O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)在青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸手術(shù)中的應(yīng)用

費(fèi)慧 樓宇梁 李偉 全仁夫*

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（AIS）是一種脊柱三維畸形，其好發(fā)于骨骼成熟前，在發(fā)育高峰期進(jìn)展快速，占所有側(cè)凸患者的80%［1］。嚴(yán)重脊柱側(cè)凸會(huì)影響青少年發(fā)育，壓迫內(nèi)臟器官，影響心肺功能，常需要后路矯形內(nèi)固定手術(shù)治療［2］。但由于患者椎弓根發(fā)育異?；蜃刁w旋轉(zhuǎn)嚴(yán)重，傳統(tǒng)C型臂引導(dǎo)徒手置釘存在輻射量大、置釘困難等問題，其置釘失誤率在1.7%～15.7%，且螺釘密度低于30%［3］。O-arm三維導(dǎo)航系統(tǒng)是一種新型計(jì)算機(jī)輔助立體影像系統(tǒng)，在復(fù)雜脊柱手術(shù)中起重要作用，可以提高椎弓根螺釘精確度，增加椎弓根螺釘密度，減少患者及術(shù)者術(shù)中輻射［4］。本文探討O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)在治療青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者矯形手術(shù)中的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2015年2月至2018年7月本院脊柱外科收治的特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者42例，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）根據(jù)病史及脊柱全長(zhǎng)正、側(cè)位片確診特發(fā)性脊柱側(cè)凸［5］；（2）行后路矯形長(zhǎng)節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定患者；（3）隨訪≥12個(gè)月，且病例資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往脊柱手術(shù)患者；（3）其他類型脊柱側(cè)凸患者。符合納入和排除標(biāo)準(zhǔn)的患者35例，其中男20例，女15例；年齡11～27歲，平均（15.8±2.3）歲。冠狀面Cobb角平均（54.0±8.2）°。根據(jù)術(shù)中使用影像系統(tǒng)不同分為C臂機(jī)組和O臂機(jī)組。C臂機(jī)組20例，男12例，女8例；年齡11～24歲，平均（14.2±3.2）歲。冠狀面Cobb角平均（62.1±7.6）°；O臂機(jī)組15例，男8例，女7例；年齡11～27歲，平均年齡（15.7±4.4）歲。冠狀面Cobb角平均（65.9±8.7）°。兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者術(shù)前一般資料比較

1.2 方法 患者全身麻醉后取俯臥位，常規(guī)消毒、鋪巾；根據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)切開皮膚，分離椎旁肌，暴露所需椎體節(jié)段及上、下關(guān)節(jié)突，非截骨椎體置入椎弓根螺釘。C臂機(jī)組：確定進(jìn)針點(diǎn)，把握進(jìn)釘水平面角度和矢狀面角度，開路器沿椎弓根方向開路至適當(dāng)深度，用頭端為球形的椎弓根探子確認(rèn)通道安全后，選擇合適規(guī)格椎弓根螺釘置入；O臂機(jī)組：完成智能手術(shù)工具認(rèn)證，選擇合適位置棘突安裝示蹤器。O型臂三維CT（Medtronic，美國(guó)）360°掃描椎體，上傳至視圖基站生成三維影像。使用智能手術(shù)工具在三維導(dǎo)航輔助下選擇最佳椎弓根螺釘進(jìn)針點(diǎn)，根據(jù)智能探針深度依次置入椎弓根螺釘。截骨椎體截骨，內(nèi)固定位置及矯形角度滿意后，放置塑形后連接棒，加壓閉合截骨面，鎖緊連接棒。椎板后方植骨。沖洗創(chuàng)面，放置引流管，逐層縫合切口。術(shù)中全程使用皮層誘導(dǎo)體感監(jiān)測(cè)儀和自體血回輸。

