3D顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位的療效與安全性

吳剛 豐瑞兵 胡昊 黃一拯 李超 張海濤 李朝文 黃勇

1湖北省中醫院脊柱外科（武漢 430074）；2武漢體育學院研究生院（武漢 430070）

上頸椎骨折脫位通常包括寰、樞椎骨折、寰樞關節脫位或創傷性的樞椎滑脫，以及同時伴有上述骨折脫位的疊加損傷，常因車禍傷、高墜傷等高能量外傷導致［1-2］。由于上頸椎的解剖結構復雜，且與多種重要的組織結構毗鄰，如延髓和脊髓等，急性嚴重的上頸椎骨折脫位如合并中樞神經損傷，通常是致命的［3］。通過手術重建上頸椎的穩定，不僅能避免患者進一步出現嚴重的并發癥，還有助于患者早期下床活動，回歸生活、工作［4］。在上頸椎骨折脫位眾多的治療方法中，經頸后路椎弓根螺釘內固定技術因三柱固定牢靠，適應證廣、創傷小等優勢，已成為目前治療此類損傷主要的治療術式之一［5］。但是，由于解剖結構復雜，術中顯露與置釘難度較高，學習曲線長，極大地限制了該手術的應用推廣［6］。顯微鏡技術在頸椎手術中的應用發展對提高頸椎手術的療效與安全性起到了極大的推動作用，但普通顯微鏡仍具有一些缺點，包括人體工程學設計差、景深窄、工作距離短、可操作性差等，在一定程度上限制了該技術的推廣。近年來，在普通顯微鏡基礎上發展而來的3D 顯微鏡因優良的性能在脊柱外科手術中逐漸嶄露頭角。3D 顯微鏡能通過放大手術視野，自帶的光源能為術野提供更好的照明，讓術者清晰地分辨術野下的各解剖結構，在顯露過程中實現精準止血，保證術野清晰，置釘過程中，迅速找到最合適的置釘點，為術中安全置釘提供前提條件［7-8］。3D 顯微鏡在椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位中具有較大的應用價值。本研究通過回顧性分析2015年1月至2020年6月我院收治的36 例上頸椎骨折脫位患者，通過與普通顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療進行對比研究，旨在探討3D 顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位的療效與安全性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2015年1月至2020年6月我院收治的36 例上頸椎骨折脫位患者，其中15 例患者采用3D 顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療（3D組），骨折脫位類型：寰椎椎弓骨折3 例，樞椎椎弓骨折2 例，樞椎齒狀突骨折7 例，寰椎椎弓與樞椎椎弓均骨折3 例，寰樞關節側方脫位3 例，前脫位1 例，旋轉脫位3 例，樞椎滑脫2 例，混合脫位6 例。21 例患者采用普通顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療（普通組），骨折脫位類型：寰椎椎弓骨折2 例，樞椎椎弓骨折5 例，樞椎齒狀突骨折12 例，寰椎椎弓與樞椎椎弓均骨折2 例。寰樞關節側方脫位2 例，前脫位2 例，旋轉脫位5 例，樞椎滑脫3 例，混合脫位9 例。兩組患者的骨折類型經統計比較差異無統計學意義（χ2=1.460，P=0.711），兩組脫位類型經統計分析也差異無統計學意義（χ2=0.857，P=0.962），兩組患者其他一般資料差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究已獲本院倫理委員會許可，所有患者均簽署知情同意書。

表1 兩組患者一般資料比較Tab.1 Comparison of general data between the two groups 例

納入標準：（1）有明確外傷史；（2）術前影像確診為上頸椎骨折脫位。排除標準：（1）合并其他嚴重內科疾病無法耐受手術者；（2）經測量椎弓根＜4 mm 者；（3）患有頸椎結核、腫瘤者；（4）病例資料不全或隨訪時間不足1年者。

