脊柱側(cè)彎矯正術(shù)中三維導(dǎo)航椎弓根釘置入的意義

周紀(jì)平，申霞，劉彬，吳瑞，李佳佳，楊永軍，叢波，劉永強(qiáng)

（文登整骨醫(yī)院,山東威海 264400）

特發(fā)性脊柱側(cè)彎的病因復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制尚不明確，該病好發(fā)于青少年［1］，隨著年齡增加其癥狀逐漸加重，進(jìn)而影響身體平衡，嚴(yán)重者影響呼吸、心臟功能，出現(xiàn)神經(jīng)壓迫癥狀甚至癱瘓［2～5］，后路椎弓根螺釘固定矯形術(shù)是治療脊柱側(cè)彎的重要方式，通過椎弓根螺釘?shù)牧W(xué)穩(wěn)定性對脊柱進(jìn)行固定、矯形，但脊柱側(cè)彎患者脊柱多失去正常解剖結(jié)構(gòu)，存在椎體旋轉(zhuǎn)、骨性標(biāo)志消失、脊髓位置偏移等情況，同時青少年患者椎弓根細(xì)小，置釘過程中易造成周圍神經(jīng)血管損傷，甚至突破內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)損傷脊髓［6，7］，手術(shù)難度大，風(fēng)險高，即便術(shù)者經(jīng)驗(yàn)豐富仍然無法保證置釘?shù)臏?zhǔn)確率與安全性［8］。術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)可以自動采集并生成手術(shù)區(qū)域的三維圖像，術(shù)者直接在其三維重建圖像的輔助下選取置釘點(diǎn)，控制置釘方向和置釘深度，置入椎弓根螺釘［9］。這有利于提高手術(shù)質(zhì)量，避免螺釘突破椎弓根內(nèi)外側(cè)骨皮質(zhì)，有效減少神經(jīng)血管損傷概率，為手術(shù)的安全提供了可靠保障［10，11］。術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于脊柱外科，尤其是脊柱側(cè)彎矯正手術(shù)，顯著降低了細(xì)小以及變異椎弓根螺釘置入的困難度和偏差率，降低了手術(shù)風(fēng)險。本研究假設(shè)三維導(dǎo)航技術(shù)可明顯提升手術(shù)效率和安全性，對導(dǎo)航輔助與傳統(tǒng)徒手技術(shù)進(jìn)行臨床比較，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）測量站立正位全脊柱X 線片脊柱Cobb 角≥40°；（2）患者一般情況好，無明顯手術(shù)禁忌證，可以耐受手術(shù)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）患有嚴(yán)重的精神疾??；（2）患有嚴(yán)重骨質(zhì)疏松、癌癥腫瘤轉(zhuǎn)移、結(jié)核未控制等不適宜手術(shù)的其他疾??；（3）合并嚴(yán)重脊髓或神經(jīng)損傷。

1.2 一般資料

回顧2015 年7 月—2018 年7 月本院進(jìn)行手術(shù)矯正的脊柱側(cè)彎患者，共40 例符合上述標(biāo)準(zhǔn)，納入本研究。依據(jù)術(shù)前醫(yī)患溝通結(jié)果，21 例采用導(dǎo)航輔助技術(shù)（導(dǎo)航組）19 例采用傳統(tǒng)徒手技術(shù)（徒手組）。兩組術(shù)前一般資料見表1，治療前兩組患者的年齡、性別及病程的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批，所有患者術(shù)前均簽署手術(shù)知情同意書。

表1 兩組患者圍手術(shù)期資料與比較Table 1 Comparison of perioperative documents between the two groups

1.3 手術(shù)方法

兩組患者術(shù)前均行手術(shù)節(jié)段CT+MPR 重建、MRI及DR 檢查（圖1a,1b），全身麻醉后，取俯臥位，常規(guī)消毒、鋪巾。行后正中切口，顯露預(yù)計手術(shù)段棘突、雙側(cè)椎板及橫突。

