3D導航引導與徒手椎板關節突螺釘置釘在單節段腰椎融合手術中的應用比較

李坤 陳志龍 余國慶 王晶 王航 劉麗 喻鋒

腰椎手術微創化治療能為術后康復及手術療效提供較大的幫助，一側椎弓根螺釘技術結合對側關節突關節螺釘固定技術能在不剝離對側軟組織的情況下實現雙側固定，對于無癥狀側腰背肌肌群起到良好的保護作用，同時可以減少手術時間和術中出血量［1?2］。但由于椎板關節突螺釘進針位置及角度要求嚴格，“C”型臂X 線機輔助下的徒手置釘往往誤差較大，不能兼顧正、側位及斜位等多角度的準確性，且透視次數較多，存在手術時間長、輻射劑量大等弊端［3］。而3D導航技術利用3D立體影像技術系統，在手術中為醫生提供3D 立體影像，為術者提供最佳的手術路徑，大大提高置釘精確性，同時還具有輻射少等優勢，近年來在脊柱外科手術中得到廣泛的應用。

本文通過觀察3D 導航技術輔助椎板關節突螺釘置釘的準確性，并在手術指標、術后紅細胞沉降率（ESR）及C 反應蛋白（CRP）波動情況、神經功能改善情況等方面與徒手置釘的病人進行對比，分析3D 導航技術輔助椎板關節突螺釘置釘的優點與不足，為腰椎手術的微創精準化治療提供相應的臨床參考。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①年齡為45～65 歲；②根據病史、癥狀、體征及影像學資料確診為L4/5節段單側癥狀的腰椎間盤突出或椎管狹窄病人；③愿意參與該研究者；④隨訪時間＞6個月。

排除標準：①嚴重骨質疏松病人，骨密度T值＜-4.5 SD；②影像學檢查結果存在明顯腰椎不穩表現者及存在腰椎椎弓峽部斷裂者；③腰痛癥狀為主或雙側癥狀病人；④患有腫瘤、結核及解剖變異者；⑤認知、精神障礙等無法配合研究者。

二、一般資料

將2020 年1 月至10 月本院行單節段腰椎融合手術治療的30例病人納入研究，按參與研究的奇偶順序分為術中3D導航組和徒手置釘組。3D導航組15 例，男7 例，女8 例，年齡為（52.54±4.47）歲，身體質量指數（BMI）為（22.37±2.07）kg/m2；徒手置釘組15 例，男7 例，女8 例，年齡為（53.50±4.38）歲，BMI為（22.29±1.99）kg/m2。兩組病人性別、年齡、BMI、疾病類型與病變部位比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

此研究符合《赫爾辛基宣言》，病人及家屬知情同意參與該臨床研究，簽署知情同意書。

三、手術方法

術前根據CT、MRI 等影像學資料，測量好相關數據以指導術中置釘的準確性，并排除解剖結構變異導致的手術失敗可能。手術由同一術者主刀，采用美敦力S7手術導航系統（圖1 a）。全身麻醉成功后，病人俯臥位，取后正中切口顯露L4/5棘突及單側椎板、人字嵴等結構。①椎弓根螺釘的置入：按照Roy?Camille 法分別于L4及L5單側人字嵴的頂點置入適當大小椎弓根螺釘，共兩枚。②腰椎單節段減壓融合：按經典的經椎間孔入路，切除L4下關節突及L5部分上關節突，實施L4/5節段的單側減壓，將單側減壓至徹底通暢，處理椎間盤后行椎間融合。③椎板關節突螺釘的置入：3D導航組在導航的輔助下置入適當大小的椎板關節突螺釘，如圖1 b所示，導航參考架固定于對側髂骨上，患側切口內置放通道系統，圖1 c為術中置釘過程中，矢狀面、冠狀面及橫斷面三維實時展示螺釘的進釘方向及深度，圖1 d顯示手術切口僅4 cm左右，創傷小；徒手置釘組在“C”型臂X線機透視的輔助下置入適當大小的椎板關節突螺釘。椎板關節突螺釘的置入由一側棘突基底向對側椎板、關節突關節到橫突基底部。④常規放置負壓引流一根后，逐層縫合筋膜、皮下，可吸收線縫合皮膚。

