以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面及棘突為參照定位腰椎椎弓根的臨床置釘研究

李德亨，毛廣平，劉金龍，李洋，周幸，趙建寧，王與榮

（1.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床學(xué)院，江蘇 南京 210002；2.山東省聊城市人民醫(yī)院脊柱外科，山東 聊城252000；3.江蘇省啟東市人民醫(yī)院骨科，江蘇 南通 226200）

脊柱內(nèi)固定技術(shù)是治療脊柱疾患常用方法，其中經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)是目前最常用的后路脊柱內(nèi)固定治療手段。由于椎體周圍毗鄰許多重要血管、神經(jīng)、重要臟器等組織、器官，置入螺釘時有損傷周圍組織帶來嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險[1]。內(nèi)固定術(shù)成敗的關(guān)鍵是螺釘能否準(zhǔn)確的經(jīng)椎弓根到達椎體。關(guān)節(jié)突、棘突及椎弓根起源于同一骨化中心，它們之間的相對位置恒定，通過參照關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面和棘突來尋找椎弓根、定位進釘點是本研究的原理基礎(chǔ)[2]，希望可以提供一種新的腰椎手法置釘方法彌補傳統(tǒng)手法置釘之不足。

1 資料與方法

1.1 一般資料

（1）選取2010-2013年我科腰椎疾患病人腰椎CT三維重建數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)所制作的快速成型腰椎模型共26具（快速成型模型為患者1：1實物模型，誤差在0.3 mm以內(nèi)[3]），除去腰椎真性滑脫、爆裂骨折、嚴(yán)重側(cè)彎等因素破壞棘突、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面 與椎弓根正常解剖關(guān)系的椎節(jié)后，剩余55椎節(jié)，其中L1-L5分別為7、13、11、14、10椎節(jié)。測量前對部分模型棘突及關(guān)節(jié)面處的增生骨贅做了適當(dāng)清理，以便測量并增加精確性。于模型上通過椎間孔和側(cè)方能夠觀察到椎弓根的上面和側(cè)面，兩面上分別標(biāo)記出椎弓根軸線位置M1和M2，M1與M2在后方的交點A即為椎弓根后方進釘點，工業(yè)用游標(biāo)卡尺（精確度為0.02 mm）測量椎弓根后方進釘點A距關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣關(guān)節(jié)線（N）的水平距離（D），測量椎弓根后方進釘點A到上位椎節(jié)下關(guān)節(jié)突下緣水平線（H）的垂直距離（K），使用萬能量角器（精確度為2°）測量棘突上緣中段切線（I）與椎弓根側(cè)方軸線（M2）夾角即頭傾角（α角），（圖1）。由于模型上測量椎弓根外展角易導(dǎo)入較大的誤差，故我們術(shù)前利用CT平掃影像測量患者外展角（e角），較模型測量提高準(zhǔn)確性[2]。（2）選取2010-2013年腰椎手術(shù)經(jīng)椎弓根內(nèi)固定，且術(shù)后有CT驗證螺釘位置的56例患者，其中胸腰椎骨折34例，腰椎間盤突出癥15例，腰椎不穩(wěn)5例，腰椎管內(nèi)腫瘤2例。其中男29例，女27例，年齡19～68歲，平均44.59歲。共置入螺釘223枚，其中L147枚，L256枚，L333枚，L444枚，L543枚。

1.2 臨床治療

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備

入院后給予患者相關(guān)對癥治療，術(shù)前常規(guī)拍攝DR腰椎正側(cè)位、CT腰椎平掃+三維重建（層厚0.7-1.2 mm）、MRI腰椎平掃。DR腰椎側(cè)位片上觀察棘突上緣中段與椎弓根位置關(guān)系，測量頭傾角大小。CT平掃影像測量關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣距椎弓根軸線水平距離（D）、外展角（e）（圖2a），明確關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面增生情況、有無變異等。通過DR、CT及MRI明確疾患類型、需要固定及融合的節(jié)段。術(shù)前DR及CT各項測量數(shù)據(jù)均采用Centricity Enterprise Web V3.0軟件（通用電氣公司醫(yī)療系統(tǒng)部的專業(yè)圖像處理軟件，精度分別為0.01 mm、0.1°）進行觀測。