導(dǎo)航組：將追蹤器安放于需要固定椎體的上一椎體棘突，安置C 形臂X 線機(jī)，并連接導(dǎo)航系統(tǒng)和C形臂X 線機(jī)系統(tǒng)，將術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)的手術(shù)器械通過紅外導(dǎo)航進(jìn)行校準(zhǔn)、認(rèn)證（圖1c）。手動移動C 形臂X 線機(jī)至掃描結(jié)束位置，然后移動到掃描開始位置，踩住腳踏開關(guān)開始三維掃描。C 形臂X 線機(jī)自動采集并重建三維圖像。觀察椎弓根三維圖像的冠狀面、矢狀面及橫斷面（圖1d,1e），在術(shù)中即時三維重建圖像引導(dǎo)，確定置釘位置。按影像引導(dǎo)的置釘方向及置釘深度，分別擰入各枚椎弓螺釘（圖1f），C 形臂X 線機(jī)正側(cè)位透視確定螺釘位置良好。選擇合適雙側(cè)棒，并進(jìn)行預(yù)彎。將棒置入各枚椎弓釘尾槽，通過旋棒、撐開和加壓技術(shù)矯正脊柱畸形。再次透視確定畸形矯正滿意、內(nèi)固定物位置良好后，旋緊固定釘-棒系統(tǒng)，安裝橫連加固。常規(guī)止血、沖洗，放置乳膠引流管1 根，緊密縫合關(guān)閉切口，無菌敷料包扎。

徒手組：顯露置釘點(diǎn)，用開路錐突破椎弓根的外側(cè)皮質(zhì)骨，然后用椎弓根探子經(jīng)椎弓根內(nèi)進(jìn)入椎體，探球觸探椎弓根前壁、內(nèi)外側(cè)壁完好，完成椎弓根置釘，再次行C 形臂X 線機(jī)正側(cè)位透視確定螺釘位置良好。后續(xù)手術(shù)操作同上。

術(shù)后48 h 拔除引流管，給予脫水消腫藥物治療。定期復(fù)查CT、DR，評估椎弓根螺釘位置和矯形固定情況，并根據(jù)復(fù)查情況逐漸佩戴支具適當(dāng)下地活動，進(jìn)行康復(fù)鍛煉。

1.4 評價指標(biāo)

記錄圍手術(shù)期資料，包括置釘所致并發(fā)癥如神經(jīng)根、血管、脊髓損傷等不良事件，記錄手術(shù)時間、術(shù)中出血量、單釘置入時間、下地行走時間及住院時間。采用疼痛視覺模擬評分（visual analogue scale,VAS）、Oswestry 功能障礙指數(shù)（Oswestry disability index,ODI）評估臨床效果。行影像檢查，根據(jù)Gertzbein-Robbins 標(biāo)準(zhǔn)［12］，CT 定量分析椎弓根螺釘位置，A 級為椎弓釘完全位于椎弓根內(nèi)，未破壞椎弓根皮質(zhì)；B 級為椎弓釘超過皮質(zhì)2 mm；C 級為超過皮質(zhì)2～4 mm；D 級為超過皮質(zhì)4～6 mm；E 級為超過椎弓根皮質(zhì)6 mm 或位于椎弓根外側(cè)。A、B 級屬于準(zhǔn)確置釘。測量主彎Cobb 角、后凸Cobb 角、冠狀面偏移（C7plumb line-center sacral vertical line,C7PLCSVL）和矢狀面偏移（s agittal vertical axis,SVA）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以±s表示，資料呈正態(tài)分布時，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；組內(nèi)兩時間點(diǎn)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(yàn)。計數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)。等級資料采用Mann-whitneyU檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 圍手術(shù)期情況

