腰椎脊柱側(cè)凸矯正中電鉆驅(qū)動與克氏針加叩擊法技術置釘精確性與安全性的比較研究

閆煌 劉臻 伍偉飛 朱澤章 邱勇

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腰椎脊柱側(cè)凸矯正中電鉆驅(qū)動與克氏針加叩擊法技術置釘精確性與安全性的比較研究

閆煌 劉臻 伍偉飛 朱澤章 邱勇

【摘要】目的 比較電鉆驅(qū)動法和徒手克氏針加叩擊法在腰椎椎弓根（lumbar pedicle screw，LPS）螺釘置入中的精確性和安全性。方法 回顧性分析 2008 年 1 月至 2011 年 12 月，于我院行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術治療的腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者 157 例，其中男 48 例，女 109 例；年齡 9～19 歲，平均（14.6± 5.8）歲。其中采用克氏針加叩擊法技術置釘 85 例（徒手組），電鉆驅(qū)動法置釘 72 例（電鉆組）。兩組患者術后均行 CT 掃描，記錄螺釘穿透骨皮質(zhì)的數(shù)目、位置和距離，以比較兩組置釘精確性及凸側(cè)與凹側(cè)置釘精確性的差異。結(jié)果 兩組共置入 LPS 螺釘 1118 枚，總皮質(zhì)穿破率為 9.3%。徒手組共置入 642 枚螺釘，其中 64 枚穿破皮質(zhì)（穿破率 10.0%）；電鉆組共置入 476 枚螺釘，其中 40 枚發(fā)生皮質(zhì)穿破（穿破率 8.4%）。兩組皮質(zhì)穿破率比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。電鉆組凸側(cè)穿破率 9.7%（23/236），凹側(cè) 7.1%（17/240），徒手組凸側(cè)穿破率 8.8%（28/317），凹側(cè) 11.1%（36/325），兩種方法凸、凹側(cè)比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。所有患者術中和術后均無神經(jīng)、血管或內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。結(jié)論 在脊柱側(cè)凸矯形手術中，應用電鉆驅(qū)動輔助行 LPS螺釘置入與傳統(tǒng)徒手克氏針加叩擊法相比，同樣有較高的精確性和安全性。

【關鍵詞】腰椎；脊柱側(cè)凸；骨螺絲；矯形外科手術；置釘技術

椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有其它腰椎固定系統(tǒng)無法比擬的三維穩(wěn)定性，近年來在脊柱側(cè)凸矯形手術中得到越來越廣泛的應用[1]。但由于腰椎椎弓根（lumbar pedicle screw，LPS）的解剖特點，在腰椎使用椎弓根螺釘?shù)闹冕斘ｋU性和難度大大增加[2-4]。精確地置入椎弓根螺釘可以有效減少血管、神經(jīng)的損傷，而良好的釘?shù)罍蕚涫蔷_置釘?shù)那疤?。目前，臨床上普遍應用徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動法制備釘?shù)繹5]。由于這兩種技術所依賴的驅(qū)動力量來源不同，兩種置釘方法是否影響螺釘?shù)木_性，目前還沒有相關的文獻報道。2008 年 1 月至 2011 年12 月，我院行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術治療腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者 157 例，對照性分析徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動法在腰椎椎弓根置入中的精確性與安全性。

資料與方法

一、一般資料

本組 157 例，其中男 48 例，女 109 例；年齡9～19 歲，平均（14.6±5.8）歲。根據(jù)螺釘通道制備方式分為徒手克氏針加叩擊組（徒手組）和電鉆驅(qū)動組（電鉆組）。徒手組 85 例，其中男 26 例，女 59 例；年齡 9～19 歲，平均（13.9±4.6）歲；術前腰椎冠狀面 Cobb's 角 30°～83°，平均（53.8± 17.5）°。電鉆組 72 例，其中男 22 例，女 50 例；年齡 9～18 歲，平均（14.8±5.3）歲；術前腰椎冠狀面 Cobb's 角 37°～79°，平均（49.8±14.8）°。兩組側(cè)凸類型分布：特發(fā)性脊柱側(cè)凸徒手組 61 例，電鉆組 53 例；先天性脊柱側(cè)凸徒手組 15 例，電鉆組 11 例；神經(jīng)源性脊柱側(cè)凸徒手組 4 例，電鉆組6 例；神經(jīng)纖維瘤伴脊柱側(cè)凸徒手組 5 例，電鉆組2 例（表 1）。

