經(jīng)胸椎椎弓根-肋骨途徑置釘固定中上位胸椎

洪有志，吳小濤，莊蘇陽(yáng)，洪 鑫，劉夕友

中上位胸椎的創(chuàng)傷、退行性疾病、畸形、腫瘤是骨科臨床中的常見疾病，手術(shù)是該類重癥患者唯一的治療途徑。椎弓根固定技術(shù)則是該類手術(shù)中至關(guān)重要的技術(shù)，但是由于中上胸椎的自身解剖特點(diǎn)使椎弓根螺釘?shù)闹萌敕浅＠щy，風(fēng)險(xiǎn)高，置釘失敗導(dǎo)致的胸椎脊髓損傷、椎體周圍大血管損傷、椎弓根骨折、胸椎神經(jīng)根損傷等并發(fā)癥時(shí)有發(fā)生，成為臨床棘手問題［1-2］。國(guó)外學(xué)者Husted 等［3］近年來又提出了胸椎椎弓根-肋骨(in-out-in)途徑置釘?shù)母拍罴胺椒?。胸椎肋橫突結(jié)合區(qū)比椎弓根要寬(前者橫徑約是后者的3 倍)，理論上足夠置入比椎弓根螺釘直徑更大、長(zhǎng)度更長(zhǎng)的螺釘進(jìn)行脊柱內(nèi)固定［3］。已有不少學(xué)者對(duì)此途徑置釘?shù)陌踩院涂煽啃杂枰钥隙ǎ?-5］，但該途徑置釘在實(shí)際操作中存在諸多困難和未解決的問題，比如其進(jìn)釘點(diǎn)的具體選擇依據(jù)等。本研究采用隨機(jī)、對(duì)照法，建立人尸體胸椎標(biāo)本模型進(jìn)行置釘，結(jié)合椎弓根途徑對(duì)“in-out-in”途徑的安全性、牢靠性及其進(jìn)釘點(diǎn)的選擇進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料

選取6 具成人防腐尸體，生前無脊柱及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，由東南大學(xué)解剖教研室提供，將C7～L1的脊柱及相連的肋骨(長(zhǎng)約10 cm)從尸體上離斷，保留背部皮膚及肌肉，制成胸椎標(biāo)本。

1.2 設(shè)備

胸椎置釘手術(shù)器械1 套，不同規(guī)格的鈦合金椎弓根螺釘(直徑為3.5～6.5 mm，長(zhǎng)度為30～55 mm)數(shù)十枚，由北京富樂公司提供。常規(guī)骨科手術(shù)器械1 套，德國(guó)西門子64 層螺旋CT、美國(guó)GE DR攝片機(jī)，由東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院提供。

1.3 方法

將制成的6 具胸椎標(biāo)本共12 側(cè)隨機(jī)分成3 組，4 側(cè)為1 組，每組置入螺釘40 枚(見圖1)。從尸體中隨機(jī)選取4 側(cè)作為A 組，從T1～10經(jīng)經(jīng)典的椎弓根途徑置入螺釘，采用徒手置釘法［6］置入螺釘，螺釘直徑為4 mm(T1～8)、4.5 mm(T9～10)。剩下未置釘?shù)臉?biāo)本隨機(jī)選取4 側(cè)作為B 組，進(jìn)釘點(diǎn)選取橫突中外1/3 靠近橫突上緣處，從椎弓根-肋骨途徑置釘，螺釘直徑選為6 mm(T1～8)、6.5 mm(T9～10)。尸體標(biāo)本中剩下的未置釘?shù)? 側(cè)作為C 組，進(jìn)釘點(diǎn)選取肋橫突關(guān)節(jié)間隙處頭側(cè)，從椎弓根-肋骨途徑置釘，螺釘直徑選為6 mm(T1～8)、6.5 mm(T9～10)。

圖1 置釘標(biāo)本Fig.1 Setting screws into human cadaveric

將所有置釘后的標(biāo)本進(jìn)行X 線檢查，攝胸椎正側(cè)位X 線片(見圖2)。行CT 平掃檢查，平掃T1～10，掃描層厚2 mm，要求能較好的顯示鈦釘?shù)奈恢眉搬數(shù)澜Y(jié)構(gòu)。對(duì)攝片及掃描的結(jié)果進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。測(cè)量時(shí)采用電腦HIS 系統(tǒng)隨機(jī)測(cè)量軟件，精確度為0.02 mm(見圖3)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本研究采用SPSS 13.0 統(tǒng)計(jì)軟件，方法為χ2檢驗(yàn)及方差分析，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)α =0.05;3 組間兩兩比較，α=0.017。

2 結(jié) 果

圖2 置釘后X 線片F(xiàn)ig.2 Roentgenographs after screws placed

圖3 置釘后CT 示釘?shù)兰捌涓鹘M成部分Fig.3 CT after screws placement show screws channel and length of each component

6 具尸體共置入120 枚螺釘，A、B、C 組各40枚。所有標(biāo)本攝正側(cè)位X 線片，提示螺釘位置均較滿意，進(jìn)入椎體的深度也較滿意，未見螺釘穿入椎間隙及突破椎體前緣。CT 平掃顯示3 組置入螺釘?shù)尼數(shù)澜Y(jié)構(gòu)各不相同。

