徒手胸椎椎弓根螺钉置入技术的应用研究

　　中图分类号  R687     

　　椎弓根螺钉技术最早在20世纪50年代由Boucher等提出，在60年代由RoyCamille等加以推广，至今其应用于腰椎固定已经有几十年的历史了。大量文献表明这项技术对于治疗腰椎各种疾病具有明显的临床优势。目前，这项技术开始被尝试应用于治疗各种胸椎疾病的手术之中。但是，由于胸椎解剖结构复杂又毗邻重要组织，使得螺钉的置入难度大、风险高，使得这项技术仍存在争议。因此需要一项合理的置入技术，使得胸椎椎弓根螺钉的置入更为安全。近年来，本院采用徒手(free hand technique)［1］胸椎椎弓根螺钉置入技术治疗青少年特发性脊柱侧凸，积累了丰富的经验。现将这项置入技术综述如下。

　　1  各种胸椎椎弓根螺钉置入技术

　　胸椎椎弓根螺钉置入技术通常有X线辅助前后位片及侧位片透视技术(fluoroscopy or Xray assistant AP and lateral)［２］，徒手技术(free hand technique)［1］，图像导航技术(image guided surgery system，IGSS)［3，4］，肋骨椎弓根螺钉技术(pedical rib screws technique)［5］，椎板切除直视椎弓根内侧壁等方法［6］等。

　　X线辅助前后位片及侧位片透视技术需要逐个步骤、逐个螺钉透视确认，花费时间较多，患者及手术者的X线暴露量大。图像导航手术系统需要特殊设备，术前注册过程需要花费较长时间，二维图像导航缺乏精度，三维图像导航放射暴露量大，费用较高，存在一定的学习曲线，需要一定的经验积累。也有学者为简化植入技术，降低损伤风险，提出了肋骨椎弓根螺钉技术(椎弓根螺钉经椎弓根及肋骨间植入)，但其固定强度仅有椎弓根螺钉的70％。

　　2  徒手技术的定义

　　本文所讨论的徒手技术［1］，是胸椎弓根螺钉置入技术的一种，是指在手术中，不借助任何其他特殊的设备，如荧光镜、X线成像、导航仪等，将螺钉置入胸椎的一种方法。

　　3  徒手技术的步骤

　　根据Kim和Lenke等［1］的总结，徒手胸椎椎弓根螺钉置入技术可分解为一些特定的步骤，这些步骤可在每一胸椎水平重复。

　　31  切开和暴露

　　成功置入胸椎椎弓根螺钉首要的步骤就是仔细暴露后部组织。用电刀将脊柱两侧暴露至横突顶点，必须严格在骨膜下进行操作，这样可以尽可能的减少出血量。接着仔细清除关节突上的软组织，这有利于进针点的确定。

　　32  进针点处皮质的打磨与开口

　　许多对于胸椎椎弓根形态测定的研究一致认为椎弓根的尺寸存在个体差异。通常术前仰卧位片对于找到理想的进针点具有指导性作用，因为在手术中是患者俯卧位的。

　　通常，总是从旋转最少的下端中立椎开始逐个向上置入螺钉［7］。T12的理想进针点位于横突中分线和椎板外侧缘。当由此向上逐渐进入中胸椎(T7～9)时，其进针点有逐节靠向中线和头端的趋势。T7～9的进针点最靠近中线，位于横突上缘线与上关节突基底部中点外侧的交点处。在中胸椎以上的节段，进针点有逐渐向侧方和尾侧移动的趋势。T4的进针点位于横突上三分之一和椎板外侧缘的交界处。而T1的进针点在横突中分线和椎板外侧缘的交界处。从远端胸椎至近端胸椎连续置入螺钉，并且依据于上一置入的螺钉或对侧的螺钉对下一螺钉的置入进行精细调整。确定了进针点位置后，应用35 mm直径的磨钻去除后方的骨皮质，深度大约为5 mm。

　　33  开口器探入

　　一种称为椎弓根“红色出血面”［1］的出现就表明开口器进入了椎弓根底部的松质骨。但在较小的椎弓根中也许见不到这种情况，因为较小椎弓根内的松质骨十分有限。

　　将胸椎开口器(直径2 mm，钝头，前端略微弯曲)插入椎弓根松质骨内，插入时所用的力量通常要大于腰椎椎弓根。注意开始时开口器前方弯曲部分应朝外，这可以有效的避免穿透椎弓根的内侧壁。当开口器大约插入15～20 mm后(内侧已超过椎管底部)，拔出开口器，将弯曲的头端朝向内侧重新插入。对于青少年和大多数成年人来说，开口器需继续进入椎体的平均深度分别为：下胸椎30～40 mm，中胸椎25～30 mm，上胸椎是20～25 mm。在将开口器推进至理想的深度后，将其旋转180°为螺钉的置入创造空间。由于胸椎椎弓根很小，在用开口器插入椎弓根时应该以一种平稳和连续的方式推进，并有紧贴的感觉。如果开口器突然推进表明穿入了软组织，就有穿破椎弓根壁或椎体的危险。如果发生此类情况就应立即检查，尽可能的挽救椎弓根和避免并发症的产生。由于椎体前方和外侧的皮质并不是十分坚硬，并且容易被开口器的尖端穿破，操作医生必须十分谨慎。

