CT導航置釘與傳統X線透視徒手置釘法在下頸椎椎弓根置釘的臨床對比

姜廷華，李繼斌，王自鴻，徐偉

（北京懷柔醫院，北京懷柔101400）

在脊柱外科手術中，螺釘的準確置入至為關鍵。目前多采用X線透視導航以提高置釘準確率，降低手術創傷。但X線照射對人體的損傷不可忽視，且其實時性較差，術前的導航數據與術中脊柱局部解剖結構匹配性差，難以準確反映出脊柱周圍組織關系，甚至可能對術者置釘產生誤導[1-2]。近年來，隨著計算機圖像處理技術的發展，CT三維圖像導航在脊柱置釘中得以應用，可提供清晰的三維圖像，導航更為直觀。有文獻顯示，CT導航在頸椎置釘中尤為適用[3]，但關于CT導航與傳統X線透視導航的置釘效果比較，目前少見報道。為此，本研究自2015-04-2016-07，共納入80例頸椎椎弓根置釘手術患者，分別采用上述兩種導航置釘方法，現進行分組對比，以探討CT導航的應用價值。具體內容報告如下。

1 資料與方法

1.1 選擇標準

納入標準：（1）脊髓型頸椎病、神經根型頸椎病，頸椎骨折脫位或后縱韌帶骨化癥，頸椎腫瘤等，需予以椎弓根釘內固定手術者；（2）擬置釘椎體的椎弓根完整，有頸椎曲度異常或節段性不穩定者；（3）伴有不同程度的頸椎活動受限、疼痛者；（4）對導航置釘方式知情并簽署知情同意書者。

排除標準：（1）合并嚴重的肝、腎功能異常，難以耐受手術者；（2）有精神障礙、意識不清，或傳染性疾病者；（3）無需行椎弓根內固定手術者。

1.2 一般資料

按照上述選擇標準，于2015-04-2016-07共納入80例頸椎椎弓根置釘手術患者，按照入院先后順序，隨機分為觀察組和對照組各40例。觀察組術中采用CT導航置釘，其中男23例，女17例；年齡41-67 歲，平均（52.3±1.8）歲；體重 43-76 kg，平均（67.5±4.1）kg；疾病類型：脊髓型頸椎病 9例，神經根型頸椎病11例，后縱韌帶骨化癥4例，頸椎骨折脫位13例，腫瘤3例。對照組術中采用X線徒手置釘，其中男25例，女15例；年齡43-71歲，平均（54.6±1.7）歲；體重 41-78 kg，平均（66.8±4.7）kg；疾病類型：脊髓型頸椎病8例，神經根型頸椎病13例，后縱韌帶骨化癥4例，頸椎骨折脫位13例，腫瘤2例。兩組患者的性別、年齡、體重和疾病類型等一般資料對比，差異均無統計學意義（P＞0.05），有可比性。本研究已經過我院醫學倫理委員會批準通過，可予以施行。

1.3 置釘方法

1.3.1 器材 手術所用椎弓根螺釘的材質為鈦合金，直徑 3.0-6.5 mm，長度 30-45 mm，Blackstone Medical Inc公司生產。CT導航設備為西門子公司生產的64排螺旋雙源CT，美敦力公司提供的三維圖像導航配套軟件；X線設備為西門子公司生產的C型臂X線機。

1.3.2 術前準備 所有患者術前均常規行X線檢查，并以1 mm層厚進行螺旋CT掃描和MRI檢查，以了解頸椎手術局部的解剖形態，確定椎弓根釘的進釘點，選擇合適型號的螺釘。其中觀察組術前對CT影像拷貝并以三維圖像導航配套軟件進行處理以獲得局部三維圖像，并標記進釘點、進釘方向和深度。

1.3.3 置釘操作 患者俯臥，以病椎為中心作后正中縱切口，逐層剝離皮下組織直至暴露病椎橫突后，予以置釘。觀察組：啟動導航系統，將示宗器固定良好，連接數據線，將有紅外線反射球的參考架固定在鄰椎棘突，調整其位置以取得與追蹤器的相互感應。上述設備安裝完畢后，以探針進行點對點的注冊和匹配，導航系統計算出導航精度。術者依據三維導航的實際位置數據并與術前CT影像相比較，擬合出虛擬的手術三維圖像，并在導航儀上顯示局部精準圖像，依據三維圖像由示宗器選擇最契合的椎弓根進釘點和進針方向，并選擇合適型號的螺釘，在CT導航下置入椎弓根釘（圖1）。

圖1 CT導航確定進釘點和進釘方向。A:橫斷面，B:矢狀面；C：冠狀面

對照組 依據患者術前檢查結果，沿關節突關節中部作垂直線、橫突中部作水平線，以其交點作為進釘點。置釘前，以錐子自后外斜向前內側、保持矢狀面10°角方向，平行椎體終板進針，并在C臂機監視下，向椎弓根內擰入螺釘。置釘后，再次在C臂機透視下觀察其螺釘位置，滿意后再進行下一步置釘操作。

1.4 觀察指標

（1）記錄兩組患者置釘出血量、置釘時間和導航匹配時間。（2）置釘效果：患者手術后，對兩組進行CT薄層掃描和三維重建，并由2名放射科醫師進行獨立閱片以觀察其置釘效果。其中，置釘方向、進釘位置準確，螺釘在椎弓根內，為優；螺釘方向和位置有誤差，但尚可，少許螺釘穿出椎體，為良；螺釘方向和位置誤差明顯，螺釘明顯穿出椎體外部，為差。（3）手術前后JOA評分（29分制），觀察其術后恢復情況。（4）術后并發癥發生率，包括螺釘松動、切口感染、不愈合等發生情況。

