腰椎經(jīng)皮椎弓釘皮質(zhì)軌跡置入的影像解剖測量

徐偉杰，朱云鵬，王洪偉，項良碧*

（1.錦州醫(yī)科大學(xué)北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，遼寧沈陽 110016；2.中國醫(yī)科大學(xué)北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，遼寧沈陽，110016；3.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院骨科，遼寧沈陽 110016）

隨著老年患者骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率逐漸增加，老年患者脊柱手術(shù)的數(shù)量也隨之增加[1]。傳統(tǒng)椎弓根螺釘（traditional pedicle screw,TPS）固定已成為一種常規(guī)的脊柱融合內(nèi)固定技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于治療腰椎退行性變、骨折、腫瘤及畸形等疾病并取得了不錯的臨床治療效果[2]，但傳統(tǒng)TPS固定方法會出現(xiàn)各種并發(fā)癥（如螺釘松動、脫出等），在骨質(zhì)疏松和老年患者中尤甚[3～6]。為了獲得更好的脊柱內(nèi)固定效果，Santoni等[7]提出了椎弓根皮質(zhì)骨螺釘技術(shù)（cortical bone trajectory,CBT），螺釘軌跡在矢狀面上由尾側(cè)向顱側(cè)，橫斷面上由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，增加了螺釘與皮質(zhì)骨的接觸面積，極大提高了螺釘?shù)墓潭◤姸取５莻鹘y(tǒng)CBT螺釘技術(shù)在置釘過程中需要充分剝離棘突兩側(cè)椎旁肌[7，8]，容易導(dǎo)致術(shù)后椎旁肌萎縮和去神經(jīng)化等[9，10]。而經(jīng)皮椎弓根螺釘（percutaneous pedicle screw,PPS）技術(shù)侵入性小且不會損傷椎旁肌[11]，為降低CBT螺釘技術(shù)并發(fā)癥，將PPS技術(shù)引入到CBT螺釘技術(shù)中。本研究通過患者三維CT影像資料，研究正常中老年人腰椎經(jīng)皮CBT螺釘置入軌跡的影像學(xué)參數(shù)及經(jīng)皮置釘?shù)目尚行?，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥50歲；（2）腰椎影像資料正常；（3）既往無腰椎病史。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）腰椎畸形；（2）骨質(zhì)破壞；（3）椎體腫瘤；（4）有腰椎既往手術(shù)史者。

1.2 一般資料

回顧性分析2015年11月—2015年12月于本院行腰椎三維CT掃描患者的影像資料，共50例患者符合納入標(biāo)準(zhǔn)，納入本研究。男20例，女30例，平均年齡（59.34±5.87）歲。測量患者腰椎三維CT資料并導(dǎo)入Aquarius iNtuition Viewer V4.4.6軟件，測量各節(jié)段皮質(zhì)骨螺釘置釘橫斷面與矢狀面的進釘角度、安全范圍、釘?shù)乐睆郊伴L度、螺釘軌跡皮膚進釘點至椎體上終板的距離和進釘點至棘突軸線的距離。該研究獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，且患者均知情同意。

1.3 影像測量方法

應(yīng)用Aquarius iNtuition Viewer V4.4.6軟件測量患者L1～L5各節(jié)段的單側(cè)解剖學(xué)參數(shù)。選擇腰椎CBT螺釘?shù)倪M釘點位于上關(guān)節(jié)突中心垂直線與同側(cè)橫突下緣下1 mm水平線的交點處，并將其投影標(biāo)注于矢狀面和橫斷面的腰椎各節(jié)段上[12]。

測量腰椎各節(jié)段CBT螺釘?shù)闹冕敊M斷面與矢狀面進釘角度、安全范圍、釘?shù)乐睆郊伴L度[12～14]，螺釘軌跡皮膚進釘點至椎體上終板的距離和至棘突軸線的距離。

