皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在后路胸腰椎融合術(shù)應(yīng)用的Meta分析

張?zhí)烨?張希諾 韓 渤 李 越 潘愛星 劉 鐵 海 涌 關(guān) 立 劉玉增

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院骨科，北京 100020)

由于世界人口增加與老齡化的傾向，且現(xiàn)代人群長(zhǎng)期坐位的生活習(xí)慣，腰椎疾病的發(fā)生越來(lái)越多。對(duì)于腰椎疾病，傳統(tǒng)的手術(shù)方法是應(yīng)用椎弓根螺釘(pedicle screw,PS)的后入路腰椎融合術(shù)，而該手術(shù)置釘點(diǎn)靠近上關(guān)節(jié)突，增加了術(shù)中肌肉和其他軟組織剝離，也增加了破壞上關(guān)節(jié)突的風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。由于肌肉解剖范圍較大，椎弓根螺釘手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，術(shù)中失血較多，可能引起更多的手術(shù)合并癥。椎弓根螺釘?shù)涝跈M截面上指向內(nèi)側(cè)，在矢狀面上平行于椎板，可能導(dǎo)致脊神經(jīng)后內(nèi)側(cè)支的損傷，引起脊柱周圍肌肉的失神經(jīng)支配[3-4]。2009年，Santoni等[5]提出了腰椎皮質(zhì)骨軌跡螺釘(cortical bone trajectory screw, CBT)技術(shù)，該技術(shù)使螺釘盡可能與椎骨的皮質(zhì)骨靠近，最大限度地提高了螺紋與皮質(zhì)骨表面的接觸，增加了固定強(qiáng)度，提高了把持螺釘?shù)膹?qiáng)度，減少了螺釘松動(dòng)的可能。根據(jù)Matsukawa等[3]在2013年的研究，該技術(shù)的置釘點(diǎn)在上關(guān)節(jié)突中線尾側(cè)1 mm，平齊橫突下緣，釘?shù)篱L(zhǎng)度36～39 mm，外側(cè)角8°～9°，頭側(cè)角25°～26°。皮質(zhì)骨軌跡螺釘因?yàn)檫h(yuǎn)離神經(jīng)的方向(即從內(nèi)側(cè)到外側(cè)，從尾部到頭部入路)減少了神經(jīng)損傷可能，帶來(lái)較低的術(shù)后脊神經(jīng)根炎發(fā)生率，螺釘由更靠中間的起始點(diǎn)插入可以減少軟組織解剖和剝離，以減少肌肉破壞，并降低起源于每根腰椎神經(jīng)背支的內(nèi)側(cè)支神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。Cheng等[6]在2015年的研究中證實(shí)，皮質(zhì)骨軌跡螺釘固定在尸體研究中可保證多節(jié)段腰椎的穩(wěn)定性，在低級(jí)別腰椎滑脫方面可與標(biāo)準(zhǔn)椎弓根螺釘結(jié)構(gòu)相媲美。而Ninomiya等[7]也證實(shí)，在臨床中這兩種技術(shù)對(duì)于腰椎滑脫的復(fù)位效果以及1年內(nèi)腰椎前凸改變方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雖然理論上有優(yōu)勢(shì)，但在各項(xiàng)臨床研究中CBT技術(shù)和PS技術(shù)對(duì)臨床預(yù)后的影響一直是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，不同研究結(jié)論之間也有差異。

現(xiàn)存相關(guān)Meta分析時(shí)間較早，納入文獻(xiàn)較少，且混雜了經(jīng)皮置釘?shù)南嚓P(guān)研究。因此筆者對(duì)比較研究和隨機(jī)對(duì)照研究(randomized controlled trial,RCT)進(jìn)行了Meta分析和系統(tǒng)回顧，以獲得解決這一爭(zhēng)議的證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)選擇

