田樂，劉剛

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

1 研究背景

下頸椎疾病外科治療的主要目的為：a)恢復(fù)頸椎的正常解剖序列；b)對脊髓、神經(jīng)根進(jìn)行減壓；c)重建頸椎穩(wěn)定性。最常見的相關(guān)手術(shù)方法即為頸椎手術(shù)內(nèi)固定，一般分為前路和后路手術(shù)，手術(shù)方式一般據(jù)患者疾病情況來選擇。

從1994年起，Kotani[1]和Machino等[2]已對頸椎后路椎弓根螺釘(posterior cervical pedicle screw，PCPS)內(nèi)固定技術(shù)進(jìn)行了報道。PCPS利用三柱固定，具有較好的穩(wěn)定性，在復(fù)雜頸椎疾病的手術(shù)中具有較強優(yōu)勢[3]。但當(dāng)出現(xiàn)單純頸前路鈦板螺釘內(nèi)固定不能穩(wěn)定固定時，必須聯(lián)合后路側(cè)塊螺釘或者椎弓根螺釘輔助內(nèi)固定[4]。在2004年，Koller等[5]第一次報道頸椎前路反向椎弓根螺釘技術(shù)，并于2008年初步應(yīng)用于臨床。但當(dāng)患者頸椎骨質(zhì)較差(如骨質(zhì)疏松老年患者)，或需要進(jìn)行多節(jié)段減壓重建時，傳統(tǒng)前路固定方式就無法給予所需的生物力學(xué)穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致內(nèi)固定失效或植骨不融合[6]。王遠(yuǎn)政等[7]報道提示進(jìn)行多節(jié)段頸椎前路鋼板椎體螺釘固定手術(shù)時，發(fā)生植骨不融合的概率為20%～50%，固定失效率也達(dá)30%～100%。此時，往往需要聯(lián)合后路側(cè)塊螺釘或者椎弓根螺釘輔助內(nèi)固定術(shù)或在術(shù)后佩戴外固定，大大延長手術(shù)時間，擴大手術(shù)創(chuàng)傷，給患者生活帶來不便[7]。這些因素最終造成該技術(shù)無法廣泛應(yīng)用于臨床。

2008年，Koller等[8]首次提出了下頸椎前路經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)概念(anterior transpedicular screw fixation，ATPS(見圖1～2)。提示本項技術(shù)兼有前路、后路手術(shù)的優(yōu)勢：采用椎弓根螺釘固定技術(shù)不僅能夠獲得較高穩(wěn)定性，而且能夠直接對椎體、椎間盤上的病灶進(jìn)行處理。在提供較高三柱穩(wěn)定性、縮小手術(shù)創(chuàng)傷、縮短手術(shù)時間和降低感染方面均有顯著優(yōu)勢。但研究同時也發(fā)現(xiàn)該術(shù)式的置釘危險性大，可能損傷椎動脈、脊髓和神經(jīng)根，引起嚴(yán)重的并發(fā)癥。因而，置釘?shù)木_性至關(guān)重要。

2 解剖學(xué)研究

ATPS固定技術(shù)并不是常規(guī)的頸前路內(nèi)固定方法，其一般手術(shù)方式是把螺釘從椎體前方經(jīng)椎弓根進(jìn)入椎體。與前路釘板相比，其強度更高，擁有更高的生物力學(xué)穩(wěn)定性。同時，其不需再聯(lián)合后路手術(shù)即可完成三柱固定，被眾多學(xué)者認(rèn)為可用于治療相關(guān)的脊柱不穩(wěn)、創(chuàng)傷后凸畸形、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松或強直性脊柱炎等。在該手術(shù)中，手術(shù)風(fēng)險和手術(shù)難度較大，并且在神經(jīng)根、脊髓及椎動脈附近需要置入螺釘[9]。

董亮等[10]解剖了42具具有代表性的下頸椎標(biāo)本，最終提出進(jìn)釘點、進(jìn)釘方向以及適用的螺釘是置入前路椎弓根螺釘?shù)年P(guān)鍵。

