影像臨床工作站CT三維重建入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)在下頸椎椎弓根螺釘置釘中的應(yīng)用效果

羊剛毅，崔易坤

頸椎椎弓根螺釘固定技術(shù)可提供良好的生物穩(wěn)定性、糾正后凸畸形、改善節(jié)段不穩(wěn)，但因頸椎椎弓根解剖學(xué)特殊性（如神經(jīng)血管毗鄰頸椎椎骨），且由于解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、頸椎后方缺乏明顯解剖標(biāo)志、頸椎椎弓根細(xì)小等而導(dǎo)致置釘失敗，進(jìn)而引起椎動(dòng)脈或脊髓、神經(jīng)根損傷［1-2］。目前，各項(xiàng)輔助置釘技術(shù)均取得長(zhǎng)足進(jìn)步，如虛擬手術(shù)系統(tǒng)、交互式影像控制、數(shù)字化導(dǎo)航模塊等技術(shù)應(yīng)用到術(shù)前釘?shù)涝O(shè)計(jì)，但上述輔助置釘技術(shù)操作復(fù)雜，且需專用軟件或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，故不利于臨床推廣應(yīng)用［3-4］。本研究旨在探討影像臨床工作站CT三維重建入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)在下頸椎椎弓根螺釘置釘中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2011—2015年綿陽(yáng)市中心醫(yī)院收治的下頸椎疾病患者25例，均行頸椎CT檢查確診。其中男16例，女9例；年齡28～77歲，平均年齡（53.7±11.5）歲；疾病類型：頸椎骨折脫位16例，頸椎后縱韌帶骨化癥5例，發(fā)育型頸椎管狹窄并頸脊髓損傷4例。依據(jù)術(shù)前是否進(jìn)行入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)將所有患者分為A組12例和B組13例。兩組患者性別、年齡、日本骨科協(xié)會(huì)評(píng)估治療（JOA）評(píng)分、體質(zhì)指數(shù)、疾病類型比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見(jiàn)表1），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前影像臨床工作站CT三維重建 （1）利用華海影像臨床工作站（西安華海醫(yī)療信息技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)）對(duì)患者CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，在下頸椎側(cè)塊及頸椎后方骨性解剖標(biāo)志清晰可見(jiàn)的條件下，采用Abumi法確定入釘點(diǎn)（見(jiàn)圖1、2）。（2）在CT三維重建圖像側(cè)塊后方標(biāo)記入釘點(diǎn)，影像臨床工作站自動(dòng)將該標(biāo)記點(diǎn)與冠狀位、矢狀位、橫軸位圖像的對(duì)應(yīng)位置關(guān)聯(lián)并標(biāo)記（見(jiàn)圖3）。（3）使用工作站剪切工具對(duì)橫軸位圖像標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行圖像剪切，剪切出標(biāo)記框內(nèi)的像素形成圖像缺失，該缺失標(biāo)記自動(dòng)與矢狀位、冠狀位關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖4）。（4）在矢狀位上以標(biāo)記的入釘點(diǎn)為中心，在平行于椎弓根軸向按0.625 mm層厚進(jìn)行橫軸位切割，以入釘點(diǎn)經(jīng)椎弓根最小直徑中點(diǎn)連線為模擬釘?shù)溃ㄒ?jiàn)圖5）。

1.2.2 手術(shù)方式 所有患者按下頸椎手術(shù)規(guī)程完成術(shù)前檢查，行頸椎中立位多層螺旋CT薄層掃描（層厚0.625 mm）（儀器為L(zhǎng)ight speed 64高速螺旋CT掃描儀，美國(guó)GE公司生產(chǎn)），后行全身麻醉氣管插管，患者取俯臥位，水枕墊保護(hù)額面部，頸部處于輕度屈曲位，頸椎骨折脫位患者行術(shù)中顱骨牽引，并在對(duì)應(yīng)手術(shù)節(jié)段皮膚行正中切口，逐層分離、止血，骨膜下剝離椎旁肌肉至小關(guān)節(jié)突外緣，充分清理椎旁軟組織，盡可能清楚暴露骨性標(biāo)志。A組患者按照常規(guī)解剖標(biāo)志及術(shù)前CT軸位片目測(cè)內(nèi)傾角度置釘。B組患者術(shù)前利用影像臨床工作站行頸椎CT三維重建及入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)。兩組患者均在手轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入松質(zhì)骨及擴(kuò)孔攻絲后，使用球頭探針探查椎弓根四壁完好，置入適合長(zhǎng)度椎弓根螺釘。術(shù)中C壁透視間椎弓根螺釘位置良好。

