CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的研究進(jìn)展

趙恩斯，劉少喻，魏富鑫，黃陽(yáng)亮，王 樂(lè)，崔尚斌，鐘 銳，韓 凱

綜述

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的研究進(jìn)展

趙恩斯，劉少喻，魏富鑫，黃陽(yáng)亮，王 樂(lè)，崔尚斌，鐘 銳，韓 凱

椎弓根螺釘內(nèi)固定是目前應(yīng)用較為廣泛的腰椎內(nèi)固定方法之一，但對(duì)于嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松患者，固定效果不甚理想。為克服這一不足，Santoni等學(xué)者提出皮質(zhì)骨釘?shù)溃╟ortical bone trajectory，CBT）螺釘內(nèi)固定技術(shù)，該文就其概念、技術(shù)特點(diǎn)、釘?shù)捞卣骱吐葆敹ㄎ环椒?、生物力學(xué)及臨床應(yīng)用等方面的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

腰椎；脊柱融合術(shù)；骨質(zhì)疏松；內(nèi)固定器；皮質(zhì)骨釘?shù)?；外科手術(shù)，微創(chuàng)性

【Abstract】Pedicle screw fixation is widely used for surgery of lumbar vertebrae.However，its fixation effect is not so good for patients with severe osteoporosis.To overcome this inadequacy，Santoni et al put forward screw internal fixation technique of cortical bone trajectory（CBT）.In this paper，the concept，technical properties，trajectory characteristics and screw positioning methods，biomechanics and clinical application of CBT technique were reviewed.

【Key words】Lumbar vertebrae；Spinal fusion；Osteoporosis；Internal fixators；Cortical bone trajectory；Surgical procedures，minimally invasive

椎弓根螺釘內(nèi)固定是目前應(yīng)用較為廣泛的腰椎內(nèi)固定方法，固定牢靠，固定融合失敗率低［1］。但傳統(tǒng)的椎弓根螺釘技術(shù)主要依靠松質(zhì)骨對(duì)螺釘?shù)陌殉肿饔眠M(jìn)行固定，骨質(zhì)疏松病例固定失敗率相對(duì)較高［2-4］；此外，椎弓根螺釘內(nèi)側(cè)及釘?shù)老戮壟徶匾窠?jīng)，螺釘置入方向不當(dāng)容易造成神經(jīng)損傷［5］。有鑒于此，Santoni等［6］于2009年首先提出皮質(zhì)骨釘?shù)溃╟ortical bone trajectory，CBT）螺釘內(nèi)固定技術(shù)，將螺釘經(jīng)椎弓根由內(nèi)下向外上斜置，主要靠皮質(zhì)骨對(duì)螺釘?shù)陌殉肿饔眠M(jìn)行固定。本文就CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的概念、技術(shù)特點(diǎn)、釘?shù)捞卣骱吐葆敹ㄎ环椒ā⑸锪W(xué)及臨床應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述。

1 概念

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)是一種經(jīng)椎弓根螺釘內(nèi)固定方法，其螺釘釘?shù)婪较虿捎貌煌趥鹘y(tǒng)技術(shù)的外上斜置，即在冠狀面上向外側(cè)偏斜、在矢狀面上向頭側(cè)傾斜［6］。

2 技術(shù)特點(diǎn)

該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：①把持力更強(qiáng)：Kojima等［7］對(duì)222例退行性腰椎疾病患者的L4、L5椎體進(jìn)行CT掃描，按傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)和CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的螺釘釘?shù)榔矫娼嵌冉厝T圖像，對(duì)釘?shù)浪?jīng)區(qū)域的CT值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CBT釘?shù)浪?jīng)區(qū)域的CT值高于傳統(tǒng)技術(shù)近4倍。這一結(jié)論與眾多研究者一直以來(lái)持有的“CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)中螺釘主要靠皮質(zhì)骨把持”的觀點(diǎn)一致［6，8-9］。②手術(shù)創(chuàng)傷更?。篊BT螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)位于傳統(tǒng)椎弓根螺釘進(jìn)釘點(diǎn)的內(nèi)下方，更內(nèi)下的進(jìn)釘點(diǎn)使手術(shù)切口更小，術(shù)中對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的顯露范圍及對(duì)軟組織的分離、干擾也更少，出血輕微，手術(shù)切口愈合快［10-11］。③并發(fā)癥更少：CBT釘?shù)琅c脊髓、神經(jīng)根距離更遠(yuǎn)，不易損傷神經(jīng)。

