CT輔助斜位透視對L5經(jīng)皮椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確性的影響

黎一兵，高文杰，楊小衛(wèi)，王曉東，郝定均

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬西安紅會醫(yī)院脊柱外科，陜西 西安 710054)

作為脊柱微創(chuàng)手術(shù)的必要技術(shù)之一，經(jīng)皮椎弓根螺釘(percutaneous pedicle screw，PPS)技術(shù)日益被廣大脊柱外科醫(yī)生熟練使用。大量文獻分析了微創(chuàng)脊柱手術(shù)相對于傳統(tǒng)開放性手術(shù)的優(yōu)點，比如保護肌肉組織、縮短住院時間及與開放手術(shù)相似的臨床效果[1-3]。然而，由于缺少解剖標(biāo)記參考，經(jīng)皮椎弓根螺釘透視時間長、存在誤置釘導(dǎo)致神經(jīng)根損傷的可能性，同時學(xué)習(xí)曲線相對較長。文獻報道經(jīng)皮螺釘誤置率為4.7%～17%，其中37.3%～59.8%合并神經(jīng)損傷癥狀[1-4]。相對其他椎體，L5椎弓根形態(tài)變異較大，螺釘誤置率更高，Holly等[5]報道使用正側(cè)位透視，L5螺釘誤置率可達25.8%。隨著導(dǎo)航技術(shù)及機器人輔助技術(shù)的應(yīng)用，PPS置釘?shù)臏?zhǔn)確性極大提高。但由于設(shè)備價格昂貴，臨床運用并未普及。CT作為大多數(shù)脊柱手術(shù)術(shù)前的常規(guī)檢查，具有價格低廉、圖像清晰的優(yōu)勢，同時借助圖像采集傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication system，PACS)，可以對椎弓根形態(tài)以及角度進行分析。本研究將CT與術(shù)中斜位透視相結(jié)合，分析其對于經(jīng)皮椎弓根螺釘置入準(zhǔn)確性的影響。

1 資料與方法

1.1 納入、排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：2014年1月至2016年1月，在本院行經(jīng)椎間孔椎間植骨融合術(shù)(minimally invasive surgery-transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF)，L5椎體置入PPS的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前術(shù)后影像資料不全；L5椎弓根穿刺路徑部分或者全部缺如；關(guān)節(jié)突過分增生肥大；代謝或者免疫性疾病導(dǎo)致關(guān)節(jié)突結(jié)構(gòu)不清，如：平山病或者類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。

1.2 一般資料 本研究取得了西安交通大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。由于為回顧性病例對照研究，因此并未取得患者書面同意。本研究收集的臨床資料包括：性別、年齡、術(shù)前診斷、L5椎弓根形態(tài)、透視方法、透視時間、螺釘位置、神經(jīng)損傷情況。所有手術(shù)均由本院3位高年資醫(yī)生獨立完成。127例患者11例被排除本研究，其中4例椎弓根細小(椎弓根橫徑<4.5 mm)，1例椎弓根缺如(神經(jīng)纖維瘤病)，6例關(guān)節(jié)突異常增生，導(dǎo)致術(shù)中透視難以獲得清晰投影改開放手術(shù)，最終116例患者納入研究。依據(jù)手術(shù)醫(yī)生對于透視技術(shù)的熟悉程度自行選擇透視方法。依據(jù)透視方式分組：A組采用常規(guī)前后位正位以及側(cè)位透視組，B組為CT輔助斜位透視組。A組66例，B組50例，L5總計置入232枚PPS。男62例，女54例；年齡為36.2～82.4歲，平均年齡(62.3±11.6)歲。疾病診斷：骨折15例，椎管狹窄56例，腰椎滑脫45例。116例患者中，雙側(cè)椎弓根形態(tài)不對稱6例。右側(cè)椎弓根“L”型47枚，“S”型69枚；左側(cè)椎弓根“L”型53枚，“S”型63枚。兩組患者一般資料見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.3 影像資料分析 所有患者均進行術(shù)前、術(shù)后CT掃描，使用PACS系統(tǒng)進行測量，測量參數(shù)包括：關(guān)節(jié)突形態(tài)、椎弓根形態(tài)、PPS進釘角度、椎弓根螺釘直徑以及長度，術(shù)后PPS穿透椎弓根情況。依據(jù)CT軸位片上椎弓根螺釘穿透椎弓根距離分為：0級PPS位于椎弓根內(nèi)；1級PPS在任何方向穿透椎弓根壁，距離小于2 mm；2級PPS任何方向穿透椎弓根皮質(zhì)距離在2～4 mm；3級為PPS任何方向穿出椎弓根皮質(zhì)距離大于4 mm。依據(jù)椎弓根中軸線外側(cè)皮質(zhì)平行切線與橫突關(guān)系分為“L”型以及“S”型[6]，“L”型定義為：皮質(zhì)相切平行線與橫突尖相交?！癝”型定義為：該線與橫突不相交。椎弓根中軸線與矢狀面夾角即為斜位透視角(見圖1～2)。CT掃描層厚為2 mm，所有的影像資料評估均由未參與本研究的2名獨立影像醫(yī)生完成。所有1級及其以上PPS均認(rèn)為是誤置釘，并由此計算誤置釘比率。誤置釘比率=組中1級及其以上螺釘數(shù)目/組中螺釘總數(shù)目×100%。