經(jīng)皮置釘進釘點體表定位參數(shù)的測量矢狀面上螺釘延長線與腰背部皮膚交點（P），椎體上終板延長線與腰背部皮膚交點（S），測量點P、S的距離即為螺釘軌跡皮膚進釘點至椎體上終板的垂直距離，橫斷面上過上述理想釘?shù)雷髦本€與腰背部皮膚交點為點M，過點M作棘突中線的垂線，所得線段長度即為螺釘軌跡皮膚進釘點至棘突中線的垂直距離（圖1e,1f）。最后通過與椎體上終板及棘突中線的距離確定經(jīng)皮CBT螺釘?shù)捏w表定位點。

圖1 腰椎經(jīng)皮椎弓釘皮質(zhì)軌跡置入的影像解剖測量 1a～1d:通過調(diào)節(jié)CT圖像獲得螺釘實際軌跡平面 1e:橫斷面上螺釘軌跡皮膚進釘點參數(shù)的測量 1f:矢狀面上螺釘軌跡皮膚進釘點參數(shù)的測量 1g:橫斷面上螺釘影像學(xué)參數(shù)的測量 1h:矢狀面上螺釘影像學(xué)參數(shù)的測量

橫斷面測量：通過上述軟件在橫斷面上標(biāo)注進釘點（A），作椎弓根內(nèi)、外側(cè)骨質(zhì)最凹陷點(點C、D)的連線，于A點作過CD連線中點并止于椎體外側(cè)骨皮質(zhì)或上終板的線段（理想釘?shù)溃摼€段的長度即為釘?shù)缹嶋H長度。該線段與棘突中線的夾角即為橫斷面上釘?shù)赖睦硐胪馄?。作射線AC、AD，兩射線與棘突中線的夾角即為釘?shù)劳馄嵌鹊陌踩秶?。于點C、D向上述理想釘?shù)雷鞔咕€，所得兩垂線長度和即為橫斷面釘?shù)乐睆剑▓D1g）。

矢狀面測量：矢狀面于進釘點（A）過椎弓根上下骨質(zhì)最凹陷點E、F的連線中點引線段至椎體外緣骨皮質(zhì)或上終板，該線段即為矢狀面上螺釘理想釘?shù)馈Ｉ鲜隼硐脶數(shù)琅c椎體上終板所在平面的夾角即為矢狀面上釘?shù)览硐腩^傾角。作射線AE、AF，兩射線與椎體上終板所在平面的夾角即為釘?shù)李^傾角度的安全范圍。分別于點E、F向上述理想釘?shù)雷鞔咕€，所得兩垂線長度和即為矢狀面釘?shù)乐睆剑▓D 1h）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)，計量數(shù)據(jù)以±s表示，資料呈正態(tài)分布時，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內(nèi)平面間比較采用單因素方差分析；資料呈非正態(tài)分布時，采用秩和檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 進釘點

各節(jié)段螺釘體表進釘點的測量結(jié)果如表1所示。L1～L5各節(jié)段螺釘體表定位點至椎體上終板的距離差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。L1～L5各節(jié)段螺釘體表進釘點至棘突中線的距離呈逐漸增大趨勢，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。男性和女性各節(jié)段螺釘體表進釘點的性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 進釘點參數(shù)測量結(jié)果（±s）與比較

表1 進釘點參數(shù)測量結(jié)果（±s）與比較

L 2 L 3 L 4 L 5 P值3 4.9 1±3.4 2 3 7.7 9±4.2 5 3 6.4 8±4.2 9 3 6.3 3±4.1 6 0.0 5 3 3 5.6 3±4.1 5 3 6.6 9±4.5 5 3 5.7 0±4.1 6 3 6.3 5±4.0 9 0.8 2 8 0.5 2 5 0.3 9 5 0.5 2 5 0.9 8 6距棘突中線距離（m m）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值6.9 7±1.7 0 7.1 8±2.0 1 7.5 6±1.6 7 8.0 2±2.0 3 8.9 7±2.0 9 0.0 1 1 6.4 3±2.0 1 6.7 9±2.1 4 6.8 8±2.3 4 7.4 5±2.6 5 8.8 5±2.1 0＜0.0 0 1 0.3 3 3 0.5 2 9 0.2 7 0 0.4 2 0 0.8 4 2

