邢文華 霍洪軍 楊學(xué)軍 肖宇龍 李 峰 辛大奇 付 裕 趙 巖 祝 勇

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科，內(nèi)蒙古呼和浩特010030

胸椎椎弓根肋骨復(fù)合體應(yīng)用于脊柱側(cè)彎椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形的影像學(xué)評價

邢文華 霍洪軍 楊學(xué)軍 肖宇龍 李 峰 辛大奇 付 裕 趙 巖 祝 勇

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科，內(nèi)蒙古呼和浩特010030

目的 觀測脊柱側(cè)彎患者胸椎椎弓根及周圍重要結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)特征，評價經(jīng)椎弓根-肋骨復(fù)合體螺釘內(nèi)固定技術(shù)在脊柱側(cè)彎矯形中的可行性。 方法 11例脊柱側(cè)彎患者的術(shù)前矯形內(nèi)固定節(jié)段椎體CT，觀察椎弓根、椎弓根-肋骨復(fù)合體、脊髓等的形態(tài)及解剖位置。并在導(dǎo)航下行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形植骨融合術(shù)，術(shù)后相同節(jié)段再行CT掃描，評價螺釘植入位置。 結(jié)果 椎弓根橫徑凹側(cè)較凸側(cè)為細，最細者1.2mm，椎弓根在凸側(cè)呈弧形改變，椎體偏離凹側(cè)。凹側(cè)脊髓緊貼椎弓根，凸側(cè)脊髓偏離椎弓根。126枚椎弓根螺釘，有25（19.8%）枚螺釘完全偏出椎弓根行椎弓根-肋骨復(fù)合體固定，但術(shù)后所有病例均無神經(jīng)血管的損傷發(fā)生，并且均維持了牢靠的內(nèi)固定。 結(jié)論 導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于脊柱側(cè)彎椎弓根螺釘植入時，可提高螺釘植入的準確率，畸形嚴重時螺釘可行椎弓根-肋骨復(fù)合體內(nèi)固定。

脊柱側(cè)彎；計算機輔助導(dǎo)航；椎弓根螺釘；椎弓根-肋骨復(fù)合體

脊柱側(cè)彎畸形的矯形是臨床脊柱外科的一大難題，后路經(jīng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的應(yīng)用，給脊柱側(cè)彎的治療帶來了極大的進步。術(shù)前我們對患者脊柱組織形態(tài)做了詳細觀察，通過三維導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下行椎弓根釘置入，評判椎弓根螺釘植入的準確率，探討椎弓根-肋骨復(fù)合體螺釘技術(shù)在脊柱側(cè)彎矯形中的實際應(yīng)用和臨床效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2008年1月～2011年1月在CT三維導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下行椎弓根螺釘植入后路矯形植骨融合術(shù)的脊柱側(cè)彎患者11例，其中男4例，女7例，特發(fā)性脊柱側(cè)彎8例，先天性脊柱側(cè)彎3例?；颊叩钠骄挲g16歲。頂椎區(qū)分布在T5-T8。

1.2 導(dǎo)航系統(tǒng)（Navigation system）

采用德國SIEMENS ISOC-3D X線機和美國Stryker導(dǎo)航系統(tǒng)[1]。

1.3 方法

術(shù)前對擬矯形內(nèi)固定脊柱節(jié)段進行CT掃描，觀測椎弓根、椎弓根-肋骨復(fù)合體、脊髓的形態(tài)特征及解剖位置，并測量椎弓根橫徑，椎弓根-肋骨單元橫徑。所有患者在三維導(dǎo)航下行椎弓根螺釘植入。術(shù)后在螺釘植入椎體再次行椎弓根CT掃描，觀察螺釘植入位置，統(tǒng)計沿椎弓根肋骨復(fù)合體螺釘植入的例數(shù)。

采用術(shù)后CT斷層掃描評價置釘?shù)臏蚀_性。將穿破椎弓根皮質(zhì)的螺釘分級，Ⅰ級螺釘：螺釘穿出椎弓根皮質(zhì)＜2mm；Ⅱ級螺釘：螺釘穿出椎弓根皮質(zhì)≥2mm且＜4mm；Ⅲ級螺釘：螺釘穿出椎弓根皮質(zhì)≥4mm。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)學(xué)觀測