1.2.2 內(nèi)固定器械

所有內(nèi)固定器械均為標(biāo)準(zhǔn)椎弓根螺釘釘棒系統(tǒng)，視病情、病損情況決定內(nèi)固定螺釘數(shù)目及使用1～2個橫連連接。螺釘長度35～50 mm，直徑5.5～7.0 mm。材料均為鈦合金。根據(jù)病情需要行經(jīng)椎間孔腰椎體間融合。

1.2.3 手術(shù)方法

所有患者采取全身麻醉，俯臥位，常規(guī)消毒鋪巾，腰背部正中切口，由棘突兩側(cè)剝離椎旁肌肉至關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面外側(cè)緣，紗布填塞，全椎板拉鉤充分顯露椎板。觸摸棘突上緣較為平坦的中段區(qū)域水平線作為定位椎弓根進釘點的橫向基線（圖2b），巾鉗提拉置釘椎節(jié)棘突觀察關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面錯動位置尋找關(guān)節(jié)線，由關(guān)節(jié)線外開D值（由術(shù)前CT影像測得）的縱線作為定位椎弓根進釘點的縱向基線（圖2c），橫向基線與縱向基線的交點為椎弓根后方進釘點。少量咬除進釘點表面的部分骨皮質(zhì)，開路椎開孔，開路器頭傾α角、外展e角（α角和e角均由該患者影像測得）開路，探針探查，確定釘?shù)雷钸h端及側(cè)壁是否均為骨性結(jié)構(gòu)，插入定位針，“C”臂機透視確定無誤后，擰入合適長度、直徑的椎弓根螺釘。

圖1 a、b、c腰椎模型椎弓根上方及側(cè)方分別標(biāo)記椎弓根軸線M1、M2及M1與M2交點即進釘點A；d測量進釘點A距關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣水平距離（D）、進釘點A距上位椎節(jié)下關(guān)節(jié)突下緣水平線垂直距離（K）；e測量棘突上緣中段切線與椎弓根側(cè)方軸線M2的夾角（α角）

圖2 a E：關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣；C：椎弓根內(nèi)壁；GE：關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣距椎弓根軸線距離（D）；EC：關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣與椎弓根內(nèi)壁連線（根面直線）；e：外展角；γ：根面角b觸摸棘突上緣中段確定進釘點橫向基線，c關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)線向外側(cè)旁開D距離確定進釘點縱向基線。

1.2.4 術(shù)后處理

術(shù)后置負壓引流約兩天，少于50 ml后拔除，適量脫水、止血，頭孢二代預(yù)防感染1～2天等對癥治療，術(shù)后2～3周后佩戴腰圍下地活動，臥床期間適當(dāng)床上四肢功能鍛煉。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 患者術(shù)后均行CT腰椎平掃+三維重建明確椎弓根螺釘位置。使用醫(yī)生工作站自帶的Centricity Enterprise Web V 3.0軟件調(diào)取患者CT圖像進行螺釘評價。

1.3.2 將全部置入的椎弓根螺釘分為完全在椎弓根內(nèi)的螺釘和穿破皮質(zhì)的椎弓根螺釘。其中完全在椎弓根內(nèi)的螺釘稱為安全螺釘，穿破椎弓根皮質(zhì)的螺釘分為相對風(fēng)險螺釘和絕對風(fēng)險螺釘（表1）。

表1穿破椎弓根皮質(zhì)螺釘評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 椎弓根內(nèi)螺釘總數(shù)/置釘總數(shù)=準(zhǔn)確率，穿出椎弓根皮質(zhì)螺釘總數(shù)/置釘總數(shù)=風(fēng)險率，絕對風(fēng)險螺釘總數(shù)/置釘總數(shù)=絕對風(fēng)險率。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

1.4.1 使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計，分析模型組與CT影像組D值數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，比較兩組方法測量相同椎節(jié)D值的差異性，兩樣本方差齊性時使用獨立樣本t檢驗，方差不齊時使用t'檢驗，以P＜0.05為顯著差異。

