腰椎經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

譚家昌 鄭 立 趙勁民

(廣西醫(yī)科大學(xué)再生醫(yī)學(xué)中心，南寧市 530021)

1984年，Magerl[1]在脊柱外固定支架固定術(shù)中首先報道了椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定技術(shù)(translaminar facet screw fixation，TFSF)，即將螺釘從一側(cè)棘突基底部經(jīng)過對側(cè)椎板及下位關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和橫突基底進(jìn)行固定。Grob等[2]于1998年借助特殊的工具，首次報道了經(jīng)皮微創(chuàng)置入椎板關(guān)節(jié)突螺釘。與傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定技術(shù)相比，TFSF操作簡單易行，不破壞脊柱穩(wěn)定性，手術(shù)時間短、創(chuàng)傷出血少，而且費用低廉；尤其在腰骶關(guān)節(jié)，TFSF具有獨特的優(yōu)勢，是后路除椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)以外的又一安全可靠的技術(shù)。近年來，隨著影像診斷技術(shù)的改進(jìn)和CT導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，以及微創(chuàng)腰椎椎間融合術(shù)的廣泛開展，TLSF朝著微創(chuàng)化、精準(zhǔn)化方向快速發(fā)展?，F(xiàn)從解剖基礎(chǔ)、力學(xué)性能、置釘方法、臨床效果及手術(shù)指征方面作一綜述。

1 解剖基礎(chǔ)

腰椎關(guān)節(jié)突呈矢狀位排列，方向向上向外，為了垂直固定關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，螺釘方向應(yīng)向下外并向前傾斜。腰椎的椎管面積逐漸增大，椎板內(nèi)側(cè)面和硬膜囊間隙較寬，只要螺釘不完全穿破椎板，手術(shù)安全性仍較高。關(guān)于腰椎椎板解剖數(shù)據(jù)測量的報道較多，其結(jié)果各異。Lu等[3]測量了30具腰椎干燥尸體標(biāo)本，結(jié)果顯示腰椎的椎板長度和外傾角度從上到下依次增加，尾傾角逐漸減少，故建議在 L1～5節(jié)段螺釘方向外傾40°～50°、尾傾45°～60°，而在L5/S1節(jié)段，螺釘方向為外傾50 °～55°、尾傾35°～40°；可選用直徑4.5 mm皮質(zhì)骨螺釘，長度40～60 mm之間。殷渠東等[4]選用40具(防腐保存20具、干燥20具)成人腰椎脊柱標(biāo)本，用游標(biāo)卡尺及量角器測量釘?shù)赖姆较蚝烷L度，同樣發(fā)現(xiàn)在T12L1釘?shù)琅c尾側(cè)成角為38°，在L5S1釘?shù)琅c尾側(cè)成角55°，從上往下度數(shù)逐漸增加，但是釘?shù)老蚯俺山蔷S持在26°～31°之間。考慮到國人骨骼相對較小，因此他們建議螺釘?shù)闹睆綉?yīng)在3.5～4.5 mm、螺釘?shù)拈L度在35～45 mm。造成上述測量結(jié)果差異的原因，除了不同種族及個體差異外，還與人工操作誤差及選用不同的測量點有關(guān)。這為減少測量誤差，并且為經(jīng)皮椎板關(guān)節(jié)突螺釘?shù)闹萌爰岸ㄎ谎b置的設(shè)計提供了解剖學(xué)依據(jù)。陸聲等[5]通過X線平片及CT分別測量椎板的下傾角和內(nèi)傾角，椎板上下緣的厚度和關(guān)節(jié)突螺釘?shù)拈L度則使用游標(biāo)卡尺及量角器測量，結(jié)果顯示從上到下腰椎椎板的厚度和內(nèi)傾角逐漸增加，椎板下傾角依次減小。選用的螺釘長度逐漸增加，從36～51 mm，如果椎板的厚度小于45 mm，建議不用。有學(xué)者[6-7]完全通過影像學(xué)測量，術(shù)前即獲得個體化的數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)的預(yù)測椎板關(guān)節(jié)突螺釘?shù)拈L度和走行。與骨骼測量相比，他們認(rèn)為影像學(xué)測量操作性更簡單、數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，更有利于個性化的手術(shù)指導(dǎo)，并且不受尸體標(biāo)本的限制，從而有利于開展大樣本的實驗研究和流行病學(xué)調(diào)查。

