腰椎皮質(zhì)骨釘?shù)缆葆攦?nèi)固定技術(shù)的研究進展

陳思學 王逢賢 楊永棟 趙赫 俞興*

椎弓根螺釘內(nèi)固定是目前應(yīng)用最為廣泛的腰椎內(nèi)固定技術(shù)。然而，骨質(zhì)疏松腰椎患者行椎弓根螺釘內(nèi)固定后常易發(fā)生螺釘?shù)乃蓜?、移位、甚至拔出，導致固定手術(shù)失敗。因此，如何提高骨質(zhì)疏松患者腰椎椎弓根螺釘固定的可靠性一直是近十年來的臨床難題。國內(nèi)外脊柱外科醫(yī)生及學者相繼提出了多種提高椎弓根螺釘在骨質(zhì)疏松椎體中固定可靠性的方法，如骨水泥預(yù)填充釘?shù)?、可灌注骨水泥椎弓根螺釘?shù)?。皮質(zhì)骨釘?shù)溃╟ortical bone trajectory，CBT）螺釘內(nèi)固定技術(shù)是由Santoni等[1]于2009年首次提出，該技術(shù)通過增加螺釘與皮質(zhì)骨的接觸面積，增加了螺釘在骨質(zhì)疏松患者腰椎中的抗拔出力。目前，國內(nèi)外學者對CBT螺釘?shù)幕A(chǔ)與臨床應(yīng)用的研究較多，對該技術(shù)的評價褒貶不一。本文將從技術(shù)特點、生物力學研究、臨床應(yīng)用狀況、優(yōu)缺點等方面進行綜述。

1 CBT螺釘內(nèi)固定的技術(shù)特點

2009年Santoni等首次提出腰椎皮質(zhì)骨釘?shù)纼?nèi)固定技術(shù)，其核心點：螺釘通過椎弓根遵循在橫切面上由內(nèi)向外和在矢狀面上從尾端朝向頭端的路徑。與傳統(tǒng)的椎弓根螺釘不同，皮質(zhì)骨釘?shù)缆葆斅菁y更細密，追求與皮質(zhì)骨接觸最大化，增加了螺釘?shù)陌殉至?，減少螺釘松動[1]。隨后，日本學者Matsukawa等[2]對CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)進行了深入的研究，作者對100名成年人（男92名，女8名，平均年齡37.0±14.0歲）腰椎進行CT掃描，觀察測量470個腰椎，分析 CBT螺釘內(nèi)固定的進針點、進針點至椎板外側(cè)緣間距、進針外傾角、進針頭傾角、釘?shù)乐睆郊伴L度等。確定進針點位于椎體的上關(guān)節(jié)突中垂線與橫突下緣下方1mm的水平線的交點處（見圖1）。面向時鐘定位，進針點左側(cè)投射在椎弓峽部5點鐘方位，指向11-12點鐘方向；右側(cè)投射在椎弓峽部7點鐘方位，指向12-1點鐘方向（見圖2）。進針點至椎板外側(cè)緣間距從L1至L5分別為（0.8±1.1）mm、（1.5±1.2）mm、（2.0±1.1）mm、（3.3±1.1）mm、（4.7±1.0）mm。進針外傾角從 L1至 L5分別為（8.6±2.3）°、（8.5±2.4）°、（9.1±2.4）°、（9.1±2.3）°、（8.8±2.1）°，頭傾角為（26.2±4.5）°、（25.5±4.5）°、（26.2±4.9）°、（26.0±4.4）°、（25.8±4.8）°，進針角度各椎體間無統(tǒng)計學差異。釘?shù)雷畲笾睆綇腖1（6.2mm±1.1mm）到L5（8.4 mm±1.4 mm）逐漸增加；釘?shù)雷畲箝L度從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、（38.3±3.9）mm。

