椎弓根螺釘個體化置釘設計在青少年特發性脊柱側凸中的應用

羅 敏，劉洋貝，楊 曦，馮 敬，范 斌，劉立岷

全椎弓根螺釘系統具有穩定性好、三維矯形、術后假關節發生率低的特點，已廣泛應用于脊柱畸形的矯正。青少年特發性脊柱側凸(AIS)患者椎弓根細小、發育變異大，常伴有椎體不同程度旋轉，按傳統方法置釘較困難，可能出現重要臟器、血管、神經損傷等嚴重并發癥。術前通過胸腰椎CT檢查，充分了解椎弓根形態，制定個體化椎弓根螺釘置釘設計，能達到提高AIS矯形置釘準確率、縮短手術時間、減少術中出血量但不影響側凸矯正率的目的。筆者回顧性分析了四川大學華西醫院骨科2018年1月～2019年9月收治的35 例AIS患者資料，比較術前是否行椎弓根螺釘個體化置釘設計的臨床療效，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例選擇納入標準：① 診斷為AIS(Lenke分型為1、2型)；② 年齡10～18歲，BMI 16～24 kg/m2；③ 融合節段T2～L4，術前主胸彎Cobb角45°～90°；④ 手術前后有完整的影像學資料(包括脊柱全長正、側位及Bending位X線片，胸腰椎CT，全脊柱MRI等)。排除標準：① 伴有脊柱椎體發育異常的先天性脊柱側凸：半椎、蝴蝶椎、分節不全、骨橋、并肋畸形等；② 神經肌肉型側凸：神經纖維瘤病、顱底凹陷、脊髓空洞、腦癱、小兒麻痹癥等；③ 其他綜合征繼發脊柱側凸：Prader willi綜合征繼發脊柱側凸、馬方綜合征繼發脊柱側凸等；④ 一期行生長棒體內置入撐開治療的脊柱側凸；⑤ 脊柱側凸翻修手術。

1.2 病例資料本研究納入35 例，根據術前是否進行個體化椎弓根螺釘置釘設計分為觀察組(進行個體化椎弓根螺釘置釘設計，19 例)和對照組(未進行個體化椎弓根螺釘置釘設計，16 例)。兩組術前一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。手術由同一治療組醫師完成。內固定器械均采用美敦力legacy椎弓根螺釘系統，螺釘為萬向或定向螺釘，? 5.5～6.5 mm，長度30～50 mm。

表1 兩組術前一般資料比較

1.3 治療方法① 觀察組：術前完善胸腰椎CT檢查，利用西門子PACS系統劃線工具測量手術計劃融合節段范圍內及上下各一個椎體的椎弓根左右松質骨直徑，相對理想的釘道走形長度，設計術前個體化置釘方案。椎弓根松質骨?<2.5 mm和(或)釘道長度<30 mm的椎弓根在方案中予以紅色標記，以便術中著重關注或選擇性避開該節段。術中胸椎以Elliott 法(置釘點位于上關節突外與橫突基底，垂直于關節面)、腰椎以AO法(置釘點位于上關節突外緣的切線與橫突中軸線的交點，位于上關節突與橫突之間的交角處)選擇進針點，按照術前設計置入合適的椎弓根螺釘。合理地避開紅色標記的椎弓根，若不能避開，置釘困難時可選擇經椎弓根-肋骨間置釘。術中所有螺釘經C臂機確認置入無誤，并予以神經電生理監測。② 對照組：無術前置釘設計，術中操作同觀察組，按照經驗選擇直徑及長度合適的螺釘置入目標節段。 兩組術后均常規行手術節段CT檢查。

1.4 療效評定通過術后CT資料于PACS系統進行椎弓根置釘效果評價。對于破壁及穿破椎體前緣的螺釘, 按照Roy-Camille(1972年)報道的方法按照螺釘穿破椎弓根內、外側壁及椎體前緣的距離將破壁螺釘分為4級：≤2.0 mm為1級，2.1～4.0 mm為2級，4.1～6.0 mm為3級，≥6.1 mm為4級；不良置釘為穿透任一壁距離>2.0 mm；高危置釘為穿破內側壁距離>4.0 mm或穿破外側壁頂尖碰到主動脈使主動脈發生變形。統計兩組的置釘總數、不良置釘數及高危置釘數，比較兩組置釘準確率、手術時間、術中出血量、側凸矯正率、術后并發癥。置釘準確率=(置釘總數-不良置釘數-高危置釘數)/置釘總數×100%，側凸矯正率=(術前冠狀位Cobb角-術后冠狀位Cobb角)/術前冠狀位Cobb角×100%。

2 結果

患者均獲得隨訪，時間2～12個月。觀察組置釘 8～19(13.0±2.7) 枚/例，共置釘228 枚，其中不良置釘8 枚(凸側2 枚，凹側6 枚)，高危置釘2 枚(均為凹側)，置釘準確率95.6%；對照組置釘 9～17(13.5±2.8) 枚/例，共置釘216 枚，其中不良置釘15 枚(凸側4 枚，凹側11 枚)，高危置釘5 枚(凸側1枚，凹側4枚)，置釘準確率90.7%；置釘準確率觀察組明顯優于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。兩組手術時間、術中出血量比較差異均有統計學意義(P<0.05)，側凸矯正率比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。觀察組1 例術后出現切口感染，予以沖洗引流及抗感染治療后痊愈出院；對照組1 例于矯形融合后再次手術取出高危螺釘，1 例出現腦脊液漏，予以預防感染及延遲拔除引流管等對癥處理后痊愈出院；兩組術后并發癥比較差異無統計學意義(P>0.05)。兩組術中均未因置釘困難而延長手術節段，術后均無四肢麻木、乏力等神經并發癥發生。

