李身泰 李明 馬維

腰椎退行性疾患數(shù)量逐年增加。其中，腰椎結(jié)構(gòu)退變嚴(yán)重的患者需要手術(shù)治療，以增加病變節(jié)段的穩(wěn)定性。后路椎管減壓椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)是治療腰椎疾患的常用方式之一。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，椎弓根釘?shù)奈恢貌划?dāng)?shù)葐?wèn)題時(shí)有發(fā)生。文獻(xiàn)報(bào)道椎弓根釘位置不當(dāng)?shù)陌l(fā)生率約15.7%[1,2]。其中部分病人出現(xiàn)了腰椎不穩(wěn)、神經(jīng)損傷、斷釘斷桿,螺釘松動(dòng)等嚴(yán)重并發(fā)癥。約2%～12%的螺釘松動(dòng)病例需要進(jìn)行二次手術(shù)返修[3]。產(chǎn)生這些失敗病例原因有兩方面：(1)雖然已有學(xué)者對(duì)人體尸體腰椎參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量研究[4]，也有文獻(xiàn)報(bào)道了螺旋CT應(yīng)用于腰椎椎體的CT值方面的研究[5]。但是，正常國(guó)人人體腰椎的解剖參數(shù)卻沒(méi)有詳細(xì)的記錄和總結(jié)。(2)內(nèi)固定物多為參照西方人體數(shù)據(jù)所設(shè)計(jì)，而不同人種之間的椎體的形態(tài)存在差異[6]。針對(duì)這些原因，精確測(cè)量腰椎椎弓根螺釘?shù)尼數(shù)绤?shù)將會(huì)明顯降低誤置螺釘?shù)陌l(fā)生率。本試驗(yàn)通過(guò)螺旋CT掃描并測(cè)量正常人體腰椎的椎弓根螺釘?shù)尼數(shù)绤?shù)，了解腰椎椎弓根所能容納的螺的釘直徑及長(zhǎng)度，規(guī)劃正確的進(jìn)針通道，為進(jìn)行腰椎后路手術(shù)和制造適合國(guó)人的內(nèi)固定物提供數(shù)據(jù)參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機(jī)選取自愿參加本試驗(yàn)的正常人群志愿者，符合入選標(biāo)準(zhǔn)者58例，男30例，女28例；年齡23～48歲，平均年齡(35±0.69)歲；身高1.56～1.80 m，平均身高(1.68±0.07)m。試驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)人員中途退出。本試驗(yàn)通過(guò)河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院科研倫理審查，所有的志愿者理解并同意本研究的設(shè)計(jì)，并簽署知情同意書。

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn) BMI正常，腰椎無(wú)腫瘤、損傷、退變、感染或手術(shù)等問(wèn)題，無(wú)發(fā)育不良、畸形等先天性疾病，無(wú)疼痛不適等癥狀的志愿者。

1.3 方法 志愿者取俯臥位，模擬腰椎后路手術(shù)的體位，應(yīng)用GE Light Speed 16排CT對(duì)志愿者的腰椎椎體進(jìn)行掃描。常規(guī)進(jìn)行椎體定位，確定掃描參數(shù)[6,7]為：電壓140 kV，電流250 mAs，掃描野Head(25 cm)，準(zhǔn)直16 cm×0.625 mm，螺距(pitch)0.526∶1，層厚0.625 mm，自志愿者L1椎體開(kāi)始，連續(xù)掃描至L5椎體。用計(jì)算機(jī)軟件GE Healthcare選擇和處理掃描后的圖像，再使用華海Medviewer 3.0軟件精確選擇椎弓根釘?shù)蓝ㄎ粚用婧屯ǖ?，測(cè)量每個(gè)腰椎的椎弓根軸線與垂直線成角、椎弓根軸線與棘突軸線的成角,椎弓根寬度以及椎弓根釘入點(diǎn)至椎體前緣距離。重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為測(cè)量值。行全腰椎CT檢查記錄信息同時(shí)記錄相應(yīng)的性別及年齡。見(jiàn)圖1～3。

圖1 CT三維定位椎弓根釘入釘點(diǎn)及釘?shù)缊D2 A角:椎弓根軸線與垂直線成角圖3 B角:椎弓根軸線與棘突軸線的成

1.4 觀察指標(biāo) A角、B角決定了椎弓根釘植入的垂直和水平方向；椎弓根寬度決定椎弓根釘?shù)闹睆?，入釘點(diǎn)至椎體前緣距離指導(dǎo)選取椎弓根釘?shù)拈L(zhǎng)度[8]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件，從L1～L5測(cè)量值的比較應(yīng)用F檢驗(yàn),同一椎體左右側(cè)測(cè)量值的比較應(yīng)用的t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 椎弓根軸線與垂直線成角的角度 從L1～L5 A角越來(lái)越大，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但L1、L2兩個(gè)節(jié)段的椎弓根軸線與垂直線成角差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.051,P=0.959>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 椎弓根軸線與垂直線成角的角度