國內(nèi)學者陳文杰等[3]隨機分析80名正常人群（男女各40名，年齡21～40歲）的腰椎 CT掃描資料，認為 CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的理想進針點同Matsukawa[2]的觀點一致，測量L1-L5各節(jié)段CBT螺釘進針點至椎板外側(cè)緣間距依次為（1.19±0.75）mm、（1.54±1.08）mm、（2.01±1.45）mm、（3.49±1.52）mm、（4.47±1.32）mm，進針外傾角分別為（8.46±2.11）°、（9.37±2.84）°、（9.62±2.16）°、（9.53±1.98）°、（9.04±1.97）°，進 針 頭 傾 角 分 別 為（26.47±4.97）°、（25.94±4.56）°、（26.42±4.42）°、（26.29±3.48）°、（26.89±3.6）°，進針角度無統(tǒng)計學差異。釘?shù)乐睆椒謩e為（6.04±1.23）mm、（6.17±1.24）mm、（7.15±1.22）mm、（8.02±1.41）mm、（8.68±1.42）mm，釘 道 長 度 分 別 為（37.56±2.41）mm、（38.72±2.36）mm、（39.51±2.51）mm、（39.78±2.87）mm、（38.83±2.74）mm。在同一腰椎節(jié)段，男性釘?shù)乐睆酱笥谂裕町愑薪y(tǒng)計學意義。陳文杰等測量的正常成人腰椎皮質(zhì)骨釘?shù)赖氖中g(shù)相關(guān)解剖學參數(shù)與日本學者Matsukawa觀測的基本相似，認為CBT螺釘直徑從L1至L5逐漸增大，主要取決于椎弓根的寬度，螺釘常用長度規(guī)格為35 mm～40 mm，平均外傾角為（9.20±2.11）°，平均頭傾角為（26.41±4.22）°。但在臨床工作中需根據(jù)患者腰椎實際解剖學特點，個體化選擇CBT螺釘長度和直徑。

圖1，CBT螺釘進針點[2]。

圖2，黑箭頭指CBT螺釘置釘方向，紅箭頭指傳統(tǒng)椎弓根釘?shù)缆葆斨冕敺较?。A冠狀面像；B矢狀面像；C橫斷面像[4]；L4/5CBT螺釘內(nèi)固定；D前后位片；E側(cè)位片。

2 CBT螺釘內(nèi)固定的生物力學

2.1 抗軸向拔出力

2009年 Santoni等[1]進行成人尸體的腰椎生物力學研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)椎弓根螺釘相比，CBT螺釘?shù)目拱纬隽υ黾?0%。Matsukawa等[5]通過三維有限元模型分析，結(jié)果顯示正常腰椎中CBT螺釘抗拔出力強度比傳統(tǒng)椎弓根螺釘增加23.4%。Sansur等[6]通過疲勞試驗對比研究了CBT螺釘和傳統(tǒng)椎弓根螺釘在骨質(zhì)疏松性成人尸體上的最大抗拔出力，結(jié)果顯示CBT螺釘在下腰椎最大抗拔出力大于傳統(tǒng)椎弓根螺釘（L4：625.6 N±233.4 N VS 450.7 N±204.3 N；L5：640.9 N±207.4 N VS 519.3 N±132.1 N），而在上腰椎傳統(tǒng)椎弓根螺釘最大抗拔出力更大（L2：783.0 N±516.1NVS338.4 N±168.2 N；L3：723.0 N±492.9 N VS 469.8 N±252.0 N），分析其原因可能與L2、L3椎體CBT螺釘平均直徑和長度均比傳統(tǒng)椎弓根螺釘更小有關(guān)。由此可見，下腰椎CBT螺釘?shù)目拱纬隽^傳統(tǒng)椎弓根螺釘有顯著提高。

2.2 旋入扭矩

Matsukawa[7]通過術(shù)中測量對比分析腰椎 CBT螺釘（164枚）和傳統(tǒng)椎弓根螺釘（38枚）的旋入扭矩，結(jié)果顯示 CBT螺釘和傳統(tǒng)椎弓根螺釘最大旋入扭矩分別為 2.49 Nm±0.99 Nm、1.24 Nm±0.54 Nm，CBT螺釘旋入扭矩是傳統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)?.01倍。同一椎體上混合置釘測量顯示了CBT螺釘旋入扭矩是傳統(tǒng)椎弓根螺釘?shù)?.71倍。但真性滑脫的腰椎上CBT螺釘旋入扭矩顯著降低。Ninomiya等[8]對比研究真性腰椎滑脫組和無腰椎滑脫組兩組CBT螺釘旋入扭矩，結(jié)果顯示滑脫組螺釘平均旋入扭矩顯著低于無滑脫組（0.48Nm±0.20 NmVS0.93Nm±0.10 Nm），腰椎節(jié)段之間旋入扭矩無統(tǒng)計學差異，年齡性別組（＜75歲男性組和≥75歲女性組）之間旋入扭矩差異有統(tǒng)計學意義（1.13Nm±0.12 NmVS0.62Nm±0.15Nm），其原因可能與患者骨密度相關(guān)。

