李 碩,石運(yùn)力,朱 江,王 磊

腰椎骨折是臨床常見(jiàn)的脊柱骨折,以暴力撞擊、老年骨質(zhì)疏松為主要致傷因素。隨著社會(huì)人口老齡化和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,腰椎骨折的發(fā)生率已呈逐年升高趨勢(shì),對(duì)人民身心健康造成嚴(yán)重威脅,故而提高腰椎骨折的治療效果具有重要意義。椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)具有穩(wěn)定性高、固定節(jié)段少且對(duì)脊椎活動(dòng)影響小的優(yōu)勢(shì),目前已成為腰椎骨折的主要治療手段[1-2]。傳統(tǒng)的椎弓根螺釘置入主要依賴于解剖學(xué)標(biāo)志和術(shù)者經(jīng)驗(yàn),但椎弓根鄰近脊髓和神經(jīng)根,術(shù)中操作時(shí),稍有不慎則會(huì)損傷神經(jīng)根,引起嚴(yán)重并發(fā)癥,即便是經(jīng)驗(yàn)豐富的術(shù)者也存在置釘不良的可能性。椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的關(guān)鍵是置釘點(diǎn)、進(jìn)針角度的準(zhǔn)確度。隨著數(shù)字化醫(yī)療影像技術(shù)的發(fā)展,術(shù)中C型臂X線透視定位也廣泛應(yīng)用于骨折治療中,可有效輔助術(shù)中定位,提高準(zhǔn)確度[3-4],但存在輻射污染,且仍以術(shù)者主觀經(jīng)驗(yàn)為主。CT三維重建技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)圖像處理、立體定位、醫(yī)學(xué)影像等發(fā)展而來(lái)的醫(yī)學(xué)生物技術(shù),配合計(jì)算機(jī)仿真交互技術(shù),不僅可對(duì)病灶進(jìn)行三維立體重建,還可通過(guò)采集病灶相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬,計(jì)算出最佳治療相關(guān)參數(shù),為臨床治療提供更準(zhǔn)確有效的指導(dǎo),提高治療效果,且可有效減少輻射污染[5-6]。基于此,本研究將該技術(shù)應(yīng)用于腰椎骨折治療中,觀察其臨床價(jià)值,以期為臨床提供循證依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月—2023年1月唐山市第二醫(yī)院收治的126例腰椎骨折。納入標(biāo)準(zhǔn):新鮮單節(jié)段腰椎骨折且骨折類型為A型;均行后路短節(jié)段椎弓根內(nèi)固定術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn):意識(shí)模糊;含多發(fā)傷;病理性骨折;骨折前有活動(dòng)受限或有明顯髖部疾病;合并強(qiáng)直性脊柱炎;存在惡性腫瘤;妊娠或哺乳期女性。將126例采用隨機(jī)數(shù)字表法分為2組,觀察組63例接受CT三維重建聯(lián)合仿真釘?shù)澜⒅笇?dǎo)手術(shù),對(duì)照組63例接受常規(guī)解剖標(biāo)志法結(jié)合C型臂X線透視定位指導(dǎo)手術(shù)。觀察組男36例、女27例,年齡(45.26±5.17)歲,傷椎節(jié)段:L318例、L423例、L522例,致傷原因:外傷37例、退變性損傷26例;受傷至手術(shù)時(shí)間(1.24±0.13)d。對(duì)照組男32例、女31例,年齡(44.97±5.74)歲,傷椎節(jié)段:L320例、L425例、L518例,致傷原因:外傷29例、退變性損傷34例;受傷至手術(shù)時(shí)間(1.19±0.21)d。2組一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)唐山市第二醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意[(2024)倫審第(10)號(hào)],且患者均對(duì)本研究?jī)?nèi)容了解并簽署知情同意書(shū)。

1.2 研究方法

2組均于術(shù)前拍攝腰椎正側(cè)位X線片、連續(xù)薄層CT掃描,上傳至后臺(tái)系統(tǒng),并保存DICOM格式數(shù)據(jù)。

1)對(duì)照組:常規(guī)術(shù)前準(zhǔn)備,全麻,俯臥于可X線透視脊柱手術(shù)床上,暴露視野后,結(jié)合術(shù)前影像資料,采用解剖標(biāo)志法結(jié)合術(shù)中C型臂X線透視定位指導(dǎo)手術(shù),明確進(jìn)針位置和方向,術(shù)者根據(jù)手術(shù)經(jīng)驗(yàn),準(zhǔn)備針道后將螺釘置入。

