下頸椎前路椎弓根螺釘釘板內固定技術的研究進展▲

秦 豪 譚海濤

(廣西貴港市人民醫院骨科，貴港市 537100)

【提要】 對于頸椎多節段損傷、傳統前路內固定失敗的頸椎損傷的患者，手術方式常為前后聯合減壓固定，即從前入路進行減壓，后入路使用椎弓根螺釘釘棒系統內固定，該術式手術時間、手術創傷大、并發癥的發生率及手術費用較高。與傳統前路和后路手術相比，頸椎前路椎弓根螺釘內固定技術(ATPS)聯合了頸椎前路和后路手術的優點：既可以從前路處理頸椎病灶，又可以提供椎弓根螺釘釘板系統的穩定性，僅通過一次前路手術即可解決減壓和重建兩個問題，具有較好的生物力學優勢，而且安全性更高。

下頸椎(C3～C7)創傷、腫瘤、感染、退行性病變等疾病多發生在椎體前方,脊柱破壞也是以前、中柱多見[1-4]。為解決脊髓前方的壓迫，重建前中柱的穩定性，學者多主張從前方行病灶清除、減壓、重建及內固定[5-7]。傳統前路頸椎病灶清除內固定術多采用椎體螺釘單皮質固定，對于單節段頸椎疾病患者的固定效果較好，但對于嚴重骨質疏松、頸椎多節段損傷、傳統前路內固定失敗的頸椎損傷患者，病灶清除后難以再使用椎體螺釘固定，可出現植骨融合失敗、假關節形成、內固定松動等并發癥，從而影響手術療效[8-11]。對于這類患者，手術方式常為前后聯合減壓固定，即從前入路進行減壓，后入路使用椎弓根螺釘釘棒系統內固定,這種術式無疑延長了患者的手術時間，增加了手術創傷、手術并發癥及手術費用等[12-14]。因此，如何經前路對下頸椎手術達到減壓、固定的雙重目的成為近年研究的熱點。Koller于2008年首次提出了頸椎前路椎弓根螺釘內固定技術(anterior transpedicular screw fixation，ATPS)的新型前路置釘模式[15-16]。與傳統前路和后路手術方式對比，聯合了頸椎前路和后路手術的優點：既可以從前路處理頸椎病灶，又可以提供椎弓根螺釘釘板系統的穩定性，具有較好的生物力學優勢，且安全性更高，僅通過一次前路手術可解決減壓和重建兩個問題[16-17]。正是因為這些優點，頸椎ATPS逐漸被國內外學者所重視，并進行了一系列基礎及臨床研究，主要包括下頸椎ATPS的解剖學、生物力學、釘板系統設計、精準置釘及臨床應用研究[15，18-20]。

1 解剖學研究

國內外學者對下頸椎ATPS相關的解剖學研究，包括頸椎尸體解剖和影像學測量，主要是對其椎弓根高度、寬度，或對椎弓根螺釘進釘參數及椎弓根螺釘的直徑進行測量[16-17]。Koller等[16]應用影像學方法對29例健康成人下頸椎進行測量，發現下頸椎的椎弓根平均高度：C3為7.14 mm，C4為7.30 mm，C5為6.91 mm，C5至C7逐漸增高，C7為7.72 mm，C3至C7椎弓根平均寬度由5.19 mm至6.61 mm逐漸增大；隨后Koller分別對不同下頸椎標本進行兩次測量，結果發現測量結果之間有較大差異，提示下頸椎椎弓根的形狀存在較大變異[18-19]。徐榮明等[20]對20例下頸椎解剖標本進行測量，測量內容為椎弓根的高度和寬度，結果提示下頸椎ATPS的理想進針點位于椎體前正中線附近，距上終板5.00 mm左右，橫斷面上距正中線的距離為1.27～3.98 mm，椎弓根螺釘的釘道長度約32.00mm。鄧斌等[21]通過CT掃描并測量30例下頸椎的相關參數，得出下頸椎ATPS置釘參數：C3和C4進釘點位于椎弓根對側，距離正中矢狀面約2 mm，距離椎體上終板7～8 mm，進釘角度為外傾 47°～48°、下傾8°～23°；C5進釘點位于置釘椎弓根同側，正中矢狀面旁 1～2 mm，距椎體上終板平面7～8 mm，進釘角度為外傾45°～48°、下傾9°～23°；C6～C7進釘點位于置釘椎弓根同側，正中矢狀面旁3～4 mm，距椎體上終板平面 7.5 ～8.5 mm，進釘角度為外傾33°～40°、下傾10°～27°。C3～C7節段，椎弓根螺釘直徑為3.5 mm、4.0 mm或4.5 mm，進釘長度為30 mm。但以上研究均存在以下問題：(1)研究樣本量仍偏少，不同個體椎弓根之間或者同一個體的不同椎弓根之間存在較大差異，研究樣本不能代表大多數群體；(2)手工測量有一定局限性，因不同測量者的方法及經驗因素，導致數據可重復性差；(3)缺乏對椎弓根內部結構的直觀測量等。