圖1 CBT螺釘進(jìn)釘點(diǎn)與椎弓根峽部輪廓間關(guān)系示意圖［13］

但該技術(shù)也有一定缺陷：由于螺釘需經(jīng)椎弓根斜外上方向置入，故當(dāng)患者存在椎弓根發(fā)育不良等椎弓根直徑不足的情況時(shí)，可能導(dǎo)致椎弓根壁裂開(kāi)等并發(fā)癥。有學(xué)者在離體腰椎實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，在不切除棘突的上腰椎手術(shù)中，因螺釘置入點(diǎn)與棘突位置接近，可能導(dǎo)致螺釘與棘突椎板等結(jié)構(gòu)相互擠壓，有引發(fā)椎弓峽部及附近結(jié)構(gòu)骨折的風(fēng)險(xiǎn)；為預(yù)防這一風(fēng)險(xiǎn)，作者提出可在螺釘置入前行椎板減壓切除術(shù)或使用具有模塊式螺釘頭的螺釘［12］。

3 釘?shù)捞卣骷奥葆敹ㄎ环椒?/h2>

自CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)提出后，不少學(xué)者展開(kāi)了對(duì)其進(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘角度的相關(guān)研究，設(shè)計(jì)了CBT進(jìn)釘點(diǎn)改良定位方法，同時(shí)還拓展了CBT技術(shù)的應(yīng)用范圍［13-16］。

Matsukawa等［13］對(duì)100例成年患者腰椎CT掃描圖像進(jìn)行三維重建，分析CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的螺釘直徑、長(zhǎng)度、進(jìn)釘角度等。研究指出，CBT螺釘進(jìn)釘點(diǎn)位于上關(guān)節(jié)突中垂線與橫突下緣下1 mm的交點(diǎn)處。螺釘直徑由L1（6.2 mm±1.1 mm）至L5（8.4 mm±1.4 mm）逐漸增加；L3和L4螺釘長(zhǎng)度最長(zhǎng)，自L1至L5分別為（36.8±3.2）mm、（38.2± 3.0）mm、（39.3±3.3）mm、（39.8±3.5）mm和（38.3±3.9）mm；螺釘頭傾角、側(cè)傾角自L1至L5則無(wú)明顯區(qū)別，頭傾角分別為（26.2±4.5）°、（25.5± 4.5）°、（26.2±4.9）°、（26.0±4.4）°和（25.8±4.8）°，側(cè)傾角分別為（8.6±2.3）°、（8.5±2.4）°、（9.1± 2.4）°、（9.1±2.3）°和（8.8±2.1）°。作者對(duì)CT圖像進(jìn)行三維重建分析后還發(fā)現(xiàn)，在腰椎節(jié)段，CBT螺釘在左側(cè)的進(jìn)釘點(diǎn)總是位于椎弓根峽部輪廓5點(diǎn)鐘方向，右側(cè)則對(duì)應(yīng)7點(diǎn)鐘方向（圖1）?；谶@一發(fā)現(xiàn)，他們提出了另一種CBT進(jìn)釘點(diǎn)定位方法：術(shù)中行腰椎正位照片，對(duì)于左側(cè)椎弓根，進(jìn)釘點(diǎn)在椎弓根峽部5點(diǎn)鐘方向，右側(cè)椎弓根則相應(yīng)在7點(diǎn)鐘方向；釘?shù)婪较蛟谧髠?cè)指向11-12點(diǎn)鐘方向，右側(cè)則指向12-1點(diǎn)鐘方向。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)釘點(diǎn)定位不受關(guān)節(jié)突位置干擾，在關(guān)節(jié)突有移位破壞等情況下依然適用，且術(shù)中可減少解剖結(jié)構(gòu)的顯露范圍。

Iwatsuki等［14］設(shè)計(jì)了另一種CBT螺釘定位方法：術(shù)中行腰椎側(cè)位照片，進(jìn)釘點(diǎn)定位于椎弓峽部向內(nèi)3 mm，同時(shí)側(cè)位平椎間孔上緣處，螺釘進(jìn)釘方向則與原CBT技術(shù)基本一致。該方法進(jìn)釘點(diǎn)較原CBT偏向頭側(cè)，螺釘相對(duì)較短，拔出力較原CBT技術(shù)稍低，但可降低螺釘誤入椎間孔、椎管并傷及神經(jīng)的可能性。