1.4 透視以及手術(shù)方法 A組患者均采用常規(guī)前后正位以及側(cè)位透視。術(shù)中調(diào)整碳纖維手術(shù)床至L5雙側(cè)椎弓根投影與棘突投影完全對稱，調(diào)整透視機頭傾角至L5上終板雙邊影消失。B組需要旋轉(zhuǎn)透視機頭至術(shù)前CT測量的斜位透視角。使用套管針進行穿刺，保證套管針投影顯示為短點狀，套管針頭全程不貼近椎弓根側(cè)壁投影(見圖3～4)。側(cè)位片檢查套管針深度后放置導(dǎo)絲，絲攻后置入PPS。螺釘長度為45～50 mm，直徑6.0～6.5 mm。椎間盤處理過程以及融合器置放均使用可擴張通道進行[7]，此處不再贅述。將透視時間作為量值對放射性暴露進行評估。

圖1 術(shù)前穿刺角度測量示意 圖2 L5椎弓根形態(tài)：左側(cè)“S”型，右側(cè)“L”型 圖3 據(jù)術(shù)前測量角度調(diào)整發(fā)射器角度 圖4 術(shù)中斜位透視見椎弓根側(cè)壁與穿刺針尖端關(guān)系

2 結(jié) 果

A組132枚螺釘中80枚為0級，4枚螺釘為3級，其中外側(cè)穿透2例，內(nèi)側(cè)穿透合并神經(jīng)根癥狀2例，均進行開放性翻修并行神經(jīng)根減壓。B組50例采用斜位透視置釘患者中0級螺釘為74枚，3級螺釘為0枚。組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.020)。透視時間比較，傳統(tǒng)正側(cè)位透視組透視時間為(1.2±0.3)min，斜位透視組透視時間為(2.7±0.3)min，組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(見表1)?！癓”型椎弓根進行常規(guī)正側(cè)位透視和斜位透視，其PPS置入準(zhǔn)確率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(見表2)?！癝”型椎弓根PPS準(zhǔn)確率兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(見表3)。

表2 “L”型椎弓根不同透視法置釘準(zhǔn)確性比較[枚(%)]

表3 “S”型椎弓根不同透視法置釘準(zhǔn)確性比較[枚(%)]

3 討 論

Margerl[8]在其研究中率先報道了PPS外固定的臨床運用，隨著該技術(shù)的發(fā)展，其逐漸演化成為經(jīng)皮內(nèi)固定系統(tǒng)。其臨床優(yōu)勢在于減少了椎旁肌肉損傷，從而降低術(shù)后腰背肌肉萎縮程度[1，3，6]。然而PPS技術(shù)學(xué)習(xí)曲線較長，射線暴露劑量較大，同時內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生概率較高，尤其是螺釘?shù)恼`置，可能導(dǎo)致神經(jīng)血管損傷、椎弓根骨折等并發(fā)癥[5-6]。在MIS手術(shù)中，由于缺少對骨性解剖結(jié)構(gòu)的觀察或者觸摸，手術(shù)醫(yī)生需要對X線透視檢查精細解讀。由于三維解剖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成為二維平面結(jié)構(gòu)，單純依靠透視檢查，椎弓根穿破的可能性較大。Murakami等[9]報道其PPS置入的準(zhǔn)確性為91.2%，但其文章中PPS置釘包括從T6到S1。對于前后位表現(xiàn)為典型卵圓形投影的椎弓根，傳統(tǒng)透視方法置釘，準(zhǔn)確性較高。L5椎體位于腰椎向骶椎轉(zhuǎn)換的位置，其椎弓根形態(tài)以及夾角存在較大的變異，誤置率更高。張炳磊等[10]在其研究中對L5椎弓根的形態(tài)進行了解剖學(xué)研究，并依據(jù)橫突與椎弓根徑線的關(guān)系分為“L”型和“S”型。作者在臨床工作中發(fā)現(xiàn)，L5椎弓根形態(tài)變異較大，部分患者術(shù)前正位X線片顯示椎弓根巨大，但行PPS時卻存在誤置風(fēng)險。其原因在于椎弓根形態(tài)特異，前后位所顯示的椎弓根內(nèi)側(cè)邊界并不可靠[7，9-10]。通過文獻查閱，目前尚無針對L5椎體PPS準(zhǔn)確性的研究。

