CT輔助斜位透視對L5經皮椎弓根螺釘置入準確性的影響

黎一兵，高文杰，楊小衛，王曉東，郝定均

(西安交通大學醫學院附屬西安紅會醫院脊柱外科，陜西 西安 710054)

作為脊柱微創手術的必要技術之一，經皮椎弓根螺釘(percutaneous pedicle screw，PPS)技術日益被廣大脊柱外科醫生熟練使用。大量文獻分析了微創脊柱手術相對于傳統開放性手術的優點，比如保護肌肉組織、縮短住院時間及與開放手術相似的臨床效果[1-3]。然而，由于缺少解剖標記參考，經皮椎弓根螺釘透視時間長、存在誤置釘導致神經根損傷的可能性，同時學習曲線相對較長。文獻報道經皮螺釘誤置率為4.7%～17%，其中37.3%～59.8%合并神經損傷癥狀[1-4]。相對其他椎體，L5椎弓根形態變異較大，螺釘誤置率更高，Holly等[5]報道使用正側位透視，L5螺釘誤置率可達25.8%。隨著導航技術及機器人輔助技術的應用，PPS置釘的準確性極大提高。但由于設備價格昂貴，臨床運用并未普及。CT作為大多數脊柱手術術前的常規檢查，具有價格低廉、圖像清晰的優勢，同時借助圖像采集傳輸系統(picture archiving and communication system，PACS)，可以對椎弓根形態以及角度進行分析。本研究將CT與術中斜位透視相結合，分析其對于經皮椎弓根螺釘置入準確性的影響。

1 資料與方法

1.1 納入、排除標準 納入標準：2014年1月至2016年1月，在本院行經椎間孔椎間植骨融合術(minimally invasive surgery-transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF)，L5椎體置入PPS的患者。排除標準：術前術后影像資料不全；L5椎弓根穿刺路徑部分或者全部缺如；關節突過分增生肥大；代謝或者免疫性疾病導致關節突結構不清，如：平山病或者類風濕性關節炎。

1.2 一般資料 本研究取得了西安交通大學倫理委員會批準。由于為回顧性病例對照研究，因此并未取得患者書面同意。本研究收集的臨床資料包括：性別、年齡、術前診斷、L5椎弓根形態、透視方法、透視時間、螺釘位置、神經損傷情況。所有手術均由本院3位高年資醫生獨立完成。127例患者11例被排除本研究，其中4例椎弓根細小(椎弓根橫徑<4.5 mm)，1例椎弓根缺如(神經纖維瘤病)，6例關節突異常增生，導致術中透視難以獲得清晰投影改開放手術，最終116例患者納入研究。依據手術醫生對于透視技術的熟悉程度自行選擇透視方法。依據透視方式分組：A組采用常規前后位正位以及側位透視組，B組為CT輔助斜位透視組。A組66例，B組50例，L5總計置入232枚PPS。男62例，女54例；年齡為36.2～82.4歲，平均年齡(62.3±11.6)歲。疾病診斷：骨折15例，椎管狹窄56例，腰椎滑脫45例。116例患者中，雙側椎弓根形態不對稱6例。右側椎弓根“L”型47枚，“S”型69枚；左側椎弓根“L”型53枚，“S”型63枚。兩組患者一般資料見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.3 影像資料分析 所有患者均進行術前、術后CT掃描，使用PACS系統進行測量，測量參數包括：關節突形態、椎弓根形態、PPS進釘角度、椎弓根螺釘直徑以及長度，術后PPS穿透椎弓根情況。依據CT軸位片上椎弓根螺釘穿透椎弓根距離分為：0級PPS位于椎弓根內；1級PPS在任何方向穿透椎弓根壁，距離小于2 mm；2級PPS任何方向穿透椎弓根皮質距離在2～4 mm；3級為PPS任何方向穿出椎弓根皮質距離大于4 mm。依據椎弓根中軸線外側皮質平行切線與橫突關系分為“L”型以及“S”型[6]，“L”型定義為：皮質相切平行線與橫突尖相交。“S”型定義為：該線與橫突不相交。椎弓根中軸線與矢狀面夾角即為斜位透視角(見圖1～2)。CT掃描層厚為2 mm，所有的影像資料評估均由未參與本研究的2名獨立影像醫生完成。所有1級及其以上PPS均認為是誤置釘，并由此計算誤置釘比率。誤置釘比率=組中1級及其以上螺釘數目/組中螺釘總數目×100%。

1.4 透視以及手術方法 A組患者均采用常規前后正位以及側位透視。術中調整碳纖維手術床至L5雙側椎弓根投影與棘突投影完全對稱，調整透視機頭傾角至L5上終板雙邊影消失。B組需要旋轉透視機頭至術前CT測量的斜位透視角。使用套管針進行穿刺，保證套管針投影顯示為短點狀，套管針頭全程不貼近椎弓根側壁投影(見圖3～4)。側位片檢查套管針深度后放置導絲，絲攻后置入PPS。螺釘長度為45～50 mm，直徑6.0～6.5 mm。椎間盤處理過程以及融合器置放均使用可擴張通道進行[7]，此處不再贅述。將透視時間作為量值對放射性暴露進行評估。

圖1 術前穿刺角度測量示意 圖2 L5椎弓根形態：左側“S”型，右側“L”型 圖3 據術前測量角度調整發射器角度 圖4 術中斜位透視見椎弓根側壁與穿刺針尖端關系

2 結 果

A組132枚螺釘中80枚為0級，4枚螺釘為3級，其中外側穿透2例，內側穿透合并神經根癥狀2例，均進行開放性翻修并行神經根減壓。B組50例采用斜位透視置釘患者中0級螺釘為74枚，3級螺釘為0枚。組間比較差異具有統計學意義(P=0.020)。透視時間比較，傳統正側位透視組透視時間為(1.2±0.3)min，斜位透視組透視時間為(2.7±0.3)min，組間比較差異具有統計學意義(見表1)。“L”型椎弓根進行常規正側位透視和斜位透視，其PPS置入準確率比較差異無統計學意義(見表2)。“S”型椎弓根PPS準確率兩組比較差異有統計學意義(見表3)。