在側(cè)彎畸形節(jié)段，同一椎體凹側(cè)椎弓根橫徑明顯小于凸側(cè)椎弓根橫徑，凹側(cè)嚴重者只見薄層皮質(zhì)，凸側(cè)根呈不同程度弧形改變，比凹側(cè)明顯粗大。椎弓根橫徑明顯小于椎弓根肋骨復(fù)合體橫徑，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。水平面上椎體不同程度旋轉(zhuǎn)，椎體呈楔形變（有左右楔形和左右楔形），隨椎體旋轉(zhuǎn)加重，椎管變形嚴重，形態(tài)不規(guī)則；脊髓與椎管側(cè)壁不等距，凹側(cè)向椎弓根偏移，貼近凹側(cè)椎弓根，凸側(cè)遠離椎弓根。見表1。

表1 脊柱側(cè)凸患者椎弓根橫徑P-W與椎弓根-肋骨復(fù)合體橫徑PRC-W

注：與凸側(cè)P-W比較，*P＜0.05；與相應(yīng)PRC-W直徑比較，#P＜0.05

?

2.2 術(shù)后椎弓根螺釘掃描結(jié)果

11例患者在三維導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下完成手術(shù)，共植入126枚螺釘。術(shù)中側(cè)彎矯正滿意，未發(fā)現(xiàn)脊髓、神經(jīng)根損傷，無螺釘拔出或松動現(xiàn)象。術(shù)后CT掃描126枚螺釘釘?shù)罆r發(fā)現(xiàn)，位置完全偏出（2級以上）25枚，占19.8%，均向椎弓根外側(cè)偏出，螺釘位于椎弓根肋骨復(fù)合體軸線。其中凹側(cè)9枚，凸側(cè)16枚，位置集中于T3～7節(jié)段。術(shù)后3個月、6個月、1年后復(fù)查矯正指標和外觀都良好。見表2。

表2 行椎弓根-肋骨復(fù)合體軸線螺釘位置及例數(shù)

3 討論

3.1 脊柱側(cè)彎胸椎椎弓根的形態(tài)特點

通過對11例脊柱側(cè)彎患者側(cè)彎節(jié)段椎弓根的形態(tài)學(xué)觀測研究發(fā)現(xiàn)，同一椎骨位于凹側(cè)椎弓根橫徑比凸側(cè)小，凹側(cè)椎弓根橫徑2.3～3.2mm，凸側(cè)3.9～4.4mm（P＜0.05）。脊髓在椎管內(nèi)的位置隨側(cè)彎及椎體旋轉(zhuǎn)有不同程度的變化。越靠近頂椎位置，由于旋轉(zhuǎn)加大，脊髓緊貼凹側(cè)椎弓根內(nèi)壁，最小距離＜1mm，而凸側(cè)最小有3～5mm距離，脊髓距左右椎弓根內(nèi)側(cè)壁距離差異有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05）。此外，主動脈隨著側(cè)彎椎體偏離正常的解剖位置，更靠近椎體左前外側(cè)及后側(cè)，隨著Cobb's角的增大及頂椎區(qū)旋轉(zhuǎn)度的加重，主動脈位置更靠近椎體后外側(cè)與椎體接近[2]。因此，在椎弓根螺釘植入矯形時，如果螺釘過于偏離椎弓根外緣，尤其是螺釘較長時，損傷主動脈的機率增加，術(shù)前需仔細閱片，明確每個椎體與主動脈的對應(yīng)關(guān)系，術(shù)中應(yīng)用導(dǎo)航，降低血管損傷的機率。