1.3 觀察指標(biāo) 所有患者于術(shù)后7～10 d復(fù)查頸椎CT，觀測(cè)椎弓根螺釘是否穿破椎弓根內(nèi)外側(cè)皮質(zhì)。記錄兩組患者置釘數(shù)和置釘準(zhǔn)確率。參照Richter法［5］按螺釘穿透椎弓根最狹窄部皮質(zhì)程度分為3級(jí)：1級(jí)，無(wú)穿破或穿破≤1 mm；2級(jí)，穿破＞1 mm，未對(duì)周圍血管神經(jīng)造成明顯損傷，無(wú)需重新調(diào)整置釘位置；3級(jí)，穿破＞1 mm且導(dǎo)致脊髓或神經(jīng)根損傷或影響生物力學(xué)穩(wěn)定性，需對(duì)螺釘位置進(jìn)行調(diào)整。其中：1級(jí)穿破定義為準(zhǔn)確置釘。置釘準(zhǔn)確率=準(zhǔn)確置釘數(shù)/總置釘數(shù)×100%。兩組患者手術(shù)前后圖像資料設(shè)計(jì)、測(cè)量及手術(shù)實(shí)施均由同一組高級(jí)職稱的脊柱外科醫(yī)師完成。

圖1 頸椎后方結(jié)構(gòu)CT三維重建結(jié)果Figure 1 CT 3D-reconstruction results of posterior structure of cervical vertebra

圖2 Abumi法標(biāo)記入釘點(diǎn)Figure 2 Abumi method marked pinning point

圖3 影像臨床工作站CT三維重建自動(dòng)關(guān)聯(lián)入釘點(diǎn)標(biāo)記Figure 3 Auto correlation between CT 3D-reconstruction of clinical imaging workstation and marked pinning point

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

圖4 影像臨床工作站剪切工具固定入釘點(diǎn)Figure 4 Immobilization of pinning point by trim tool of clinical imaging workstation

圖5 頸椎CT成像（矢狀位）Figure 5 CT imaging of cervical vertebra

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料以（x±s）表示，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

A組患者共置入椎弓根螺釘56枚，置釘準(zhǔn)確率為87.5%（49/56）；B組患者共置入椎弓根螺釘66枚，置釘準(zhǔn)確率為93.9%（62/66）。B組患者置釘準(zhǔn)確率高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=42.261，P＜0.05，見(jiàn)表2）。

3 討論

頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)較側(cè)塊螺釘、椎板鉤等內(nèi)固定系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）可經(jīng)頸椎后柱穿至前柱；（2）可提供更為穩(wěn)定的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)，并能滿足單一節(jié)段、跨節(jié)段或連續(xù)長(zhǎng)節(jié)段等固定方式；（3）可滿足固定長(zhǎng)度及頸椎生理曲度維持等要求。但因頸椎椎弓根具有解剖學(xué)特殊性，故置釘失敗可導(dǎo)致椎動(dòng)脈或脊髓、神經(jīng)根損傷等嚴(yán)重后果［6］。因此，頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)對(duì)術(shù)者的置釘技術(shù)要求較高。

表2 兩組患者置釘數(shù)和準(zhǔn)確率比較（枚）Table 2 Comparison of the number of staples and the accuracy