2.1 螺釘?shù)恼`置率

A 組誤置率為32.5%，B 組為5.0%。C 組為7.5%(見表1)。比較3 組的誤置率并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Fisher 精確概率法，得出A 組誤置率顯著高于B、C 2 組，B 組和C 組誤置率基本相當(dāng)。

2.2 螺釘釘?shù)赖目傞L(zhǎng)度

比較3 組螺釘釘?shù)揽傞L(zhǎng)度并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方差分析法，得出A 組的螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度明顯短于B、C 2 組，B 組和C 組的釘?shù)篱L(zhǎng)度相當(dāng)(見表2)。

2.3 椎弓根-肋骨途徑釘?shù)澜M成

B 組的釘?shù)乐饕蓹M突、肋骨椎弓根、椎體3 部分組成，C 組的釘?shù)乐饕衫吖亲倒⒆刁w2 部分組成(見圖3)。螺釘位于肋骨椎弓根部分定義為螺釘?shù)姆枪切酝ǖ啦糠郑瑴y(cè)量螺釘釘?shù)澜M成各部分的長(zhǎng)度，計(jì)算出非骨性通道長(zhǎng)度占釘?shù)廊L(zhǎng)的百分比(見表3)。對(duì)B、C 2 組螺釘數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，方法為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方差分析法，得出B 組各椎體非骨性通道占釘?shù)廊L(zhǎng)的百分比小于C 組。

3 討 論

3.1 經(jīng)椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)陌踩约斑M(jìn)釘點(diǎn)的選擇

胸椎特別是T4及其以上椎體的椎弓根較細(xì)且呈腎型結(jié)構(gòu)［7-10］，鄰近大血管及重要臟器，加之個(gè)體差異較大，故中上位胸椎經(jīng)椎弓根途徑徒手置入螺釘固定的難度較大，極具經(jīng)驗(yàn)的脊柱外科醫(yī)師才能勝任［11］。學(xué)者們通過解剖學(xué)研究提出了胸椎旁路置釘法，亦稱經(jīng)椎弓根-肋骨(in-out-in)途徑固定。

表1 誤置數(shù)Tab.1 Misplacement cases

表2 螺釘釘?shù)揽傞L(zhǎng)度表Tab.2 Total length of screw channel

表3 非骨性部分長(zhǎng)度占釘?shù)廊L(zhǎng)百分比Tab.3 Percentage of non-bony part to total length of screw channel

鑒于有些學(xué)者對(duì)其安全性的質(zhì)疑，本研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，從實(shí)驗(yàn)可以看出A 組螺釘?shù)恼`置率高達(dá)32.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于B、C 2 組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，驗(yàn)證了“in-out-in”途徑置釘固定中上段胸椎從安全性角度考慮有其明顯優(yōu)勢(shì)?！癷n-out-in”途徑置釘固定中上位胸椎，理想的通道為經(jīng)肋橫突結(jié)合區(qū)，按一定角度［橫截角(transverse screw angle，TSA)和矢狀角(sagittal screw angle，SSA)］，將螺釘安全準(zhǔn)確的置入椎體前1/3。由于部分釘?shù)牢挥谧倒吖侵g的非骨性部，缺乏完整的骨性限制，確定及術(shù)中操作如何控制TSA 和SSA 顯得尤為關(guān)鍵，而TSA 和SSA 的角度變化及術(shù)中操作的控制明顯和進(jìn)釘點(diǎn)的選擇關(guān)系密切。

本研究前期實(shí)驗(yàn)已測(cè)椎弓根-肋骨途徑置釘在橫斷面上最大安全角度、最小安全角度及安全角度范圍［12］，參照此數(shù)值及術(shù)前影像學(xué)檢查結(jié)果，并充分考慮個(gè)體的差異性，不難估算出較為準(zhǔn)確的待置釘各個(gè)胸椎的TSA。C 組TSA 較B 組大，給安裝矯形棒和對(duì)側(cè)胸椎置釘帶來困難。

由于肋骨小頭上移與上位椎體形成肋椎關(guān)節(jié)，故肋骨高于橫突，此時(shí)橫突中下部缺乏肋骨保護(hù)，如果從橫突中線進(jìn)釘螺釘偏下容易損傷血管神經(jīng)及胸膜，本實(shí)驗(yàn)出于此方面因素的考慮將B 和C 組在縱向上的進(jìn)釘點(diǎn)均設(shè)計(jì)為靠近橫突頭側(cè)。螺釘在矢狀面上的進(jìn)釘點(diǎn)相對(duì)固定，故螺釘在矢狀面上的活動(dòng)范圍完全由SSA 來決定。本實(shí)驗(yàn)結(jié)合椎弓根途徑的F 角、進(jìn)釘點(diǎn)的選擇及之前的置釘經(jīng)驗(yàn)，術(shù)中置釘時(shí)對(duì)于SSA 加以考慮，其結(jié)果令人滿意。

