馬緒彪 綜述 蒲 丹 秧茂盛 審校

(吉首大學骨科研究所運動與康復研究室，懷化 418000)

人口老齡化日趨嚴峻，伴有骨質疏松的脊柱退行性疾病患者逐年增加。椎弓根螺釘(pedicle screw，PS)固定系統(tǒng)優(yōu)良的生物力學特性，利于維持脊柱正常序列、重建序列的穩(wěn)定及促進融合，是脊柱疾病手術治療的首選固定方式[1]。骨質疏松患者骨質大量丟失，導致PS固定穩(wěn)定性下降，且置釘過程難以避免損傷神經血管，影響手術效果[2]。因此，如何確保骨質疏松患者椎弓根釘內固定的強度已成為脊柱外科領域的一項挑戰(zhàn)。為解決上述臨床問題，2009年Santoni等[3]提出皮質骨通道 (cortical bone trajectory, CBT)方案(可增加約30%的把持力)，并應用于腰椎椎弓根置釘。CBT螺釘一度成為研究熱點。與PS不同，CBT螺釘由內向外傾斜置釘，最大程度接觸皮質骨，具有把持力強、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、術中出血少及術后感染率低等優(yōu)點[4]，具有廣闊的臨床價值及應用前景。本文就CBT螺釘在腰椎疾病中的應用進行文獻總結。

1 腰椎CBT螺釘的生物力學及影像學研究

相比PS，CBT螺釘在生物力學方面似乎更具優(yōu)勢，當前基礎研究主要側重對CBT螺釘把持力、抗拔出力、扭矩和鈦棒系統(tǒng)抗拔出力分析。Santoni等[3]通過生物力學實驗對PS和CBT螺釘的穩(wěn)定性進行比較，研究顯示CBT螺釘軸向拔出力較PS增加30%，但在抗負荷性載荷方面無統(tǒng)計學差異。Ueno等[5]針對釘道因素還是螺釘類型導致2種螺釘固定強度差異這一問題，在豬腰椎標本上進行生物力學實驗，結果表明無論哪種類型螺釘，CBT置釘拔出力均增大,同種釘道置釘，CBT螺釘拔出力未見明顯增加，因此認為CBT螺釘固定強度主要受釘道影響而不是螺釘類型。Wray等[6]采用新鮮冰凍人體腰椎(L1～5)，將PS置入PS軌跡、PS置入CBT、CBT螺釘置入CBT，測量與軌跡有關的骨質量、拔出力和扭矩，結果表明無論在高骨質量組還是低骨質量組，2種螺釘置入CBT，周圍骨質量均明顯增加，證明CBT置釘是腰椎固定很好的選擇，尤其在低骨質量患者中。

Baluch等[7]在離體脊椎(T11～L5)兩側椎弓根分別置入PS和CBT螺釘，進行拔出抗疲勞測試，結果顯示CBT螺釘位移2 mm所需的循環(huán)數和軸向拔出力明顯高于PS。Kojima[8]對222例脊柱退行性疾病進行腰椎CT掃描，結果顯示CBT螺釘比PS皮質骨接觸面積大，因而螺釘把持力及扭矩更大，同一患者雙側椎弓根分別接受PS和CBT螺釘后，生物力學分析顯示CBT螺釘側扭矩值高于PS側。Matsukawa等[9]對48例PS和CBT螺釘置入扭矩測定，其中8例兩側椎弓根采取2種不同的置釘方式(H組)，CBT螺釘組置入扭矩為(2.49±0.99)N·m, PS組為(1.24±0.54)N·m，H組CBT螺釘側為(2.71±1.36)N·m，PS置入側為(1.58±0.44)N·m，結果顯示CBT螺釘的置入扭矩比PS高約1.7倍。Perez-Orribo等[10]用尸體腰椎對比PS與CBT螺釘穩(wěn)定性，進行不同狀態(tài)下椎體活動范圍(range of motion, ROM)比較，結果證明CBT螺釘可有效代替PS用于腰椎固定。Oshino等[11]對新鮮鹿腰椎標本植入PS和CBT螺釘行生物力學分析腰椎穩(wěn)定性，8個方向的彎曲和左右旋轉實驗結果顯示，CBT組彎曲試驗ROM為1.8°～2.3°，PS組為2.2°～3.2°，左右旋轉實驗結果類似，2種螺釘固定ROM值及變化率并無顯著差異性，CBT螺釘與PS固定具有相似的穩(wěn)定性。Sansur等[12]用8例新鮮冰凍骨質疏松尸體的脊柱骨盆標本(骨密度T≤-2.5)進行抗疲勞測試，CBT螺釘固定在下腰椎的平均負荷顯著增加，為PS固定提供一種可行的替代方案，特別是骨質疏松癥患者。也有學者持不同意見，Akpolat等[13]在12個離體椎體上對CBT螺釘和PS出現位移所需循環(huán)載荷次數進行比較，結果顯示CBT螺釘出現位移所需的循環(huán)載荷次數明顯低于PS，PS出現位移需(3592±4564)周,CBT螺釘出現位移需要(84±24)周(P=0.002)，因此認為PS更穩(wěn)定。