2.2 橫斷面測量

橫斷面測量結(jié)果如表2所示。L1～L5各節(jié)段的釘?shù)乐睆街饾u增大，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），L1、L2釘?shù)乐睆脚悦黠@小于男性，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.05），其他節(jié)段無性別差異 （P＞0.05）。L1～L5各節(jié)段的釘?shù)缹嶋H長度之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，其中L4釘?shù)缹嶋H長度最長（P＜0.05）。男性各節(jié)段釘?shù)缹嶋H長度大于女性，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。腰椎各節(jié)段釘?shù)览硐胪馄禽^一致，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），男性和女性各節(jié)段釘?shù)览硐胪馄遣町悷o統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。腰椎各節(jié)段釘?shù)劳馄钚〗嵌炔町悷o統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。腰椎各節(jié)段最大外偏角差異有統(tǒng)計學(xué)意義，其中L5較大（P＜0.05），L3女性最大外偏角顯著大于男性（P＜0.05），其他節(jié)段性別之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 橫斷面影像測量結(jié)果（±s）與比較

表2 橫斷面影像測量結(jié)果（±s）與比較

男性（n=2 0）女性（n=3 0）P值指標(biāo)螺釘直徑（m m 0 1 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值6.3 8±1.1 1 6.8 4±1.0 9 7.8 2±1.3 6 9.9 0±1.0 6＜0.0 0 1 5.7 2±1.0 6 6.4 0±1.1 7 7.5 6±1.3 7 9.3 2±1.1 5＜0.0 0 1 0.0 4 2 0.1 8 7 0.5 2 6 0.0 8 2螺釘長度（m m）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值3 8.5 3±3.3 1 4 0.5 3±2.9 3 4 0.6 7±2.6 8 4 1.1 9±2.2 5 3 9.2 2±2.4 2 0.0 1 5 3 6.1 9±3.3 2 3 7.3 7±3.3 1 3 8.2 2±2.9 7 3 8.9 9±2.7 2 3 7.5 0±2.8 9 0.0 1 0 0.0 1 8 0.0 0 1 0.0 0 5 0.0 0 4 0.0 3 3外偏角（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值9.4 7±1.7 7 9.8 9±1.1 6 9.0 1±1.3 3 8.6 8±1.4 5 9.0 7±1.4 1 0.0 8 8 9.3 9±2.0 8 9.4 4±1.6 5 9.2 7±1.9 9 9.5 0±1.9 0 8.5 8±2.0 5 0.3 4 4 0.8 8 6 0.2 9 6 0.6 1 1 0.1 1 0 0.3 5 3最小角度（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值2.7 9±1.2 7 3.0 6±1.5 9 3.0 1±1.5 0 2.6 7±1.1 1 3.2 6±1.1 7 0.6 5 9 2.6 8±0.9 0 3.0 1±1.3 9 3.5 6±1.3 2 3.3 3±1.4 4 3.3 9±1.2 7 0.0 7 2 0.7 3 9 0.9 0 4 0.1 8 4 0.0 8 7 0.7 2 8最大角度（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值2 4.9 0±2.8 2 2 6.3 4±3.1 4 2 4.7 8±3.3 4 2 5.3 2±2.9 6 2 9.0 4±3.1 2＜0.0 0 1 2 3.1 9±3.2 7 2 4.3 4±3.6 2 2 7.7 7±3.5 1 2 7.1 5±3.7 1 2 8.8 8±3.3 4＜0.0 0 1 0.0 6 2 0.0 4 9 0.0 0 4 0.0 7 1 0.8 6 6

