O-Arm導(dǎo)航輔助在經(jīng)皮椎弓根螺釘置入中的指導(dǎo)意義

劉利民 陳書連 曹臣 高延征

河南省人民醫(yī)院脊柱外科 鄭州 450003

近年來隨著脊柱微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，椎體骨折經(jīng)皮內(nèi)固定術(shù)、MIS-TLIF等脊柱微創(chuàng)手術(shù)逐漸普及，并取得了良好的手術(shù)效果[1-4]。但經(jīng)皮椎弓根螺釘置入多在C型臂X線機(jī)引導(dǎo)下操作，術(shù)中無法直視解剖標(biāo)志，操作難度大，需反復(fù)調(diào)整，置釘準(zhǔn)確率較低[1, 5-6]。為此，我科針對上述問題，將O-Arm導(dǎo)航設(shè)備引入精準(zhǔn)微創(chuàng)脊柱手術(shù)中。本研究通過對71例行經(jīng)皮椎弓根螺釘置入患者的臨床資料進(jìn)行分析，以探討O-Arm導(dǎo)航輔助在經(jīng)皮椎弓根螺釘置入中的臨床應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料回顧性分析2018-01—2020-01我院行經(jīng)皮椎弓根螺釘置入的71例患者的臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)均為外傷所導(dǎo)致的單節(jié)段閉合性胸腰椎新鮮骨折患者，無脫位、神經(jīng)損傷等并發(fā)癥。均接受骨折經(jīng)皮內(nèi)固定術(shù)治療。(2)因單節(jié)段腰椎間盤突出癥行MIS-TLIF手術(shù)治療的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)多節(jié)段胸腰椎骨折或單節(jié)段骨折伴脫位、神經(jīng)損傷的患者。(2)多節(jié)段腰椎間盤突出或單節(jié)段突出未行MIS-TLIF手術(shù)患者。(3)開放手術(shù)治療患者。(4)局部皮膚有感染或不能耐受手術(shù)者。依據(jù)不同手術(shù)方法分為2組，A組采用O-Arm導(dǎo)航經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)，B組實(shí)施C型臂X線機(jī)引導(dǎo)經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)。2組患者的基線資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1?；颊呔炇鹬橥鈺?/p>

表1 2組患者的基線資料比較

1.2手術(shù)方法2組患者術(shù)前均行正側(cè)位X線攝片，CT平掃+三維重建及MRI等檢查，以明確脊柱病變的性質(zhì)與程度。所有手術(shù)均在神經(jīng)電生理監(jiān)測下完成。術(shù)中使用的O-Arm及導(dǎo)航系統(tǒng)為美國美敦力公司生產(chǎn)，C型臂X線機(jī)為德國西門子公司生產(chǎn)，脊柱經(jīng)皮內(nèi)固定器械為上海三友醫(yī)療器械股份有限公司生產(chǎn)。A組在O-Arm導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下實(shí)施手術(shù)：全麻，患者取俯臥位，如胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)，胸部及髂墊枕，使腹部懸空，依靠自身重力過伸性復(fù)位。工作站置于術(shù)者對側(cè)，投影儀置于患者頭側(cè)。利用O-Arm二維掃描體表定位并標(biāo)記手術(shù)節(jié)段。連接O-Arm與導(dǎo)航系統(tǒng)，輸入患者基本信息，參考架放置于擬固定椎體相鄰頭側(cè)椎體的棘突上。O-Arm三維掃描后將獲得的影像資料導(dǎo)入導(dǎo)航系統(tǒng)，注冊無線導(dǎo)航裝置，使用導(dǎo)航探針根據(jù)解剖位置驗(yàn)證導(dǎo)航數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。術(shù)中根據(jù)三維導(dǎo)航提供的實(shí)時圖像直觀下完成置釘操作。以骨折節(jié)段相鄰上下椎體的椎弓根外緣為穿刺置釘點(diǎn)，做1.5 cm縱切口，逐層分離至顯露出皮質(zhì)骨，導(dǎo)航引導(dǎo)下沿合適的置釘軌道放入導(dǎo)絲。絲攻順導(dǎo)絲攻入至預(yù)置的深度，選擇合適的空心椎弓根螺釘順導(dǎo)絲置入。待4枚經(jīng)皮椎弓根螺釘依次置入后，鈦棒預(yù)彎連接，撐開并固定牢靠后，沖洗切口，逐層縫合。如實(shí)施MIS-TLIF術(shù)，術(shù)中同樣根據(jù)導(dǎo)航提供的實(shí)時圖像直觀下完成置釘操作。依次于健側(cè)及患側(cè)上下椎弓根外緣做1.5 cm縱切口，導(dǎo)航引導(dǎo)下選擇合適的置釘角度，放入導(dǎo)絲，攻絲后備用。于患側(cè)椎弓根連線處做4 cm切口，切開皮膚與筋膜，使用擴(kuò)張通道管系統(tǒng)逐級擴(kuò)大，并清除局部殘留的軟組織，直至顯露出待減壓節(jié)段的椎板、關(guān)節(jié)突。在擴(kuò)張通道管內(nèi)進(jìn)行上下關(guān)節(jié)突、椎板及椎間盤的處理。減壓充分后，將裝有自體骨大小合適的Cage 置入椎間隙。經(jīng)導(dǎo)絲置入4 枚經(jīng)皮椎弓根螺釘，鈦棒預(yù)彎連接，椎間隙適當(dāng)加壓。固定牢靠后，沖洗切口，逐層縫合。 B組：麻醉、體位、置釘方法及操作完成后的處理同A組。依靠術(shù)前影像學(xué)資料及術(shù)中C型臂X線機(jī)引導(dǎo)，以確定合適的置釘點(diǎn)及置釘角度，術(shù)中反復(fù)透視以確保置釘位置滿意。術(shù)后處理：術(shù)中及術(shù)后第1天常規(guī)使用抗生素預(yù)防感染。術(shù)后第3天復(fù)查X線及CT，以觀察螺釘?shù)奈恢眉白刁w復(fù)位情況。術(shù)后1周佩戴支具下床活動。臥床期間囑患者加強(qiáng)下肢肌肉功能鍛煉，以預(yù)防靜脈血栓形成。術(shù)后3個月根據(jù)復(fù)查結(jié)果(胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)示骨折愈合情況，MIS-TLIF示椎間融合情況)決定是否繼續(xù)佩戴支具。術(shù)后3個月、6個月、12個月定期復(fù)查X線。

