李永軍 陳棉智 龐祖才 楊鴻川

胸腰段脊柱位于脊柱前凸和后凸的交界處，為應力最大部位，是椎體骨折的常見部位。微創(chuàng)經(jīng)皮椎弓根螺釘置入技術(shù)出現(xiàn)前，大都采用開放性椎弓根置釘復位固定治療腰椎壓縮性骨折，隨著微創(chuàng)脊柱手術(shù)方式的發(fā)展以及螺釘與輔助工具的不斷改良，經(jīng)皮椎弓根內(nèi)固定技術(shù)在腰椎骨折的治療中得到快速發(fā)展和廣泛應用。

椎弓根螺釘?shù)闹萌胧墙?jīng)皮椎弓根內(nèi)固定術(shù)的關鍵，為了更加準確、方便、快捷地實現(xiàn)定位，我們研究設計了一種輔助經(jīng)皮胸腰椎弓根螺釘置入激光定位儀（簡稱激光定位儀，專利號：201520114469.8）。前期我們已進行了相關動物實驗，發(fā)現(xiàn)該定位儀可縮短經(jīng)皮置入椎弓根螺釘?shù)臅r間并提高置釘?shù)臏蚀_率［1］。筆者自2019年1月至2020年2月將該定位儀應用于腰椎壓縮性骨折的經(jīng)皮椎弓根內(nèi)固定手術(shù)中，前瞻性地觀察探討該定位儀引導下行經(jīng)皮椎弓根內(nèi)固定術(shù)治療腰椎壓縮性骨折的可行性和臨床效果。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①單節(jié)段新鮮腰椎壓縮性骨折，骨折壓縮大于1/3；②無脊髓神經(jīng)損傷。

排除標準：①病理性骨折；②合并嚴重出血傾向，合并心肝腎功能不全等內(nèi)科疾??；③合并嚴重精神疾病無法配合手術(shù)治療；④嚴重骨質(zhì)疏松病人（骨密度T值≤-2.5 SD）。

二、一般資料

納入32例，男14例，女18例，年齡為（51.5±7.7）歲（39～64 歲）。外傷原因：跌倒16 例，墜落傷9 例，抬重物5 例，交通傷2 例。受傷節(jié)段：L1（14 例）、L2（11 例）、L3（4 例）、L4（3 例）。根據(jù)隨機數(shù)字表按奇數(shù)、偶數(shù)入組：奇數(shù)入對照組，偶數(shù)入觀察組。每組16例，每例病人4個椎弓根，共128個椎弓根。觀察組，男7例，女9例，年齡為（51.7±5.5）歲；對照組，男9 例，女7 例，年齡為（53.7±9.0）歲。兩組病人的性別、年齡等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05）。

本研究通過我院醫(yī)學倫理委員會審查批準，所納入的病例均簽署知情同意書。

三、手術(shù)方法

兩組病人術(shù)前均行腰椎正側(cè)位X線、CT及三維重建、MRI等影像學檢查。觀察組術(shù)前根據(jù)腰椎CT重建圖像測量目標椎體椎弓根外展角度。所有手術(shù)均為同一組醫(yī)生完成，采用山東威高經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)、矩形網(wǎng)格定位器。兩組病人均采用插管全身麻醉，取俯臥位于可透視骨科床，常規(guī)碘酊、酒精消毒，鋪巾。

（一）觀察組手術(shù)方法

將激光定位儀（圖1）安裝在“C”型臂影像增強器一側(cè)，套上無菌保護套。安裝時務必使其對準影像增強器的標記點，不能發(fā)生旋轉(zhuǎn)，同時其發(fā)射的激光對準X 線球管中心標記點，這樣就會使得激光束和球管中心的X 線平行。網(wǎng)格定位器置于椎體側(cè)方，攝側(cè)位X 線片，并在皮膚標記目標椎體的位置，將“C”型臂移至該位置。網(wǎng)格定位器置于目標椎體的背側(cè)，調(diào)整“C”型臂外展角至目標椎弓根外展角度，攝椎弓根軸位X線片，記錄椎弓根中心和鉛點在網(wǎng)格的位置。根據(jù)激光在背部的位置調(diào)整“C”型臂，使激光對準椎弓根中心在網(wǎng)格的位置，再次攝片，確認鉛點是否位于椎弓根中心，如不在中心則微調(diào)“C”型臂位置。激光在皮膚的投射點即進針點，作皮膚切口，開路器由切口插入，保持激光對準開路器末端中心，逐漸插入椎體，拔除內(nèi)芯，置入克氏針（1.0 mm×250 mm），拔除外套。

（二）對照組手術(shù)方法

2枚交叉克氏針置于腰椎后側(cè)，正位透視，標記椎弓根“眼”，側(cè)位透視，確定入針方向，于定位點作長約0.5 cm 切口，透視下使開路器針尖位于椎弓根3 點或9 點，保持直至鉛點位于椎弓根中心，此時激光所指位置即為皮膚入針點。在該點作一小切口，開路器經(jīng)合適外展角進針，反復透視正側(cè)位、調(diào)整進針方向，逐漸穿刺入椎體內(nèi)，拔除內(nèi)芯，置入克氏針。