在進(jìn)針方式的選擇上，Koller等[11]認(rèn)為C2不適合進(jìn)行ATPS，C3～5進(jìn)釘點為置釘椎弓根的對側(cè)，C6～T1為椎弓根同側(cè)；而徐榮明[12]等提出最理想的進(jìn)針途徑為：進(jìn)釘點靠近椎體前正中線，距上終板5mm左右；C3～5、C6～7進(jìn)釘外傾角度分別為45.8°～52.0°和47.7°～44.3°；C3～6、C7頭傾約3.5°～22.0°和12.8°；置釘長度約31 mm。劉建東等[13]同時對24具頸椎干燥標(biāo)本和34例成人頸椎病患者的CT三維重建圖像進(jìn)行測量，最終推薦進(jìn)針路徑為：C3、C4為椎弓根的對側(cè)；C5進(jìn)針點為椎弓根的同側(cè)或?qū)?cè)；C6、C7進(jìn)針點位于椎弓根同側(cè)。王遠(yuǎn)政等[14]首次在國內(nèi)進(jìn)行大樣本解剖研究，其提出進(jìn)針方式與劉建東稍有不同，他認(rèn)為C5～7進(jìn)釘點都在椎弓根同一側(cè)。以上關(guān)于螺釘規(guī)格和進(jìn)釘點、進(jìn)釘方向的ATPS解剖研究，見表1。

上述研究均證明，ATPS在下頸椎是一項可行的技術(shù)。但同時，我們發(fā)現(xiàn)，椎弓根的解剖結(jié)構(gòu)差異很大，在不同的中心獲得的測量數(shù)據(jù)也有差異。較難準(zhǔn)確提供置釘參數(shù)，基于此，臨床須參考個體的身體成像結(jié)果結(jié)合臨床，選擇適合個性化置釘方案。

3 生物力學(xué)研究

ATPS固定技術(shù)具有較強的生物力學(xué)穩(wěn)定性，這是該技術(shù)的優(yōu)點之一。Koller等[15]通過力學(xué)實驗，對前路椎體螺釘和前路椎弓根螺釘?shù)陌纬鰪姸冗M(jìn)行了比較，結(jié)果顯示ATPS固定組平均抗拔出力與普通椎體釘固定組相比，顯著增強，為其2.5倍。在另一項研究中，Koller等[16]采用不同方式固定和重建下頸椎多節(jié)段椎體次全切除模型后，對其進(jìn)行抗疲勞測試，結(jié)果顯示無論是單獨前路椎弓根螺釘固定還是前后路聯(lián)合固定都能顯著減少運動范圍，擁有良好的生物力學(xué)穩(wěn)定性。此外，在陳建清[17]的研究中，表明ATPS固定生物力學(xué)性能比傳統(tǒng)的椎體螺釘固定方法更強。這些研究均證明ATPS固定具有較高的生物穩(wěn)定性。除此之外，在Wu等[18]關(guān)于ATPS生物性穩(wěn)定研究中，用生物力學(xué)法測試了60個下頸椎標(biāo)本，對ATPS與椎弓根釘進(jìn)行了抗疲勞試驗，對比前后的抗拔力差異。同時，椎弓根骨水泥修復(fù)后，ATPS的抗拔出力較椎體釘均更優(yōu)。此實驗說明，ATPS具有較強的穩(wěn)定性，適宜臨床推廣應(yīng)用。

表1 下頸椎前中椎弓根螺釘解剖研究參數(shù)比較

4 臨床應(yīng)用

4.1 適應(yīng)證 下頸椎前路椎弓根螺釘還是一項新技術(shù)，仍存在損傷鄰近組織的風(fēng)險，我們需要進(jìn)一步的研究。該技術(shù)的主要適應(yīng)證有：a)下頸椎中單一節(jié)段三柱損傷和失穩(wěn)，不能進(jìn)行前后路聯(lián)合手術(shù)；b)多節(jié)段下頸椎前路不能通過后路解除壓迫，需減壓重建；c)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強直性脊柱炎、骨質(zhì)疏松、腫瘤等；d)60歲以上骨質(zhì)疏松患者；e)頸椎和胸椎骨折脫位者；f)頸椎前路內(nèi)固定失敗再次手術(shù)者。