2 力學(xué)性能

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，在生物力學(xué)性能上具有三柱固定效果的椎弓根螺釘明顯優(yōu)于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)螺釘，加上其特有的撐開和提拉復(fù)位作用，使椎弓根螺釘被廣泛應(yīng)用于脊柱骨折脫位、畸形和退行性疾病的治療。但是，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，對于非創(chuàng)傷性疾病而言，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)螺釘具有與椎弓根螺釘相同的固定效果[8-9]。關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)作為脊柱椎間唯一的真正活動關(guān)節(jié)，載荷力部分通過小關(guān)節(jié)，而直接固定關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的內(nèi)固定器械力臂非常短。因此，只需要強度很低的內(nèi)植物，即能滿足固定要求、提高骨融合率[8]。Heggeness等[9]采用反復(fù)屈曲載荷試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定后，相比于非固定組，出現(xiàn)恒定的移位屈曲載荷需增加9倍；重復(fù)5 000次(4 s/次)屈曲載荷的作用后，內(nèi)固定的強度只有輕微的減少。由于前路腰椎椎間融合(anterior lumbar interbody fusion，ALIF)可以完整的保留后路椎板、關(guān)節(jié)突，因此非常適合行椎板關(guān)節(jié)突螺釘輔助后路內(nèi)固定。雖然有研究[10]認(rèn)為與單純的前路椎間融合器固定相比，額外增加的后路椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定僅增加了脊柱后伸方面的穩(wěn)定性。但更多的尸體標(biāo)本生物力學(xué)實驗[11-13]表明，單純的前路椎間融合器穩(wěn)定效果有限，其增加后路椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定后，脊柱屈伸及旋轉(zhuǎn)方面的穩(wěn)定性與椎弓根螺釘固定的效果相當(dāng)。臨床上對伴有下肢神經(jīng)癥狀的退行性病變患者，常需要減壓去除部分椎板和關(guān)節(jié)突，這其中以經(jīng)椎間孔腰椎間融合術(shù)(transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF)最為常用。至于經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定是否同樣適用，Harris等[14]采用5具新鮮冷凍人體尸體測試L4～L5單節(jié)段TLIF并結(jié)合三種不同的方式進(jìn)行固定的穩(wěn)定性，其結(jié)果為：單側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定較完整的脊柱旋轉(zhuǎn)性增加了150%，單側(cè)椎弓根釘固定增加了82%，雙側(cè)椎弓根螺釘固定基本接近正常的脊柱，其穩(wěn)定性最好。為了解決單側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定強度的不足，有學(xué)者嘗試采用非對稱性的單側(cè)椎弓根螺釘+對側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘組合固定。Luo等[15]在24具豬標(biāo)本上比較了單節(jié)段L3～L4TLIF結(jié)合三種不同內(nèi)固定方式在短期和長期重復(fù)循環(huán)壓載試驗中對腰椎活動幅度的影響，在各個運動方向的穩(wěn)定性方面，單側(cè)椎弓根螺釘+經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定組與雙側(cè)椎弓根螺釘固定組相當(dāng)，而單側(cè)椎弓根釘固定組運動幅度和對側(cè)關(guān)節(jié)突移位程度明顯增加。Slucky等[16]在7具新鮮冰凍尸體標(biāo)本上也發(fā)現(xiàn)單側(cè)釘棒的固定強度是以上兩種固定方式的50%，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性更差，明顯不利于脊柱的早期穩(wěn)定和融合。針對雙節(jié)段固定，無論是尸體標(biāo)本測試[17-18]還是三維有限元分析[19]，都顯示椎間融合結(jié)合后路雙側(cè)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定或者是非對稱組合式固定，除了側(cè)方屈曲稍顯不足，其強度均與椎弓根螺釘固定相似，但對鄰近節(jié)段的應(yīng)力影響更少。雖然目前尚無法確定腰骶融合所需要的最佳固定強度，但現(xiàn)有的力學(xué)實驗表明，在前柱完整或者獲得良好重建的前提下，后路椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定可獲得可靠的力學(xué)穩(wěn)定性。