二、手術方法

所有的手術均由同一團隊高年資醫(yī)生完成，兩組醫(yī)生均具有 10 年以上的手術經(jīng)驗，其中 2 名醫(yī)生使用電鉆置釘，2 名醫(yī)生使用徒手置釘。所有患者拍攝全脊柱正側(cè)位、Bending 位 X 線片、CT 掃描+三維重建及全脊髓 MRI 檢查，確定椎弓根螺釘固定的椎體以及融合范圍。

手術技術：（1）患者氣管插管全麻，俯臥位，常規(guī)顯露需要矯正固定節(jié)段的棘突，關節(jié)突關節(jié)及胸椎橫突，嚴格骨膜下剝離椎旁肌。清理小關節(jié)后方的關節(jié)囊，充分顯露，徹底止血，保證創(chuàng)口內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)清晰；（2）術中根據(jù) Roy-Camille 等[6]介紹的定位方法確認進針點位置，咬去部分橫突，開路器在進針點開口；（3）椎弓根通道制備：① 徒手克氏針法：雙手握住椎弓根探子（1.5 mm 克氏針），用腕力徐徐插入椎弓根松質(zhì)骨內(nèi)，插入時所用的力量要均勻，避免暴力；② 電鉆法：雙手握住電鉆手柄，鉆頭插入皮質(zhì)開口處，打開電鉆開關。根據(jù)椎弓根的方向調(diào)整鉆頭的角度（圖1e）；（4）應用探子探觸 5 個不同的骨性面：底壁以及椎弓根 4 個壁（內(nèi)側(cè)、外側(cè)、上壁和下壁），確認通道的內(nèi)壁均為骨性結(jié)構(gòu)后，以直徑不同的鈍頭椎弓根擴孔器逐漸擴大孔道；（5）將螺釘沿著通道直線慢慢從椎弓根置入椎體，先于凹側(cè)置矯形棒，再于凸側(cè)置入穩(wěn)定棒，鎖緊所有螺釘。所有螺釘均經(jīng)術中 C 型臂 X 線機側(cè)位透視確認定位針方向良好、長度適宜后再置入。術中常規(guī)行大腦皮層體感誘發(fā)電位/運動誘發(fā)電位（somatosensory- and motor-evoked potential，SEP/MEP）全程脊髓神經(jīng)電生理監(jiān)護。

表1　157 例腰椎結(jié)構(gòu)性側(cè)凸患者術前臨床資料Tab.1 Pre-operative baseline clinical data for 157 patients with structural lumbar scoliosis

三、皮質(zhì)穿破的測量方法

內(nèi)側(cè)皮質(zhì)穿破：螺釘內(nèi)側(cè)緣沿線與同側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)緣的最大距離；外側(cè)皮質(zhì)穿破：螺釘外側(cè)緣沿線與同側(cè)椎弓根外側(cè)緣的最大距離；椎體前外壁穿破：螺釘外側(cè)緣沿線與同側(cè)椎體外側(cè)緣的最大的距離；椎體前壁穿破：螺釘尖穿出椎體前緣的長度[7]。

四、評價方法

記錄術中和術后出現(xiàn)的血管、神經(jīng)、內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。術后行平臥位 X 線和 CT 掃描，評價螺釘?shù)奈恢茫涗浡葆敶┩缸倒诘臄?shù)目和位置，并測量螺釘穿透骨皮質(zhì)距離。所有的測量均由同1 名醫(yī)生獨立完成，螺釘穿破皮質(zhì)的距離采用 mm表示。根據(jù)皮質(zhì)穿破的側(cè)別分為凸側(cè)和凹側(cè)皮質(zhì)穿破。根據(jù)皮質(zhì)穿破的部位分為內(nèi)側(cè)、外側(cè)或前外側(cè)和椎體前皮質(zhì)穿破。根據(jù)皮質(zhì)穿破的程度分為3 級[8]：I 級：穿破距離＜2 mm，II 級：穿破距離為 2～4 mm，III 級：穿破距離＞4 mm。如果螺釘內(nèi)側(cè)穿破距離＜4 mm 或者外側(cè)穿破距離＜4 mm 并且沒有神經(jīng)內(nèi)臟血管的損傷，則認為螺釘是可以被接受的。