4.2 置釘方式 與其他螺釘固定方法相同，下頸椎前路椎弓根螺釘置釘方式也是多樣的?，F(xiàn)階段，臨床上常用的方式一般分三類：a)Yukawa等[19]提出的結(jié)合椎弓根軸位像X線透視技術(shù)進(jìn)行置釘，該方式可做到準(zhǔn)確置釘，但也讓術(shù)者及患者均遭到更多射線暴露；b)Aromomi等[20]對椎體減壓后，采取“in-out-in”技術(shù)，對椎體后壁的開口行置釘。在此方式中，可以直視硬膜囊，使術(shù)者可以根據(jù)實情調(diào)整導(dǎo)針，更具安全性；c)Fu等[21]利用CT掃描和三維重建技術(shù)快速制作置釘導(dǎo)板，通過導(dǎo)板置釘(見圖1～2)。

通常，椎弓根軸位透視技術(shù)在臨床實踐中是常用的，并且置釘被放置在適當(dāng)?shù)膬A斜角度和固定的進(jìn)釘點。該技術(shù)置釘準(zhǔn)確率較高，具體數(shù)據(jù)可見表2。數(shù)據(jù)顯示：導(dǎo)航的準(zhǔn)確性高于透視下置釘?shù)臏?zhǔn)確度，但是導(dǎo)航和透視組仍然具有較高的缺陷率；因此，ATPS應(yīng)該在臨床使用之前具有更安全的置釘環(huán)境。

圖1 術(shù)前模擬置釘

圖2 個性化導(dǎo)板

研究者實驗方法樣本量(N) 準(zhǔn)確性Koller[8]X線透視技術(shù)30 軸向78.3%矢狀位96%Fu[21]個體化鉆孔導(dǎo)板置釘24 91.7%Koller[22]電子導(dǎo)航技術(shù)34 100%Bredow[23]三維透視導(dǎo)航95 95%Patton[24]X線透視54 42.6%計算機導(dǎo)航54 66.7%

4.3 專業(yè)工具 早期一般應(yīng)用AXIS鋼板及AO重建鋼板等器械。趙劉軍等[25]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)部分患者術(shù)后會并發(fā)不良反應(yīng)，如吞咽困難，這可能與鋼板等突出骨面有一定聯(lián)系。同時，鋼板過長也會導(dǎo)致鄰近節(jié)段椎間盤的退變加速。而傳統(tǒng)鋼板無法完全適用于ATPS技術(shù)。另外，外突的釘尾還可能導(dǎo)致食道并發(fā)癥出現(xiàn)。所以，有更多的人開始關(guān)注ATPS專用固定器械的研發(fā)。針對這一需求，趙劉軍等[26]研制了一種ATPS特殊鋼板系統(tǒng)，在鋼板體的頂部和底部設(shè)有放置椎弓根螺釘和椎體螺釘一對螺孔。螺釘孔配有鎖定件，鎖定件其橫向截面與縱向截面均有弧形結(jié)構(gòu)，使鋼板與椎體匹配吻合度高。Zhang等[27]設(shè)計了一種新型頸椎前路椎弓根螺釘系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于12例頸椎脫位患者。這種設(shè)計可以同時支撐同一椎骨的椎弓根。放置前椎弓根螺釘，將器械的上端和下端分成一組螺釘孔，由上椎弓根螺釘槽和下兩個椎體螺釘孔組成，椎體釘具有鎖定塊。吳衛(wèi)東等[28]設(shè)計了一種人工椎體，配置了頸椎前路椎弓根螺釘固定系統(tǒng)。并與鈦網(wǎng)正常前鋼板系統(tǒng)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果表明，在固定節(jié)段內(nèi)，人工椎體比普通前鋼板具有更好的穩(wěn)定性。以上ATPS專用固定器械實物圖見圖3。