兩組均應用套筒逐步擴張皮膚，去除內(nèi)側(cè)套筒，保留最外套筒，沿導針攻絲、測深，置入螺釘。同法置入其余3枚螺釘。使用撐開復位器對傷椎進行復位并安裝連接棒固定。

圖1 激光定位儀外觀

四、術(shù)后隨訪和評價指標

病人于術(shù)后5～7 d出院，出院后定期隨訪，復查X 線片，了解病人腰部恢復情況。記錄每例的置釘時間、輻射量以及入院時和術(shù)后第60天的疼痛視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評分。

術(shù)后行CT掃描，按螺釘是否穿破椎弓根皮質(zhì)及穿破程度將螺釘位置分為3級：Ⅰ級，螺釘完全置入椎弓根內(nèi)；Ⅱ級，螺釘穿破內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁，但未完全置于椎弓根外；Ⅲ級，螺釘完全置于椎弓根外［2］。

五、統(tǒng)計學分析

應用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件（IBM公司，美國）分析數(shù)據(jù)，采用秩和檢驗比較兩組螺釘置入的精準度；采用獨立樣本t檢驗比較兩組的置釘時間、輻射量、手術(shù)前后VAS評分差值。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

觀察組的置釘時間為（13.33±2.22）min，少于對照組的（17.81±5.01）min，兩組數(shù)據(jù)比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=6.536，P＜0.001）。觀察組的輻射量為（295.28±48.61）μGy，明顯低于對照組的（396.34±89.77）μGy，兩組數(shù)據(jù)比較，差異有統(tǒng)計學意義（t=7.920，P＜0.001）。

隨訪時間為3～10個月，平均6.34個月。觀察組入院時和術(shù)后第60 天的VAS 評分分別為（6.31±1.32）分、（1.24±0.89）分，手術(shù)前后VAS 差值為（5.13±1.59）分；對照組入院時和術(shù)后第60天的VAS評分分別為（5.82±1.53）分、（1.35±0.88）分，手術(shù)前后VAS差值為（4.56±1.67）分；兩組之間VAS評分差值比較，差異無統(tǒng)計學意義（t=0.976，P=0.119）。

置釘準確度方面，觀察組42釘Ⅰ級、22釘Ⅱ級；對照組23釘Ⅰ級、39釘Ⅱ級、2釘Ⅲ級，觀察組的置釘準確度更高，兩組數(shù)據(jù)比較，差異有統(tǒng)計學意義（Z=3.442，P=0.001）。觀察組典型病例見圖2。

討 論

經(jīng)皮椎弓根螺釘固定最早由Magerl［3］在1982年報道，當時主要應用于椎體臨時外固定。上世紀90年代，經(jīng)皮椎弓根內(nèi)固定開始應用于治療腰椎骨折，相對于傳統(tǒng)開放手術(shù)，其具有切口小、出血少、術(shù)后病人恢復快等優(yōu)點［4］，臨床應用越來越廣泛。腰椎弓根內(nèi)側(cè)有神經(jīng)，置釘時如穿出內(nèi)側(cè)壁可能會損傷脊髓、神經(jīng)而導致下肢麻木、放射性疼痛、肌力下降甚至大小便失禁等嚴重并發(fā)癥，如穿出椎體外側(cè)壁則會導致椎弓根螺釘?shù)姆€(wěn)定性下降。由此可見，準確置釘是手術(shù)成功的關鍵。

理想的椎弓根置釘是把螺釘置入椎弓根中心軸，椎弓根中心軸在椎后投影點就是最佳進針點。精確置釘，必須解決螺釘?shù)娜脶旤c和外展角度兩個問題［5］。傳統(tǒng)開放手術(shù)可通過人字棘、橫突等解剖參考點確定入釘點，但開放手術(shù)需對脊旁肌群廣泛剝離、牽拉，出血多、創(chuàng)傷大，術(shù)后可出現(xiàn)局部軟組織粘連、肌肉失效、局部疼痛等合并癥。經(jīng)皮內(nèi)固定時，無法直接觀察到骨性結(jié)構(gòu)，只能通過透視來確定皮膚進針點。早期開展經(jīng)皮椎弓根定位使用的是腰椎正側(cè)位X 線片引導置釘，正位片上進針點在椎弓根3點或者9點。由于標準正側(cè)位片無法準確判斷螺釘是否穿出椎弓根的內(nèi)側(cè)壁，手術(shù)操作時需反復調(diào)整“C”型臂位置，正側(cè)位透視，增加了手術(shù)時間和輻射量，同時由于無法判斷椎弓根的邊界而難以確定最佳的入針點。