2.3 抗屈伸、側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)強度

Matsukawa[9]收集30名骨質(zhì)疏松患者 L4椎體（男11名，女19名，平均年齡77.3±7.4歲）CT掃描數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維有限元模型，分析對比了傳統(tǒng)椎弓根置釘（TT組）、CBT置釘（CBT組）和兩者交叉置釘（Cross組）情況下椎體前屈、后伸、側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)四種運動的螺釘最大固定失敗載荷，結(jié)果顯示TT組、CBT組、Cross組螺釘最大固定失敗載荷：前屈分別是412N±43N、527N±82N、818 N±124 N；后伸分別是396N±47 N、480N±89N、783 N±98N；側(cè)彎分別是580 N±89 N、568 N±74 N、761 N±168 N；軸向旋轉(zhuǎn)分別是1807N±360 N、1007 N±97N、2105N±371N。CBT螺釘固定強度在屈伸方向強于TT組螺釘，在側(cè)彎方向與TT組螺釘幾乎等效，而在軸向旋轉(zhuǎn)方向略低于 TT組螺釘。Perez-Orribo等[10]在人尸體L3-4節(jié)段椎體標本上行CBT釘棒固定（CS-rod組）和傳統(tǒng)椎弓根釘棒固定（PS-rod組），分析對比兩者屈伸、側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)各方向的生物力學，結(jié)果顯示：單純固定下軸向旋轉(zhuǎn)方向PS-rod組更堅強，兩組間穩(wěn)定性相似，TLIF（TransforaminalLumbarInterbodyFusion）情況下側(cè)彎方向PS-rod組比CS-rod組更堅強；DLIF（Direct Lateral Interbody Fusion）情況下兩組間各方向穩(wěn)定性無顯著差異。Matsukawa等[5]構(gòu)建峽部裂組腰椎和正常組腰椎兩種三維有限元模型，分析對比CBT螺釘內(nèi)固定和傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定生物力學測試結(jié)果，正常組CBT螺釘固定強度前屈增加36.4%，后伸時增加23.8%，側(cè)彎和軸向旋轉(zhuǎn)分別降低17.4%和36.3%；峽部裂組 CBT螺釘固定強度各方向均顯著低于傳統(tǒng)椎弓根螺釘，前屈、后伸、側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)分別降低39.0%、35.6%、50.7%、59.3%。以上系列生物力學研究側(cè)方證實了在無滑脫腰椎中CBT螺釘較傳統(tǒng)椎弓根螺釘具有更好的抗屈伸能力，在抗側(cè)彎和軸向旋轉(zhuǎn)強度方面可能較弱，而在滑脫腰椎中CBT螺釘?shù)目骨?、?cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)強度較傳統(tǒng)椎弓根螺釘有顯著降低。

3 CBT螺釘內(nèi)固定的臨床應(yīng)用

2009年Santoni等首次提出腰椎CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)后，該技術(shù)隨即被應(yīng)用于臨床，相關(guān)臨床研究結(jié)果陸續(xù)被報道。

3.1 適應(yīng)證和禁忌證

文獻報道 CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)的適應(yīng)證主要包括：退行性腰椎滑脫、腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥、腰椎術(shù)后鄰近節(jié)段退變、退行性腰椎側(cè)凸、腰椎術(shù)后翻修等。CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)適應(yīng)癥較廣，但該術(shù)式出現(xiàn)時間較短，缺乏臨床長期隨訪，其適應(yīng)證仍需要更多的臨床研究。CBT禁忌證報道相對較少，主要有峽部裂、椎弓根發(fā)育異常、椎弓根過于短小以及需要廣泛切除椎板橫向減壓至上關(guān)節(jié)突處等。