2.3 矢狀面測量

矢狀面測量結(jié)果如表3所示。男性和女性L1～L5各節(jié)段釘?shù)乐睆骄饾u減小，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），L1、L2節(jié)段釘?shù)乐睆酱笥?L4、L5節(jié)段，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），腰椎各節(jié)段釘?shù)乐睆叫詣e之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。L1～L5各節(jié)段釘?shù)览硐腩^傾角差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），各節(jié)段釘?shù)览硐腩^傾角性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。L1～L5各節(jié)段釘?shù)李^傾置釘?shù)淖钚〗嵌燃白畲蠼嵌炔町惥鶡o統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），且各節(jié)段性別差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 矢狀面影像測量結(jié)果（±s）與比較

表3 矢狀面影像測量結(jié)果（±s）與比較

L 2 L 3 L 4 L 5 P值9.8 9±1.0 8 9.3 0±1.1 9 8.5 4±1.0 0 7.6 5±1.4 5＜0.0 0 1 9.4 5±1.0 2 9.3 5±1.2 0 8.7 4±1.3 2 7.4 9±1.2 6＜0.0 0 1 0.1 5 6 0.8 8 2 0.5 5 7 0.6 7 8最佳頭傾角（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值2 2.6 8±3.9 9 2 2.6 3±3.5 3 2 3.3 0±3.5 0 2 3.5 6±3.7 6 2 3.1 8±3.9 3 0.9 2 0 2 4.5 1±4.2 8 2 3.8 3±4.4 5 2 3.8 4±3.6 1 2 3.8 7±3.7 4 2 3.4 5±4.3 3 0.9 0 1 0.1 3 4 0.3 1 8 0.6 0 4 0.7 7 1 0.8 2 7最小角度（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值1 5.2 0±2.7 6 1 5.7 7±2.8 3 1 6.0 5±3.0 4 1 6.4 8±2.8 7 1 5.9 0±2.4 9 0.7 0 5 1 6.6 0±2.6 7 1 6.6 9±2.1 7 1 5.4 6±2.3 4 1 5.9 7±2.1 0 1 6.5 4±2.3 9 0.2 0 6 0.0 8 1 0.2 0 1 0.4 4 6 0.4 7 5 0.3 6 9最大角度（°）L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 P值3 6.3 4±3.3 2 3 7.1 9±2.7 0 3 7.7 2±3.4 0 3 7.6 1±4.0 4 3 6.4 2±3.3 3 0.5 7 2 3 6.5 2±3.2 0 3 6.8 7±2.9 7 3 6.3 2±3.4 6 3 7.4 4±2.9 6 3 6.2 8±3.4 5 0.6 1 6 0.8 5 0 0.7 0 1 0.1 6 5 0.8 6 0 0.8 8 6

3 討論

CBT螺釘固定技術(shù)是一種新穎的椎弓根螺釘置入技術(shù)，螺釘在矢狀面上由尾側(cè)向頭側(cè)，橫斷面上由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，以實現(xiàn)通過椎弓根到椎體的最大皮質(zhì)骨接觸，與TPS相比，具有更好的抗軸向拔出力和力學(xué)穩(wěn)定性[7，15～17]。因此，CBT 螺釘固定技術(shù)在維持術(shù)后脊柱的穩(wěn)定性方面能夠發(fā)揮重大作用，特別是對于合并骨質(zhì)疏松或者骨量減少的腰椎退變性疾病的中老年患者而言具有重要的臨床意義。研究結(jié)果顯示，與TPS固定技術(shù)相比，CBT螺釘固定技術(shù)在腰椎融合術(shù)中能夠提供相似的臨床效果和椎間融合率，然而CBT螺釘固定技術(shù)具有創(chuàng)傷小、術(shù)中失血量少、住院時間更短的優(yōu)勢[18～25]。由于CBT螺釘固定技術(shù)具有切口小、螺釘把持力強、血管及神經(jīng)損傷風(fēng)險小等優(yōu)點，從而受到了臨床醫(yī)生的廣泛研究和推廣，國內(nèi)外大量的基礎(chǔ)和臨床研究證明該技術(shù)對于合并骨質(zhì)疏松的腰椎疾病患者而言，具有更加理想的脊柱固定效果。

