手術(shù)置釘時間少于徒手置釘，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。兩組共置入椎弓根螺釘480枚，導(dǎo)航組和徒手置釘組各240枚，術(shù)后CT椎弓根掃描發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)航組優(yōu)良置釘230枚，優(yōu)良發(fā)生率95.8%(230/240)；徒手組優(yōu)良置釘205枚，優(yōu)良置釘發(fā)生率85.4%(35/240)；兩組置釘優(yōu)良發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，兩組均未出現(xiàn)椎弓根螺釘失誤引起的血管神經(jīng)并發(fā)癥。見表1。

表1 兩組置釘時間、置釘優(yōu)良率比較

2.2 兩組椎體相對高度比較

手術(shù)前后兩組間椎體相對高度比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見表2。

表1 兩組椎體相對高度比較(±s)%

表1 兩組椎體相對高度比較(±s)%

注：b與徒手置釘組比較P＞0.05。

分組 例數(shù) 術(shù)前 術(shù)后導(dǎo)航組 4061.45±10.77b 95.64±3.34b徒手組 4062.14±11.0995.58±4.85

術(shù)前、術(shù)后X線片

圖1 術(shù)中三維導(dǎo)航下椎弓根路徑和術(shù)后CT復(fù)查

圖2 術(shù)前、術(shù)后X片

圖3 高危置釘情況

3 討論

胸腰椎骨折是脊柱骨折最為常見，約占60%左右，其致傷因素多為高處墜落、交通傷等高能損傷，易導(dǎo)致脊髓神經(jīng)損傷、脊柱畸形、截癱等嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。因脊柱解剖結(jié)構(gòu)和損傷機(jī)制的復(fù)雜性，目前尚無公認(rèn)、統(tǒng)一的分類方法，Boehler 和Watson-Jones[5]根據(jù)不同損傷機(jī)制首次提出胸腰椎骨折的分類方法和后方韌帶復(fù)合體( posterior ligament complex，PLC )概念。學(xué)者Nicoll和Holdsworth 進(jìn)一步定義穩(wěn)定、首次提出了“雙柱”和“爆裂性骨折”概念，認(rèn)為脊柱的穩(wěn)定性取決于椎體、椎間盤、椎間小關(guān)節(jié)、棘間、棘上韌帶，將其分為前壓縮骨折、骨折脫位、爆裂性骨折。Denis和Ferguson 提出三柱理論及其分類，認(rèn)為中、后柱的完整性代表了脊柱的穩(wěn)定性，但無法量化了損傷的嚴(yán)重程度及忽視了周圍軟組織及神經(jīng)損傷。Magerl 等根據(jù)受傷機(jī)制和二柱理論的基礎(chǔ)上提出一種比較廣泛AO分類，未考慮軟組織及神經(jīng)損傷情況，無法評估神經(jīng)及軟組織損傷程度及治療方案的選擇。2005年美國的脊柱創(chuàng)傷組提出TLICS分類，充分將患者的影像學(xué)檢查、PLC 的損傷程度度、神經(jīng)功能損傷情況結(jié)合起來進(jìn)行評分，并明確提出治療方案，總分≤3分者建議行非手術(shù)治療，4分者可考慮手術(shù)或保守，＞5 分者建議手術(shù)治療。