1.4.2 使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計，分析模型組D值數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，比較D值在L1-L5不同椎節(jié)間的差異性，方差齊性時使用完全隨機設(shè)計的方差分析，方差不齊時使用Tamhane檢驗，以P＜0.05為顯著差異。

1.4.3 使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計，分析模型組K值是否符合正態(tài)分布，分析K值在L1-L5不同椎節(jié)間差異性，方差齊性時使用完全隨機設(shè)計的方差分析，方差不齊時使用Tamhane檢驗，以P＜0.05為顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，所有26具模型共55椎節(jié)椎弓根上方軸線均位于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣外側(cè)，椎弓根側(cè)方軸線均相對于棘突上緣中段切線向頭側(cè)成角。

2.2（1）經(jīng)統(tǒng)計分析，模型組L1-L5椎節(jié)D值分別為5.37±1.13 mm、5.48±1.23 mm、7.24±2.13 mm、7.77±2.14 mm、9.87±2.55 mm。模型組及CT影像組D值數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，并且方差齊性，采用獨立樣本t檢驗，兩組相同椎節(jié)間D值于L1-L4椎節(jié)無明顯差異性，L5椎節(jié)差異性有統(tǒng)計學(xué)意義（表2）。由于模型組L1-L5組間方差不齊，故采用Tamhane檢驗，經(jīng)統(tǒng)計分析得出L1-L2、L3-L4椎節(jié)間差異性無統(tǒng)計學(xué)意義，其余各椎節(jié)相比較差異性均有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2快速成型模型組測量關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣距椎弓根軸線水平距離D（mm）

（2）經(jīng)統(tǒng)計分析，模型組L1-L5椎節(jié)K值分別為1.00±1.23 mm、0.89±1.34 mm、1.17±1.44 mm、0.80±1.19 mm、0.99±1.54 mm，K值數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，L1-L5椎節(jié)間方差齊性，采用完全隨機設(shè)計的方差分析，L1-L5組間差異性無統(tǒng)計學(xué)意義，將K值合并，K值=0比率為61.82%（68/110），K值≤2比率為80.91%（89/110）。

（3）經(jīng)統(tǒng)計分析，L1-L5椎節(jié)α角分別為：7.14±2.27°、7.69±2.43°、8.73±3.61°、10.43±4.09°、15.00±5.19°，呈逐漸增大趨勢，L5椎節(jié)α角明顯大于其他椎節(jié)。

2.3 臨床共置入椎弓根螺釘223枚，11枚穿破皮質(zhì)，9枚相對風(fēng)險螺釘，2枚絕對風(fēng)險螺釘，準(zhǔn)確率95.07%，風(fēng)險率4.93%，絕對風(fēng)險率0.90%（表3、4）。