　　34  球探探触和椎弓根长度测定

　　一旦拔出开口器，椎弓根通道就显现出来，仔细确认仅有血液流出，而不是脑积液(CSF)。并且如果出血量过多或有搏动性出血，就有可能是继发于穿透内侧壁的硬脑膜外出血。接着，应用球探探触5个不同的骨性面：底壁以及椎弓根四个壁［1］(内侧、外侧、上和下壁)。特别注意探触通道中上部交点处(通道的前10～15 mm)，因为这里正是椎管和椎弓根峡部所在的椎弓根区域。由此可确定是否深度(前部)不合适，或发现穿破椎弓根内侧、外侧或上、下壁(较少发生)，这绝对是一个关键步骤。如果触及软组织或缺口，就有机会重新将螺钉定向并置入椎弓根的合适部位，这样就可以保证螺钉完整的骨性边界。但是如果穿破任何一个壁包括内侧壁，就应立即挽救椎弓根。否则，将骨蜡涂在椎弓根通道入口上来阻止出血，并将椎弓根开口器转一个角度重新寻找一个更合适的进入通道。

　　在用球探确认5个骨性边界后，用止血钳夹住球探根部作标记并测量通道长度。如果觉得通道太浅，考虑重新置入开口器，并推进到合适的深度。

　　35  丝攻、再探触和螺钉置入

　　用比螺钉直径小05 mm的丝攻攻椎弓根通道。如果丝攻通过有困难，就用直径更小的重新丝攻椎弓根。接着，再用球探探触椎弓根通道，确保5个壁的完整性。然后重新用止血钳标记测量通道的长度并选择合适长度的螺钉。将螺钉沿着通道直线慢慢从椎弓根置入椎体，注意把握力度及方向。通常作者知道椎弓根直径较小的为T6和T7，以及上胸椎的凹侧(例如T3、T4)。可根据不同的节段选择不同长度和直径的螺钉置入。

　　36  术中X线透视及电生理监测

　　术中应用C-臂机X线透视确认螺钉的长度和位置。从冠状位，可以评价螺钉的协调位置；从矢状位上，可更清楚的评价螺钉的长短及位置，螺钉应该和上终板平行，并且不超过椎体的前界。同时应用术中触发肌电图(EMG)［8］监测螺钉置入，肌电图实际上是实时监测支配腹直肌群的胸神经根记录。Raynor等［8］认为如果在对特定患者置入螺钉时所触发的EMG阈值低于60 mA，并同时伴有比置入所有其他螺钉时的“平均”阈值下降65％或更多，这就警告操作者螺钉可能穿破了椎弓根的内侧壁。如果遇到这种情况，就应取出螺钉并再次用球探探触椎弓根壁。接着，依据第3次探触椎弓根壁的结果、X线透视上螺钉的位置以及在整个胸椎置入螺钉时的感觉来决定螺钉的重置或放弃。

　　4  徒手技术的安全性

　　据文献报道，应用徒手胸椎椎弓根螺钉置入技术，螺钉误置的发生率为3％～442％，螺钉相关的神经并发症为0％～09％。此外，螺钉可穿破椎体前部损伤重要血管或内脏，但这一并发症非常罕见，至今为止文献仅见 1例报道［9］。虽然许多研究已经报道胸椎椎弓根内侧壁的穿破率在 14％～14％之间，穿破范围为1～8 mm，但没有病例出现任何与穿破内侧壁相关的永久性神经、血管或肺部并发症。

　　根据本院5 a来对于徒手置入的326个胸椎椎弓根螺钉进行术后CT扫描，发现有6个螺钉穿破内侧壁皮质(在25～50 mm之间)，13个螺钉穿破外侧壁(在30～60 mm之间)。未见任何围手术期并发症以及术后的神经、血管及内脏并发症。并且通过对于所有患者的随访记录，没有发现任何与螺钉置入相关的神经、血管或内脏并发症。