更有研究引入三維有限元模型分析CBT螺釘的置釘方案及效果。Matsukawa等[14，15]結合有限元模型分析20例腰椎[(62.1±20.0)歲]不同直徑(4.5～6.5 mm)和長度(25～40 mm)CBT螺釘對固定強度的影響，指出CBT螺釘理想直徑應>5.5 mm，長度應>35 mm。

在置釘失敗后翻修的研究中，Calvert等[16]尸體標本生物力學實驗的結果顯示，CBT螺釘技術可用于PS置釘失敗后的補救措施，同時PS也可用于CBT螺釘置釘失敗后的補救性置釘，在相同節(jié)段置釘失敗后的補救置釘中，2種螺釘強度、把持力均無明顯差異性，CBT螺釘平均保持原螺釘拔出力的60%，PS螺釘平均保持原螺釘把持力的65%。

Matsukawa等[17]對17例成人峽部裂型腰椎滑脫(平均年齡54.6歲)進行CT掃描，建立峽部裂型腰椎滑脫有限元模型，將PS和CBT螺釘置入椎體模型，比較2組患者螺釘的軸向拔出力及施加模擬屈曲、拉伸、側彎和軸向旋轉力時的固定強度，結果顯示在正常椎體CBT螺釘較PS抗拔出力提高23.5%，屈曲、伸展、側向彎曲、軸向旋轉時固定強度分別較PS增加36.4%、23.8%、17.4%、36.3%，但在滑脫椎體中CBT螺釘組在屈曲、伸展、側向彎曲、軸向旋轉時椎體固定強度較PS分別降低39.0%、35.6%、50.7%、59.3%，抗拔出力與PS無明顯差異，因此認為CBT螺釘治療峽部裂型腰椎滑脫效果較差。Cheng等[18]在8具新鮮冰凍尸體建立多節(jié)段輕度腰椎滑脫模型分析ROM，結果顯示多節(jié)段解壓后CBT螺釘固定能夠提供與PS相同的穩(wěn)定性。

2 腰椎CBT螺釘的臨床研究

CBT螺釘用于臨床病例可提高骨-螺釘界面強度,有創(chuàng)傷小、把持力強等優(yōu)點，但其并發(fā)癥也不容忽視。

2.1 進釘點及方向

CBT螺釘進釘點、方向及螺釘參數與PS有明顯差異。PS是以關節(jié)突關節(jié)縱向中線與橫突中線的交點為進釘點，進釘方向垂直于椎體冠狀面，與椎體矢狀面成5°～15°內聚角。CBT 螺釘進釘點為上關節(jié)突關節(jié)中垂線與同側橫突下 1 mm 水平線交點，進釘方向為左側7點指向11～12 點方向、右側5點指向12～1 點方向置釘，釘尾向外發(fā)散，外偏角度為8°～10°、向頭端傾斜 25°～26°。不同腰椎節(jié)段螺釘參數有所不同，推薦螺釘直徑>5.5 mm，長度>35 mm，置釘深度為36～39 mm[14,15,17,19]。

2.2 適應證及優(yōu)缺點

相比PS，CBT螺釘具有較小直徑、較短長度和更密螺紋特點[20,21]。此外，該技術體現微創(chuàng)及快速康復的理念，置釘時切口更小、更靠近中線、筋膜及肌肉組織剝離更少、術中出血少以及術后感染率、下腰背痛發(fā)生率低是CBT螺釘備受青睞的主要原因[22，23]。適應證：①增加螺釘和皮質骨的接觸面，螺釘把持力、抗拔出力強，是骨質疏松患者脊柱固定融合更佳選擇；②肌肉、組織剝離較少，適用于肥胖、糖尿病及腰背肌發(fā)達患者；③PS置釘后出現的鄰椎病,避免暴露和移除之前的內置物；④PS置釘失敗后的補救置釘；⑤需要腰椎融合固定的退行性疾病、創(chuàng)傷等。CBT螺釘除上述優(yōu)勢外，仍存在一定缺陷：①螺釘直徑過大導致椎弓根骨折可能；②置釘過深可導致上位神經根損傷；③頭傾角不足，可致下位神經根損傷；④螺釘頭尾不在同一矢狀面，增加釘棒連接難度；⑤技術出現時間短，開展初期X線下暴露時間長。