1.3 觀察指標(biāo) （1）手術(shù)時(shí)間：從手術(shù)醫(yī)師切開皮膚至切口縫合完畢。（2）術(shù)中出血量：術(shù)中顯性出血+隱性出血失血量，其中隱性失血量采用Gross方程［6］，根據(jù)身高、體重和手術(shù)前后紅細(xì)胞壓積（Hct）變化。（3）置釘時(shí)間：從所有置釘椎體骨性結(jié)構(gòu)顯露后至置釘完成。術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月及末次隨訪測(cè)量冠狀面Cobb角測(cè)量：上下端椎水平線垂線的夾角。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo) 采用Richter法［7］評(píng)估椎弓根螺釘優(yōu)良率，優(yōu)：螺釘完全位于椎弓根和椎體內(nèi)；良：螺釘穿透椎弓根峽部皮質(zhì)（＜螺釘直徑1/4）；差：螺釘明顯穿透椎弓根峽部皮質(zhì)（≥螺釘直徑1/4）。螺釘密度：實(shí)際螺釘數(shù)目/需置釘椎體螺釘數(shù)目。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以n表示，采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者術(shù)中、術(shù)后各指標(biāo)比較 見表2、圖1。

圖1 O-arm導(dǎo)航下后路矯形內(nèi)固定術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后影像

表2 兩組患者術(shù)中、術(shù)后各指標(biāo)比較

2.2 并發(fā)癥 兩組患者術(shù)后均無明顯并發(fā)癥。

3 討論

O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）輻射時(shí)間短：O型臂手術(shù)圖像系統(tǒng)采用360°自動(dòng)環(huán)形掃描，能在13 s內(nèi)完成取像，和Stealth Station S7手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)無縫連接，縮短了術(shù)中透視操作時(shí)間，而傳統(tǒng)C臂機(jī)需反復(fù)透視，會(huì)增加手術(shù)時(shí)間。（2）置釘優(yōu)良率高：O型臂手術(shù)圖像系統(tǒng)可獲得實(shí)時(shí)高質(zhì)量影像，和術(shù)前CT影像質(zhì)量相當(dāng)，對(duì)于進(jìn)針點(diǎn)及進(jìn)針角度的選擇意義重大，可減少失誤率，提高螺釘優(yōu)良率和螺釘密度。KIM等［8］研究發(fā)現(xiàn)使用O-arm導(dǎo)航技術(shù)并不能避免置釘時(shí)螺釘穿透骨皮質(zhì)，5%患者出現(xiàn)椎體前壁和椎管側(cè)壁破損。RIVKIN等［9］分析了266例患者使用O-arm導(dǎo)航置入1651個(gè)椎弓根螺釘，優(yōu)良率94.7%。劉臻等［4］比較了C型臂導(dǎo)航和O-arm導(dǎo)航治療NF1脊柱側(cè)凸患者頂椎區(qū)椎弓根螺釘精確性，發(fā)現(xiàn)O-arm導(dǎo)航技術(shù)能提高這類患者頂椎區(qū)置釘?shù)木_性。本研究中，我們治療青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸時(shí)使用C型臂導(dǎo)航置釘優(yōu)良率僅為84.8 %，O-arm導(dǎo)航為94.2 %，O臂機(jī)組置釘優(yōu)良率高于C臂機(jī)組（P＜0.05）；表明術(shù)中O-arm導(dǎo)航可提高此類患者置釘?shù)臏?zhǔn)確性。（3）置釘時(shí)間短：Stealth Station S7手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)可在30s內(nèi)實(shí)現(xiàn)三維重建，能清晰顯示手術(shù)器械與椎體關(guān)系，減少C型臂反復(fù)透視定位、探針探查等操作，縮短置釘時(shí)間。劉亞明等［10］研究認(rèn)為O-arm導(dǎo)航置釘時(shí)間低于C臂機(jī)導(dǎo)航。本研究中O臂機(jī)組術(shù)中置釘時(shí)間明顯少于C臂機(jī)組（P＜0.05）。但兩組患者總手術(shù)時(shí)間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），原因考慮：新技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，掩蓋了O-arm導(dǎo)航的時(shí)間優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步研究應(yīng)剔除早期病例；②長(zhǎng)節(jié)段固定AIS常需掃描2次以上，增加了總手術(shù)時(shí)間。（4）椎弓根螺釘密度高：當(dāng)頂椎區(qū)椎弓根螺釘密度低于30%時(shí)，術(shù)后假關(guān)節(jié)形成、 斷棒及矯正丟失等發(fā)生率較高［11］。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)脊柱側(cè)凸矯形效果隨著螺釘密度增加而提高［12］。因此，增加矯形區(qū)域椎弓根螺釘密度對(duì)于提高矯形效果及降低術(shù)后矯形角度丟失十分必要。然而青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸存在椎弓根發(fā)育細(xì)小、解剖標(biāo)志變異等情況，C型臂導(dǎo)航徒手置釘難度大、失誤率高，失敗一次后常無修正機(jī)會(huì)；同時(shí)術(shù)中患者全麻后俯臥位會(huì)使椎體間解剖關(guān)系發(fā)生改變從而使術(shù)前設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致置釘密度偏低。而O型臂手術(shù)圖像系統(tǒng)可獲得實(shí)時(shí)影像，不受患者體位影響，可選擇最佳進(jìn)針點(diǎn)，減少失誤率，提高螺釘密度，但部分細(xì)小狹窄的椎弓根不能置入椎弓根螺釘，因此會(huì)術(shù)前設(shè)計(jì)螺釘密度。本資料中，C臂機(jī)組螺釘密度為（51.2±14.7）%低于O臂機(jī)組的（63.3±11.2）%（P＜0.05）；而術(shù)后冠狀面Cobb角C臂機(jī)組為21.1°±5.2°高于O臂機(jī)組的14.2°±3.7°（P＜0.05）；表明增加椎弓根螺釘密度可以提高矯形效果。但末次隨訪時(shí)，C臂機(jī)組矯正丟失為（5.9±2.6）°與O臂機(jī)組（3.3±1.2）°比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），考慮術(shù)后矯形角度丟失與患者年齡增長(zhǎng)、走路姿勢(shì)改變、骨盆調(diào)整等因素有關(guān)。（4）安全性好：術(shù)中O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)能夠在置釘完成后再次掃描椎弓根螺釘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤置螺釘并更換，避免二次手術(shù)；而C型臂引導(dǎo)術(shù)中誤置螺釘不能及時(shí)糾正，需要術(shù)后CT掃描判斷螺釘位置，存在一定安全隱患。