表2 “L”型椎弓根不同透視法置釘準確性比較[枚(%)]

表3 “S”型椎弓根不同透視法置釘準確性比較[枚(%)]

3 討 論

Margerl[8]在其研究中率先報道了PPS外固定的臨床運用，隨著該技術的發展，其逐漸演化成為經皮內固定系統。其臨床優勢在于減少了椎旁肌肉損傷，從而降低術后腰背肌肉萎縮程度[1，3，6]。然而PPS技術學習曲線較長，射線暴露劑量較大，同時內固定相關并發癥發生概率較高，尤其是螺釘的誤置，可能導致神經血管損傷、椎弓根骨折等并發癥[5-6]。在MIS手術中，由于缺少對骨性解剖結構的觀察或者觸摸，手術醫生需要對X線透視檢查精細解讀。由于三維解剖結構轉換成為二維平面結構，單純依靠透視檢查，椎弓根穿破的可能性較大。Murakami等[9]報道其PPS置入的準確性為91.2%，但其文章中PPS置釘包括從T6到S1。對于前后位表現為典型卵圓形投影的椎弓根，傳統透視方法置釘，準確性較高。L5椎體位于腰椎向骶椎轉換的位置，其椎弓根形態以及夾角存在較大的變異，誤置率更高。張炳磊等[10]在其研究中對L5椎弓根的形態進行了解剖學研究，并依據橫突與椎弓根徑線的關系分為“L”型和“S”型。作者在臨床工作中發現，L5椎弓根形態變異較大，部分患者術前正位X線片顯示椎弓根巨大，但行PPS時卻存在誤置風險。其原因在于椎弓根形態特異，前后位所顯示的椎弓根內側邊界并不可靠[7，9-10]。通過文獻查閱，目前尚無針對L5椎體PPS準確性的研究。

從PPS運用于臨床開始，各種不同的穿刺技術以及透視技術被提出。Margel提出了“梟眼”技術，Wiesner等[11]提出改良的正側位透視技術，并認為此種技術與“梟眼”技術在螺釘誤置率上無明顯差異。其可能原因在于傳統“梟眼”透視法無術前CT參數作為輔助，術中透視機頭傾斜角度依靠的是斜位上梟眼橫截面積的變化，由手術醫生自行判斷，存在較大的主觀因素。其次該技術中使用1.8mm克氏針結合電鉆制作導引骨道，速度極快，克氏針過于鋒利，可能導致克氏針穿透皮質。本研究使用的斜位透視法與“梟眼”透視法不同之處在于增加術前CT輔助，提高了斜位的精確性，同時硬質套管針頭穿刺，全程透視，因此準確性提升。本研究依據術前CT資料分析，區分L5椎弓根形態，研究不同的透視方法對于置釘準確性的影響。本研究中使用傳統正側位透視，PPS準確率僅為60.2%左右。夏天等[6]報道的PPS置釘準確率為80.4%。Ikeuchi等[12]報道其PPS準確率達到94.4%。作者認為：本研究中PPS準確率較低，可能與如下因素相關：(1)與本研究僅選取L5椎體作為置釘研究對象，由于L5椎體形態的轉變，其螺釘誤置率較一般的椎體較高[13-14]。(2)L5椎體位置深在，穿刺過程較一般椎體更加困難。(3)相較其他椎弓根，L5椎弓根矢狀面夾角較大，因此無論是采用何種穿刺方式，均很難達到與椎弓根路徑完全契合。本研究S型椎弓根正側位透視法準確率為58%，而斜位透視法為85.4%。斜位法透視組無3級以上螺釘誤置，常規透視組有4例3級誤置螺釘并合并神經損傷癥狀，組間比較差異有統計學意義。這提示斜位透視法結合術前CT檢查可以有效地降低S型L5椎弓根PPS的誤置釘率，尤其可降低導致神經根損傷的3級誤置釘事件的發生。

本研究中，斜位透視法放射線暴露高于傳統正側位透視組。原因在于每枚螺釘的植入都需要重新調整透視機頭的位置與方向，因此放射暴露增加。魏超等[15]在其研究中分析了放射性暴露的安全方式，指出增加與放射源距離、優化透視設備的位置均可明顯減少輻射量，術中我們采用鉛圍領進行甲狀腺保護，透視時采用鉛屏保護，因此對于醫務人員而言，該放射劑量是安全的。對于患者而言，此種劑量放射線暴露是否安全，值得我們進一步研究。

本文的缺陷如下：首先本研究為回顧性病例對照研究。其次PPS的學習曲線長，醫生的經驗對手術結果有影響。然而必須說明的是，PPS的準確性并不完全取決于醫生的經驗，因為椎弓根形態變化以及使用正側位透視所造成的椎弓根路徑的視覺假象均能造成PPS的誤置，因此對椎弓根形態的仔細解讀更為重要。最后，透視時間并不能完全等同于放射性暴露劑量。因為不同投照角度下，放射線劑量并不相同。本研究證實，術前CT輔助下斜位透視進行PPS置入確實可行。對于經驗不足的醫生或者習慣于開放手術的醫生，該技術易于操作，并且具有較好的可重復性。對于解剖形態變異較大的L5椎弓根，采用常規正側位透視，螺釘誤置率較高，CT輔助結合斜位透視可以有效降低誤置風險。