1.3觀察指標(biāo)及效果評價(1)置釘準(zhǔn)確率(完全在椎弓根內(nèi)的螺釘數(shù)量/該組置入全部的椎弓根螺釘數(shù)量)、一次置釘成功率(術(shù)中一次置釘無需調(diào)整的椎弓根螺釘數(shù)量/該組置入全部的椎弓根螺釘數(shù)量)，以及手術(shù)并發(fā)癥(血腫、腦脊液漏、神經(jīng)根損傷)。(2)術(shù)前、術(shù)后第1天及12個月時采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評價患者疼痛嚴(yán)重程度(0分為無痛，10分為劇痛，分值越高表示疼痛越嚴(yán)重)。采用Oswestry功能障礙指數(shù)(ODI)評價日?；顒庸δ?ODI指數(shù)共10個問題，采用0～5分6級計(jì)分法，ODI指數(shù)=實(shí)際得分/50×100%。功能障礙比率越高，表示功能障礙越嚴(yán)重)。

2 結(jié)果

2.1置釘準(zhǔn)確率、一次置釘成功率及并發(fā)癥A組置釘準(zhǔn)確率、一次置釘成功率均高于B組，并發(fā)癥發(fā)生率低于B組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

表2 2組患者的置釘準(zhǔn)確率、一次置釘成功率、并發(fā)癥比較

2.2VAS評分、ODI指數(shù)2組患者術(shù)前的評分、ODI指數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后第1天及12個月時，2組患者的評分、ODI指數(shù)較術(shù)前顯著改善；術(shù)后12個月時，2組患者的評分、ODI指數(shù)較術(shù)后第1天顯著改善。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。A組患者術(shù)后第1天的評分、ODI指數(shù)明顯優(yōu)于B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；但2組患者術(shù)后12個月時的VAS評分、ODI指數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 2組患者手術(shù)前后的VAS評分、ODI指數(shù)比較

3 討論

既往多采用切開放置技術(shù)置入椎弓根螺釘[7]，雖然能取得較為準(zhǔn)確的穿刺位置及滿意效果，但存在創(chuàng)傷大、出血多、易感染等缺點(diǎn)[8-10]。隨著脊柱微創(chuàng)技術(shù)及影像學(xué)(C型臂X線機(jī)、O-Arm導(dǎo)航)的發(fā)展，近年來經(jīng)皮椎弓根螺釘置入技術(shù)逐漸成熟并不斷應(yīng)用到各種需經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)中。Gong等[11]對70例胸腰椎骨折患者行微創(chuàng)經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定與切開椎弓根螺釘內(nèi)固定的研究發(fā)現(xiàn)，兩種置釘?shù)呐R床效果相當(dāng)，但前者的手術(shù)時間更短、創(chuàng)傷更小，術(shù)后早期背部疼痛即可顯著減輕。由于經(jīng)皮置釘時無法直視椎體的解剖結(jié)構(gòu)，故其安全性、準(zhǔn)確性已成為脊柱外科醫(yī)師最為關(guān)注的問題[5, 12]。