兩組患者手術(shù)均順利完成，無死亡、大出血等嚴(yán)重并發(fā)癥，圍手術(shù)期資料見表1。導(dǎo)航組21 例，共置入234 枚椎弓根螺釘，A 級221 枚，B 級8 枚，C級5 枚，置釘準(zhǔn)確率為97.9%（229/234），無神經(jīng)損傷患者。徒手組19 例，共置入212 枚椎弓根螺釘，A 級174 枚，B 級19 枚，C 級12 枚，D 級7 枚，置釘準(zhǔn)確率為82.1%（174/212）；其中3 例D 級患者因術(shù)后出現(xiàn)神經(jīng)癥狀，再次手術(shù)調(diào)整釘?shù)溃o予脫水消腫、營養(yǎng)神經(jīng)藥物治療2 周后，癥狀完全緩解，無嚴(yán)重不良后果。導(dǎo)航組置釘準(zhǔn)確率明顯優(yōu)于徒手組（P＜0.05）。

此外，導(dǎo)航組在手術(shù)時間、術(shù)中出血量及單釘置入時間均顯著優(yōu)于徒手組（P＜0.05），兩組患者住院時間及下地行走時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 隨訪結(jié)果

40 例患者均獲12～24 個月的隨訪，平均隨訪時間（18.2±4.6）個月。兩組患者隨訪資料見表2，隨時間推移，兩組患者VAS 評分及ODI 均顯著下降（P＜0.05）。相應(yīng)時間點(diǎn)，兩組間VAS 及ODI 評分的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩組患者均未出現(xiàn)后期畸形加重，均無翻修手術(shù)等并發(fā)癥。

表2 兩組患者隨訪資料（±s）與比較Table 2 Comparison of follow-up documents between the two groups

表2 兩組患者隨訪資料（±s）與比較Table 2 Comparison of follow-up documents between the two groups

指標(biāo)VAS 平分(分)術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值ODI 指數(shù)(%)術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值導(dǎo)航組（n=21）徒手組（n=19）P 值7.4±1.9 3.2±1.1 1.2±0.4＜0.001 7.5±1.8 3.1±1.1 1.3±0.4＜0.001 0.244 0.163 0.227 0.237 0.158 0.104 72.5±2.2 21.4±2.4 12.3±1.1＜0.001 71.7±2.4 22.0±2.2 11.8±1.0＜0.001

2.3 影像評估

兩組患者影像評估結(jié)果見表3。與術(shù)前相比，術(shù)后2 周及末次隨訪兩組的主彎Cobb 角、后凸Cobb角、C7PL-CSVL 及SVA 均顯著改善（P＜0.05）；相應(yīng)時間點(diǎn)，兩組間上述影像測量指標(biāo)比較均無明顯差異（P＞0.05）。術(shù)后導(dǎo)航組典型影像見圖1g,1h。末次隨訪評估內(nèi)固定情況位置良好，無斷釘現(xiàn)象。

表3 兩組患者影像評估結(jié)果（±s）與比較Table 3 Comparison of imaging documents between the two groups(±s)

表3 兩組患者影像評估結(jié)果（±s）與比較Table 3 Comparison of imaging documents between the two groups(±s)

指標(biāo)主彎Cobb 角(°)P 值0.165 0.077 0.094后凸Cobb 角(°)0.201 0.089 0.072 C7PL-CSVL(mm)0.848 0.468 0.345 SVA(mm)0.587 0.574 0.543時間點(diǎn)術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值術(shù)前術(shù)后2 周末次隨訪P 值導(dǎo)航組（n=21）48.2±2.5 20.2±2.1 19.9±2.1＜0.001 38.4±4.2 20.2±3.5 20.1±3.1＜0.001 25.2±1.1 14.3±1.2 14.0±1.6＜0.001 17.6±1.3 10.2±1.6 10.0±2.0＜0.001徒手組（n=19）49.2±2.4 19.9±2.1 19.5±2.0＜0.001 38.3±4.1 20.1±3.3 19.9±3.1＜0.001 25.3±1.1 14.7±1.1 14.6±1.0＜0.001 17.3±1.0 10.6±1.5 10.5±1.6＜0.001