　　这种与胸椎椎根螺钉置入不当相关的神经并发症的发生率较低主要归因于胸椎的独特特征。胸椎椎弓根的解剖特点显示内侧壁皮质要比外侧的厚。和腰椎相比，胸椎椎弓根螺钉的进针点更偏向腹侧。侧凸脊柱的凸侧和腹侧通常有足够的空间，因为硬膜囊和脊髓移向了凹侧和背侧。凹侧椎弓根向凸侧旋转增加了其与矢状面的交角，但凹侧的椎旁肌使得穿破椎弓根内侧壁更困难。用磨钻去除椎弓根进针点周围5 mm的椎板可使开口器的进入点在硬脊膜的腹侧，并十分靠近椎弓根峡部。由于胸椎这些独特的解剖特点以及当螺钉和椎弓根的直径比例超过65％、80％时，椎弓根壁可能存在可塑变形，因此在解剖清楚、操作熟练的前提下，应用徒手椎弓根螺钉置入技术固定畸形胸椎是安全的。

　　5  徒手技术的优点与缺点

　　51  徒手技术的优点  (1)不需要特殊的仪器设备，花费代价小；(2)具有完备的解剖理论根据，具有指导性，对于操作者来说可学习性强；(3)可重复操作，螺钉置入时间短，从而缩短了手术时间；(4)在操作者解剖关系熟悉及操作熟练的前提下，安全性高。

　　52  徒手技术的缺点  (1)在实际操作过程中很难准确确定进钉点的位置，具有一定的螺钉误置率；(2)由于胸椎椎弓根的毗邻组织及解剖结构，有发生神经、血管并发症的潜在风险；(3)操作步骤复杂，存在一定的学习曲线，需要经验积累；(4)解剖理论要求较高，并需根据胸椎椎弓根的变异调整进钉点，只有极具经验的脊柱外科医生才能完成。

　　6  总  结

　　显而易见，有许多方法可帮助外科医生安全的置入胸椎椎弓根螺钉。最常用的是在导航仪［3～4］的指导下，辅助手术者将螺钉置入。还有其他更先进的技术，应用CT扫描获得的成像来制造术中模型，从而帮助评价局部通道和螺钉置入。此外，外科医生也可在术中切开椎板，直接触及椎弓根内侧壁，从而保证螺钉不穿破内侧壁进入椎管。因此，作者强调，外科医生可应用他们所需要的任何东西将胸椎椎弓根螺钉置入。但是根据作者的实践经验，徒手技术是一种安全的胸椎椎弓螺钉置入方法，它不在术中应用任何其他方法和特殊装置，它对于治疗青少年特发性脊柱侧凸具有可靠的安全性，但是这种方法对于许多外科医生来说并不是最佳的，只有极具经验的脊柱外科医生才能胜任。

　　参考文献：

　　［1］  Kim YJ, Lenke LG, Birdwell KH, et al. Free hand pedicle screw placement  in the thoracic spine: is it safe［J］? Spine，2004，29(3):333-342.

　　［２］  Liljenqvist UR, Halm HF, Link TM. Pedicle screw instrumentation of the thoracic spine in idiopathic scoliosis［J］.Spine，1997，22(19):2239-2245.

　　［３］  Merloz P, Tonetti J, Pittet L, et al. Pedicle screw placement using image   guided techniques［J］.Clin Orthop，1998，(354):39-48.

　　［4］  Merloz P, Tonetti J, Eid A, et al. Computer assisted spine surgery［J］.Clin   Orthop，1997，(377):86-96.

　　［5］  O'Brien MF, Lenke LG, Mardjetko S, et al. Pedicle morphology in thoracic   adolescent idiopathic scoliosis: is pedicle fixation an anatomically viable   technique［J］? Spine，2000，25(18):2285-2293.

　　［6］  Xu R, Ebraheim NA, Ou Y. Anatomical considerations of pedicle screw placement in the thoracic spine. RoyCamille technique versus openlamina  technique［J］.Spine，1998，23:1065-1068.

　　［7］  Suk SI, Kim W J, Lee SM, et al. Thoracic pedicle screw fixation in spinal   deformitiesare they really safe［J］? Spine,2001,26:2049-2057.

　　［8］  Heini P, Scholl E, Wyler D, et al. Fatal cardiac tamponade associated with posterior spinal instrumentation: a case report［J］. Spine,1998,23:2226-2230.

　　［9］  Raynor BA, Lenke LG, Kim YJ, et al. Can triggered EMG thresholds predict safe thoracic pedicle screw placement［R］?  Scoliosis Research Society Annual Meeting;September，2001，Cleveland, Ohio.

　　(第二军医大学附属长海医院骨科， 上海长海路174号 200433)