3.1C型臂X線機(jī)引導(dǎo)經(jīng)皮椎弓根螺釘置入技術(shù)的不足術(shù)中C型臂X線機(jī)正側(cè)位透視引導(dǎo)雖能顯示椎體的二維形態(tài)，但不能顯示其三維立體結(jié)構(gòu)，亦不能對經(jīng)皮椎弓根螺釘置入過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，因此經(jīng)皮置釘?shù)恼`置率高、并發(fā)癥多。Zhao等[13]對781例胸腰椎骨折患者在C型臂X線機(jī)引導(dǎo)下行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療，椎弓根壁骨折、深部感染、導(dǎo)絲斷裂、腦脊液漏等并發(fā)癥發(fā)生率為5.9%。Tajsic等[14]報(bào)道在胸腰椎經(jīng)皮椎弓根螺釘置入中，C型臂引導(dǎo)組的置釘準(zhǔn)確率(92.71%)明顯低于O-Arm導(dǎo)航組(98.77%)。Lu等[15]對97例單節(jié)段胸腰椎骨折患者行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)治療中發(fā)現(xiàn)，O-Arm導(dǎo)航組置釘準(zhǔn)確率及并發(fā)癥發(fā)生率均優(yōu)于C型臂引導(dǎo)組。

3.2O-Arm導(dǎo)航輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘置入技術(shù)的優(yōu)勢O-Arm導(dǎo)航輔助是術(shù)中將CT與患者對應(yīng)的位置傳輸至導(dǎo)航工作站，并利用重建技術(shù)對術(shù)中影像學(xué)資料進(jìn)行數(shù)字化處理，能顯示螺釘?shù)膶?shí)時位置及運(yùn)動軌跡；并通過顯示椎體的三維結(jié)構(gòu)，選擇最合適的置釘路徑，完成手術(shù)操作。Kleck等[16]報(bào)道O-Arm導(dǎo)航輔助下經(jīng)皮椎弓根螺釘置入中，置釘準(zhǔn)確率高達(dá)96.8%，且無感染、神經(jīng)損傷等并發(fā)癥。曹臣等[1]在對35例胸腰椎骨折患者行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定治療中發(fā)現(xiàn)，O-Arm導(dǎo)航組的置釘準(zhǔn)確率(95%)明顯高于常規(guī)C型臂引導(dǎo)組(90%)。

本研究結(jié)果顯示，A組置釘準(zhǔn)確率96.3%，一次置釘成功率為97.8%，并發(fā)癥發(fā)生率為8.8%，B組分別為89.8%、90.5%和27.0%，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而且術(shù)后12個月時，2組患者的評分、ODI指數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但A組患者術(shù)后第1天的評分、ODI指數(shù)明顯優(yōu)于B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明與C型臂X線機(jī)引導(dǎo)比較，O-Arm導(dǎo)航輔助能提高經(jīng)皮椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確性，故有利于減少并發(fā)癥風(fēng)險、促進(jìn)疼痛程度的早期緩解和功能恢復(fù)。Jim等[17]研究表明，O-Arm導(dǎo)航輔助可提高置釘?shù)臏?zhǔn)確率，但距參考架超過3個節(jié)段置釘時，誤置率將明顯增高。本研究僅納入單節(jié)段胸腰椎骨折行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定的患者，以及單節(jié)段腰椎間盤突出癥行MIS-TLIF手術(shù)的患者，以減少圖像誤差導(dǎo)致的螺釘誤置。

O-Arm導(dǎo)航系統(tǒng)作為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，為脊柱外科手術(shù)的安全提供了保障。但是作為手術(shù)的輔助工具，O-Arm導(dǎo)航系統(tǒng)不能被過度依賴。扎實(shí)的局部解剖基礎(chǔ)，豐富的手術(shù)操作經(jīng)驗(yàn)及技巧，才是手術(shù)成功的關(guān)鍵。

3.3O-Arm導(dǎo)航輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘置入技術(shù)的操作要點(diǎn)(1)O-Arm導(dǎo)航系統(tǒng)操作較為復(fù)雜，需專業(yè)技術(shù)人員操作。(2)參考架需放置于相鄰頭端椎體的棘突上，并牢靠固定，以避免參考架距置釘位置過遠(yuǎn)及參考架移位引起圖像誤差導(dǎo)致的螺釘誤置。(3)使用空心絲攻入經(jīng)皮椎弓根螺釘置入時，需加持導(dǎo)絲并注意其置入深度，以防止進(jìn)入過深導(dǎo)致前方血管、臟器損傷。

綜上所述，C型臂X線機(jī)引導(dǎo)和O-Arm導(dǎo)航輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)，對改善患者遠(yuǎn)期背痛及功能方面的療效相當(dāng)。但O-Arm導(dǎo)航輔助經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)能提高置釘準(zhǔn)確率、一次置釘成功率和減少并發(fā)癥發(fā)生率，近期效果明顯。本研究的不足之處是樣本量較小，隨訪時間短。O-Arm導(dǎo)航輔助在經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)中的應(yīng)用價值，還需基線多中心、大樣本、長期隨訪的隨機(jī)對照研究進(jìn)一步證實(shí)。