表2 兩組手術情況比較

典型病例見圖1、2。

3 討論

3.1 AIS椎弓根螺釘置釘風險椎弓根螺釘系統能夠提供強大的穩定性和三維矯形力量，是脊柱外科不可替代的內固定技術。目前臨床上一般依靠既往文獻報道[1]的相關參數及解剖標志進行經驗性置釘。AIS患者椎弓根發育不良，常伴椎體旋轉，其解剖關系發生改變，椎弓根螺釘置入所參考的各種解剖標志及參數亦發生改變，按照經驗性置釘易造成螺釘誤置并帶來嚴重并發癥：螺釘穿破內側皮質骨造成脊髓神經損害、腦脊液漏；穿破外側皮質骨可能導致把持力丟失、損傷椎體節段血管；穿破胸段前壁則可能導致大血管、氣管的損傷[2]。研究顯示[3]，椎弓根螺釘系統固定強度的60%來自椎弓根內，達到椎體松質骨則增加15%～20%，至骨皮質而未穿破時增加16%，如穿破骨皮質則增加20%～25%。故治療AIS患者常選擇相對較大的直徑及較長規格的螺釘以具有更強的抗拔出能力，但同時置釘風險亦隨之增加。本研究中的AIS患者椎弓根松質骨直徑一般小于3.5 mm，而螺釘的可選擇直徑最小為5.5 mm，不可避免地增加了置釘風險。對照組中高危螺釘5 枚(凸側1 枚，凹側4 枚)，其中穿破內側壁距離>4.0 mm 2 枚，穿破前壁導致氣管、主動脈壓跡3 枚。觀察組高危螺釘2 枚，均為凹側穿破內側壁。兩組高危置釘共7枚，6枚位于凹側，提示了凹側置釘難度更大。

3.2 AIS置釘節段選擇AIS患者置釘節段選擇方法包括連續置釘、間斷置釘和關鍵椎置釘。Ketenci et al[4]報道連續置釘為脊柱側凸雙側連續置入椎弓根螺釘；間斷置釘為脊柱凹側連續置入椎弓根螺釘和凸側間隔性置入椎弓根螺釘；關鍵椎置釘為脊柱側凸雙側均間隔性置入椎弓根螺釘。生物力學研究表明連續性置釘在三維矯正方面并無過多的改善意義[5]。申明奎 等[6]通過回顧性分析89例AIS患者置釘效果發現，3 種置釘技術具有相當的矯形效果，關鍵椎置釘組較其他兩組手術時間、術中出血量和置入物花費明顯減少。Min et al[7]回顧性分析了至少隨訪10 年的48例AIS患者發現，置釘密度≥0.5即可獲得良好的矯形穩定性和脊柱外觀滿意度。本研究中觀察組通過術前置釘設計放棄了部分非關鍵置釘困難節段，進行關鍵椎置釘，手術時間、術中出血量觀察組明顯優于對照組(P<0.05)。當術前發現關鍵椎存在置釘困難時，在上端椎處可選擇椎弓根鉤，在胸段可選擇經椎弓根-肋骨間途徑置釘。

3.3 椎弓根螺釘置釘輔助技術在椎弓根螺釘置釘時，通過輔助技術有效提高置釘準確率已有眾多研究。目前廣泛應用的技術為術中X線多角度透視監測，但X線定位對椎弓根螺釘位置的判斷有不可接受的高假陽性率和假陰性率[3]。楊鎮源 等[8]設計了一種角度控制組合式椎弓根螺釘置釘工具，其通過控制螺釘置入的水平面及矢狀面角度進行置釘，可提高椎弓根螺釘的置釘準確率，但實際操作時患者術中體位及X線投照角的變化會導致置釘偏移。朱金文 等[9]在手術機器人引導下置入胸腰椎椎弓根螺釘，該設備采用術中正、斜位X線片與術前CT三維重建相匹配，提高了置釘準確率、減少術中透視次數，但有一定的學習曲線，且設備價格昂貴。本研究觀察組通過術前椎弓根螺釘置釘個體化設計，在不影響矯形力學穩定性及側凸矯正率的前提下，避開非關鍵椎的“危險區域”進行關鍵椎置釘，間接的提高置釘準確率，避免了術中因困難置釘時的反復調整，減少置釘時間，降低置釘風險。該方案操作簡便易行，但術前需充分了解目標節段椎體的解剖形態, 合理選擇置釘節段范圍及關鍵椎。

綜上所述，通過術前椎弓根螺釘個體化置釘設計能夠提高AIS術中椎弓根螺釘的置釘準確率，縮短手術時間，減少術中出血量，且不影響側凸矯正率。