胸腰椎骨折手術(shù)治療包括前路、后路、前后路聯(lián)合手術(shù)，前路固定方式對于脊髓前方減壓徹底，但并發(fā)癥多、創(chuàng)傷大、出血多，容易損傷神經(jīng)、椎體復(fù)位困難，無法解決硬膜囊撕裂、馬尾神經(jīng)卡壓、后方不穩(wěn)定等情況[6]。臨床上多采用對于采用經(jīng)傷椎置釘椎弓根螺釘固定，經(jīng)過許多的學(xué)者改進(jìn)和發(fā)展，研究表明椎弓根螺釘在治療胸腰椎骨折可以有效做到骨折撐開復(fù)位，提供堅強(qiáng)三柱內(nèi)固定、恢復(fù)脊柱正常的排列，恢復(fù)傷椎高度和外形，已儼然成為胸腰椎骨折后路內(nèi)固定的金標(biāo)準(zhǔn)。但由于胸腰椎結(jié)構(gòu)復(fù)雜及周圍有重要臟器、血管、神經(jīng)，要求植入的螺釘必須準(zhǔn)確，目前傳統(tǒng)大多依靠對胸腰椎解剖標(biāo)志辨認(rèn)法和X線輔助定位來進(jìn)行胸腰椎椎弓根釘植入，這經(jīng)常需要反復(fù)透視X片、臨床醫(yī)師的經(jīng)驗及手感，來選擇標(biāo)志點和外展、頭傾角度。當(dāng)果病人生理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，如脊柱畸形、椎弓根骨折移位、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)骨折、骨質(zhì)增生以及神經(jīng)血管變異等，同時X線透視只能獲取單平面視圖，使手術(shù)不具可直視性，因此容易造成置釘失誤出現(xiàn)的嚴(yán)重并發(fā)癥。傳統(tǒng)方法有10-30%椎弓根螺釘不同程度穿破椎弓根壁，可導(dǎo)致新的癥狀、內(nèi)臟、脊髓、神經(jīng)根、血管損傷、硬脊膜破裂、感染等可能，進(jìn)而破壞椎弓根結(jié)構(gòu)導(dǎo)致力學(xué)穩(wěn)定性下降，最終導(dǎo)致螺釘松動。有的學(xué)者提出不同手術(shù)方法和置釘角度，從而簡化手術(shù)和提高其準(zhǔn)確性，降低手術(shù)技術(shù)門檻，達(dá)到“傻瓜式”的流程，但都無法進(jìn)行達(dá)到理想結(jié)果且無法“可視化”，特別是當(dāng)胸腰椎椎間骨質(zhì)增生及解剖標(biāo)志變異，對于經(jīng)驗較少的年輕醫(yī)生來說，學(xué)習(xí)曲線長，椎弓根螺釘置釘失誤率更高。國內(nèi)外學(xué)者[5-6]對采用傳統(tǒng)技術(shù)置入椎弓根胸腰椎骨折患者，術(shù)后CT掃描評估螺釘?shù)臏?zhǔn)確性，仍約10%的螺釘存在不良，不同程度突破椎弓根皮質(zhì)，存在潛在并發(fā)癥可能。成本強(qiáng)等[7]回顧采用傳統(tǒng)置釘方法治療的180例患者，通過術(shù)中X片和術(shù)后CT檢查發(fā)現(xiàn)螺釘位置不良共有21例。王路等[8]通過對不同脊柱節(jié)段胸腰椎椎弓根研究，發(fā)現(xiàn)不同節(jié)段的胸腰椎置釘?shù)狞c及進(jìn)針方向差異較大，這就要求反復(fù)地進(jìn)行X線照射來保證椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確性，C型臂透視為只能獲取單平面二維圖像，無法達(dá)到置釘?shù)目梢暬g(shù)后復(fù)查CT時螺釘穿透椎弓根皮質(zhì)或椎體皮質(zhì)的情況時有發(fā)生，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果，不能滿足脊柱手術(shù)精確定位、微創(chuàng)化發(fā)展的需要。因此不少學(xué)者一直在尋找更先進(jìn)的方法降低操作難度、降低學(xué)習(xí)曲線和手術(shù)風(fēng)險。