本研究結(jié)果顯示從L1～5螺釘軌跡皮膚進釘點至椎體上終板的垂直距離約為34.87～36.97 mm，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），螺釘軌跡皮膚進釘點至棘突中線的垂直距離L1～5逐漸增大，其中L4、5節(jié)段大于L1節(jié)段，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。傳統(tǒng)CBT螺釘固定技術(shù)在置釘過程中，即使沒有其他操作步驟（如減壓等），也需要剝離棘突兩側(cè)椎旁肌才能置入螺釘，導(dǎo)致術(shù)中出血量增加、術(shù)后恢復(fù)時間較長。與傳統(tǒng)的開放式手術(shù)相比，微創(chuàng)TLIF術(shù)已被證明可有效減少腰椎椎間融合手術(shù)的醫(yī)源性損傷[14]。通過經(jīng)皮置入CBT螺釘技術(shù)，可以減少軟組織損傷，達到手術(shù)微創(chuàng)效果。目前還沒有關(guān)于經(jīng)皮CBT螺釘?shù)挠跋窠馄蕦W(xué)研究的報道。

本研究結(jié)果顯示，CBT螺釘軌跡的頭傾角和外偏角在腰椎各節(jié)段之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。Matsukawa 等[12]的研究結(jié)果表明 L1～5節(jié)段的螺釘軌跡理想頭傾角范圍為25.5°～26.2°，理想外偏角大約在9°左右，各節(jié)段螺釘進釘角度差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Zhang等[13]的測量結(jié)果顯示腰椎理想頭傾角范圍為22°～26°，理想外偏角范圍為 9°～15°。陳文杰等[14]的測量結(jié)果也顯示腰椎各節(jié)段螺釘理想頭傾角與外偏角之間的差異無顯著性。本研究測量結(jié)果顯示頭傾角及外偏角與上述研究結(jié)果相似，腰椎各節(jié)段釘?shù)览硐腩^傾角為25.31°，理想外偏角為9.17°。在置釘過程中以各節(jié)段橫斷面和矢狀面測量直徑的較小值作為參考直徑，各節(jié)段釘?shù)乐睆介撝礚1～5分別為5.58、5.98、6.58、7.66、7.55 mm，L4、5節(jié)段釘?shù)乐睆捷^ L1、2大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。釘?shù)缹嶋H長度從L1～5分別為 37.13、38.49、39.08、39.65、38.33 mm，其中L3、4節(jié)段釘?shù)缹嶋H長度大于L1節(jié)段，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。男性各節(jié)段釘?shù)缹嶋H長度大于女性，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。國外研究結(jié)果顯示基于三維CT測量的腰椎CBT螺釘直徑為6.2～8.4 mm，長度為36.8～38.3 mm[12]。國內(nèi)研究結(jié)果顯示腰椎 CBT螺釘直徑為5.5～8.0 mm，長度為 37.5～40.0 mm[14]。腰椎各節(jié)段的CBT螺釘直徑和長度差異可能與不同人群腰椎椎體和椎弓根的大小有關(guān)。

本研究尚有一定的局限性，沒有實際應(yīng)用于臨床，還需要進一步的基礎(chǔ)與臨床證據(jù)。通過術(shù)前患者三維CT影像資料分析腰椎經(jīng)皮CBT螺釘置入軌跡的影像解剖學(xué)參數(shù)及探討經(jīng)皮置釘?shù)目尚行?，對?jīng)皮CBT螺釘?shù)暮罄m(xù)進一步研究具有重要的臨床意義。