2)觀察組:a.建立模型:CT掃描采用飛利浦PHILIPS Ingenuity,掃描參數(shù):層厚0.625 mm,重建矩陣512×512,重建速度(64層模式,5 122)≥20幅/s,最短掃描時(shí)間(360°)≤0.42 s,圖像存儲(chǔ)DICOM格式。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)軟件Mimics建模,調(diào)取存儲(chǔ)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)CT值范圍選取、圖層分割、平滑處理等過(guò)程,建立腰椎骨折節(jié)段的三維幾何模型;b.建立仿真釘?shù)?通過(guò)進(jìn)釘點(diǎn)與椎弓根中心點(diǎn)的連線,確定骨折節(jié)段椎弓根的仿真螺釘釘?shù)?并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,使針道避開(kāi)血管神經(jīng)及周圍臟器,尋找最佳針道位置;c.確定進(jìn)針角度:先定位十字坐標(biāo)系,然后使十字定位系統(tǒng)原點(diǎn)與釘?shù)老嘟粡亩⒖臻g角度測(cè)量基礎(chǔ),最后測(cè)量釘?shù)琅c椎體水平面及矢狀位夾角;d.設(shè)計(jì)螺釘置入方案:整理、分析上述數(shù)據(jù),并運(yùn)用Mimics仿真釘?shù)兰夹g(shù)設(shè)計(jì)螺釘置入方案,提供椎弓根橫徑、矢徑數(shù)據(jù)、螺釘進(jìn)釘角度、螺釘長(zhǎng)度及橫徑。e.準(zhǔn)備手術(shù):常規(guī)進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備,全麻,俯臥于可X線透視脊柱手術(shù)床上,暴露術(shù)野,按照術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)好的椎弓根進(jìn)釘點(diǎn)、螺釘方向和深度置入椎弓根螺釘。典型患者術(shù)后CT二維重建或三維重建圖見(jiàn)圖1。

1a～1e為腰椎CT二維重建圖,1a、1b為冠狀面重建圖,1c為矢狀面重建圖,1d、1e為矢狀面定位像;1f～1h為腰椎CT三維重建圖。

2組術(shù)后3 d再次行連續(xù)薄層CT掃描,上傳后臺(tái),記錄數(shù)據(jù)。

1.3 觀察指標(biāo)

1)對(duì)比術(shù)前術(shù)后CT數(shù)據(jù),比較2組置釘優(yōu)良率。參照文獻(xiàn)[7]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估:優(yōu),螺釘完全置于椎弓根內(nèi),且未穿透皮質(zhì);良,螺釘螺紋穿透椎弓根狹部皮質(zhì),且不超過(guò)螺釘直徑的1/4,并未危及周圍血管、神經(jīng);差,螺釘螺紋明顯穿透椎弓根狹部皮質(zhì),且超過(guò)螺釘直徑的1/4,有危及周圍血管、神經(jīng)的危險(xiǎn)。2)記錄2組置釘時(shí)間和置釘出血量。3)于術(shù)前、術(shù)后6個(gè)月評(píng)估2組腰椎Oswestry功能障礙指數(shù)(ODI)[7]評(píng)分、下腰痛日本骨科協(xié)會(huì)評(píng)分(JOA)[8]、下肢Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定量表(FMA)[9]評(píng)分,比較2組術(shù)后腰椎功能恢復(fù)情況。ODI指數(shù)包括患者疼痛程度、日常生活能力、提重物、行走、坐位、站立、睡眠質(zhì)量、性生活、社會(huì)生活和旅游在內(nèi)的10個(gè)方面,依據(jù)患者身體感受分別賦予0～5分,分值越高代表脊柱功能障礙越嚴(yán)重。下腰痛JOA包含主觀癥狀、臨床體征、日常活動(dòng)受限和膀胱功能4個(gè)方面,總分29分,分?jǐn)?shù)越高提示患者腰椎狀況越好。下肢FMA包含運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)、膝蓋活動(dòng)、疼痛4個(gè)方面,總分34分,分?jǐn)?shù)越高說(shuō)明下肢活動(dòng)功能越好。4)記錄2組術(shù)后并發(fā)癥。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 2組置釘優(yōu)良率比較

觀察組總置釘數(shù)為319枚,對(duì)照組總置釘數(shù)為321枚。觀察組置釘優(yōu)良率為94.67%高于對(duì)照組的88.79%(P<0.01)。見(jiàn)表1。

表1 2組腰椎骨折患者置釘優(yōu)良率比較[枚(%)]

2.2 2組置釘時(shí)間和置釘出血量比較

觀察組置釘時(shí)間短于對(duì)照組,置釘出血量少于對(duì)照組(P<0.01)。見(jiàn)表2。

表2 2組腰椎骨折患者置釘時(shí)間和置釘出血量比較

2.3 2組腰椎功能恢復(fù)情況比較

2組術(shù)前ODI、JOA、FMA評(píng)分比較均無(wú)差異(P>0.05)。術(shù)后6個(gè)月,觀察組ODI、JOA評(píng)分低于對(duì)照組,FMA評(píng)分高于對(duì)照組(P<0.05,P<0.01)。見(jiàn)表3。

表3 2組腰椎骨折患者手術(shù)前后腰椎功能恢復(fù)情況比較分)