1.2 手術方法

1.2.1 3D 組患者入手術室，建立靜脈通道，經鼻氣管插管，行全身麻醉，待麻醉滿意后取俯臥位，頸部稍屈曲，術野常規消毒、鋪無菌巾（單）。取頸后正中切口長約10 cm，連接3D 顯微鏡（三鷹光器株式會社，日本）設備，調整顯微鏡放大倍數（2～40 倍）與焦距（圖1A）。逐層切開皮膚、筋膜、韌帶，向兩側剝離椎旁肌，顯露上頸椎后方結構，注意保護延髓、顱基底動脈、椎動脈、C2 神經根及靜脈叢。在3D 顯微鏡下用雙極電凝對術野各出血點予以精準止血（圖1B），顯露寰樞椎雙側進釘點，如合并樞椎滑脫則需顯露C3 雙側進釘點，在3D 顯微鏡下用神經剝離子做骨膜下剝離，首先用磨鉆于各進釘點開口（圖1C），再用限深手鉆沿術前預測量的進釘角度緩慢鉆入，再使用球形探針確保孔壁無穿破后置入定位針，C 臂透視，見定位針部位、長度、方向合適，結合術前在PACS 系統上測量的置釘長度與角度，選擇直徑3.5 mm 長度適宜的椎弓根螺釘沿合適角度擰入，連接兩根長度合適并預彎好的椎弓根螺釘鈦棒，并根據術前及術中寰樞關節脫位情況，適當進行提拉復位。再次C 臂透視見內固定物位置、長度、寰樞關節脫位復位滿意后，于髂后上棘取自體松質骨，剪成直徑2～3 mm 自體骨顆粒。再次于3D 顯微鏡下電凝止血后反復沖洗術區，將自制自體骨顆粒植于固定節段后方，置入引流管，逐層縫合切口，覆蓋無菌敷料。

圖1 3D 顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位術中照片Fig.1 Intraoperative photos of pedicle screw fixation in the treatment of upper cervical fracture and dislocation with the aid of 3D microscope

1.2.2 普通組除使用的顯微鏡為普通顯微鏡外，普通組其余手術步驟同3D 組。

1.3 術后處理方法術后頸托固定6～8 周，術后24～48 h 拔除引流，酌情予以抗感染、鎮痛對癥治療。拔除引流后囑患者在頸托保護下適度下床活動。術后3、6 個月和1年定期門診復查隨訪，行影像學檢查及功能評分。

1.4 評價指標以及評定標準

1.4.1 圍手術期觀察指標對比兩組患者的術中出血量、手術時間、術后引流量及術后臥床時間。

1.4.2 臨床療效評價方法對比兩組患者術前與術后1年的視覺模擬評分（visual analogue scale，VAS）與日本骨科協會頸脊髓功能評價標準（Japaneses Orthopaedics Assiociation，JOA）對手術的臨床療效進行評價。VAS 評分是患者根據患者頸部疼痛程度在0～10 分中挑選一個數字代表疼痛程度，0 分表示無痛，10 分代表最痛。頸椎JOA 評分根據患者上、下肢運動功能，上、下肢及軀干感覺及膀胱功能對患者的頸脊髓功能進行評價，分值越高，則頸髓功能越好，總分17 分［9］。

1.4.3 置釘準確度評價方法對比兩組患者的置釘優良率，置釘準確度參考KAWAGUCHI 等［10］方法對上頸椎的置釘準確度進行評價，該標準根據術中置釘時有無并發癥與術后CT 結果進行評價。0 級：椎弓根螺釘全部位于椎弓根皮質內；Ⅰ級：椎弓根螺釘突破皮質不超過2 mm，術中置釘未發生神經、血管損傷等并發癥；Ⅱ級：椎弓根螺釘突破皮質超過2 mm，無相關并發癥；Ⅲ級：椎弓根螺釘完全穿破皮質并引起神經、血管損傷等并發癥。

1.4.4 并發癥發生率對比兩組患者神經損傷、硬膜破裂、椎動脈損傷及延髓損傷、硬膜外血腫、切口感染、脂肪液化、切口愈合不良、內植物松動、斷釘等并發癥發生率。

1.5 統計學方法所有數據采用SPSS 20.0 統計軟件進行分析。計量資料采用（±s）表示，組內術前與術后比較采用配對資料t檢驗進行分析，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗進行分析，計數資料采用例（%）表示，采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法進行統計分析，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圍手術期觀察指標所有患者獲得12～24 個月隨訪，平均（17.64±5.25）個月，兩組隨訪時間差異無統計學意義（P＞0.05）。3D組手術時間顯著少于普通組，差異有統計學意義（P＜0.05），兩組其他圍手術期指標比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組患者圍手術期指標比較Tab.2 Comparison of perioperative indexes between the two groups ±s