圖1 3D 導航系統輔助下行椎板關節突螺釘置釘及腰椎減壓融合過程 a：術中所用美敦力S7 手術導航系統；b：導航參考架固定于髂骨上，通道系統位于對側；c：術中進釘時矢狀面、冠狀面及橫斷面實時影像；d：術后切口長約4 cm

四、觀察指標

1. 依據手術麻醉記錄單比較兩組術中透視次數、術中失血量、手術操作時間及術后24 h引流量。

2.引流管拔除后，復查腰椎CT，獲得每個螺釘整個長度的軸向圖像，根據Kaito 等［4］的Grade 分級方法評估椎板關節突螺釘的位置，根據螺釘是否穿破皮質，將置釘準確性分為4級：①0級，螺釘完全處于釘道內，沒有穿破骨皮質；②1 級，螺釘穿破皮質＜2 mm；③2 級，螺釘穿破皮質≥2 mm，但無神經受壓等癥狀；④3級，出現相關并發癥（峽部骨折、突破椎弓根內外側壁出現神經癥狀）。其中0級或1級為可接受的置釘，2 級或3 級為不良置釘，分別統計兩組間置釘精確性并比較兩組間的差異。

3.術后第1、3、7 天，分別抽取兩組病人空腹靜脈血樣4 mL，通過Westergen 法檢測ESR 水平，采用全自動生化分析儀（美國Array?360）檢測CRP水平。

4.術前、末次隨訪（術后6個月）時，予以兩組日本矯形外科協會（JOA）評分［5］評價其功能改善情況，總分為29分。JOA評分改善率=（末次得分-術前得分）/（29-術前得分）×100%。

5.于術后3 d 和術后3、6 個月時復查腰椎正側位X 線片，并記錄隨訪期間椎間融合情況，螺釘斷裂、松動或者移位等發生情況。

五、統計學分析

本文研究數據以SPSS 20.0（IBM 公司，美國）進行處理，［例（%）］用于表示非等級計數資料，檢驗方法是卡方檢驗；均數±標準差（）用于表示計量資料，符合正態分布時予以t檢驗，非正態分布時則予以秩和檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

兩組手術均順利完成，均無輸血、并發癥出現。根據表1 所示，3D 導航組術中透視次數、手術操作時間、術中失血量及術后24 h引流量均比徒手置釘組低（P＜0.05）。

表1 兩組手術指標比較（x±s）

3D導航組的置釘準確率（100.00%）優于徒手置釘組（73.33%）（χ2=4.615，P=0.032，表2）。

表2 兩組螺釘位置比較［例（%）］

術后第1、3、7 天時，導航引導組病人的ESR、CRP水平均比徒手置釘組低（P＜0.05，圖2）。

圖2 術后第1、3、7天時，徒手置釘組與3D導航組的ESR及CRP數值的變化（與徒手置釘組比較，*P＜0.05）

末次隨訪時，3D 導航組的JOA 評分為（25.50±1.47）分（24～27分），JOA改善率為75.02%；徒手置釘組的JOA 評分為（25.00±1.36）分（23～27 分），JOA 改善率為72.41%；兩組的JOA 評分比較，差異無統計學意義（t=1.732，P=0.094）。

術后兩組均隨訪半年，椎間均良好融合，無椎間融合期移位、螺釘斷裂、松動或者移位等情況發生。

典型病例見圖3。

圖3 病人，男，53歲，術前及術后影像學資料 a、b：術前正側位片，正位片上可測得椎板關節突螺釘的下傾角為45.62°±2.15°；c、d：術前腰椎屈伸位片未見明顯不穩表現；e、f：術前CT檢查，測得椎板關節突螺釘的外傾角為44.21°±2.33°，椎板的厚度為5 mm左右，其空間結果足夠椎板關節突螺釘的置入；g、h：術前MRI檢查，可見L4/5節段椎間盤向一側突出，壓迫硬膜囊及同側神經根；i、j：術后CT三維重建影像，以評估椎板關節突螺釘位置；k～p：分別為術后3天、3個月、6個月的腰椎正側位片，可見6個月后椎體間實現良好融合，內固定位置良好

