應力傳導分析聯(lián)合術中導航椎弓根置釘△

王 哲，于建林，姜傳杰，段修楊，楊永軍，周紀平，林海朋，李金健，岳肖華

（山東省文登整骨醫(yī)院，山東文登 264400）

腰椎椎弓根螺釘作為一種堅強穩(wěn)定的內(nèi)固定裝置在腰椎后路手術中大量使用［1，2］。腰椎椎弓根內(nèi)側和下側毗鄰神經(jīng)根和硬膜囊，且椎體前方有大血管走行，椎弓根螺釘?shù)恼`置可能造成神經(jīng)、血管損傷［3］。因此椎弓根螺釘?shù)木珳手萌霕O其關鍵，它可以避免神經(jīng)血管、損傷等并發(fā)癥，同時提升椎弓根螺釘?shù)陌殉至?，獲得更加可靠的堅強穩(wěn)定性。術中導航輔助螺釘置入技術作為一種新型技術，在置釘精準性、安全性方面取得不錯效果［4］，但由于自身局限性未得到大范圍推廣。目前仍以徒手置釘為主，徒手置釘多靠術者經(jīng)驗，沒有統(tǒng)一的標準，導致其精準性參差不齊。本院通過研究腰椎內(nèi)部應力傳導規(guī)律，以及骨質因應力刺激發(fā)生的形態(tài)學改變，并根據(jù)現(xiàn)有的骨質形態(tài)標志來確定安全的椎弓根邊界，依此作為椎弓根置釘路徑［5］。本研究采用應力傳導分析方法結合術中導航技術進行臨床置釘，旨在驗證其準確性和應用價值，現(xiàn)報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料

2019年6月—2020年8月，在本院行初次腰椎椎弓根釘內(nèi)固定手術患者132例。依據(jù)術前醫(yī)患溝通結果，66例采用基于應力傳導分析確定椎弓釘置釘路徑，結合術中導航技術置釘（聯(lián)合組），66例采用術中導航技術置釘（導航組）。兩組患者性別、年齡、病程和固定節(jié)段的差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。本研究獲醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均知情同意。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 手術方法

聯(lián)合組：全麻，取俯臥位。顯露棘突、椎板、關節(jié)突關節(jié)、副突及橫突，安裝導航系統(tǒng)，將導航手術器械進行匹配、認證。相關準備完善后，以椎板骨嵴末端、關節(jié)面上下方向的中點、橫突上緣根部、副突下緣分別作為椎弓根置釘路徑的內(nèi)、上、外、下方的邊界，同時這四個點所形成的平面區(qū)域作為導航穿刺進針點。四邊界確定后中間的管狀路徑作為椎弓根釘?shù)闹冕斅窂?。同時監(jiān)測虛擬穿刺針在椎弓根內(nèi)位置。

導航組：采用常規(guī)技術確定入釘點與釘?shù)?，術中導航技術引導置釘。

1.3 評價指標

記錄圍手術期資料，包括術中出血量、手術時長、切口長度及首次置釘成功率。行影像檢查，根據(jù)Rampersaud分級評估螺釘置入的精確度［6］。A級：螺釘完全位于椎弓根內(nèi)；B級：螺釘破壞椎弓根的皮質<2 mm；C級：椎弓根皮質侵犯2～4 mm；D級：侵犯椎弓根皮質≥4 mm。測量矢狀位、橫斷位偏移角度。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結 果

2.1 早期臨床結果

兩組患者均順利完成手術，聯(lián)合組置釘264枚，導航組置釘264枚，兩組患者術中均無重要血管、神經(jīng)損傷及其他并發(fā)癥發(fā)生。兩組患者臨床資料見表2，兩組患者手術時間、術中失血量、手術節(jié)段、切口長度的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），但是，聯(lián)合組術中首次置釘成功率顯著高于導航組（P<0.05）。

表2 兩組患者早期臨床結果與比較

2.2 影像學評估

兩組影像評估與比較見表3，兩組患者術后影像置釘準確性Rampersaud分級，矢狀位偏移角度和橫斷位偏移角度的差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。典型病例影像見圖1。