五、統(tǒng)計學分析

采用 SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計處理。徒手組和電鉆組計量資料以 x-±s 表示，比較采用 t 檢驗；率的比較使用 X2檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié)　　果

本組共置入螺釘 1118 枚，腰椎總皮質(zhì)穿破率為 9.3%。其中 38 枚（3.4%）穿破內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，48 枚（4.3%）穿破外側(cè)皮質(zhì)，18 枚（1.6%）穿破椎體前緣。無螺釘穿破椎體上、下終板。徒手組 85 例共置釘 642 枚，其中 64 枚穿破皮質(zhì)，穿破率為 10.0%；電鉆組 72 例置釘 476 枚，其中 40 枚（8.4%）發(fā)生皮質(zhì)穿破。兩組皮質(zhì)穿破率差異無統(tǒng)計學意義（X2= 0.794，P=0.373）。電鉆組前緣 I、II 級穿破率分別為 1.5% 和 0.4%，略高于徒手組的 0.8% 和 0.3%，但兩組間前、內(nèi)、外側(cè)不良置釘比率及穿破程度差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表 2）。可接受螺釘比例電鉆組為 99.37%，徒手組為 98.60%，兩組間差異無統(tǒng)計學意義（P=0.257）。徒手組凸側(cè)置釘 317 枚，其中 28 枚（8.8%）螺釘穿破皮質(zhì)；電鉆組凸側(cè)置釘236 枚，其中 23 枚（9.7%）螺釘穿破腰椎皮質(zhì)。電鉆組凸側(cè)皮質(zhì)穿破率略高于徒手組，兩組間差異無統(tǒng)計學意義（X2=0.135，P=0.714）（表 3）。電鉆組凹側(cè)共置釘 240 枚，其中 17 枚（7.1%）發(fā)生皮質(zhì)穿破；徒手組凹側(cè)置釘 325 枚，其中 36 枚（11.1%）發(fā)生皮質(zhì)穿破。電鉆組皮質(zhì)穿破率高于徒手組，但兩組間差異無統(tǒng)計學意義（X2=2.590，P=0.108）（表 3）。所有患者術中和術后均未出現(xiàn)神經(jīng)、血管或內(nèi)臟損傷等并發(fā)癥。典型病例見圖1。

討　　論

既往研究表明，椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)與傳統(tǒng)的內(nèi)固定器械相比，對于治療腰椎各種疾病具有明顯的臨床優(yōu)勢，尤其在側(cè)凸的矯治手術中，椎弓根螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)強度明顯高于鉤結(jié)構(gòu)，且釘-棒結(jié)構(gòu)矯正側(cè)凸的效果與安全性均顯著高于鉤-棒結(jié)構(gòu)，手術時間也更短[1，9-10]。椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有其它內(nèi)固定系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性，使得其近年來在脊柱側(cè)凸矯形手術中得到越來越廣泛的應用。然而，由于脊柱側(cè)凸椎弓根的異常以及椎體的旋轉(zhuǎn)等，螺釘?shù)闹萌敫永щy[11-12]。螺釘置入位置不佳或誤置不僅影響矯形療效，也會導致神經(jīng)、血管及內(nèi)臟損傷等嚴重的并發(fā)癥。精確的椎弓根螺釘置入可以有效地減少血管、神經(jīng)的損傷。椎弓根螺釘置入的精確性依賴于釘?shù)赖闹苽洌R床中常用徒手克氏針加叩擊法和電鉆驅(qū)動法制備椎弓根釘?shù)繹13]。由于這兩種方法在螺釘通道的制備過程中依靠的器械以及動力來源不同，一種采用克氏針并且需要手動加壓叩擊；另一種借助于電流提供持續(xù)的動力支持，在提高釘?shù)乐苽湫实耐瑫r，可能會對釘?shù)赖闹苽渚_性產(chǎn)生一定的影響。然而，目前尚無研究對兩種制備螺釘通道方法是否影響螺釘?shù)木_性進行評估。因此，本研究回顧性分析一組運用椎弓根螺釘內(nèi)固定矯形技術治療腰椎結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸患者的臨床和影像學資料，旨在比較這兩種方法置入腰椎椎弓根螺釘?shù)木_性及安全性。