3.2 入路相關(guān)臨床研究

CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)手術(shù)入路：患者全身麻醉后俯臥位，中立位懸空腹部，后正中入路（單節(jié)段行4cm～6cm的皮膚切開），顯露棘突及兩側(cè)椎板（注意盡可能保留頭端關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)完整）[11]。相比傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)，CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)可能因其手術(shù)切口小、對椎旁肌剝離少等手術(shù)入路的優(yōu)點，術(shù)中出血少，腰背部肌肉損傷少及脂肪浸潤率較低。Hung等[12]對比研究了CBT-PLIF（PosteriorLumbar Interbody Fusion）組（16例）和PS-PLIF組（16例）術(shù)后腰背部肌肉脂肪浸潤率，18個月隨訪結(jié)果顯示CBT-PLIF組上鄰近節(jié)段脂肪浸潤率增加到2.52%，下鄰近節(jié)段7.67%，而在 PS-PLIF組上鄰近節(jié)段9.34%，下鄰近節(jié)段16.71%。Takenaka等[13]隨訪單節(jié)段CBT-PLIF組和PS-PLIF組1年，對比發(fā)現(xiàn)CBT-PLIF組術(shù)中出血量更少，術(shù)后肌酸激酶水平更低，圍手術(shù)期止痛栓使用更少。初學者使用該技術(shù)時會出現(xiàn)置釘位置不佳，容易傷及椎小關(guān)節(jié)。Matsukawa[14]對202例腰椎CBT螺釘內(nèi)固定進行CT掃描，結(jié)果顯示近端螺釘侵犯椎小關(guān)節(jié)的發(fā)生率為11.8%(48/404)，侵犯椎小關(guān)節(jié)組與未侵犯椎小關(guān)節(jié)組椎小關(guān)節(jié)與螺釘距離（3.2 mm±1.0 mm：8.1 mm±2.3 mm）、頭傾角（25.8°±6.3°：29.9°±7.6°）及椎板與釘尾距離（5.6 mm±1.6 mm：6.4 mm±1.9 mm）三個方面有統(tǒng)計學差異。通過多重 Logistic回歸分析顯示年齡＞70歲、椎體滑移＞10%、鄰近椎小關(guān)節(jié)退變 (Pathria分級為2或3級)是近端螺釘侵犯椎小關(guān)節(jié)的獨立因素。

3.3 整體臨床療效

盡管CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)與傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)整體臨床療效相當，但CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率少，術(shù)后患者滿意率更高。Keorochana等[15]對腰椎CBT螺釘內(nèi)固定及傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定技術(shù)薈萃分析，兩種技術(shù)在術(shù)后腰痛VAS、下肢痛VAS、腰椎ODI、JOA評分及植骨融合率方面無統(tǒng)計學差異，CBT組術(shù)中并發(fā)癥（硬脊膜撕裂、椎弓根骨折、置釘錯位）發(fā)生率低12%，后期并發(fā)癥（血腫、切口感染、Cage移位、鄰近節(jié)段退變）發(fā)生率低50%且有統(tǒng)計學差異。Lee等[16]前瞻性地對比研究單節(jié)段腰椎CBT組和PS組術(shù)后2年隨訪結(jié)果，發(fā)現(xiàn)CBT組術(shù)后1個月患者滿意率明顯高于 PS組。而在術(shù)后疼痛方面，有學者提出了不同的看法。斯坦福大學醫(yī)學院Chen等[17]對比研究了CBT組（18例）和PS組（15例）的術(shù)后疼痛，結(jié)果顯示兩組術(shù)后即刻疼痛VAS評分無顯著差異（CBT組4.67分，PS組4.62分），而6到8個月后兩組疼痛VAS評分差異顯著（CBT組6.14分，PS組3.8分）。但是該研究有局限性，如樣本量小，缺乏隨機化，PS組的女性患者比例較高。女性椎弓根直徑較小，一定程度限制了CBT螺釘應(yīng)用。有文獻報道，由于情緒、性別角色的信仰或荷爾蒙的影響，女性可能會有不同的疼痛閾值。