2.4 2組術(shù)后并發(fā)癥比較

觀察組術(shù)后總并發(fā)癥發(fā)生率低于對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 2組腰椎骨折患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況比較[例(%)]

3 討論

治療腰椎骨折公認(rèn)的手術(shù)方法仍是椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù),在有效固定傷椎的同時(shí)還可有效恢復(fù)椎體的正常生理曲度,促進(jìn)傷椎恢復(fù)[10-13]。但由于椎弓根鄰近脊髓,周圍遍布著血管和神經(jīng),置入螺釘?shù)奈恢貌涣加锌赡軗p傷周圍的血管及神經(jīng),引發(fā)嚴(yán)重的并發(fā)癥,影響患者恢復(fù)[14]。椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)成功的關(guān)鍵在于進(jìn)針點(diǎn)的定位及進(jìn)針角度的預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的椎弓根置釘常依賴于解剖學(xué)標(biāo)志和術(shù)者的經(jīng)驗(yàn),雖然目前術(shù)中影像輔助在臨床治療中的應(yīng)用較為廣泛,可有效輔助術(shù)者定位,提高準(zhǔn)確度,但置釘過(guò)程仍以術(shù)者的主觀經(jīng)驗(yàn)為主,仍存在置釘不良的風(fēng)險(xiǎn)。故探尋有效的輔助措施,提高置釘準(zhǔn)確度,對(duì)保障手術(shù)安全,改善患者預(yù)后具有重要意義。

數(shù)字化醫(yī)療將計(jì)算機(jī)技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)結(jié)合,具有較好的臨床應(yīng)用前景。CT三維重建是數(shù)字化醫(yī)療發(fā)展的標(biāo)志性產(chǎn)物,Mimics軟件是基于計(jì)算機(jī)仿真交互技術(shù)設(shè)計(jì)出的一款功能強(qiáng)大的醫(yī)學(xué)影像處理軟件,通過(guò)輸入CT參數(shù),可有效對(duì)病變部位進(jìn)行重建,同時(shí)通過(guò)軟件進(jìn)行模擬計(jì)算,給出最佳的治療參數(shù),有效指導(dǎo)臨床治療,提高治療效果[15-17]。本研究顯示,觀察組置釘優(yōu)良率高于對(duì)照組,分析原因可能是,與徒手置釘相比,CT三維重建可完整并直觀呈現(xiàn)椎體組織形態(tài)及空間方位,更好地幫助術(shù)者測(cè)量患者傷椎數(shù)據(jù),獲取椎弓根高度、寬度,確定螺釘置入的長(zhǎng)度,獲取椎體橫斷面內(nèi)傾角、矢狀面傾斜角,定位進(jìn)針點(diǎn)及進(jìn)針角度,并利用計(jì)算機(jī)仿真交互技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,設(shè)計(jì)仿真針道,模擬置釘,有效幫助術(shù)者判斷置釘效果,避免穿透椎體皮質(zhì),損傷周圍神經(jīng)血管,提高置釘準(zhǔn)確度,進(jìn)而提高置釘優(yōu)良率。朱宗波等[18]研究也提出利用CT三維重建技術(shù)規(guī)劃釘?shù)?可有效提高置釘成功率和優(yōu)良率。本研究顯示,觀察組置釘時(shí)間短于對(duì)照組,且置釘出血量均少于對(duì)照組,這一結(jié)果提示,利用CT三維重建聯(lián)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可有效減短置釘時(shí)間,減少出血。分析原因可能是,觀察組在術(shù)前依據(jù)患者的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行CT三維重建和釘?shù)酪?guī)劃,可有效縮短術(shù)中探索時(shí)間和置釘時(shí)間,減少因置釘暴露而產(chǎn)生的出血。本研究還顯示,觀察組術(shù)后腰椎功能恢復(fù)情況優(yōu)于對(duì)照組,與熊亮等[19]研究結(jié)果部分相似。進(jìn)一步可見(jiàn)CT三維重建聯(lián)合仿真釘?shù)澜⒌膬?yōu)勢(shì)明顯,分析原因可能與置釘優(yōu)良率高有關(guān)。且在術(shù)后并發(fā)癥的觀察中也可見(jiàn)觀察組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率明顯低于對(duì)照組,提示利用CT三維重建聯(lián)合仿真釘?shù)澜⑦M(jìn)行腰椎骨折患者的椎弓根內(nèi)固定術(shù),對(duì)患者的術(shù)后恢復(fù)具有積極意義。

綜上,利用CT三維重建聯(lián)合仿真釘?shù)赖慕?lái)指導(dǎo)手術(shù),可有效提高腰椎骨折患者椎弓根內(nèi)固定術(shù)置釘優(yōu)良率,縮短置釘時(shí)間,減少出血量,降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)患者術(shù)后腰椎功能恢復(fù)。