使用cortical bone trajectory和pedical screw作為關(guān)鍵詞在Pubmed、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)搜索了自成立至2019年2月前所有的文獻(xiàn)，首先由2人對(duì)標(biāo)題和摘要進(jìn)行選擇，如果不能從摘要中做出決定，則檢索全文。若有不同意見則通過(guò)協(xié)商解決，如不能解決則與第三方進(jìn)行討論。對(duì)于排除文獻(xiàn)，記錄和說(shuō)明了不符合資格或排除研究的原因。納入標(biāo)準(zhǔn)：1)皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在后入路胸腰椎融合術(shù)的對(duì)比研究；2)均采用徒手操作，不涉及特殊導(dǎo)航系統(tǒng)；3)后路開放手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)前、后路聯(lián)合手術(shù)；2)使用了特殊導(dǎo)航系統(tǒng)；3)使用了經(jīng)皮置釘?shù)募夹g(shù)。

1.2 分析過(guò)程

提取數(shù)據(jù)并整理到Excel表格，使用Revman 5.3.5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。分析內(nèi)容包括是否融合、術(shù)中估計(jì)失血量、手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)后合并癥、功能障礙指數(shù)(Oswestry Disability Index,ODI)評(píng)分等。首先進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，若I2不大于50%且P大于0.1，則用固定效應(yīng)模型計(jì)算合并統(tǒng)計(jì)量；反之則分析導(dǎo)致異質(zhì)性的原因，若分析調(diào)整后仍有異質(zhì)性則應(yīng)用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行計(jì)算。二分類變量使用比值比作為合并統(tǒng)計(jì)量，數(shù)值變量采用均數(shù)差作為合并統(tǒng)計(jì)量。得到合并統(tǒng)計(jì)量后，采用z(u)檢驗(yàn)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，若P≤0.05則具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，反之則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)對(duì)于納入研究超過(guò)10項(xiàng)的項(xiàng)目采用漏斗圖評(píng)估偏倚情況。每一項(xiàng)分析過(guò)程均進(jìn)行敏感性分析，若導(dǎo)致不同結(jié)果則指出這一情況。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

本次研究共納入13篇文獻(xiàn)，其中12篇英文文獻(xiàn)，1篇中文文獻(xiàn)，其中RCT 2篇，其余為隊(duì)列研究。共計(jì)納入人數(shù)為855人[8-20]。

2.2 是否融合

在此次文獻(xiàn)收集中共有6篇使用融合作為預(yù)后評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，其中3篇為一年融合情況，2篇未明確標(biāo)注日期為末次隨訪融合率，1篇分別統(tǒng)計(jì)了16和24個(gè)月融合情況[10-11,17-20]。涉及融合情況的6篇文獻(xiàn)，異質(zhì)性檢驗(yàn)P=0.65,故采用固定效應(yīng)模型，合并統(tǒng)計(jì)量z檢驗(yàn)P=0.25，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖1)。

2.3 術(shù)中出血量

此次研究中共有10篇文獻(xiàn)中記錄了出血量的數(shù)據(jù)，由于I2=94%，異質(zhì)性較大，故使用隨機(jī)效應(yīng)模型，結(jié)果顯示CBT術(shù)中出血低于PS，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.03)(圖2)。漏斗圖大致對(duì)稱，但上寬下窄，存在偏倚。根據(jù)敏感性分析，對(duì)結(jié)果無(wú)明顯改變(圖3)。

圖1 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在融合情況方面的分析結(jié)果Fig.1 Analysis of fusion between cortical bone trajectory screw(CBT) and pedicle screw (PS)

圖2 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在估計(jì)術(shù)中出血量情況方面的分析結(jié)果Fig.2 Analysis of blood loss volume between cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS)

2.4 手術(shù)時(shí)間

本次統(tǒng)計(jì)手術(shù)時(shí)間的文章共有9篇[9,12-13,15-20]，I2=98%，異質(zhì)性較大，使用隨機(jī)效應(yīng)模型，結(jié)果顯示，在后路開放手術(shù)中，CBT的手術(shù)時(shí)間顯著低于椎弓根螺釘，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但存在相當(dāng)大的異質(zhì)性，應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。經(jīng)過(guò)敏感性分析，結(jié)果無(wú)明顯改變(圖4)。

2.5 住院時(shí)間

本次納入研究的文獻(xiàn)中有5篇涉及住院時(shí)間[12-13,15-16,19]，異質(zhì)性分析I2>50%，P<0.1，具有實(shí)質(zhì)異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型，合并統(tǒng)計(jì)量經(jīng)過(guò)z檢驗(yàn)P=0.004，即相較于椎弓根螺釘手術(shù)，CBT手術(shù)住院時(shí)間較短(圖5)。

圖3 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在估計(jì)術(shù)中出血量情況方面的分析結(jié)果的漏斗圖Fig.3 Funnel plot of analysis of fusion between cortical bone trajectory screw and pedicle screwSE：standard error；MD：mean difference.