既往研究表明，采用影像學(xué)檢查確定頸椎椎弓根的入釘點(diǎn)、頭傾角度和內(nèi)傾角度在臨床應(yīng)用廣泛，但可導(dǎo)致椎動(dòng)脈破裂及脊髓、神經(jīng)根損傷［7-8］。椎弓根軸線是沿椎弓根中心點(diǎn)走行（行程最長(zhǎng)）的理想置釘通道，其內(nèi)傾角、軸線長(zhǎng)度、軸線與側(cè)塊后緣交點(diǎn)代表該椎弓根釘?shù)赖膬?nèi)傾角、釘?shù)篱L(zhǎng)度、入釘點(diǎn)，但目前尚無(wú)文獻(xiàn)提及精確測(cè)定椎弓根軸線的客觀方法［9］。既往研究結(jié)果顯示，徒手行下頸椎椎弓根螺釘置入穿破頸椎弓根皮質(zhì)的發(fā)生率為6.7%～29.0%［10］。臨床研究結(jié)果顯示，術(shù)中采用C臂透視、CT三維監(jiān)測(cè)、CT三維導(dǎo)航等技術(shù)，可最大限度地提高置釘成功率，但對(duì)手術(shù)室硬件設(shè)施的條件要求較高，且增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［11］。國(guó)內(nèi)外研究均表明，利用影像工具設(shè)計(jì)頸椎椎弓根螺釘釘?shù)绤?shù)可提高臨床置釘成功率，但如何確保術(shù)中置釘情況與術(shù)前設(shè)計(jì)的釘?shù)罃?shù)據(jù)相切合鮮有文獻(xiàn)報(bào)道，且需要專用圖形軟件、專業(yè)人員協(xié)助操作，故不利于臨床推廣應(yīng)用［12-14］。

筆者所在醫(yī)院現(xiàn)有影像臨床工作站，其可清晰地辨識(shí)下頸椎后方附件及骨性解剖標(biāo)志，并根據(jù)需要對(duì)重建圖像進(jìn)行任意層面和位置的切割，以暴露擬觀測(cè)的頸椎骨性結(jié)構(gòu)。目前，臨床手術(shù)中常用Abumi法在CT三維圖像上確定入釘點(diǎn)（以側(cè)塊中心點(diǎn)稍外側(cè)，并靠近上關(guān)節(jié)突后緣的位置為入釘點(diǎn)），該方法簡(jiǎn)便易行、可重復(fù)操作性強(qiáng)，入釘點(diǎn)選擇直觀、簡(jiǎn)便，獲取的模擬釘?shù)绤?shù)接近臨床醫(yī)師術(shù)中實(shí)際置釘?shù)尼數(shù)绤?shù)。此外，影像臨床工作站還可排除增生關(guān)節(jié)突、椎弓根髓腔過(guò)窄、椎弓根二次骨化等異常結(jié)構(gòu)的影響，可依據(jù)個(gè)體頸椎后方骨性標(biāo)志特點(diǎn)調(diào)整入釘點(diǎn)，可直接指導(dǎo)術(shù)中置釘，并在設(shè)計(jì)釘?shù)肋^(guò)程中獲得一個(gè)安全置釘?shù)膬?nèi)傾角范圍及螺釘直徑和長(zhǎng)度，做到個(gè)體化置釘。再者，采用影像工作站CT三維重建入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）無(wú)需使用專用軟件及進(jìn)行額外培訓(xùn)，臨床醫(yī)師可自行操作；（2）利用常規(guī)CT三維重建即可實(shí)施，無(wú)需增加檢查項(xiàng)目及耗材，不會(huì)增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；（3）術(shù)前采用的入釘點(diǎn)可直接指導(dǎo)術(shù)中置釘，直觀、準(zhǔn)確，符合術(shù)者習(xí)慣；（4）術(shù)前設(shè)計(jì)參考標(biāo)志與術(shù)中置釘參考標(biāo)志基本相同，對(duì)術(shù)中置釘實(shí)際指導(dǎo)性強(qiáng)。

本研究結(jié)果顯示，A組患者共置入椎弓根螺釘56枚，B組患者共置入椎弓根螺釘66枚；B組患者置釘準(zhǔn)確率高于A組，提示影像臨床工作站CT三維重建入釘點(diǎn)設(shè)計(jì)在下頸椎椎弓根螺釘置釘中的應(yīng)用效果良好，可有效提高椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確率。本研究還發(fā)現(xiàn)C7椎弓根較其余中下頸椎椎弓根寬大，頸椎椎弓根螺釘釘?shù)纼?nèi)傾角在5°～10°范圍內(nèi)調(diào)整是安全的，行C7椎弓根螺釘置入時(shí)，若完全沿頸椎椎弓根軸線方向進(jìn)釘，常出現(xiàn)釘?shù)纼?nèi)傾角較小、釘?shù)垒^短等現(xiàn)象。

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