表3　徒手組與電鉆組凸、凹側(cè)螺釘精確性比較Tab.3 Comparison of the accuracy of pedicle screw placement at the convex and concave side of scoliosis between the free-hand group and electric drill-assisted group

表2　徒手組與電鉆組螺釘穿破皮質(zhì)的部位和程度比較（枚，%）Tab.2 Comparison of the effects of cortical bone perforation between the free-hand group and electric drill-assisted group（screws， %）

圖1　患者，女，14 歲，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（Lenke V 型），左腰彎 42° a～b：術前正、側(cè)位 X 線片；c～d：術后正、側(cè)位 X 線片；e：術中使用電鉆驅(qū)動輔助行腰椎椎弓螺釘置入；f：矯形術后 CT 掃描顯示 L2右側(cè)椎弓根螺釘穿破內(nèi)側(cè)皮質(zhì) 1.87 mm；左側(cè)螺釘完全位于椎弓根內(nèi)Fig.1 A female AIS（Lenke V）patient， 14 years old， left lumbar curve 42° a - b： Pre-operative standing coronal and sagittal radiographs of the the spine； c - d： Post-operative standing coronal and sagittal radiographs of the spine； e： All pedicle screws were instrumented with the electric drill -assisted method； f： a Medial breach（1.87 mm）of pedicle screw at the right side of L2vertebrae. The left L2screw was ‘In'

徒手克氏針加叩擊法是目前臨床上最常用的制備螺釘通道方法[14-16]，其利用 1.5 mm 直徑的克氏針鈍頭，憑手感鉆探形成釘?shù)?。手術者可有良好的反饋，且進入椎弓根沒有多大阻力，也沒有落空感，再用探測器探測孔內(nèi)四周骨壁及孔底。由于克氏針具有很好的彈性和柔韌性，當針頭碰到釘?shù)赖墓瞧べ|(zhì)時釘體會發(fā)生彎曲，這樣有兩個好處[15]：一是降低了進針力度，不會破壞釘?shù)纻?cè)方的骨皮質(zhì)；二是提醒操作者改變進釘方向，使得整個操作過程在克氏針的彈性指導下完成。而電鉆驅(qū)動法由于受電鉆鉆孔時存在的慣性影響，不能有效控制其進入深度，可能使椎體前壁較傳統(tǒng)置釘法更易受損。本研究結(jié)果顯示，電鉆組前緣 I、II、III 級穿破率分別為 1.5%、0.4%、0.2%，徒手組為 0.8%、0.3%、0.2%，兩組間比較前壁破壁率和穿破程度均無顯著性差異。

Amiot 等[17]通過回顧性分析 100 例行椎弓根螺釘內(nèi)固定患者，螺釘?shù)恼`置率為 15%，神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生率為 7%。Lonstein 等[12]通過分析 875 例與螺釘相關的并發(fā)癥發(fā)現(xiàn)，腰椎螺釘?shù)恼`置率為 5.1%，其中約 1.0% 的螺釘導致相關的神經(jīng)損傷，大部分由內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的穿破引起。本組研究通過術后 CT 檢查發(fā)現(xiàn)，腰椎總皮質(zhì)穿破率為 9.3%，徒手組置釘精確性為 90.0%（可接受置釘 99.37%）。電鉆組置釘精確性為 91.6%（可接受置釘 98.60%），置釘精確率均高于既往研究報道且兩組間比較差異無統(tǒng)計學意義。此外，電鉆組內(nèi)側(cè) II、III 級穿破率略低于徒手組，外側(cè) I、II、III 級穿破徒手組略高于電鉆組，兩組中的不良置釘無論是穿破程度還是穿破部位分布亦無明顯差別。因此，電鉆法在脊柱側(cè)凸腰椎椎弓根螺釘置入中具有與傳統(tǒng)法一致的精確性和安全性。