圖4 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在手術(shù)時(shí)間情況方面的分析結(jié)果Fig.4 Analysis of operation time between cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS)

圖5 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在住院時(shí)間方面的分析結(jié)果Fig.5 Analysis of cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS) in hospital stay

2.6 手術(shù)合并癥

后入路腰椎融合術(shù)的常見合并癥包括：螺釘松動(dòng)、硬脊膜撕裂、傷口感染、臨近階段退變，嚴(yán)重時(shí)需要再手術(shù)，考慮到各文獻(xiàn)并非統(tǒng)計(jì)了所有的合并癥，單純按合并癥總數(shù)可能計(jì)算誤差，同時(shí)也選取了硬膜漏單獨(dú)分析。

2.6.1 總合并癥

統(tǒng)計(jì)了總合并癥的文獻(xiàn)共5篇[10-11, 17-18,20]，文獻(xiàn)的異質(zhì)性檢驗(yàn)P>0.1，I2<50%，同質(zhì)性良好，使用固定效應(yīng)模型，z檢驗(yàn)P<0.05，皮質(zhì)骨軌跡螺釘手術(shù)總體合并癥發(fā)生率較椎弓根螺釘更低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖6)。

2.6.2 硬膜漏

共有4篇文章涉及硬膜漏[10,17-18,20]，異質(zhì)性檢驗(yàn)P>0.1，I2<50%，具有同質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型，結(jié)果顯示無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖7)。

2.7 末次隨訪ODI評(píng)分

5篇文獻(xiàn)涉及兩種螺釘手術(shù)患者末次隨訪的ODI評(píng)分?jǐn)?shù)值[9,11-12,15,18]，檢驗(yàn)結(jié)果顯示異質(zhì)性較大，采用隨機(jī)效應(yīng)模型，結(jié)果顯示無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖8)。

圖6 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在全部合并癥方面的分析結(jié)果Fig.6 Analysis of all complications of cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS)

3 討論

本研究總結(jié)了筆者找到的全部現(xiàn)存關(guān)于開放后路胸腰椎融合手術(shù)中應(yīng)用皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘之間的Meta分析比較結(jié)果。納入了13項(xiàng)皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘?shù)膶?duì)比研究，使用Meta分析的方法進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。筆者認(rèn)為，皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在融合率、硬脊膜漏發(fā)生率、末次隨訪ODI評(píng)分方面無(wú)明顯差異，但在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中估計(jì)失血量、住院時(shí)間、總體合并癥發(fā)生率方面均優(yōu)于椎弓根螺釘。

圖7 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在硬膜漏方面的分析結(jié)果Fig.7 Analysis of cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS) in dural leakage

圖8 皮質(zhì)骨軌跡螺釘與椎弓根螺釘在末次ODI評(píng)分方面的分析結(jié)果Fig.8 Analysis of cortical bone trajectory screw (CBT) and pedicle screw (PS) in the last ODI score

腰椎融合手術(shù)最常用的是椎弓根螺釘，其具有內(nèi)聚、平行于終板或略向尾側(cè)的置釘角度，螺釘軌跡跨越整個(gè)三柱結(jié)構(gòu)，提供了優(yōu)良的力學(xué)性能。但椎弓根螺釘以骨松質(zhì)為主要的把持力來(lái)源，容易松動(dòng)；置釘點(diǎn)靠外，理論上導(dǎo)致了更大的肌肉剝離面積；其偏內(nèi)的螺釘軌跡則隨著置釘過(guò)程逐漸逼近椎管，可能損傷神經(jīng)；置釘點(diǎn)靠近關(guān)節(jié)突，易損傷關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)。