討 論

隨著3D 導航技術不斷發展進步并逐漸被廣泛應用于骨科臨床，可個體化為病人設計手術入路、置釘方向，進一步提升了手術操作的精準性、安全性［6?7］，在脊柱外科領域得到越來越廣泛的應用［8?9］。林玉江［10］認為3D導航操作比較便捷迅速，尤其適用于經皮穿刺操作，能夠安全、準確、微創地引導經皮椎板關節突螺釘的置入。

相較于徒手置釘，3D導航引導置釘可減少透視次數、術中失血量、引流量及手術操作時間。徒手置釘主要依賴“C”臂機透視的正位、側位及45°斜位片來參考螺釘進釘的位置、深度及傾斜角度，需要反復確認位置，調整螺釘進釘點及傾斜角度，無法進行立體觀察，需要術者對于棘突及對側椎板、關節突的三維解剖結構不斷進行構想。尤其是在腰椎手術微創化治療中，由于對側肌肉組織不進行剝離，對于解剖結構要求極高，要求術者不斷對進針方向實施調整，致使手術操作時間延長，并增大手術創傷，如存在解剖結構變異情況，置釘難度將會進一步提高，同時可能發生相關并發癥［11］。而3D導航技術在術前對病人腰椎進行三維個體化重建，展開手術模擬，對進針方向、深度實時進行三維展示，置釘全程通過三維手術導航系統引導，可準確對病人病變部位進行判斷，精準置釘，使置釘反復嘗試次數減少，進而減輕手術創傷，并使手術操作時間縮短［12］。與此同時，本次研究還發現，3D 導航組的置釘準確性優于徒手置釘組（P＜0.05）。徒手置釘操作在一定程度上受術者經驗、技術水平等因素的影響，加之病人置釘周圍解剖結構難以辨認，可增加置釘難度，需反復嘗試，導致釘道松動、移位等發生，進而難以達到理想的螺釘位置。3D導航引導通過可視化、空間立體導航技術的應用，術中可對解剖關系與手術操作進行動態顯示，于多個層面對螺釘置釘點進行觀察，精準將螺釘置入，確保螺釘達到理想位置［8，13］。

實施腰椎手術的病人，術后ESR、CRP水平均會出現不同程度升高，其升高程度與手術創傷大小相關，并可影響術后恢復［14］。本研究中，術后第1、3、7天時，3D導航組病人的ESR、CRP水平均比徒手置釘組低（P＜0.05），提示與徒手置釘比較，3D導航引導置釘術后炎性反應更輕。3D 導航引導椎板關節突螺釘的置入，能在三維狀態下動態觀察進釘的深度及位置，具有三維立體影像，操作簡便直觀，能提高置釘的效率與精確性，避免反復尋找進釘點與進釘角度導致的置釘時間延長以及出血量增多，從而減少手術的創傷，術后恢復快，炎性反應小。除此以外，本次研究還發現，末次隨訪時，兩組的JOA 評分改善率比較，差異無統計學意義（P＞0.05），提示3D導航引導置釘與徒手置釘均可對病人JOA評分進行改善，恢復病人腰椎功能。但3D導航引導創傷相對較小、置釘位置更為優越，具體臨床上可依據病人實情，優先選擇3D 導航引導進行置釘，進一步提升手術效果、安全性。

綜上所述，在椎板關節突螺釘置釘方面，3D 導航引導較徒手置釘手術創傷更小，置釘更為精準，且術后炎性反應更輕，在引導椎板關節突螺釘置釘中有著較大的優勢。然而，本研究仍存在諸多不足，如僅于近1年內選取本院接收30例病人為對象，觀察指標較少，存在較高的主觀性，均可能對研究結果的精準性造成影響，使結論存在片面性、局限性等。因此，后續需進一步展開多中心、大規模的研究，增加樣本數量、觀察指標等，從而客觀上對3D 導航引導下椎板關節突螺釘置釘與徒手椎板關節突螺釘置釘展開對比與評價研究。