2.2 椎弓根軸線與棘突軸線成角的角度 從L1到L5 B角逐漸增大，存在組間差異(P<0.05)，而同一椎體左右兩側(cè)椎弓根軸線與棘突軸線的成角差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 椎弓根軸線與棘突軸線成角的角度

2.3 左右椎弓根寬度 從L1到L5椎弓根寬度逐漸增大,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而同一椎體左右椎弓根的寬度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表3。

表3 左右椎弓根寬度

2.4 入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離 從L1到L4入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離差異不大，到L5后減小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同一椎體的左右側(cè)入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離基本一致(P>0.05)。見(jiàn)表4。

表4 入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離

3 討論

腰椎退行性病變以及腰椎壓縮性骨折是腰椎疾患的常見(jiàn)類型。當(dāng)病變達(dá)到或超過(guò)一定程度時(shí)，腰椎便會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變，當(dāng)改變累及到脊髓或神經(jīng)根所在的位置時(shí)，就會(huì)因壓迫相應(yīng)的結(jié)構(gòu)而引發(fā)相應(yīng)的臨床癥狀。此時(shí)，臨床醫(yī)師常采用后路減壓內(nèi)固定來(lái)對(duì)受壓迫組織進(jìn)行減壓和恢復(fù)患者腰椎的正常序列和穩(wěn)定性。

腰椎后路椎弓根螺釘技術(shù)是將椎弓根螺釘通過(guò)椎弓根通道置入到椎體內(nèi)以加固脊柱穩(wěn)定性的一種內(nèi)固定技術(shù)，該技術(shù)可以同時(shí)固定椎體的前中后三柱。其在生物力學(xué)強(qiáng)度、三維穩(wěn)定性等方面均優(yōu)于其他脊柱內(nèi)固定方式,已成為治療腰椎疾病的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式[9]。應(yīng)用椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)確定椎弓根釘入釘點(diǎn)和釘?shù)罃?shù)據(jù)和選用相應(yīng)合適尺寸的螺釘。隨著術(shù)中影像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、導(dǎo)航等影像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，椎弓根螺釘技術(shù)的置入的準(zhǔn)確性和安全性的得到了極大的提高。但是這些影像技術(shù)，都不能有效的顯示水平面軸位的置釘偏差[10,11]。而3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)在于CT掃描的精度和后期軟件處理造模的水平， 其構(gòu)建的導(dǎo)板等輔助工具，由于上述原因和術(shù)中對(duì)解剖結(jié)構(gòu)顯露的原因，往往與實(shí)際情況有一定的的差別[12,13]。因此，術(shù)者仍依賴于定位針透視定位及術(shù)中的多次的釘?shù)捞讲閬?lái)進(jìn)行置釘。我們的研究就著眼于軸向位置的角度測(cè)量，得出了軸向外展角度的變化趨勢(shì)。為精準(zhǔn)置釘，減少并發(fā)癥提供依據(jù)。螺釘?shù)闹睆绞菦Q定內(nèi)固定強(qiáng)度的另外一個(gè)重要因素，臨床手術(shù)中，在置入椎弓根螺釘之前常常需要探查釘?shù)?，但無(wú)論是定位針還是金屬探針都比較細(xì)，椎弓根的空間有足夠的包容性供其走行，但椎弓根釘要遠(yuǎn)遠(yuǎn)粗于定位針和金屬探針，這時(shí)便無(wú)法確定椎弓根是否具有足夠的空間。臨床上還經(jīng)常遇到經(jīng)開(kāi)路錐擴(kuò)孔、探針探測(cè)預(yù)制釘?shù)赖纳舷聝?nèi)外四壁均完整后，按預(yù)制釘?shù)乐踩胱倒?，仍有椎弓根螺釘?shù)牟糠致菁y刺破椎弓根皮質(zhì)，裸露于椎弓根外部，或刺激神經(jīng)根，或降低內(nèi)固定的強(qiáng)度。文獻(xiàn)報(bào)道：如果螺釘螺紋突破釘?shù)纻?cè)壁，其抗拔出的強(qiáng)度會(huì)降低23.4%，埋下了斷釘、斷桿等內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥的隱患[14]。文獻(xiàn)報(bào)道，螺釘直徑達(dá)到了椎弓根直徑的80%時(shí)，具有擁有更好的把持力和抗拔力，直徑越大，螺釘?shù)目拱纬瞿芰υ綇?qiáng)[15]。然而，過(guò)度追求牢固而采用過(guò)粗的螺釘，往往會(huì)突破椎弓根皮質(zhì)，增加了置釘?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)[16,17]。椎弓根螺釘突出椎弓根之外的現(xiàn)象并非罕見(jiàn)，Dayani等[2]報(bào)道的椎弓根釘位置不當(dāng)發(fā)生率高達(dá)15.7%。但令人意外的是，臨床上神經(jīng)根和血管損傷的病例卻并不常見(jiàn)，這是因?yàn)樯窠?jīng)根和血管有部分活動(dòng)性，如果椎弓根螺釘侵入椎管的程度在<2 mm，由于神經(jīng)根和血管的躲避，并不會(huì)引起相應(yīng)癥狀。這些無(wú)癥狀的病例，臨床醫(yī)師低估了置釘所需要的高度精準(zhǔn)性。脊柱手術(shù)中，術(shù)者需要了解腰椎各個(gè)結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)選擇螺釘?shù)拇笮?、長(zhǎng)短、采取合適的入釘方向，從而減少內(nèi)固定并發(fā)癥有重要意義[18]。