2.3 臨床療效

Sakaura等[24]對177例腰椎退行性滑脫行單節(jié)段后路解壓植骨融合(posterior lumbar inter-body fusion, PLIF)，相比PS組，CBT螺釘組術后JOA評分明顯改善(CBT組平均恢復率為64.4%，PS組為55.8%，P<0.05)、手術時間短(P<0.01)，此外，2組早期手術并發(fā)癥(CBT組為7.4%，PS組為9.8%，P>0.05)及融合率(P=0.052)差異無顯著性，遠期有癥狀相鄰節(jié)段退化情況，PS組發(fā)生率11.0%(9/82)，明顯高于CBT螺釘組3.2%(3/95，P<0.05)。Lee等[25]采用隨機對照研究對79例單側退行性腰椎滑脫采用CBT螺釘或PS行PLIF， 隨訪1年2組融合率無顯著性差異(CBT組92.1%，PS組87.2%，P=0.61)，CBT螺釘組手術時間(P=0.03)、出血量(P=0.04)、切口長度(P=0.03)均顯著縮短/減少，體現微創(chuàng)的理念。李長虹等[26]報道52例骨質疏松性腰椎退行性疾病行PLIF， CBT組術中明顯出血量少于PS組[(181.6±27.5)ml vs.(199.3±26.4)ml，P<0.05]。Gautschi等[27]闡述PLIF結合CBT螺釘的具體操作過程及優(yōu)勢，指出CBT螺釘與經皮PS有相同的優(yōu)勢，是一個更微創(chuàng)的選擇。Takenaka等[28]報道119例行單節(jié)段PLIF，盡管CBT-PLIF組和PS-PLIF組術后融合率(P=1.000)無差異，但CBT-PLIF組出血量少(P<0.001)、椎旁肌肉損傷少(P<0.0001)、術后疼痛緩解迅速(P=0.036)。田乃鋒等[29]比較CBT螺釘與PS固定在腰椎退行性病變肥胖患者(BMI≥ 28)的臨床效果，CBT組18例，PS組20例，研究結果表明對腰椎退行性病變肥胖患者，兩種治療方式均可取得良好療效，但肥胖患者采用CBT螺釘固定方法可以縮短手術時間(CBT組比PS組平均減少約 35 min，P<0.05)、減少術中出血風險(CBT組比PS組平均減少110 ml，P<0.05)且更微創(chuàng)(手術切口長度CBT組比PS組平均縮短3.7 cm，P<0.05)。Ninomiya等[30]應用CBT螺釘對22例進行腰椎后路融合，單因素分析結果顯示CBT螺釘適用于嚴重退化的椎體。Mori等[31]隨訪32例單節(jié)段退行性腰椎滑脫接受CBT螺釘術后1年JOA評分明顯改善[術前(12±4.9)分，術后1年(25±1.8)分]，未出現螺釘拔釘、椎弓根劈裂等情況，他們認為CBT螺釘技術可作為治療腰椎退行性滑脫的置釘選擇。Takata等[32]將PS和CBT螺釘聯(lián)合置釘技術用于6例腰椎退行性滑脫，JOA評分明顯改善，術前JOA評分平均15.5分，術后平均24.5分。Chen等[33]分析18例腰椎退行性病變接受CBT螺釘固定治療，手術后VAS評分明顯改善(P=0.004)。左如俊等[34]分析CBT螺釘與PS固定技術治療腰椎管狹窄癥短期臨床療效的差異，12例采用CBT螺釘，19例采用PS固定，術后1周腰痛VAS評分CBT組明顯低于PS組[(2.08±0.67)分 vs.(3.21±0.97)分，P<0.05]，6個月腰痛VAS評分無統(tǒng)計學差異，隨訪6 個月2組均未見螺釘松動、斷釘等并發(fā)癥，認為腰椎管狹窄癥需要減壓融合時,CBT螺釘固定技術可與PS獲得相似的臨床效果,且CBT螺釘術后短期內腰痛更輕。Mai等[35]對180例采用CT掃描Hounsfield 值比較PS和CBT螺釘固定點骨密度(bone mineral density, BMD)，結果顯示CBT螺釘優(yōu)勢明顯，尤其在骨質疏松患者中CBT組釘道周圍BMD增加73.4%，PS組增加20.8%。

Mullin 等[36]借助三維導航技術將CBT螺釘用于24例PS術后因骨質疏松、鄰近節(jié)段腰椎間盤退化接受翻修手術和23例以往未接受手術者，共置入螺釘222顆，接受PS置釘手術患者翻修CBT螺釘置釘融合率為40%，未行手術治療的患者一側置入PS，另一側置入CBT螺釘，雙釘固定的成功率達70%。Rodriguez等[37]利用CT導航技術，將CBT螺釘用于5例腰椎PS融合術后有癥狀的鄰椎病，在不暴露和移除先前內固定情況下，將直徑5.5 mm CBT螺釘放置在先前融合節(jié)段兩側椎弓根，平均手術時間為218 min(175～315 min)，平均住院2.8 d(2～3 d)，無手術并發(fā)癥，術后隨訪顯示患者術前癥狀改善，影像學隨訪顯示Lenke融合等級為A或B級。