2009年，Santoni等[5]提出了用于椎體的皮質(zhì)骨軌跡螺釘固定軌跡，將較細(xì)的螺釘穿過(guò)椎弓根，其軌跡在矢狀面上自尾側(cè)指向頭側(cè)，在水平面上從內(nèi)到外，保持對(duì)椎弓根內(nèi)皮質(zhì)骨的充分接觸，而不插入椎體松質(zhì)骨，改變了傳統(tǒng)螺釘置入方法。根據(jù)此項(xiàng)研究，相對(duì)于傳統(tǒng)椎弓根螺釘，新的皮質(zhì)骨軌跡螺釘在單軸拔出屈服載荷方面增加了30%。

2013年，Perez-Orribo等[21]在28具尸體的L2-L5置入椎弓根螺釘和皮質(zhì)骨軌跡螺釘(椎弓根螺釘長(zhǎng)度45～55 mm，直徑6.5 mm；皮質(zhì)骨軌跡螺釘長(zhǎng)度25～35 mm，直徑4.5 mm)，證實(shí)對(duì)于保留完整椎間盤的情況下，在尸體的腰椎中兩種螺釘-棒系統(tǒng)在抗屈曲旋轉(zhuǎn)固定穩(wěn)定性方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，只是椎弓根螺釘固定在軸向旋轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲時(shí)比CBT系統(tǒng)固定更堅(jiān)固，但在使用椎間融合器的情況下兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這種差異可能是由于皮質(zhì)骨軌跡螺釘對(duì)于中柱和前柱的固定能力不足所致。

有些研究[10,16]證實(shí)，CBT具有良好的力學(xué)特性，也有更多臨床方面的研究在逐漸開展。Sakaura等[20]分別對(duì)皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)與經(jīng)椎間孔后路腰椎體間融合術(shù)(posterior lumbar interbody fusion, PLIF)和經(jīng)椎間孔腰椎椎間融合術(shù)(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)的對(duì)比進(jìn)行研究，證實(shí)其在腰腿痛評(píng)分方面提供了相似的術(shù)后改善程度。而筆者的研究結(jié)果也表明尚無(wú)充分證據(jù)支持兩者ODI評(píng)分結(jié)果存在差異。

CBT螺釘在生物力學(xué)上提供了更強(qiáng)的單軸拔出屈服載荷，與椎弓根螺釘相似的抗屈伸性能，但在抗側(cè)向彎曲和軸向旋轉(zhuǎn)方面處于劣勢(shì)[5]。但本次研究由于納入的研究有限，涉及螺釘松動(dòng)率及螺釘拔出的文獻(xiàn)不足，且發(fā)生率極低，無(wú)法進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)。

皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)娜诤闲阅芤恢笔侨藗冴P(guān)注的焦點(diǎn)，盡管既往的研究[10-11，17-20]結(jié)果大多證實(shí)皮質(zhì)骨軌跡螺釘在與椎間融合器同時(shí)使用的情況下融合率并不低于椎弓根螺釘，但臨床上仍存在對(duì)于此新技術(shù)的懷疑。在融合率方面，共有6篇文獻(xiàn)[10-11，17-20]進(jìn)行了相關(guān)研究，筆者針對(duì)其末次隨訪的融合情況按照二分類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果顯示，同質(zhì)性良好，但其差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能是因?yàn)榇蟛糠质中g(shù)均使用了椎間融合器，皮質(zhì)骨軌跡螺釘在抗側(cè)向彎曲和旋轉(zhuǎn)方面的劣勢(shì)沒有影響骨融合；另外，Marengo等[19]在2018年的研究證實(shí)，皮質(zhì)骨軌跡螺釘置釘過(guò)程中對(duì)上關(guān)節(jié)突的損傷較少，這可能有益于脊柱的力學(xué)結(jié)構(gòu)。

研究中兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的還有硬脊膜損傷。硬脊膜損傷屬于術(shù)中合并癥，常出現(xiàn)在置釘或減壓的過(guò)程中。皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)能壽E方向避開椎管方向，理論上可減少置釘時(shí)造成的硬膜損傷[11]。但由于釘?shù)榔鹗键c(diǎn)靠?jī)?nèi)，螺釘帽占據(jù)了中央的空間，放置椎間融合器時(shí)需要更大的減壓范圍。本研究中僅納入3篇文章，結(jié)果顯示異質(zhì)性可接受，且兩者發(fā)生硬膜損傷概率無(wú)明顯差異?？紤]到本次納入的研究較少，還需要更多的研究支持。但在總體合并癥方面，皮質(zhì)骨軌跡螺釘優(yōu)于椎弓根螺釘，異質(zhì)性低，具有一定的可信度。