所有患者術(shù)后住院及隨訪期間無神經(jīng)血管損傷并發(fā)癥及斷釘、斷棒、螺釘松動等情況（圖3）。

圖3 腰椎管狹窄患者使用該法置釘，術(shù)后復(fù)查提示內(nèi)固定在位穩(wěn)定，進釘點、外展角、頭傾角合適

表3關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面-棘突法臨床置釘結(jié)果

3 討論

3.1 個體化置釘必要性

經(jīng)椎弓根內(nèi)固定技術(shù)是脊柱外科的一個飛躍性發(fā)展，臨床開展20余年來，證明了它的必要性和有效性。該技術(shù)的主要難點是如何由腰椎后方不很規(guī)則而繁雜的結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)確的尋找到進釘點。為此學(xué)者們多年努力總結(jié)研究出許多置釘方法，這些方法主要是通過大量的人體骨骼解剖而得到椎弓根的后方位置規(guī)律特點，統(tǒng)計其數(shù)據(jù)而總結(jié)得來，臨床應(yīng)用證明這些方法可行并較好的解決了臨床問題[4-7]。但在使用中各個方法仍存在著一些不足，最終導(dǎo)致的是置釘準(zhǔn)確性問題，它關(guān)系到術(shù)中風(fēng)險和術(shù)后固定效果。目前腰椎各種手法置釘準(zhǔn)確率在83%左右[8，9]，分析其原因考慮每種置釘方法應(yīng)用時采用的數(shù)據(jù)來自解剖統(tǒng)計均值所致。對于患者，個體與個體之間存在著差異：包括男女性別的不同，年齡的不同，體重的不同，身高的不同，疾患、損傷的不同，節(jié)段的不同，甚至同一節(jié)段左右的不同，這些不同就導(dǎo)致了人們的骨骼的差異性，置釘時使用統(tǒng)計均值可能難免介入誤差而影響置釘準(zhǔn)確率。目前常用的手法置釘法經(jīng)臨床驗證能夠用于大部分患者，但對克服患者個體變異方面或多或少的存在著缺陷，置釘也就難免會產(chǎn)生可能的偏差。由此有學(xué)者提出了個體化置釘[10]，即針對每個椎弓根通過其影像學(xué)檢查確定進釘點、進釘方向以及大小合適的椎弓根螺釘，增加置釘準(zhǔn)確率，降低手術(shù)風(fēng)險。近些年，計算機導(dǎo)航輔助置釘方法[11，12]逐漸應(yīng)用于臨床，高科技的應(yīng)用為臨床個體化置釘提供了可靠的保障，具有很好的應(yīng)用前景。但目前在這種高科技輔助設(shè)備未普及情況下，尋求一種個體化的手法置釘法仍十分必要，一般醫(yī)院可普及，醫(yī)生應(yīng)用起來也十分方便、快捷，可以彌補其他傳統(tǒng)手法置釘方法之不足。

3.2 測量結(jié)果與可行性分析

解剖學(xué)上腰椎小關(guān)節(jié)面趨于前后位走向，X線極易穿透關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)軟骨及周圍非骨性組織，再加上脊柱骨骼以松質(zhì)骨為主，所以關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在DR影像片上能夠清晰顯示，CT影像上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)走形更為明了，這就為術(shù)前精確測量提供可能。另外Centricity Enterprise Web V3.0軟件精度較高，為測量提供保障。對于椎弓根軸線的確定，為統(tǒng)一化測量減少誤差，我們選取CT平掃圖像上平行上終板的腰椎軸位最寬的一張，且以經(jīng)過椎體最大橫徑四等分最外側(cè)等分點的直線為椎弓根軸線[2]（圖2a）。

以往的研究表明，腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣距椎弓根軸線距離D值相對恒定，所以利用關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣定位椎弓根理論上來說切實可行[2]。模型組與CT影像組測量D值比較，L1-L4椎節(jié)間差異性無統(tǒng)計學(xué)意義，這表明CT影像測量數(shù)據(jù)與模型測量數(shù)據(jù)基本吻合。但在L5椎節(jié)有統(tǒng)計學(xué)差異，考慮由于L5關(guān)節(jié)突嚴(yán)重增生比率較高，測量中骨贅影響而導(dǎo)致誤差較大。CT影像及模型測量時發(fā)現(xiàn)兩種不同測量方法所測得的D值于L1-L5椎節(jié)均逐漸遞增，這說明通常情況下進釘點從L1-L5逐漸偏外，外展角也逐漸增大，這一規(guī)律可作為術(shù)中參考。棘突上緣中段切線與椎弓根軸線夾角（α角）即頭傾角，L1-L5椎節(jié)逐漸增大，L1-L4椎節(jié)間差別較小，L5椎節(jié)頭傾角明顯增大，約為15°左右。

與此同時，我們利用模型測量上位椎節(jié)下關(guān)節(jié)突下緣水平線與椎弓根軸線的位置關(guān)系，共測量110例小關(guān)節(jié)，重疊（K值=0）率為61.82%（68/110），距離2 mm以內(nèi)（K值≤2）的比率為80.91%（89/110）。實際上椎弓根管口不是一個點而是一個區(qū)域，如果在其中心點周圍2 mm內(nèi)（合適的外展角和頭傾角）置釘都是安全的，故使用上位椎節(jié)下關(guān)節(jié)突下緣水平線作為定位進釘點的橫向基線同樣可行，為手法置釘提供了多元化的參考。