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展，通過計算機(jī)、CT機(jī)、術(shù)中紅外線位置追蹤技術(shù)相結(jié)合方式虛擬手術(shù)環(huán)境，術(shù)者可按需要通過導(dǎo)航在可視化的狀態(tài)下建立螺釘最佳植入路線，因具有紅外線跟蹤功能，可實時顯示手術(shù)器械的位置，避免置釘失誤可能。袁強(qiáng)等[9]在三維計算機(jī)導(dǎo)航下對27例不同脊柱疾患者共置入骨水泥增強(qiáng)螺釘149枚，均沒有椎弓根皮質(zhì)破裂、椎弓根周圍骨水泥滲漏、 內(nèi)固定物松動、移位，準(zhǔn)確度高達(dá)100%。王澤等[10]回顧性研究顯示術(shù)后CT顯示術(shù)中三維導(dǎo)航系統(tǒng)對椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確度和安全率分別達(dá)到94%和100%，認(rèn)為三維導(dǎo)航系統(tǒng)與傳統(tǒng)手術(shù)方法相比，術(shù)中三維導(dǎo)航能夠提高胸、腰椎椎弓根螺釘置釘?shù)臏?zhǔn)確性和安全性，減少螺釘?shù)恼`置。孟麗娟等[11]研究表明在三維導(dǎo)航可以有效縮短椎弓根螺釘置入時間，提高置入優(yōu)良率等，并減少各種并發(fā)癥的出現(xiàn)。都江勝等[12]應(yīng)用導(dǎo)航系統(tǒng)治療腰椎爆裂骨折中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航組出血量低于傳統(tǒng)組，螺釘位置優(yōu)良率明顯高于傳統(tǒng)組，認(rèn)為導(dǎo)航系統(tǒng)使腰椎爆裂骨折椎弓根螺釘固定手術(shù)更簡便、精確和安全，減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。脊柱畸形患者的椎弓根位置往往存在解剖結(jié)構(gòu)變異，給手術(shù)準(zhǔn)確置釘帶來困難，常造成位置不佳。王濤等[13]利用三維導(dǎo)航技術(shù)在25例脊柱畸形患者共置入椎弓根螺釘326枚，準(zhǔn)確性高達(dá)92%，能夠顯著提供嚴(yán)重脊柱畸形的置釘準(zhǔn)確性高，降低了患者術(shù)中脊髓、神經(jīng)、內(nèi)臟損傷的風(fēng)險。劉偉等[14]學(xué)者對18例兒童先天性半椎體脊柱側(cè)后凸畸形進(jìn)行術(shù)中在實時三維影像脊柱導(dǎo)航引導(dǎo)下經(jīng)后路置入椎弓根螺釘并切除半椎體后進(jìn)行矯形，術(shù)后CT證實124枚椎弓根置釘準(zhǔn)確率達(dá)97.6%，無神經(jīng)損傷、無螺釘誤置而引起的并發(fā)癥。陳曉明等[15]共植入椎弓根螺釘408枚，準(zhǔn)確率達(dá)92%，無內(nèi)固定物移位、斷裂等并發(fā)癥以及神經(jīng)血管損傷發(fā)生，認(rèn)為三維CT導(dǎo)航技術(shù)能為脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)提供立體實時解剖信息，使置釘更加準(zhǔn)確安全，明顯提高矯形效果。

計算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備組成硬件包括專業(yè)圖像工作站、校準(zhǔn)靶、裝配C臂球管、參考架、紅外光位置偵測儀。原理選擇手術(shù)部位解剖結(jié)構(gòu)裝上參考架，并以其為基準(zhǔn)，再使用安裝了裝配C臂球管對手術(shù)部分進(jìn)行掃描，得到的圖象傳輸?shù)綄?dǎo)航系統(tǒng)，利用紅外線監(jiān)測患者解剖結(jié)構(gòu)與C型臂之間的相對位置，建立術(shù)中影像與手術(shù)器械相對空間位置，將術(shù)中解剖結(jié)構(gòu)與影像一一精準(zhǔn)對應(yīng)。并且術(shù)中實時動態(tài)跟蹤、監(jiān)控手術(shù)器械位置鉆孔的方向、角度、深度達(dá)到可視化的置釘過程，避免損傷神經(jīng)、脊髓嚴(yán)重并發(fā)癥?？傊?，計算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)可以三維直觀動態(tài)地觀察椎弓根釘進(jìn)釘路線，減少解剖異常對其干擾，可以顯著提高椎弓根螺釘植入的精準(zhǔn)度和手術(shù)的安全性，同時導(dǎo)航系統(tǒng)接受紅外線信號，有效減少患者和醫(yī)生所接受的X線輻射，在胸腰椎骨折治療中有很強(qiáng)的臨床應(yīng)用價值。