Hung等[38]隨訪觀察16例接受PS和16例接受CBT螺釘固定術后患者多裂肌萎縮及術后功能評分改善情況，CBT螺釘組術后多裂肌無明顯萎縮及損失，而且較PS組術后脂肪浸潤率明顯降低，認為CBT螺釘腰椎融合術后，下腰痛發(fā)生率低、程度輕是因為CBT螺釘技術多裂肌損傷小以及術后脂肪組織浸潤率低。彭俊等[39]采用PLIF治療97例單節(jié)段腰椎退變性病變，其中51例用CBT螺釘，46例用PS，術后血清肌酸激酶(creatine kinase，CK)濃度評估肌肉損傷程度，CBT組術后血清CK濃度明顯低于PS組[CBT組(209.7±85.4)U/L，PS組(449.3±177.2)U/L，P<0.05];術后48 h內使用鎮(zhèn)痛藥物CBT組35例(68.6%),PS組46例(100%)，有明顯統(tǒng)計學差異。Chin等[40]將60例腰椎退行性病變分為2組，30例采用CBT螺釘在門診手術中心開展手術，30例采用PS固定，隨訪2年顯示CBT組VAS背部疼痛評分[CBT組術前(7.8±0.5)分，術后(2.5±0.7)分，PS組術前(7.2±0.6)分，術后(5.9±0.8)分]、腿痛評分[CBT組術前(4.2±0)分，術后(0.2±0.2)分，PS術前(5.0±1.7)分，術后(1.9±1.1)分]改善明顯，認為門診開展的CBT螺釘固定手術較住院施行的PS技術更具優(yōu)勢，體現快速康復理念。

2.4 技術改良

有學者將CBT螺釘技術進行改良,為解決椎小關節(jié)突退變及嚴重側凸或滑脫患者進釘點的問題。Iwatsuki等[41]提出椎弓根峽部引導的CBT螺釘固定技術，這種方法的進頂點位于椎弓根峽部外側緣向內3 mm和椎間孔上緣，提高了置釘準確性，降低了神經根損傷、骨折等并發(fā)癥，但該方法的釘道較短、皮質骨接觸減少，因此,穩(wěn)定性稍差。Mizuno等[42]提出腰椎中線融合的概念，并應用于12例單節(jié)段腰椎滑脫，該技術主要包括后正中小切口、微創(chuàng)椎板減壓及CBT螺釘固定，單一入路同時減壓融合，取得了較好的手術效果。Orita等[43]提出經皮CBT螺釘固定技術，該技術對經皮PS工具進行改良，對經皮CBT螺釘及經皮PS的臨床效果進行比較，結果顯示經皮CBT螺釘具有手術切口小、肌肉損傷小、臨床療效好等優(yōu)點。

2.5 并發(fā)癥

盡管CBT螺釘前景可觀，但臨床實際應用過程中仍存在風險及術后并發(fā)癥，包括內固定失敗、椎弓根劈裂、假關節(jié)和硬脊膜的撕裂等。Snyder等[44]隨訪觀察79例腰椎退行性病變接受CBT螺釘術后并發(fā)癥，術后近、遠期并發(fā)癥發(fā)生率為8.9%，主要為內固定失敗、假關節(jié)、深靜脈血栓、肺栓塞、硬膜下血腫和切口感染，但指出并非置釘錯誤引起相關并發(fā)癥。Patel等[45]指出CBT螺釘技術早期并發(fā)癥主要為術后螺釘松動、術中關節(jié)突骨折、硬脊膜破損及椎弓根劈裂。Glennie等[46]報道8例腰椎退行性疾病接受CBT螺釘固定，出現螺釘松動(2例)、復位丟失(4例)等現象，術后1年2例進行翻修，原因歸結于鄰近節(jié)段退化(1例)、假關節(jié)形成(1例)。

3 小結

CBT螺釘作為新技術，因置釘通路與傳統(tǒng)PS技術的差異性，使其在臨床實際應用的開展難以如意，關于螺釘置釘點、方向及角度、螺釘直徑及長度、減壓范圍，需要臨床不斷地摸索改進。雖然一些相關的生物力學及臨床研究表明該技術的優(yōu)勢，但該技術出現時間尚短，還未有遠期療效隨訪的相關文獻報道，遠期融合率及并發(fā)癥仍需大樣本量及長期隨訪。