表2 兩組患者圍手術期指標比較Tab.2 Comparison of perioperative indexes between the two groups ±s

組別3D 組普通組t 值P 值隨訪時間（個月）16.40±4.79 18.52±5.87 1.150 0.258手術時間（min）162.33±34.79 187.59±29.45 2.353 0.025術中出血（mL）136.00±57.55 140.12±47.25 0.236 0.815術后引流量（mL）175.33±66.75 180.15±61.36 0.224 0.824術后臥床時間（d）3.13d±0.99 3.65±1.55 1.141 0.262

2.2 臨床療效評價指標術后所有患者頸部疼痛癥狀均明顯緩解，神經癥狀得到不同程度恢復。兩組患者術前與術后1年VAS 評分與JOA 評分比較差異有統計學意義（P＜0.01），兩組之間比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩組患者臨床療效指標比較Tab.3 Comparison of clinical efficacy indexes between the two groups ±s

表3 兩組患者臨床療效指標比較Tab.3 Comparison of clinical efficacy indexes between the two groups ±s

注：與術前相比，*P＜0.01；與普通組相比，#P＞0.05

組別3D 組普通組t 值P 值VAS 評分術前6.73±1.58#6.58±1.02 0.347 0.731術后1年1.40±1.12#*1.17±1.65*0.420 0.677 t 值9.239 12.780 P 值0.001 0.001 JOA 評分術前12.07±2.60#12.21±2.45 0.165 0.875術后1年15.73±1.39#*16.01±1.91*0.483 0.632 t 值5.606 4.808 P 值0.001 0.001

2.3 置釘優良率結果3D 組共置入上頸椎椎弓根螺釘68 枚，按Kawaguchi 評價標準，完全在椎弓根內共50 枚，有12 螺釘穿破椎弓根皮質且不超過2 mm，另有6 枚寰椎螺釘穿破椎弓根皮質且超過2 mm，所有螺釘置入過程中均未出現神經、血管損傷等術中并發癥，總體置釘優良率（0 級+Ⅰ級）為91.18%。普通組共置入上頸椎椎弓根螺釘96 枚，按Kawaguchi評價標準，完全在椎弓根內共68枚，有16 螺釘穿破椎弓根皮質且不超過2 mm，另有12 枚寰椎螺釘穿破椎弓根皮質且超過2 mm，所有螺釘置入過程中均未出現神經、血管損傷等術中并發癥，總體置釘優良率（0 級+Ⅰ級）為87.50%。兩組患者置釘優良率差異無統計學意義（P＞0.05）。見表4。

2.4 并發癥發生率所有患者均未出現神經損傷，硬膜破裂，椎動脈損傷等術中并發癥，所有患者在末次隨訪內均未出現硬膜外血腫、切口感染，內植物松動、斷釘，神經癥狀加重等術后并發癥。3D 組1 例患者出現手術切口脂肪液化，1 例患者出現切口淺表感染，手術并發癥發生率為13.33%。普通組2 例患者出現手術切口脂肪液化，3 例患者出現切口淺表感染，手術并發癥發生率為23.81%，上述患者通過加強抗感染及傷口換藥治療后，手術切口均延期愈合。兩組患者的并發癥發生率差異無統計學意義（P＞0.05）。見表4。

表4 兩組患者置釘優良率、并發癥發生率比較Tab.4 Comparison of the excellent and good rate of nail placement and the incidence of complications between the two groups

2.5 3 D 組典型病例男性患者，72 歲，因“車禍傷致頸部疼痛伴四肢不全癱3 h”入院，診斷為寰樞椎骨折伴寰樞關節脫位，樞椎滑脫，排除手術禁忌癥后予以3D 顯微鏡下后路椎弓根螺釘內固定治療。患者術中、術后未出現明顯手術并發癥，術后頸部疼痛及神經癥狀得到明顯緩解，患者術前、術后影像資料見圖2。

圖2 3D 顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位典型病例影像學資料Fig.2 Imaging data of typical cases of upper cervical fracture and dislocation treated with pedicle screw fixation assisted by 3D microscope