3.2 胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體內(nèi)固定的臨床意義

胸椎與腰椎的形態(tài)差別決定椎弓根螺釘植入時完全位于椎弓根內(nèi)技術(shù)要求高。在有效固定的前提下，使用直徑較細螺釘會降低穿破椎弓根皮質(zhì)的概率。對于側(cè)彎畸形的椎骨，椎弓根相應(yīng)發(fā)生畸變，螺釘不會完全按照椎弓根軸線進入椎體內(nèi)，因此椎弓根皮質(zhì)穿破率會更高[3]。通過術(shù)前CT發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下凹側(cè)椎弓根變細，有時也呈弧形改變，距離硬脊膜距離變小，因此在凹側(cè)置釘更易導(dǎo)致硬脊膜撕裂及脊髓或神經(jīng)根的損傷[4]。此時，我們發(fā)現(xiàn)，在T4～6椎體節(jié)段，即使沒有椎骨的畸變，由于椎弓根較細，螺釘不可能完全位于椎弓根內(nèi)，或多或少要穿破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)，而脊柱側(cè)凸患者部分節(jié)段無法行經(jīng)椎弓根固定，此時的螺釘位于肋骨椎弓根復(fù)合體內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，椎弓根肋骨復(fù)合體橫徑可容納直徑較粗的螺釘通過，由于進釘點的外偏，螺釘穿過橫突兩層皮質(zhì)，椎弓根外側(cè)壁皮質(zhì)，肋骨頭內(nèi)側(cè)皮質(zhì)進入椎體內(nèi)，具有較好的把持力。文獻報道[5-7]側(cè)彎患者椎弓根橫徑Tl～12為4.0～8.2mm，而椎弓根肋骨單元橫徑T1～12為11.6～16.8mm，無論從術(shù)中還是術(shù)后隨訪都未發(fā)現(xiàn)椎弓根肋骨復(fù)合體螺釘有明顯的并發(fā)癥，表明沿此軸線螺釘固定，尤其在導(dǎo)航下完成手術(shù)，無論在固定的準確性及固定強度方面都與椎弓根釘無大的差別。

3.3 計算機導(dǎo)航下植入椎弓根螺釘矯正脊柱側(cè)彎

將導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于脊柱側(cè)彎的患者，可大大的增加手術(shù)的安全性及準確率。本組病例導(dǎo)航下植入126枚螺釘，有25枚不在椎弓根內(nèi)，術(shù)中明確可見位于椎弓根肋骨復(fù)合體內(nèi)。Smorgick等[8]用CT分析了脊柱側(cè)凸術(shù)后椎弓根螺釘?shù)奈恢?，表明凹?cè)椎弓根螺釘穿透皮質(zhì)高于凸側(cè)，未發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)損傷的并發(fā)癥。文獻報道[9-12]應(yīng)用導(dǎo)航技術(shù)治療脊柱側(cè)彎，螺釘偏差率胸椎為13.4%，腰椎為4.6%。對比導(dǎo)航和徒手植入螺釘?shù)膶Ρ妊芯?，總體偏差率由15%降低為5%。也有學(xué)者研究得出應(yīng)用導(dǎo)航植入椎弓根螺釘準確性要優(yōu)于徒手植入的方法。但在個別情況下，由于患者體位的變化或術(shù)中示蹤器的松動，導(dǎo)航存在一定的偏移，導(dǎo)致螺釘偏離預(yù)想的軌跡，此時還需依據(jù)臨床經(jīng)驗及術(shù)者的手感，確保有效的固定。

3.4 臨床應(yīng)用注意事項

術(shù)前CT掃描需仔細閱讀，準確定位椎體，明確椎弓根形態(tài)、椎體畸變及鄰近大血管等結(jié)構(gòu)，必要時測量預(yù)植入螺釘?shù)拈L度和直徑。椎弓根椎體畸變嚴重時，考慮沿椎弓根外側(cè)及椎弓根肋骨復(fù)合體固定。導(dǎo)航下手術(shù)可提高手術(shù)置釘?shù)臏蚀_率，但應(yīng)結(jié)合術(shù)中進釘手感仔細操作。

[1] 李書綱，盛林，趙宏，等.計算機導(dǎo)航技術(shù)在脊柱椎弓根釘固定中的作用[J].中華醫(yī)學(xué)雜志，2009，89（11）：736-739.