a 趙劉軍等設(shè)計 b Zhang等設(shè)計 c 吳衛(wèi)東等設(shè)計

圖3 三種ATPS專用固定器械

4.4 臨床療效 下頸椎前路椎弓根螺釘技術(shù)目前尚處于研究階段，臨床療效報道甚少。Aramomi等[22]采用了頸椎二節(jié)段減壓，然后置入下頸椎前路椎弓根螺釘?shù)姆椒ㄖ委熁颊撸?年后復(fù)查發(fā)現(xiàn)患者平均日本骨科協(xié)會評分(Japanese orthopaedic association score，JOA)由術(shù)前9.4分提升為14.0分，改善率為64.4%。Bredow等[23]采用下頸椎前路椎弓根螺釘結(jié)合AXIS鋼板固定技術(shù)治療多節(jié)段頸椎病患者。術(shù)后隨訪7～21個月，結(jié)果顯示JOA評分由術(shù)前12.0分提升為術(shù)后14.7分，改善率達(dá)51.4%。Zhao等[29]對22例頸椎疾病患者行前路椎弓根螺釘技術(shù)，術(shù)后提示，12個月后的JOA評分由術(shù)前(8.5±0.7)分提升至術(shù)后(14.5±0.8)分，同時，所有患者達(dá)到骨性愈合，術(shù)后神經(jīng)功能顯著提升。Ikenaga等[30]在對頸椎病患者行椎弓根螺釘固定結(jié)合腓骨植骨融合術(shù)前，需對患者第4頸椎進(jìn)行切除。手術(shù)后3個月，JOA評分由11.5分提升為14.5分，同時未出現(xiàn)內(nèi)固定失敗等情況。

4.5 并發(fā)癥 頸椎椎弓根與重要的神經(jīng)血管相鄰，椎弓根螺釘放置不當(dāng)會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，容易產(chǎn)生外壁、上壁或下壁穿破。但至今還無因置入下頸椎前路椎弓根螺釘造成的椎動脈、脊髓以及神經(jīng)根損傷的報道出現(xiàn)，這也許是椎動脈在橫突孔中所占空間較小有關(guān)，這一結(jié)果和Kast等[31-33]研究符合。同時，即使出現(xiàn)椎弓根及螺釘破裂后逃逸現(xiàn)象，也會因為移位小而不直接損壞神經(jīng)血管組織，往往臨床癥狀不明顯。

前路置入頸椎椎弓根螺釘也會遇到與傳統(tǒng)前路手術(shù)相似的并發(fā)癥如聲音嘶啞、食管損傷和腦脊液漏等。

王遠(yuǎn)政等[34]對10例頸椎損傷患者以ATPS固定，其中有2例出現(xiàn)了吞咽困難的并發(fā)癥，同時所有患者均達(dá)成早期骨融合。在宋小虎等人[35]的研究中22例頸椎病患者進(jìn)行ATPS固定術(shù)術(shù)后并發(fā)癥：聲音嘶啞1例；吞咽不適2例；椎弓根螺釘穿刺4例；然而，沒有發(fā)生神經(jīng)或血管并發(fā)癥。從這些報告中，我們可以看到，現(xiàn)階段臨床并發(fā)癥仍以術(shù)后食道刺激癥為主，無嚴(yán)重不良后果出現(xiàn)?？蛇@并不代表此項技術(shù)就是安全的，我們?nèi)孕杳芮嘘P(guān)注術(shù)中、術(shù)后發(fā)生的神經(jīng)、脊髓、血管損傷及術(shù)后食道瘺等情況。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，目前下頸椎前路椎弓根螺釘固定技術(shù)在下頸椎重建領(lǐng)域中具有重要的意義，它兼有前后路手術(shù)的優(yōu)勢，具有損傷較小和和生物穩(wěn)定性強的優(yōu)點，極具臨床應(yīng)用價值，但此技術(shù)對置釘者的技術(shù)水平有較高的要求，它不僅要求執(zhí)業(yè)者對頸椎前路手術(shù)的解剖了解深入，同時需要較豐富的頸椎后路椎弓根螺釘植入臨床經(jīng)驗，需要能顯示清晰圖像的成像設(shè)備。因此，該項技術(shù)難以在基層醫(yī)院進(jìn)行推廣。臨床研究中缺少大樣本、長期隨訪資料，其臨床療效仍需更多的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持。該項技術(shù)尚未完全成熟，目前，還不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的頸椎前路減壓融合術(shù)和后路椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)，可被視為一種增加前路手術(shù)穩(wěn)定性的補充方法，有選擇性地應(yīng)用于具有相關(guān)適應(yīng)證的患者中。同時，這一技術(shù)的置釘風(fēng)險仍相對較高，臨床中有待設(shè)計出專業(yè)的前路椎弓根螺釘置釘?shù)呐涮變?nèi)固定系統(tǒng)，潛在風(fēng)險無法預(yù)估，一定要嚴(yán)格把握手術(shù)指證。我們可以預(yù)見，隨著導(dǎo)航技術(shù)以及精準(zhǔn)醫(yī)療和數(shù)字醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，這項技術(shù)的臨床應(yīng)用前景非常廣泛。