CBT由于進(jìn)釘點(diǎn)靠近中線，不需要椎弓根螺釘那樣大的組織解剖和暴露范圍，理論上具有減少出血量的優(yōu)勢(shì)。本研究顯示，在術(shù)中估計(jì)出血量方面，皮質(zhì)骨軌跡螺釘較椎弓根螺釘明顯減少。這個(gè)結(jié)果可能是由于皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)钠鹗键c(diǎn)靠近內(nèi)側(cè)，減少了必要的組織剝離范圍；另外其置釘軌跡主要在椎弓根皮質(zhì)骨內(nèi)，螺釘也較短而細(xì)，減少了釘?shù)纼?nèi)的出血；置釘時(shí)更好地保護(hù)了關(guān)節(jié)突。但結(jié)果異質(zhì)性較大，漏斗圖顯示可能存在偏倚，且術(shù)中估計(jì)出血量誤差較大，筆者認(rèn)為應(yīng)對(duì)比術(shù)后引流量來(lái)進(jìn)一步比較兩種手術(shù)造成的組織損傷，但此次納入研究與術(shù)后引流量相關(guān)的數(shù)據(jù)過(guò)少，無(wú)法進(jìn)行比較[22-24]。

雖然皮質(zhì)骨軌跡螺釘?shù)慕馄史秶?，但研究?duì)此也并無(wú)統(tǒng)一意見，這可能是由于術(shù)者對(duì)該技術(shù)不熟練或較小的切口增大了置釘難度，也可能是皮質(zhì)骨軌跡螺釘對(duì)切除椎板減壓造成了干擾，需要更大的截骨范圍才能置入椎間融合器。本研究手術(shù)時(shí)間方面的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，皮質(zhì)骨軌跡螺釘手術(shù)時(shí)間明顯較短，原因可能是較少的組織解剖，以及置釘方向偏離椎管，減少了因調(diào)整釘?shù)蓝黾拥臅r(shí)間?；颊咦≡簳r(shí)間很大程度上受到其他如護(hù)理因素的干擾，但也間接地反映了不同手術(shù)的術(shù)后康復(fù)速度。住院時(shí)間的縮短間接體現(xiàn)了術(shù)后感染、引流量的差異。Marengo等[14]指出，皮質(zhì)骨軌跡螺釘技術(shù)降低了出血量、恢復(fù)時(shí)間、切口長(zhǎng)度以及上關(guān)節(jié)突侵犯，而固定失敗、神經(jīng)損傷、感染、血管損傷方面兩組發(fā)生率相似。而皮膚切口縮短，麻醉藥品的使用減少，出血量減少，肌肉解剖減少，這些都是導(dǎo)致住院時(shí)間縮短的因素，從而降低了住院費(fèi)用。

本研究的優(yōu)點(diǎn)包括：1)納入了更多的研究；2)剔除了經(jīng)皮置釘相關(guān)研究和聯(lián)合前路手術(shù)的影響；3)納入的研究中近2年的比例較多，術(shù)者積累了更多經(jīng)驗(yàn)，避免了手術(shù)熟練過(guò)程造成的差異。本次研究的限制在于：1)缺乏對(duì)于螺釘松動(dòng)、拔出情況的分析；2)沒有對(duì)椎間融合器的使用方法進(jìn)行區(qū)分；3)缺乏切口長(zhǎng)度、術(shù)后引流量的研究，而這兩者都是手術(shù)創(chuàng)傷的定量數(shù)據(jù)。這些問(wèn)題需要日后的研究進(jìn)行補(bǔ)充。

結(jié)論：本研究結(jié)果顯示，皮質(zhì)骨軌跡螺釘在術(shù)中估計(jì)失血量、合并癥、手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間方面優(yōu)于椎弓根螺釘，而在硬膜損傷、融合率、術(shù)后末次隨訪ODI評(píng)分方面尚無(wú)足夠證據(jù)證實(shí)二者存在差異。