故本研究認(rèn)為經(jīng)椎弓根-肋骨途徑置釘時(shí)只要熟悉解剖關(guān)系，設(shè)計(jì)好進(jìn)釘點(diǎn)和一定的TSA 和SSA，其安全性風(fēng)險(xiǎn)明顯低于經(jīng)典椎弓根途徑置釘。

3.2 經(jīng)椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)睦慰啃约斑M(jìn)釘點(diǎn)的選擇

通過椎弓根固定能提供脊柱三柱最穩(wěn)定的固定，牢靠性值得信賴。椎弓根-肋骨途徑置釘固定有部分螺釘釘?shù)牢挥谧倒吖墙Y(jié)合的非骨性部位，其固定的牢靠性受到學(xué)者的熱議。眾多學(xué)者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究2 種固定的生物力學(xué)差異，認(rèn)為兩者之間無顯著性差異，從而得出結(jié)論肋橫突結(jié)合區(qū)螺釘足以為脊柱提供堅(jiān)固的固定［4-5］。其原因大致可歸納為下幾點(diǎn):①中上位胸椎椎弓根冠狀面為橢圓形，峽部橫徑細(xì)小，成為限制螺釘置入直徑的關(guān)鍵因素［13］。而通過椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)臋M徑和縱徑均較大，故能選擇直徑遠(yuǎn)大于椎弓根途徑置釘?shù)穆葆敚ㄟ^增加螺釘?shù)耐鈴絹硖岣吖潭ǖ纳锪W(xué)效果。本研究中B、C 2 組選擇置入螺釘?shù)闹睆矫黠@大于A 組。②肋橫突結(jié)合區(qū)置釘平均進(jìn)釘深度明顯大于椎弓根途徑進(jìn)釘深度，故經(jīng)肋橫突結(jié)合區(qū)能置入較椎弓根途徑長(zhǎng)度更長(zhǎng)的螺釘，本研究對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證。螺釘進(jìn)入越深其固定牢靠性越好。③椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)穆葆敶蟛糠轴旙w處于椎弓根內(nèi)，小部分在間隙內(nèi)和肋骨頸內(nèi)，由于椎弓根肋橫突結(jié)合體完整，其對(duì)椎弓根螺釘仍有相當(dāng)?shù)陌殉至Γ?4］。

本研究認(rèn)為經(jīng)椎弓根-肋骨途徑置釘固定中上位胸椎在牢靠性上有一定保障，但是不同進(jìn)釘點(diǎn)在固定強(qiáng)度上差異明顯。

本研究認(rèn)為C 組的TSA 稍大于B 組，理論上可以置入較B 組稍長(zhǎng)的螺釘，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示B、C 2 組釘?shù)揽傞L(zhǎng)度差異從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度分析無顯著性意義，究其原因可能和2 組進(jìn)釘點(diǎn)相距較近，TSA 的差別有限。研究顯示C 組所占的非骨性部分比例明顯大于B 組。因?yàn)? 組總釘?shù)篱L(zhǎng)度相當(dāng)，置釘途徑相同，其所用螺釘?shù)闹睆较嗤?，由此可以推理出C組固定的牢靠性不如B 組。原因推理如下:從CT測(cè)量結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)B 組進(jìn)釘點(diǎn)釘?shù)烙蓹M突、肋橫突結(jié)合部和椎體組成。而C 組進(jìn)釘點(diǎn)螺釘直接由肋橫突關(guān)節(jié)間隙進(jìn)入椎體，并不經(jīng)過橫突，而橫突部分雙層骨皮質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)螺釘起重要的把持作用。換個(gè)角度來看C 組的進(jìn)釘點(diǎn)經(jīng)肋橫突關(guān)節(jié)，相對(duì)較為穩(wěn)定的椎弓根肋骨單位的連接結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而對(duì)置入其中的螺釘?shù)陌殉至σ鄷?huì)有所下降。鑒于以上分析，本研究認(rèn)為就B、C 2 組螺釘?shù)牡墓潭◤?qiáng)度來說，B 組的進(jìn)釘點(diǎn)更為合理。

本研究從比較3 組螺釘誤置率的方面驗(yàn)證椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)陌踩詢?yōu)于椎弓根途徑。又從比較3 組的螺釘釘?shù)揽傞L(zhǎng)度的方面間接的驗(yàn)證了椎弓根-肋骨途徑置釘?shù)墓潭◤?qiáng)度可由其能夠置入更長(zhǎng)的螺釘加以保障。B、C 2 組釘?shù)揽傞L(zhǎng)度比較后差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，B 組的非骨性部分較少，從而間接驗(yàn)證B 組的進(jìn)釘點(diǎn)固定牢靠性更為理想。結(jié)合安全性和固定強(qiáng)度的考慮，加之操作方便的因素，本研究認(rèn)為選橫突中外1/3 頭側(cè)為進(jìn)釘點(diǎn)經(jīng)椎弓根-肋骨途徑置釘固定中上位胸椎較為理想。由于本實(shí)驗(yàn)在驗(yàn)證其固定強(qiáng)度時(shí)未作抗拔出力測(cè)試，此方面是繼續(xù)努力及研究的方向之一。

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