1.5 數據處理

采用SPSS 19.0軟件對所有數據進行處理，其中計量數據以(±s)表示，治療前后比較行配對樣本t檢驗，組間對比采用獨立樣本t檢驗；計數資料均采用卡方檢驗，設定P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

兩組患者均順利完成椎弓根釘的置入和手術過程，無一例中途退出者，術后均獲12-23個月的隨訪。相關指標對比如下：

2.1 置釘優良率比較

對兩組患者術后進行CT三維重建，以評價其置釘效果：觀察組40例術中共置入186枚螺釘，優良率96.2%；對照組40例置入210枚螺釘，優良率為88.1%。觀察組的置釘優良率顯著高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組患者的置釘優良率對比

2.2 置釘操作情況

統計兩組每枚螺釘的平均置釘時間、出血量和導航匹配時間，并進行組間對比，結果見表2所示。其中，觀察組的導航匹配時間顯著短于對照組，但置釘時間更長、置釘出血量更多，上述差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者的置釘操作情況對比

2.3 術后并發癥

觀察組術后發生切口感染1例，切口不愈合1例，總發生率為5%；對照組發生切口感染2例，切口不愈合1例，螺釘松動3例，總發生率為15%。觀察組的并發癥發生率顯著低于對照組（x2=5.556，P=0.018）。

2.4 JOA評分對比

兩組患者術前JOA評分無顯著性差異（P＞0.05），但術后3個月和末次隨訪期間，觀察組JOA評分顯著高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3所示。

表3 兩組患者手術前后的JOA評分對比

3 討論

椎弓根釘內固定手術是脊柱外科的常用術式，廣泛應用于脊髓型頸椎病、頸椎骨折脫位、后縱韌帶骨化癥等頸椎疾病中，只需其椎弓根結構完整，均具備置釘內固定的手術條件。但由于椎弓根與椎動脈、頸脊髓和神經根相鄰，因患者的個體差異性不同，若螺釘置入不佳則可能發生神經、血管損傷等嚴重并發癥[4]。因此，如何提高椎弓根釘的置釘效果，具有重要的臨床意義。

目前，椎弓根置釘時采用的導航方法較多，包括二維、三維透視導航，CT三維導航和核磁共振導航等[5]。其中，二維透視導航操作簡單、價格低廉，但不能獲取頸椎局部的三維立體圖像，置釘的準確率不高；而三維透視導航可實時提供矢狀位、冠狀位、軸位圖像，提高了置釘準確率，但所需時間較長，且數據處理復雜，圖像質量不高，上述缺陷致使其推廣應用受到限制。而核磁共振對于骨骼的顯示不及CT，因此在脊柱置釘中并不適用。與上述導航方式相比，CT三維導航可提供高質量的圖像信息，術者可在直視下完成置釘操作，置釘準確率有了明顯提高[6]。近年來，CT導航逐漸在脊柱手術置釘中得以推廣應用，并取得良好效果。陳曉明等[7]在57例先天性脊柱側彎手術中應用三維CT導航輔助置釘，準確率高達92%，同時提高了矯形效果；佟懷宇等[8]應用CT導航技術完成9例上頸椎螺釘固定手術，無一例發生椎動脈、神經或脊髓損傷，沒有骨皮質破損等并發癥。劉亞軍等[9]采用CT導航輔助下置入159枚頸椎椎弓根螺釘，其置釘滿意率高達97.5%，顯著高于X線透視導航效果（P＜0.05）。上述文獻均證實了CT導航的優勢所在。

本研究中，我們依據患者入院先后順序，將80例下頸椎手術患者分為觀察組和對照組各40例。其中觀察組采用CT導航系統輔助置入186枚椎弓根釘，對照組采用傳統X線透視輔助置入210例椎弓根釘。組間對比發現，觀察組的置釘優良率高達96.2%，顯著高于對照組的 88.1%（P＜0.05）；同時，其導航匹配時間僅（4.02±0.86）min，顯著短于對照組的（7.52±1.13）min（P＜0.05）；術后僅 1 例切口感染、1例切口不愈合，無一例發生螺釘松動，并發癥發生率也顯著低于對照組（P＜0.05）。另外，觀察組術后3個月和末次隨訪時的JOA評分也顯著高于對照組（P＜0.05），提示CT導航提高置釘效果后，進一步改善了術后的頸椎功能。上述結果證實，CT導航在下頸椎手術螺釘置入過程中，可顯著提高置釘準確率，減少并發癥的發生，有利于提高手術療效。

但CT導航的原理復雜，操作較繁瑣，且導航前需進行精確匹配、多層次注冊匹配，使得置釘時間明顯增加；同時，由于置釘時間長，出血量也明顯增多，增加了手術創傷性。本研究中，觀察組的置釘時間較長，且置釘時出血量明顯多于對照組（P＜0.05）。另外，CT導航系統工作原理相對復雜，要完全掌握這一導航方法尚需一定的學習曲線，這一缺陷也不利于該設備的推廣應用[10]。因此，術前應全面了解其病椎類型、置釘數量，以及患者的身體狀況、經濟水平，進行綜合考慮，酌情選取合適的置釘方案。