3 置釘方法

早期的椎板關(guān)節(jié)突螺釘置入技術(shù)均為切開顯露后直視下操作，雖然技術(shù)的改進(jìn)逐漸發(fā)展為小切口置釘，但由于缺乏專用的工具，為了能準(zhǔn)確地置釘，仍需要充分顯露后側(cè)的骨性結(jié)構(gòu)，加上其力學(xué)方面的欠缺，大大影響了廣大醫(yī)生對此項技術(shù)的開展。Grob等[2]于1998年報道了自行設(shè)計的特殊工具，并使用它成功進(jìn)行了經(jīng)皮微創(chuàng)置入椎板關(guān)節(jié)突螺釘，文中對操作的技術(shù)細(xì)節(jié)和相關(guān)臨床資料沒有詳細(xì)說明。隨后，Jang等[20]填補了這一空白，他們設(shè)計出一種更小巧的導(dǎo)向器，借助于此專用工具微創(chuàng)置入椎板關(guān)節(jié)螺釘，術(shù)后CT掃描顯示18例患者的所有螺釘位置良好。但此導(dǎo)向器只有三種不同角度(25°、30°和35°)的工作通道，不能根據(jù)術(shù)前測量的椎板外傾角的變化進(jìn)行個體化調(diào)整，加上器械沒有商品化，因此臨床上并未推廣應(yīng)用。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，有學(xué)者[21-24]嘗試借助透視或CT引導(dǎo)下經(jīng)皮置入椎板螺釘。Phillips等[21]在3具尸體標(biāo)本上于L3～S1置入18枚椎板螺釘， 先在一側(cè)直視下置釘并透視獲得安全置釘?shù)恼弧?cè)位、45°斜位和出口位片的影像參數(shù)，然后根據(jù)以上參數(shù)進(jìn)行透視監(jiān)測下經(jīng)皮置釘，最后切開顯露進(jìn)行螺釘位置的評價。據(jù)此他們提出了透視引導(dǎo)下置釘?shù)挠跋駱?biāo)準(zhǔn)。Shim等[22]對Magerl螺釘技術(shù)進(jìn)行了改良，描述了一種新的經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突椎弓根螺釘技術(shù)，并在透視引導(dǎo)下經(jīng)皮置入。通過術(shù)前行軸位MRI或CT檢查以評估螺釘外傾角和皮膚進(jìn)釘點，并測量進(jìn)釘點距離中線的距離。術(shù)中透視正位片，根據(jù)上位椎體椎弓根部與下位椎體對側(cè)椎弓根影外上象限的連線確定下傾角，在側(cè)位片上釘?shù)缿?yīng)朝向椎弓根的后1/3區(qū)域。雖然此項技術(shù)極大地簡化了操作流程并減少了透視次數(shù)，但仍受到透視質(zhì)量的制約，術(shù)中無法獲得椎體橫斷面的圖像，對外傾角的把控也不夠精確。CT引導(dǎo)下經(jīng)皮置釘解決了以上的不足，位置更加精確，還可以局麻下操作，但由于需要特殊的設(shè)備，現(xiàn)有的報道[23-24]均為經(jīng)前路椎間融合器植骨后，二期在放射室進(jìn)行穿刺置釘，患者所受的輻射相對也更大，臨床上并未得到普及。隨著影像技術(shù)的改進(jìn)和各種導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)航下置入椎弓根螺釘已有大量相關(guān)的報道。Sasso等[25]在尸體標(biāo)本上進(jìn)行了CT導(dǎo)航下經(jīng)皮置入椎板關(guān)節(jié)突螺釘，并且提出了椎板螺釘?shù)男g(shù)后評價分級標(biāo)準(zhǔn)。為了減少多次注冊匹配的繁瑣過程以及患者體位變化和操作過程中相對位移造成的匹配精度誤差，Togawa等[26]采用微型機器人輔助導(dǎo)航下在尸體脊柱標(biāo)本上經(jīng)皮微創(chuàng)置釘，結(jié)果顯示大部分螺釘置入偏差均不超過1.5 mm。他們認(rèn)為，導(dǎo)航引導(dǎo)下置釘具有準(zhǔn)確性高、安全性好、輻射少等優(yōu)點。但也應(yīng)該看到，導(dǎo)航技術(shù)還存在準(zhǔn)備工作復(fù)雜、操作時間長、醫(yī)療設(shè)備昂貴等一系列亟待解決的問題。