圖1 患者，58歲，腰痛伴左下肢放射痛16個月，保守治療無效，擬行手術治療 1a,1b:術前MRI顯示L4/5椎間盤突出1c:基于應力傳導分析確定L4椎弓釘置釘路徑，椎弓根內(nèi)側邊界（椎板骨嵴末端-白色箭頭），椎弓根上邊界（關節(jié)面中點-黑色箭頭），椎弓根外側邊界（橫突上緣根部-棕色箭頭），椎弓根下側邊界（副突下緣-綠色箭頭），進釘點（紅色箭頭）1d:術中在導航系統(tǒng)輔助下置釘 1e,1f:術后正側位X線片示內(nèi)固定位置良好 1g,1h:術后橫切面CT顯示，L4和L5平面椎弓釘置入準確

表3 兩組患者影像測量結果與比較

3 討 論

各種新的置釘技術、方法和理念隨著技術發(fā)展應運而生，計算機導航技術即為典型代表。但是導航設備技術過于昂貴，且學習周期長，操作過程復雜，早期不熟練、耗時長，嚴重的限制了其臨床應用與推廣［7，8］。只在發(fā)育變異畸形的復雜手術中，導航技術才能展現(xiàn)其精準安全置釘?shù)膽脙r值［9，10］。目前臨床醫(yī)師主要憑借個人經(jīng)驗徒手置釘，腰椎椎弓根螺釘置入技術包括：Roy-Camille置入技術、Magerl置入技術和Weinstein置入技術等［11］，這些技術一般僅提供固定的置釘角度或角度范圍，由于不同椎體間的解剖學差異、術中體位改變等，都會對置釘點的選取、置釘?shù)慕嵌鹊犬a(chǎn)生較大影響，從而導致螺釘誤置［12］。因此，本研究通過分析椎體內(nèi)應力的傳導方向及因應力傳導產(chǎn)生的骨質形態(tài)改變的角度，可以準確地確定出椎弓根四個邊界的投影，規(guī)劃正確的置釘路徑，從而進行個性化的置釘。

Wolff定律表明：骨小梁在應力的反復刺激下形成硬度增強的骨性結構［13］。椎弓根作為應力傳導的樞紐，承擔著脊柱后方應力的傳導。脊椎后方的應力從內(nèi)、上、外、下向椎弓根四壁的骨質傳導，刺激椎弓根的四壁形成不同厚度和強度的骨質［14］?；谶@個原理作者發(fā)現(xiàn)：椎板上應力線骨嵴的末端、上關節(jié)面中心區(qū)、橫突上緣根部、副突下部可作為椎弓根內(nèi)、上、外、下方的邊界的標志。上述椎弓根四邊界確定后，實際上找到了進釘點區(qū)域的后方投影，投影共同形成了虛擬的椎弓根中心通道，然后參考上關節(jié)面相垂直的方向確定出椎弓根上緣的方向［15］，就可以進行正常置釘。

本研究中，兩組在精準置釘以及矢狀位、橫斷位偏移角度差異無統(tǒng)計學意義，表明通過應力傳導分析確定置釘路徑進行置釘?shù)姆椒ㄅc術中導航一樣具有較高的精準性。兩組在術中出血量、手術時長、切口長度比較差異無統(tǒng)計學意義，但是聯(lián)合組在首次穿刺成功率方面聯(lián)合組明顯優(yōu)于導航組，這表明通過應力分析方法確定的置釘路徑可根據(jù)個體差異實現(xiàn)個體化置釘，而術中導航可能因操作器械松動、碰撞或移動影響虛擬圖像的顯示，導致注冊的器械在虛擬導航圖像中發(fā)生漂移，影響進釘點和方向，從而降低了首次穿刺成功率［16］。

綜上所述，通過術中導航技術驗證以應力傳導分析方法確定腰椎椎弓根置釘路徑是可行的并且具有較高的精準性，同時還可以實現(xiàn)個體化置釘，是對傳統(tǒng)置釘?shù)姆椒ê屠砟畹难a充，可以在臨床實踐中進行推廣應用，然而對于部分發(fā)育畸形、椎體結構破壞的患者應用時有一定局限性，仍需進一步研究。