從PPS運用于臨床開始，各種不同的穿刺技術(shù)以及透視技術(shù)被提出。Margel提出了“梟眼”技術(shù)，Wiesner等[11]提出改良的正側(cè)位透視技術(shù)，并認(rèn)為此種技術(shù)與“梟眼”技術(shù)在螺釘誤置率上無明顯差異。其可能原因在于傳統(tǒng)“梟眼”透視法無術(shù)前CT參數(shù)作為輔助，術(shù)中透視機頭傾斜角度依靠的是斜位上梟眼橫截面積的變化，由手術(shù)醫(yī)生自行判斷，存在較大的主觀因素。其次該技術(shù)中使用1.8mm克氏針結(jié)合電鉆制作導(dǎo)引骨道，速度極快，克氏針過于鋒利，可能導(dǎo)致克氏針穿透皮質(zhì)。本研究使用的斜位透視法與“梟眼”透視法不同之處在于增加術(shù)前CT輔助，提高了斜位的精確性，同時硬質(zhì)套管針頭穿刺，全程透視，因此準(zhǔn)確性提升。本研究依據(jù)術(shù)前CT資料分析，區(qū)分L5椎弓根形態(tài)，研究不同的透視方法對于置釘準(zhǔn)確性的影響。本研究中使用傳統(tǒng)正側(cè)位透視，PPS準(zhǔn)確率僅為60.2%左右。夏天等[6]報道的PPS置釘準(zhǔn)確率為80.4%。Ikeuchi等[12]報道其PPS準(zhǔn)確率達到94.4%。作者認(rèn)為：本研究中PPS準(zhǔn)確率較低，可能與如下因素相關(guān)：(1)與本研究僅選取L5椎體作為置釘研究對象，由于L5椎體形態(tài)的轉(zhuǎn)變，其螺釘誤置率較一般的椎體較高[13-14]。(2)L5椎體位置深在，穿刺過程較一般椎體更加困難。(3)相較其他椎弓根，L5椎弓根矢狀面夾角較大，因此無論是采用何種穿刺方式，均很難達到與椎弓根路徑完全契合。本研究S型椎弓根正側(cè)位透視法準(zhǔn)確率為58%，而斜位透視法為85.4%。斜位法透視組無3級以上螺釘誤置，常規(guī)透視組有4例3級誤置螺釘并合并神經(jīng)損傷癥狀，組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。這提示斜位透視法結(jié)合術(shù)前CT檢查可以有效地降低S型L5椎弓根PPS的誤置釘率，尤其可降低導(dǎo)致神經(jīng)根損傷的3級誤置釘事件的發(fā)生。

本研究中，斜位透視法放射線暴露高于傳統(tǒng)正側(cè)位透視組。原因在于每枚螺釘?shù)闹踩攵夹枰匦抡{(diào)整透視機頭的位置與方向，因此放射暴露增加。魏超等[15]在其研究中分析了放射性暴露的安全方式，指出增加與放射源距離、優(yōu)化透視設(shè)備的位置均可明顯減少輻射量，術(shù)中我們采用鉛圍領(lǐng)進行甲狀腺保護，透視時采用鉛屏保護，因此對于醫(yī)務(wù)人員而言，該放射劑量是安全的。對于患者而言，此種劑量放射線暴露是否安全，值得我們進一步研究。

本文的缺陷如下：首先本研究為回顧性病例對照研究。其次PPS的學(xué)習(xí)曲線長，醫(yī)生的經(jīng)驗對手術(shù)結(jié)果有影響。然而必須說明的是，PPS的準(zhǔn)確性并不完全取決于醫(yī)生的經(jīng)驗，因為椎弓根形態(tài)變化以及使用正側(cè)位透視所造成的椎弓根路徑的視覺假象均能造成PPS的誤置，因此對椎弓根形態(tài)的仔細解讀更為重要。最后，透視時間并不能完全等同于放射性暴露劑量。因為不同投照角度下，放射線劑量并不相同。本研究證實，術(shù)前CT輔助下斜位透視進行PPS置入確實可行。對于經(jīng)驗不足的醫(yī)生或者習(xí)慣于開放手術(shù)的醫(yī)生，該技術(shù)易于操作，并且具有較好的可重復(fù)性。對于解剖形態(tài)變異較大的L5椎弓根，采用常規(guī)正側(cè)位透視，螺釘誤置率較高，CT輔助結(jié)合斜位透視可以有效降低誤置風(fēng)險。