對于脊柱側(cè)凸患者，椎體旋轉(zhuǎn)及壓縮使得椎弓根的形態(tài)及結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，凹側(cè)椎弓根變細，到硬膜距離變小，增加了進釘點及角度的準確判斷難度。因此，凹側(cè)置釘更困難也更危險。既往研究亦證實凹側(cè)皮質(zhì)穿破率明顯高于凸側(cè)[4，11，18]。本組研究結(jié)果顯示，在腰椎側(cè)凸中徒手組凸側(cè)與凹側(cè)皮質(zhì)穿破率分別 8.8% 和 11.1%，電鉆組為 9.7% 和 7.1%，無論是總體的凸、凹側(cè)間還是兩組間凸、凹側(cè)間均無顯著差異。此可能是由于凹側(cè)置釘?shù)娘L險較凸側(cè)增加，矯形醫(yī)生在手術中習慣性地對凹側(cè)的置釘更加仔細。

綜上所述，在脊柱側(cè)凸矯形手術中應用電鉆驅(qū)動輔助行腰椎椎弓螺釘置入是一種安全的腰椎椎弓螺釘置入方法，與傳統(tǒng)徒手克氏針置釘技術在精確性和安全性上無明顯差異。外科醫(yī)生可以根據(jù)自己的習慣和經(jīng)驗選擇合適的置釘方法。

參 考 文 獻

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（本文編輯：王萌）

. 論著 Original article .

DOI：10.3969/j.issn.2095-252X.2016.06.011中圖分類號：R682.3

基金項目：國家自然科學基金面上項目（81371912）

作者單位：210008 江蘇，南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院脊柱外科

通信作者：邱勇，Email: scoliosis2002@sina.com

收稿日期：（2015-06-09）

Comparative research of Kirschner wire technique and electric drill-assisted pedicle screw installation in lumbar scoliosis

YAN Huang， LIU Zhen， WU Wei-fei， ZHU Ze-zhang， QIU Yong.

Department of Spine Surgery， Drum Tower Hospital， Nanjing University Medical School， Nanjing， Jiangsu， 210008， PRC
Corresponding author： QIU Yong， Email： scoliosis2002@sina.com

【Abstract】Objective To evaluate the accuracy and safety of the “electric drill -assisted” technique in placing lumbar pedicle screw（LPS）， comparing with the conventional “freehand” technique. Methods A total of 157 patients（48 males and 109 females）with lumbar scoliosis were included in the study from January 2008 to December 2011. The average age was（14.6 ± 5.8）years（range： 9 - 19 years）. The patients were divided into Kirschner wire（free hand）group（n = 85）and electric drill-assisted group（n = 72）according to different methods of canal preparation. Post-operative computed tomography（CT）was acquired to determine the distribution of the cortical perforation and the distance between the screw tip and cortical perforation. X2test was performed to compare the differences of 2 groups on the convex side and concave side. Results All 1118 lumbar pedicle screws were inserted in 157 patients with scoliosis. The incidence of cortical perforation was 9.3%. Sixty-four of 642 screws（10.0%）perforated cortices in the free hand group， 40 of 476 screws（8.4%）perforated cortices in the electric drill-assisted group. No signifcant differences of the perforation rate were found between the 2 groups（P ＞ 0.05）. In the electric drill-assisted group，the incidence of cortical perforation was 9.7%（23/236）on the convex side and 7.1%（17/240）on the concave side. In the free hand group， the incidence of cortical perforation was 8.8%（28/317）on the convex side and 11.1%（36/325）on the concave side. There were no statistical differences between the 2 groups（P ＞ 0.05）. No neurological， vascular， or visceral complications caused by LPS placement occurred in both groups. Conclusions The electric drill-assisted technique shows similar accuracy and safety in placing LPS， comparing with the conventional Kirschner wire technique.

【Key words】Lumbar vertebrae； Scoliosis； Bone screws； Orthopedic procedures； Screw-setting technique