最初CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)僅被用于腰椎內(nèi)固定手術(shù)。Matsukawa等［15］對(duì)胸椎CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)進(jìn)行研究，在T9～T12節(jié)段，垂直冠狀面斜向上進(jìn)釘，進(jìn)釘點(diǎn)均位于上關(guān)節(jié)突外2/3平橫突下沿最低處附近，螺釘直徑自T9至T12由平均5.8 mm增加至8.5 mm，螺釘長(zhǎng)度自T9至T12由平均29.7 mm增加至32.0 mm，頭向角平均值自T9至T12由21.4°增加至27.6°；該研究還通過(guò)離體胸椎試驗(yàn)，證實(shí)胸椎CBT螺釘旋入矩較傳統(tǒng)椎弓根螺釘有平均53.8%的提升。該學(xué)者還將CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的應(yīng)用范圍拓展到腰骶部位，在對(duì)50例患者CT影像進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出穿透S1上終板的CBT固定方法：S1上關(guān)節(jié)突中線上自L5下關(guān)節(jié)突最下緣向下3 mm為進(jìn)釘點(diǎn)，以頭向角30.7°± 5.1°、側(cè)向沿矢狀面向前的角度進(jìn)釘，經(jīng)椎弓根向前上方向穿出S1上終板。臨床研究表明，該技術(shù)旋入矩較傳統(tǒng)椎弓根釘技術(shù)平均提升141%［16］。

4 生物力學(xué)

盡管傳統(tǒng)的椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)可以提供足夠的生物力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可靠的脊柱固定，但椎弓根螺釘主要靠松質(zhì)骨把持，其固定強(qiáng)度及穩(wěn)定性除了受螺釘本身形狀，螺紋分布，螺釘長(zhǎng)度、直徑等影響之外，還與患者骨密度有明顯的相關(guān)關(guān)系［3-4］。而CBT螺釘主要靠皮質(zhì)骨把持，生物力學(xué)強(qiáng)度及穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。

4.1 螺釘軸向拔出力

軸向拔出力是衡量螺釘固定強(qiáng)度的重要指標(biāo)。Santoni等［6］對(duì)離體腰椎進(jìn)行生物力學(xué)研究，結(jié)果表明，CBT螺釘軸向拔出力較傳統(tǒng)椎弓根螺釘平均提升30%，且與患者骨密度無(wú)明顯線性相關(guān)關(guān)系。Calvert等［17］亦對(duì)10節(jié)新鮮冰凍腰椎（L3～L4）進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示，CBT螺釘?shù)妮S向拔出力較傳統(tǒng)椎弓根螺釘有顯著提高，提高幅度平均為60%。

非軸向負(fù)荷下側(cè)向位移后的螺釘拔出力也是螺釘固定穩(wěn)定性的重要評(píng)估指標(biāo)。Baluch等［18］對(duì)17節(jié)離體脊椎單側(cè)置入CBT螺釘、對(duì)側(cè)置入椎弓根螺釘，雙側(cè)均行撥動(dòng)疲勞測(cè)試，以200 N為初始負(fù)荷，頭尾向反復(fù)給予螺釘撥動(dòng)負(fù)荷并逐漸增加負(fù)荷量，直至螺釘出現(xiàn)2 mm以上的位移，測(cè)試此時(shí)的螺釘軸向拔出力。結(jié)果顯示，CBT螺釘移位所需的撥動(dòng)次數(shù)較椎弓根螺釘顯著增加，螺釘移位后前者的軸向拔出力也更大，證明在反復(fù)的屈伸負(fù)荷下，CBT螺釘?shù)姆€(wěn)定性較傳統(tǒng)椎弓根螺釘有顯著提升。但有關(guān)CBT螺釘內(nèi)固定在撥動(dòng)（疲勞）試驗(yàn)中的表現(xiàn)，也有學(xué)者持不同看法。Akpolat等［19］在12節(jié)離體腰椎上以1 Hz、4 Nm的力矩對(duì)CBT螺釘及椎弓根螺釘分別進(jìn)行矢狀位往復(fù)測(cè)試，結(jié)果表明，CBT螺釘出現(xiàn)明顯移位所需的往復(fù)測(cè)試次數(shù)及軸向拔出力均低于椎弓根螺釘，作者認(rèn)為這一結(jié)果主要是因?yàn)镃BT螺釘進(jìn)釘點(diǎn)更靠?jī)?nèi)下、難以完全置入（一般剩余2～3 mm未置入）以及螺釘較短所致。