為提高置釘?shù)木?，人們將計算機輔助導航系統(tǒng)（computer assisted navigation system，CANS）應用于脊柱外科。CANS 利用術(shù)前CT 掃描數(shù)據(jù)經(jīng)過電腦處理后，結(jié)合術(shù)中定位系統(tǒng)而實現(xiàn)手術(shù)的三維實時虛擬導航［6］，從而提高置釘?shù)臏蚀_性和效率。但遺憾的是即使使用先進的計算機導航系統(tǒng)結(jié)合機器人進行經(jīng)皮置釘，仍有1.16 mm 誤差，最大可達2.1 mm［7］。導航存在不少優(yōu)點，但也存在一定的缺陷：①操作復雜，步驟繁瑣，有一定的學習曲線；②術(shù)中三維掃描時間長，輻射量高；③存在一定偏差［8］；④價格昂貴，基層醫(yī)院難以開展。事實上，在廣大的基層醫(yī)院絕大多數(shù)使用的還是傳統(tǒng)“C”型臂X線機定位。

為克服傳統(tǒng)“C”型臂X 線機透視定位存在的不足，陳迎春等［9］采用腰椎弓根軸位片透視法，發(fā)現(xiàn)軸位片可準確判斷椎弓根的邊界和螺釘在椎弓根的位置，以及是否穿出椎弓根皮質(zhì)，同時椎弓根的中心就是最佳的入針點。在穿刺和置釘時會存在一定的偏差，偏差來源于透視、術(shù)中操作時引起病人身體的移動以及術(shù)者手部的抖動，是難以避免的［10］。實驗證明平移小于1 mm 或者旋轉(zhuǎn)小于5°的誤差均可認為符合椎弓根安全穿刺［11］。姜里強等［10］發(fā)現(xiàn)相對于正側(cè)位透視，采用椎弓根軸位透視時有更大的容錯率：采用5.5 mm螺釘置釘時，L2穿破內(nèi)側(cè)皮質(zhì)角度的閾值為14.30°，L3為18.73°，L4為21.8°。更大的容錯率意味著手術(shù)風險的降低，但臨床操作時要準確置入1 枚導針是比較困難的，需反復穿刺、調(diào)整方向、透視，因椎弓根中心范圍很小，其方向和入針點難以確定。本研究自制的經(jīng)皮椎弓根置釘激光定位儀是在應用軸位片基礎上設計的，將入針點和穿刺方向可視化，從而簡化手術(shù)操作：激光定位的激光、定位鉛點和“C”型臂X 線機中心射線三者重疊，在一條直線上。調(diào)整“C”型臂位置使得鉛點位于椎弓根中心時，激光的方向就和椎弓根中心軸重疊，按照激光的引導置釘就會將螺釘置入椎弓根內(nèi)，入針點就是激光在皮膚的投射點。手術(shù)時使用標識的網(wǎng)格輔助定位，避免反復透視和調(diào)整“C”型臂位置，大大縮短了手術(shù)時間，減少了輻射。我們在動物實驗中發(fā)現(xiàn)該激光定位儀的精度完全可以滿足臨床要求［1］。

圖2 病人，男，58歲，因“跌倒致腰痛、活動受限約1 d”入院，診斷：L3椎體壓縮性骨折 a、b：術(shù)前腰椎X線片和CT片示L3椎體壓縮性骨折，前緣壓縮大于30%；c：術(shù)中利用激光儀結(jié)合網(wǎng)格定位器輔助定位，箭頭所指為定位儀上的鉛點；d：軸位片下插入穿刺針；e：擰入椎弓根螺釘，箭頭所指為定位儀上的碳纖支架；f、g：術(shù)后X線片示腰椎壓縮骨折復位良好；h：術(shù)后CT片可見2枚螺釘均位于椎弓根內(nèi)

激光定位儀的使用要求和技巧：因經(jīng)皮椎弓根螺釘置入手術(shù)是一種風險較高的手術(shù)，術(shù)者必須熟練掌握腰椎常規(guī)開放內(nèi)固定及經(jīng)皮椎弓根內(nèi)固定手術(shù)。術(shù)前設計時以腰椎CT重建為基礎，測量椎弓根外展角、計算螺釘長度。為減少透視次數(shù)，可結(jié)合腰背部、髂后上棘等體表解剖標記進行定位。定位時先照側(cè)位片，確定傷椎位置。置釘是手術(shù)的關鍵，作切口時使用尖刀順激光的方向由皮膚直至深筋膜下，開路時開路器方向保持和激光方向一致，必要時使用錘子輕輕敲入。

綜上所述，激光定位儀是基于“C”型臂X 線機設計的，結(jié)構(gòu)簡單，無復雜的電子和電動設備，可直接安裝在普通“C”型臂X線機上，無需改變“C”型臂的結(jié)構(gòu)和線路，具有體積小、操作簡單、價格低廉等優(yōu)點，易于在廣大的基層醫(yī)院推廣和應用。但該激光定位儀也存在一定的缺點：①對于每臺“C”型臂X線機第一次使用均需校正，使激光定位儀的激光發(fā)射點對準“C”型臂X線機的X線發(fā)射中心；②激光的方向不能改變，需通過調(diào)整骨科床的位置和高度才能使得激光對準手術(shù)目標靶點。希望能通過進一步的改進，設計出更符合臨床需求的激光定位儀。