椎弓根螺釘?shù)闹冕敺椒ㄓ泻芏啵Ｒ?jiàn)的有Roy-Camille法、Margerl法、Krag法、AO定位法、Weinstein法等等。臨床上常采用人字嵴作為椎弓根釘內(nèi)固定術(shù)的進(jìn)釘點(diǎn)[19]。Roy-Camille法與Margerl法在椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘方向上存在差異，前者是幾乎為0°的水平進(jìn)針，而后者選擇置釘方向相對(duì)于矢狀面頭傾約15°夾角。由于椎弓根為圓柱狀結(jié)構(gòu)，選擇不同的進(jìn)釘點(diǎn)時(shí),需要相應(yīng)的調(diào)整進(jìn)釘?shù)慕嵌纫员ＷC椎弓根螺釘安全行走于椎弓根內(nèi)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外脊柱手術(shù)資料，不同的術(shù)者采用不同的進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘方向。事實(shí)上,臨床工作中，并不存在適用于所有椎弓根的萬(wàn)能進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘方向。因此，術(shù)前影像學(xué)資料的應(yīng)用便顯得尤為重要，不僅可以為螺釘型號(hào)的選擇進(jìn)行術(shù)前指導(dǎo)，也可以為椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)提供一個(gè)范圍的參考。

腰椎局部結(jié)構(gòu)立體而不規(guī)則，我們常使用冠狀面、矢狀面和橫斷面來(lái)分析影像資料，但腰椎的局部結(jié)構(gòu)與其均不平行，因此，為了能更好的做好腰椎手術(shù)的術(shù)前指導(dǎo)，選擇一種合適的影像學(xué)方法便顯得尤為重要的。X線是臨床上常用的影像學(xué)檢查，其操作簡(jiǎn)單，成像快速，價(jià)格低廉，圖像直觀，整體性強(qiáng)，但測(cè)量時(shí)需根據(jù)其匹配刻度計(jì)算，因?yàn)槭钦w成像，不能三維觀察，最大的問(wèn)題是成像重疊，比如進(jìn)行腰椎X線檢查時(shí)如果腸道積氣過(guò)多，那么圖像就會(huì)受到很大干擾。所以X線雖然在腰椎手術(shù)的術(shù)前指導(dǎo)上有一定作用，但仍存在很大欠缺。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在臨床應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)可以將空間立體導(dǎo)航技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理及可視化技術(shù)相結(jié)合，能簡(jiǎn)化手術(shù)操作，縮短手術(shù)時(shí)間，減少手術(shù)創(chuàng)傷，是臨床上精準(zhǔn)醫(yī)療的得力助手。但是導(dǎo)航需要操作者在非醫(yī)學(xué)方面從基礎(chǔ)學(xué)起，學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)，而且其價(jià)格昂貴，在基層醫(yī)院難以實(shí)現(xiàn)，因此推廣還需要時(shí)間[20,21]。CT掃描腰椎不同平面的數(shù)據(jù)，為臨床治療及決定手術(shù)術(shù)式提供更多更可靠的依據(jù)[22,23]，其三維重建技術(shù)亦能夠解決二維圖像不能處理的腰椎立體結(jié)構(gòu)的模擬及不規(guī)則部位的測(cè)量[24]，在試驗(yàn)中，我們利用三維定位系統(tǒng)，找出三維空間上的真實(shí)釘?shù)缆窂?圖1)，對(duì)真正的椎弓根的參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量，這些方法可被廣泛地應(yīng)用于腰椎椎弓根螺釘?shù)男g(shù)前評(píng)估及術(shù)后評(píng)價(jià)[25,26]。