4.2 螺釘旋入力矩

Matsukawa等［15-16，20-21］對(duì)CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)進(jìn)行了系列生物力學(xué)研究，測(cè)量實(shí)際使用CBT螺釘行胸椎（24例）、腰椎（48例）、骶椎（15例）固定時(shí)的旋入力矩，結(jié)果表明，CBT螺釘旋入力矩均較傳統(tǒng)椎弓根螺釘有顯著增加，平均提升幅度分別為53.8%（胸椎）、141%（腰椎）和201%（骶椎），側(cè)面證實(shí)了CBT螺釘所具有的皮質(zhì)骨把持力好、生物力學(xué)強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。

5 臨床應(yīng)用

國(guó)外目前已開(kāi)展多例CBT螺釘內(nèi)固定用于胸椎、腰椎及骶椎患者的臨床研究［15-16，21］，術(shù)后影像學(xué)檢查未見(jiàn)有螺釘松動(dòng)、脫落等內(nèi)固定失敗情況，但由于該技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間尚短，因此還未有遠(yuǎn)期療效隨訪的相關(guān)報(bào)道。

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)主要適用于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者，以及傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后螺釘松動(dòng)、斷裂致重新固定的患者。Rodriguez等［22］應(yīng)用CT引導(dǎo)下CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療5例腰椎內(nèi)固定術(shù)后鄰近節(jié)段退行性疾病患者，可在不取出原內(nèi)固定裝置的情況下實(shí)現(xiàn)鄰近節(jié)段的固定，減少了手術(shù)損傷，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，為期15個(gè)月的隨訪結(jié)果證實(shí)，患者術(shù)后癥狀均獲得明顯改善。

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)擁有獨(dú)特的進(jìn)釘點(diǎn)和釘?shù)溃瑥亩哂信c傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)并用的可能。聯(lián)合應(yīng)用后可以發(fā)揮兩種技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)一步提高內(nèi)固定強(qiáng)度。Takata等［23］就提出了一種退行性腰椎滑脫術(shù)式，即上一節(jié)段使用CBT螺釘固定，下一節(jié)段使用傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定，術(shù)中無(wú)需對(duì)上節(jié)段上部軟組織和下節(jié)段下部軟組織進(jìn)行分離，縮短了切口長(zhǎng)度（平均切口長(zhǎng)度僅4 cm），減輕了手術(shù)損傷，應(yīng)用該術(shù)式的6例患者其腰椎滑脫均獲得良好糾正。

對(duì)于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者，如單純應(yīng)用椎弓根螺釘或CBT螺釘內(nèi)固定均無(wú)法達(dá)到足夠的內(nèi)固定強(qiáng)度，可采用基于CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的雙釘?shù)拦潭ǚ?，將CBT螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)頭向平移至橫突中線水平，對(duì)同一腰椎節(jié)段雙側(cè)均同時(shí)使用CBT及傳統(tǒng)椎弓根螺釘進(jìn)行固定。Ueno等［24］采用該方法治療1例嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的腰椎側(cè)彎患者，術(shù)后側(cè)彎矯正良好，臨床癥狀改善明顯，JOA評(píng)分由術(shù)前的17分提升至27分。

6 展望

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，就以其不依賴于骨密度、把持力強(qiáng)、切口小、神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)點(diǎn)，備受研究者們的關(guān)注。大量的基礎(chǔ)和臨床研究表明，該技術(shù)對(duì)骨質(zhì)疏松腰椎疾患手術(shù)患者有更好的脊柱固定效果。但CBT螺釘也存在直徑小、長(zhǎng)度短等不足，遠(yuǎn)期內(nèi)固定效果尚未獲得時(shí)間的檢驗(yàn)；一旦患者存在椎弓根直徑偏小、椎弓峽部裂或峽部發(fā)育異常等情況，也不適合應(yīng)用該技術(shù)。但無(wú)論如何，作為傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的有效補(bǔ)充，新型CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)有著良好的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

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Progress of research on screw internal fixation technique of cortical bone trajectory

LIU Shaoyu，E-mail：gzsyliu@tom.com

R687.32，R681.4

A

1674-666X（2016）04-237-05

2016-06-15；

2016-07-10）

（本文編輯：白朝暉）

10.3969/j.issn.1674-666X.2016.04.008

510080廣州，中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱外科

劉少喻，E-mail：gzsyliu@tom.com

ZHAO Ensi，LIU Shaoyu，WEI Fuxin，HUANG Yangliang，WANG Le，CUI Shangbin，ZHONG Rui，HAN Kai.Department of Spine Surgery，the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University，Guangzhou，Guangdong 510080，China