O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)臨床應(yīng)用注意事項(xiàng)：（1）堅(jiān)強(qiáng)固定參考架：參考架的堅(jiān)強(qiáng)固定是O型臂手術(shù)圖像系統(tǒng)獲取圖像和Stealth Station S7手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)顯示手術(shù)器械與椎體關(guān)系的關(guān)鍵。筆者一般選取截骨節(jié)段棘突牢靠固定參考架，這可以避免置釘時(shí)觸碰參考架導(dǎo)致其移位出現(xiàn)圖像誤差。（2）正確放置導(dǎo)航儀：導(dǎo)航儀是智能追蹤攝像系統(tǒng)的眼睛。當(dāng)紅外線反射球被遮擋或失效時(shí)其不能正確顯示圖像，需反復(fù)調(diào)整位置尋找信號(hào)，這增加了手術(shù)時(shí)間。筆者建議每次手術(shù)可更換新的紅外線反射球并按緊，其次參考架不能過高，防止置釘時(shí)術(shù)者雙手遮擋信號(hào)。（3）及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差：長(zhǎng)節(jié)段固定AIS常需掃描＞2次，參考架的變動(dòng)會(huì)出現(xiàn)圖像誤差。作者建議當(dāng)發(fā)現(xiàn)Stealth Station S7手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)顯示圖像與實(shí)際解剖標(biāo)志嚴(yán)重不符合或進(jìn)針角度偏差較多時(shí)，可使用皮層誘導(dǎo)體感監(jiān)測(cè)儀的觸發(fā)肌電判斷有無進(jìn)入椎管，或者反復(fù)使用探針探查，必要時(shí)重新安放參考架，再次掃描。

綜上所述，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者術(shù)中應(yīng)用O-arm導(dǎo)航系統(tǒng)可有效縮短術(shù)中置釘時(shí)間，提高置釘準(zhǔn)確率和螺釘密度，增加矯形效果并降低術(shù)后矯形角度丟失，同時(shí)未增加手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量，安全性較好。