[2] Kuklo TR，Lehman RA，Lenke LG.Struetures at risk following anterior instrumental spinal fusion for thoracic adolescent idiopathic scoliosis[J].J Spinal Disord Tech，2005，18：S58-64.

[3] Halm H，Niemeyer T，Unk T，et al.Segmental pedicle serew instrumentation in idiopathic thoracolumbar and lumbar scoliosis[J].Eur Spine J，2000，9（3）：191-197.

[4] Parents S，Abelle H，Skalli W，etal.Thoracic pedicle morphometry in vertebra from scoliotic spines[J].Spine，2004，29（3）：239-248.

[5] Sueato DJ，Duchene C.The position of the aorta relative to the spine：a comparison of patients with and without idiopathic scoliosis[J].Bone Joint Surg Am，2003，85A（8）：1161-1169.

[6] Belmont PJ，KlemmE WR，Dhawan A，et al.In vivo accuracy of thoracic pedicle screws[J].Spine，2001，26：2340-2346.

[7] Ugur HC，Attar A，Uz A，etal.Thoracic pedicle：surgical anatomic valuation and relations [J].J Spinal Dis，2001；14：39-45.

[8] Smorgick Y，Millgram MA，Anekstein Y，etal.Accuracy and safety of thoracic pedicle screw placements in spinal deformities[J].J Spinal Disord Tech，2005，18：522-526.

[9] Laine T，Lund T，Ylikoshi M，etal.Accuracy of pedicle serew insertion with and without computer assistance：a randomized controlled clinical study in 100 consceutive patients[J].Eur Spine J，2000，9：235-240.

[10] Hart RA，Hansen BL，Shea M，etal.Pedicle screw placement in the thoracic spine：acomparison of imageguided and manual techniques in cadavers[J].Spine，2005，30（12）：E326-331.

[11] Verma R，Krishan S，Headlmayer K，etal.Functional outcome of computer-assisted spinal pedicle serew placement：asystematic review and meta-analysis of 23 studies including 5992 pedicle serew[J].Eur Spine J，2010，19：370-375.

[12] 徐亮，朱海濤，張烽，等.安全置入胸椎椎弓根螺釘?shù)慕馄蕦W(xué)研究[J].中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，2009，6（31）：12-14.

Imaging evaluation of thoracic pedicle rib unit with pedicle screw fixation used in scoliosis orthopedic

XING Wenhua HUO Hongjun YANG Xuejun XIAO Yulong LI Feng XIN Daqi FU Yu ZHAO Yan ZHU Yong
Department of Spine Surgery, Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, China

Objective To observe the morphological characteristics of thoracic pedicle and surrounding important structures of patients with scoliosis, and to evaluate the feasibility of pedicle rib unit with pedicle screw fixation used in scoliosis orthopedic. Methods 11 cases of scoliosis patients were preoperatively examined vertebral of orthopedic internal fixation by CT. The anatomic position and morphology of pedicle, pedicle rib unit, and the spinal cord were observed. In the navigation, the patients were treated with posterior pedicle screw internal fixation and bone grafting fusion. After the operation, the same segment was again performed CT scanning, and screw implant position was evaluated. Results The convex side of pedicle transverse diameter concave side was thin, of which the thinnest was 1.2mm. The convex side of pedicle was arc change, and the vertebral body was deviated from the concave side. The concave side of spinal was close to pedicle, and The convex side is deviated from the spinal pedicle. There were 25 (19.8%) screws completely partial out of pedicle in 126 pedicle screws, those were fixed with pedicle rib unit, but after the operation there were no neurovascular injury, and all cases maintained stable internal fixation. Conclusion Computer-assisted navigation with pedicle screw implantation used in scoliosis can improve the accuracy of screw placement. In severe deformity, screw can be body fixed by pedicle rib unit.

Scoliosis; Computer-assisted navigation; Pedicle screw; Pedicle rib unit

R687.3

B

2095-0616（2015）08-167-03

2015-01-04）