3 討論

經頸后路固定是當前解決上頸椎骨折脫位的主要手段之一［11-13］，椎弓根螺釘內固定術被認為是目前上頸椎后路固定的首選術式之一［14］。但是，上頸椎骨折脫位患者往往損傷嚴重，局部解剖關系復雜，在進行上頸椎椎弓根螺釘內固定手術過程中要求術者能正確辨別各解剖結構，而精準高效的止血操作是保證術野清晰、準確辨別解剖結構的前提。另外，椎弓根螺釘內固定對術者的置釘技術同樣具有較高要求，如何快速精準地選擇正確的上頸椎進釘點則是準確置釘的關鍵［15］。

1975年，HANKINSON 等［16］首次報道了顯微鏡技術在頸椎手術中的應用，因可放大術野、增強照明等優勢顯微鏡技術逐漸被世界各國脊柱外科醫生接受并成為當今頸椎手術中的一項常規技術。但普通手術顯微鏡存在一些局限性，包括人體工程學設計差，景深窄，工作距離短，可操作性差等［17］，在一定程度上限制了該技術的推廣。為了應對這些限制而研發出的3D 顯微鏡不僅具有更優秀的放大、照明性能，并且具有其他一些獨特優勢，本研究結果顯示，相比于應用普通顯微鏡的普通組，應用3D 顯微鏡的3D 組，雖然在術后1年的VAS 評分與JOA 評分方面不具有顯著優勢，但在手術時間方面具有顯著優勢，這可能與3D 顯微鏡便于調焦以及使用更加便捷有關。此外，3D 組在手術并發癥發生率上低于普通組，雖然兩者經過分析沒有明顯差異，但相差十分明顯，考慮到本次回顧性研究樣本量有限，如樣本量足夠大，二者可能會在統計分析上具有顯著差異。除此之外，相比于普通顯微鏡，3D 顯微鏡還具有以下優勢［18］：（1）提高手術安全性：手術操作過程中，術者可精確分辨上頸椎后方的神經、血管等組織，防止術中造成損傷。精準止血，保證術野清晰，便于術中準確找到最合適的置釘點，減少術中因反復調整螺釘，造成周圍神經、血管損傷，以及降低螺釘的把持力，影響術后的穩定性與手術效果。另外，在確定好置釘點后，進行磨鉆開槽時，也有助于術者清晰看到周圍組織，便于提前進行保護，防止磨鉆操作過程中因卷刮而造成損傷。（2）更加舒適的手術環境：3D 顯微鏡無目鏡設計及超大的工作距離，能給術者提供更舒適的手術體驗，有助于術者在一種相對輕松的狀態下進行手術，保證手術安全開展。另外，更符合人體工程學的手術姿勢，也有助于保護術者的脊柱健康［19］。（3）絕佳的示教方式：由于頸椎后路手術部位較深等因素，手術助手、低年資醫生及學生等人員在術中很難完整、清晰地看到手術畫面，這即不利于助手配合主刀醫生開展手術，也不利于低年資醫生及學生學習成長，而3D 顯微鏡能將放大的術野畫面（可放大2～40 倍），在4K 高清顯示屏幕上清晰顯現，讓整個手術室的參與人員均能看到清晰的術中的任何一個細節。

3D 顯微鏡下進行后路椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位的不足與展望主要包括以下幾個方面［20］：（1）3D 顯微鏡下操作需要術者眼和手之間具有較好的協調性，熟練掌握具有一定的學習曲線，尤其在開始使用時，會明顯增加手術時間；（2）缺乏配套器械：由于3D 顯微鏡的同軸特性，常規槍鉗等手術器械，容易對術野造成一定遮擋，配套手術器械有待進一步開發；（3）尺寸大：當前，3D 顯微鏡的尺寸還太大，需手術室具有較大空間才能使用，今后，有待進一步縮小尺寸，方便使用；（4）費用昂貴：因費用太昂貴，3D 顯微鏡還無法大規模推廣，更廉價、性能更好的3D 顯微鏡有待開發上市。

綜上所述，3D 顯微鏡與普通顯微鏡下椎弓根螺釘內固定治療上頸椎骨折脫位均療效確切，但3D 顯微鏡下手術時間更短，并發癥發生率可能更低，值得在臨床中加以應用，但需要把握好手術適應癥，并做好周密的術前準備。另外，鑒于本次研究只是一項單中心回顧性研究，并且樣本量少，隨訪時間短、缺乏對照組等不足，本結論還有待進一步研究佐證。