3 討 論

臨床中，脊柱側(cè)彎進(jìn)行性發(fā)展或Cobb 角≥40°的患者，往往需要通過后路椎弓根螺釘固定矯形術(shù)進(jìn)行治療，而脊柱側(cè)彎的患者其椎體、椎弓根及椎板多存在異常，病變椎體發(fā)生較大變異，原有的解剖學(xué)標(biāo)志消失［13］。后路椎弓根螺釘固定矯形術(shù)需要通過置入椎弓根螺釘來進(jìn)行固定、矯形，傳統(tǒng)的徒手置釘難度大、風(fēng)險高，手術(shù)部位毗鄰重要神經(jīng)血管，易造成周圍神經(jīng)血管甚至脊髓損傷，十分依賴術(shù)者的臨床經(jīng)驗(yàn)，而且傳統(tǒng)徒手置釘準(zhǔn)確率低，容易發(fā)生椎弓根螺釘位置不良事件，從而導(dǎo)致固定強(qiáng)度降低，不能保障脊柱的長期穩(wěn)定性，影響手術(shù)療效［14～17］。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)的出現(xiàn)在一定程度上提高了脊柱手術(shù)中椎弓根螺釘置入的準(zhǔn)確率，為手術(shù)的安全性提供了保障。通過術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)對手術(shù)區(qū)域進(jìn)行掃描，生成手術(shù)區(qū)域的三維圖像，術(shù)者可以實(shí)時觀察椎弓根三維圖像的冠狀面、矢狀面及橫斷面，在術(shù)中即時三維重建圖像引導(dǎo)下選取準(zhǔn)確的置釘位置，直接在三維重建圖像的引導(dǎo)下置入椎弓根螺釘。這有利于術(shù)者全面直觀地對發(fā)生旋轉(zhuǎn)或變異的椎體進(jìn)行置釘，減少手術(shù)時間和術(shù)中出血量，降低手術(shù)風(fēng)險，提高手術(shù)質(zhì)量。李佳佳等［18］研究發(fā)現(xiàn)，通過術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)置釘，在術(shù)中出血量、置釘時間以及置釘優(yōu)良率等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)徒手置釘；黃彥等［19］通過術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下置釘236 枚，A 級227 枚，B 級7 枚，安全置釘率99.2%，術(shù)后均未發(fā)生脊髓和神經(jīng)損傷。

本研究中，運(yùn)用術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)輔助置釘?shù)幕颊邌吾斨萌霑r間、手術(shù)時間均相對較少，術(shù)中即時三位導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下置釘簡化了手術(shù)操作，在保證安全與準(zhǔn)確的情況下減少了手術(shù)時間，從而降低了術(shù)中出血量，減少了手術(shù)創(chuàng)傷及相關(guān)的術(shù)后并發(fā)癥；導(dǎo)航組和徒手組的置釘準(zhǔn)確率分別為97.9%、82.1%（P＜0.05），術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下置釘更加直觀，術(shù)者可直接根據(jù)手術(shù)區(qū)域的三維圖像把握螺釘?shù)氖钗弧⒐跔钗患皺M斷面位置，避免螺釘突破椎弓根內(nèi)外側(cè)骨皮質(zhì)，同時良好的置釘位置降低了后期螺釘拔出的風(fēng)險，更有利于脊柱側(cè)彎的矯正、固定。而兩組的下地行走時間、住院時間及末次隨訪時VAS 評分、ODI 指數(shù)、主彎Cobb 角、后凸Cobb 角、C7PLCSVL 及SVA 無顯著差異，說明術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)對矯形效果的影響很小。

綜上所述，術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)在脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，通過術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)時掌握置釘情況，極大降低了脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)中置釘?shù)钠盥屎图顾?、神?jīng)血管損傷的概率。術(shù)中即時三維導(dǎo)航技術(shù)仍在不斷地發(fā)展完善，關(guān)于導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)漂移誤差方面還有待進(jìn)一步的改進(jìn)［20］，但是不可否認(rèn)術(shù)中即時三維導(dǎo)航系統(tǒng)在脊柱側(cè)彎矯形領(lǐng)域具有顯著臨床效果和巨大發(fā)展?jié)摿?，值得廣泛推廣。