2 生物力學研究

目前，下頸椎ATPS的生物力學研究包括前路椎弓根螺釘抗拔出力和三維運動穩定性的研究，主要以抗拔出力研究為主[15，22]。Koktekir等[18]對6具人頸椎標本置入ATPS或椎體螺釘并測量螺釘的抗拔出力，結果ATPS的抗拔出力為椎體螺釘的2.5倍，但抗拔出力與水平面上置釘的準確性相關，與骨密度、進釘深度無相關性。Jones等[23]采用3.50 mm皮質螺釘對56具新鮮頸椎標本行側塊螺釘或椎弓根螺釘固定，結果提示螺釘的抗拔出力與頸椎節段、螺釘長度、骨密度無相關性。吳長福[24]對20具下頸椎標本置入ATPS和椎體螺釘，比較兩者的即時和疲勞測試后的抗拔出力、釘道使用骨水泥后的抗拔出力。結果顯示，ATPS的即時抗拔出力大于椎體釘及釘道使用骨水泥后的椎體釘，且ATPS抗拔出力于疲勞測試前后差異無統計學意義(P>0.05)。下頸椎雙側椎弓根之間近似直角的關系及骨密度分布為ATPS提供了出色的抗拔出力，同時也為維持頸椎三維穩定性提供了基礎。Koller等[25]對人頸椎標本進行研究，首先測量頸椎完整狀態下的活動度，然后行C5、C6兩節段切除后采用后路全側塊螺釘、前路鋼板、雙側C4和C7椎弓根螺釘固定以及360°全方位固定等方式固定頸椎，并測量軸向旋轉、屈伸及側彎活動。結果顯示360°全方位固定在縮小活動度上更有優勢。在側彎測試中，后路固定比ATPS或前路鋼板固定效果更好；與前路鋼板固定進行比較，ATPS固定在軸向旋轉、屈伸、側彎活動上穩定性更佳。

下頸椎雙側椎弓根之間近似直角的關系及骨密度分布為ATPS提供了出色的抗拔出力，同時也為維持頸椎三維穩定性提供了基礎。在研究下頸椎ATPS的抗拔出力的基礎上，目前也很有必要對下頸椎ATPS固定技術的三維運動穩定性進行相關的研究。

3 內固定系統設計

目前國內僅有少數學者針對ATPS相應釘板系統進行研究。鄧斌等[21，26]自行設計了一套下頸椎前路椎弓根螺釘鋼板系統，并進行解剖學及生物力學研究，效果滿意。除此之外，山東威高公司設計的頸椎前路椎弓根螺釘釘板系統在臨床上也有所應用，取得一定臨床療效[27]。ATPS需要穿過椎體和椎弓根，到達背側的側塊，因其釘道特殊，研究的樣本數仍較少，加上頸椎解剖結構的特殊性，手術風險大。目前尚無公認的螺釘鋼板配套系統，因而ATPS未得到廣泛應用。

4 精準置釘

由于頸椎椎弓根非常靠近脊髓和椎動脈，周圍有神經根穿行，一旦螺釘穿破椎弓根，將產生嚴重的后果。下頸椎椎體前表面無明顯的骨性標志，進針點位置難以確定，增加了置釘的難度。徒手置釘法需在C臂X線機透視下緩慢進釘，置釘準確率低，醫患所接受的輻射量大[28-29]。這些原因導致頸前路椎弓根螺釘固定一直無法在臨床上廣泛應用。

針對以上問題，國內外學者對頸椎前路椎弓根螺釘準確置釘進行了一系列研究，主要應用3D打印技術與計算機導航技術，取得一定成效[30-31]。盛曉磊等[32]應用3D導航導板對成人防腐尸體的頸椎標本進行下頸椎前路椎弓根螺釘置釘，與徒手置釘比較，3D打印導板使下頸椎前路椎弓根螺釘的置入更安全準確，與徒手置釘相比，3D打印組導板操作簡單、易于掌握，體現了置釘的個體化。王力冉等[33]通過3D打印導航導板對10具成人頸椎濕性標本進行下頸椎前路椎弓根螺釘置釘，通過X線及CT 評價螺釘的準確性，結果總體置釘準確性為95.8%。Patton等[31]應用O-arm導航系統對9具頸椎尸體標本進行頸前路椎弓根螺釘置釘，結果導航組置釘準確率高于透視組。另外國內有報道應用術中O-arm 3D成像和導航下頸椎前路椎弓根釘置入1例，取得滿意效果[27]。這些研究為推動頸椎前路椎弓根螺釘準確置釘提供了新思路。

5 臨床應用

下頸椎ATPS作為一項新技術，其適應證主要集中在多節段頸椎損傷且合并嚴重骨質疏松或者骨破壞的患者，以及傳統前路內固定失敗且節段大于2個的頸椎損傷患者。下頸椎ATPS在國內外還僅限于少數醫生在臨床中應用，其臨床效果良好，暫時未發現相關手術禁忌證報道[27，34]。由于頸椎前路椎弓根螺釘內固定技術的應用仍處于初級階段，目前尚未見到損傷動脈、脊髓及神經根或者內固定失敗的相關報道。和頸椎后路椎弓根螺釘內固定技術一樣，前路椎弓根螺釘內固定技術亦有損傷椎動脈、脊髓及神經根等并發癥的風險，同時也存在傳統前路手術導致的如聲音嘶啞、食管損傷、腦脊液漏、內固定失敗等并發癥[35-36]。

6 展 望

頸椎前路椎弓根螺釘內固定技術作為一種新技術，具有傳統頸椎前入路手術和后入路椎弓根螺釘固定的優點，應用前景廣泛。因從頸椎前路椎弓根螺釘概念的提出，到相關基礎研究和臨床應用研究的時間不長，其研究病例數仍偏少，仍需對其生物力學穩定性、置釘準確性進行進一步研究。雖然近期臨床應用效果滿意，但仍需要長期隨訪及更多的循證醫學證據支持。目前尚沒有公認的頸椎前路椎弓根釘板內固定系統，很有必要對其進行研究開發。隨著相關研究的不斷深入，相信頸椎前路椎弓根螺釘內固定技術將得到進一步的應用和推廣。