3.4 CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療退變性腰椎滑脫

對于退變性腰椎滑脫癥患者，CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)比傳統(tǒng)椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)顯得更有優(yōu)勢。Sakaura等[18]對比分析了退變性腰椎滑脫 CBT-PLIF組（95例，平均隨訪35個月）與PS-PLIF組（85例，平均隨訪40個月），發(fā)現(xiàn)CBT-PLIF組 JOA評分從術(shù)前平均13.7分升至末次隨訪平均23.3分（平均恢復64.4%），而PS-PLIF組JOA評分從術(shù)前平均14.4分升至末次隨訪平均22.7分(平均恢復55.8%）。CBT-PLIF組84例(88.4%)和PS-PLIF組79例(96.3%)均實現(xiàn)植骨融合但兩者無統(tǒng)計學差異。PS-PLIF組9例(11.0%）患者出現(xiàn)有癥狀的鄰近節(jié)段退變（AdjacentSegmentDegeneration,ASD），而CBT-PLIF組僅3例 (3.2%)。有學者認為CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)最佳適應(yīng)證是Ⅰ°或Ⅱ°單節(jié)段退變性腰椎滑脫癥。Tortolani等[19]認為 CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療Ⅰ°或Ⅱ°退變性腰椎滑脫癥最安全節(jié)段是L3-4或L4-5，原因是下腰椎椎弓峽部更寬。Mori等[4]回顧了CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療32例單節(jié)段退變性腰椎滑脫癥（20例Ⅰ°，12例Ⅱ°）的臨床療效，2年隨訪結(jié)果顯示所有患者的下肢疼痛均得到很好改善，無任何螺釘斷裂或神經(jīng)功能惡化，無一翻修。CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)治療雙節(jié)段退變性腰椎滑脫癥患者臨床療效仍然確切。Sakaura[20]等對比分析了雙節(jié)段退變性腰椎滑脫癥CBT-PLIF組（22例，平均隨訪39個月）和PS-PLIF組（20例，平均隨訪35個月），CBT-PLIF組平均手術(shù)時間、術(shù)中平均出血均少，有癥狀的 ASD發(fā)生率低，平均JOA評分恢復率高，節(jié)段融合率略低但無統(tǒng)計學差異。

3.5 CBT螺釘與傳統(tǒng)椎弓根螺釘Hybrid手術(shù)

CBT螺釘與傳統(tǒng)椎弓根螺釘進針點和釘?shù)啦幌嗤?，可以相互交叉而不重疊，故兩種螺釘可以混合使用，即腰椎另一種新型手術(shù)方式-腰椎Hybrid手術(shù)，臨床療效滿意。Tortolani等[19]報道了單節(jié)段的尾端椎傳統(tǒng)椎弓根螺釘聯(lián)合頭端椎CBT螺釘?shù)幕旌蟽?nèi)固定技術(shù)臨床療效良好，未出現(xiàn)螺釘松動。Ashayeri等[21]首次報道了一例68歲先天性多節(jié)段脊柱未分節(jié)與脊柱畸形的患者行CBT螺釘和傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定混合手術(shù)，術(shù)后6個月的隨訪結(jié)果顯示了臨床癥狀較前好轉(zhuǎn)，無任何螺釘松動。

4 CBT螺釘內(nèi)固定的優(yōu)缺點

5 展望

綜上所述，CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)是一種新型的腰椎椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)。國內(nèi)外相關(guān)的基礎(chǔ)和臨床研究結(jié)果表明，CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)具有螺釘把持力強、手術(shù)切口小、腰背部肌肉損傷少及術(shù)后恢復快等優(yōu)點，可以作為腰椎后路內(nèi)固定技術(shù)的有效補充，尤其針對骨質(zhì)疏松患者下腰椎固定。但該技術(shù)應(yīng)用臨床時間尚短，需要更多的生物力學研究及開展更大規(guī)模的前瞻性和對比性臨床研究來證實該手術(shù)方式的安全性及有效性。此外，CBT螺釘內(nèi)固定技術(shù)具有嚴格手術(shù)適應(yīng)證及禁忌證，脊柱外科醫(yī)生應(yīng)用該技術(shù)過程中應(yīng)選擇合適的病人，規(guī)范術(shù)中操作，認真隨訪，才能更有利于此技術(shù)發(fā)展。