本試驗(yàn)通過(guò)CT掃描測(cè)量得到：從L1～L5方向，椎弓根螺釘入釘方向與垂直線成角角度逐漸增大，L1、L2約成80°進(jìn)針，L3、L4、L5分別向頭側(cè)依次比上一椎體增加約4°、4°、8°。L1、L2水平椎弓根螺釘進(jìn)針的外展角約為21°，L3、L4需增加約4°，而L5則需進(jìn)一步增加外展約9°。此數(shù)值較臨床經(jīng)驗(yàn)有所偏大，是因?yàn)榕R床上椎弓根釘走形方向與椎體前緣的交點(diǎn)并非本試驗(yàn)中的椎體前緣中點(diǎn)，而是偏兩側(cè)，這樣就遵循了“寧外勿內(nèi)”的原則，可以降低椎弓根內(nèi)側(cè)壁損傷的幾率。同時(shí)，以往經(jīng)驗(yàn)的角度都是在X線透視基礎(chǔ)上，通過(guò)估計(jì)得到的，具有一定的偏差。而本試驗(yàn)中的測(cè)量方法，則為應(yīng)用更長(zhǎng)的螺釘提高了依據(jù)。并且本試驗(yàn)顯示，L1的椎弓根寬度最小，約8.0 mm，L5的最大，甚至接近15.0 mm，L5椎弓根寬度可達(dá)到L1的1.8倍，可輕松容入臨床常用的6.0～6.5 mm直徑螺釘，因此臨床上，對(duì)于椎弓根螺釘直徑的選擇，我們有更大的空間。而對(duì)入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離的測(cè)量中，L5最短，L4最長(zhǎng)，(5.20±0.423)cm到(5.61±0.340)cm的結(jié)果也表明，臨床上常用的長(zhǎng)度40～45 mm螺釘可完全安全的走行于骨質(zhì)內(nèi)，為采取長(zhǎng)螺釘獲得更加穩(wěn)定固定提供了理論依據(jù)。綜上所述，臨床上，我們有足夠的空間來(lái)應(yīng)用更粗更長(zhǎng)的椎弓根螺釘來(lái)達(dá)到一個(gè)更加穩(wěn)定和牢固的固定，以減少椎弓根釘退釘、松動(dòng)、斷釘?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)內(nèi)外經(jīng)CT測(cè)量的研究大多針對(duì)頸椎[27,28]或單個(gè)椎體及單一解剖結(jié)構(gòu)[29]，而腰椎研究則相對(duì)較少，且缺少全面測(cè)量。也有學(xué)者測(cè)量研究了人體尸體腰椎的各個(gè)參數(shù)[4]，但尸體存在磨損等問(wèn)題，而且文獻(xiàn)顯示，尸體腰椎的來(lái)源年齡偏高，難免出現(xiàn)退變等異常，無(wú)形中增大的數(shù)據(jù)的方差。在CT出現(xiàn)之前，正常人體腰椎解剖參數(shù)的獲得是非常局限的，因此沒(méi)有一個(gè)明確的、完整的數(shù)據(jù)。本試驗(yàn)通過(guò)目前比較先進(jìn)的螺旋CT，對(duì)一定量符合入選標(biāo)準(zhǔn)的志愿者系統(tǒng)的測(cè)量了腰椎的各個(gè)參數(shù),。

本試驗(yàn)仍存在一定的局限性：(1)樣本量有待提高；(2)我們測(cè)量的是健康人的正常腰椎參數(shù)，并未涉及退變、損傷等腰椎的測(cè)量，未來(lái)仍需研究大量非正常和(或)有癥狀的志愿者，以完善該數(shù)據(jù)庫(kù)。該試驗(yàn)數(shù)據(jù)在理論上為臨床手術(shù)和生產(chǎn)適合國(guó)人解剖特點(diǎn)的內(nèi)固定物提供了更多選擇，但經(jīng)過(guò)該試驗(yàn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)的手術(shù)是否能夠有效降低并發(fā)癥的發(fā)生率，能否明顯縮短手術(shù)時(shí)間，能否確切減少術(shù)中出血，還需要臨床進(jìn)一步驗(yàn)證。本試驗(yàn)提示腰椎可容納較臨床常用的椎弓根螺釘更粗更長(zhǎng)的型號(hào)，但螺釘直徑與椎弓根寬度、螺釘長(zhǎng)度與入釘點(diǎn)至椎體前緣的距離采取何種比例，才能在取得最大把持力的同時(shí)，不損傷骨皮質(zhì)或避免其他手術(shù)并發(fā)癥，仍需進(jìn)一步研究。