4 臨床應(yīng)用指征及效果

現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，在有生物力學(xué)穩(wěn)定的前柱前提下，TFSF技術(shù)最適用于1～2個節(jié)段融合的患者，其主要應(yīng)用于脊柱退行性變需要后路融合以穩(wěn)定脊柱提高植骨融合率、椎間前后路重建后的附加穩(wěn)定、腰椎單側(cè)釘棒固定后為對側(cè)提供進(jìn)一步的穩(wěn)定。使用椎板關(guān)節(jié)突螺釘必須有完整的后柱骨性結(jié)構(gòu)，如先天性后方結(jié)構(gòu)缺損(椎板、小關(guān)節(jié)和棘突)或者手術(shù)中需要行雙側(cè)廣泛減壓的患者不能使用該方法。其不適合于峽部裂滑脫、腰椎Ⅱ度或以上滑脫、嚴(yán)重側(cè)、后凸畸形、嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、前柱缺損者[2，27]。

TFSF技術(shù)作為一種輔助性增強固定，最早由Magerl[1]報道用于治療胸腰椎骨折。也有學(xué)者[28]采用單側(cè)椎弓根螺釘聯(lián)合對側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘治療30例胸腰椎骨折患者，隨訪5～24個月，椎體前緣高度矯正丟失為3.4%，認(rèn)為可增加固定的穩(wěn)定性并減少矯正丟失。但這些應(yīng)用并沒有得到普及，臨床上更多用于下腰椎及腰骶部的后路固定融合術(shù)，早期主要用在后外側(cè)腰椎融合術(shù)，以增強穩(wěn)定性并提高融合率。

Jacobs等[29]和Reich等[30]分別對43例和61例患者進(jìn)行腰骶部后外側(cè)融合，并加以經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘內(nèi)固定，結(jié)果顯示融合率為91%～98.4%，93%以上的患者效果滿意，無神經(jīng)并發(fā)癥。Aepli等[31]報道了一項大樣本病例(共476名患者)的長期隨訪結(jié)果，并對預(yù)后良好的原因進(jìn)行多因素logistic回歸分析，經(jīng)過術(shù)后平均10年(2～20年)的隨訪，74%的患者仍獲得良好的結(jié)局，術(shù)前椎間隙高度<80%是影響預(yù)后的最顯著的獨立因素。隨著腰椎體間融合技術(shù)的廣泛開展，椎板關(guān)節(jié)突螺釘技術(shù)以其創(chuàng)傷小、費用低、可以經(jīng)皮置入的優(yōu)點受到越來越多臨床醫(yī)師的青睞。Jang等[32]報道了84例前路椎間融合器植骨(ALIF)后路經(jīng)皮椎板關(guān)節(jié)突螺釘與椎弓根釘內(nèi)固定的回顧性對比研究，經(jīng)過平均2年的隨訪，融合率分別為95.8%和97.5%，兩者臨床效果無明顯差別。Shim等[22]采用后路透視下經(jīng)皮椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定技術(shù)治療20例下腰椎退行性病例，10個月以上隨訪融合率為100%。但臨床報道的融合率并不一致，Anjarwalla等[33]術(shù)后采用薄層CT掃描發(fā)現(xiàn)，ALIF結(jié)合后側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘與雙側(cè)椎弓根釘內(nèi)固定的融合率分別為58%和88%。經(jīng)椎間孔入路椎體間融合(TLIF)由于需切除一側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，通常只能作一側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘。雖然也有作者[34]采用雙側(cè)置釘?shù)某晒蟮?，但臨床上絕不應(yīng)該為了保存骨質(zhì)方便固定而致減壓不徹底。為了增加穩(wěn)定性，有學(xué)者[35-38]采用非對稱性的單側(cè)椎弓根螺釘+對側(cè)椎板關(guān)節(jié)突螺釘組合固定方式用于單節(jié)段和兩節(jié)段融合固定，效果顯著，而且減少了組織損傷和醫(yī)療費用。

微創(chuàng)經(jīng)椎板關(guān)節(jié)突螺釘固定術(shù)是一種性價比高、安全可靠的用于腰椎、腰骶部后路穩(wěn)定的固定方式，操作簡便、損傷小，融合率和臨床效果與椎弓根螺釘系統(tǒng)相似。該技術(shù)最適用于1～2個節(jié)段融合的患者，患者需要有生物力學(xué)穩(wěn)定的前柱和相對完整的后柱骨性結(jié)構(gòu)(椎板、小關(guān)節(jié)和棘突)。隨著脊柱微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，通過設(shè)計特殊的引導(dǎo)裝置和影像導(dǎo)航下輔助，可以更加微創(chuàng)地經(jīng)皮置入螺釘，具有廣闊的發(fā)展前景。

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