就風(fēng)險性來看所有穿破椎弓根的螺釘都存在一定風(fēng)險，為了更好的評估風(fēng)險性，我們將椎弓根外螺釘稱作風(fēng)險螺釘，其所占的比率稱作風(fēng)險率。椎弓根外螺釘偏移率大小、偏移部位不同，其風(fēng)險性不同。因此將椎弓根外螺釘又分為相對風(fēng)險螺釘及絕對風(fēng)險螺釘。椎弓根外螺釘越多，風(fēng)險率越高，但真正引起風(fēng)險的是絕對風(fēng)險螺釘，這部分螺釘不管是偏移率大或小，都是臨近神經(jīng)、血管等重要組織結(jié)構(gòu)或臟器（表1）。相對風(fēng)險螺釘雖突破椎弓根壁，但它們離重要組織結(jié)構(gòu)有一段距離，有潛在風(fēng)險，和絕對風(fēng)險螺釘相比，其風(fēng)險率較低，可能力學(xué)性能受一定影響。本研究共置入椎弓根螺釘223枚，完全在椎弓根內(nèi)的螺釘212枚，穿破皮質(zhì)的螺釘共有11枚，穿破椎弓根外側(cè)皮質(zhì)螺釘9枚（穿破距離均小于4 mm），穿破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)螺釘2枚，相對風(fēng)險螺釘9枚，絕對風(fēng)險螺釘2枚，未出現(xiàn)穿破椎弓根上下緣皮質(zhì)螺釘，準(zhǔn)確率95.07%，風(fēng)險率4.93%，絕對風(fēng)險率0.90%。而與我們以往使用傳統(tǒng)手法置釘?shù)难芯肯啾龋痉ㄖ冕敎?zhǔn)確率較之提高，而且風(fēng)險率及絕對風(fēng)險率降低[13]，說明關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面-棘突法是一種安全有效的置釘方法。本研究所有患者住院及隨訪期間內(nèi)固定位置良好，未出現(xiàn)神經(jīng)、血管等損傷并發(fā)癥及螺釘松動、斷釘、斷棒等情況（圖3）。

3.3 本法置釘優(yōu)缺點及注意事項

3.3.1 本法優(yōu)點 關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面、棘突與椎弓根解剖關(guān)系在術(shù)前影像上容易觀察測量，術(shù)中易于顯露，以其定位椎弓根可以克服復(fù)雜變異，操作簡易，較少依賴術(shù)者經(jīng)驗，能夠滿足個體化置釘需要。故術(shù)前參考影像測量數(shù)據(jù)進行個體化置釘比單純使用傳統(tǒng)解剖學(xué)標(biāo)志置釘更為可靠，有助于提高置釘成功率以及減少并發(fā)癥[14]。

根據(jù)研究表明，由于椎弓根軸線通常位于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣外側(cè)，并且椎弓根軸線與根面直線（關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣與椎弓根內(nèi)壁連線）在L1、L2椎節(jié)上基本平行，L3-L5椎節(jié)外展角（e）與根面角（γ）僅相差5°左右[2]（圖2a）。故我們在選取進釘點縱向基線時，術(shù)前測量關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣距椎弓根軸線的水平距離D，術(shù)中由關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面后緣向外側(cè)旁開D距離，這樣避免了進釘點偏內(nèi)，只要術(shù)中置釘時不突破關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面，一般不會穿破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)，術(shù)中只需要提拉棘突明確關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面即可，這樣增加了置釘安全性，這點在臨床置釘時得到證明（穿破椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)螺釘數(shù)量僅有2枚）。本法在選取橫向基線時，采用棘突上緣中段作為定位椎弓根軸線的參考標(biāo)志。研究表明棘突上緣投影于椎弓根縱徑的Ⅱ區(qū)、Ⅲ和Ⅳ區(qū)的概率分別為12.0%、73.4%、14.2%[2]，故棘突上緣中段距椎弓根軸線垂直距離較近，在此三個區(qū)域內(nèi)置釘都是可行的。進釘點確定后按照術(shù)前測量的外展角、頭傾角進行置釘，真正做到個體化置釘。不僅如此，該法無需暴露橫突，減少了對周圍肌肉韌帶損傷，減少了手術(shù)創(chuàng)傷，對于橫突變異、損傷的患者特別適合。

3.3.2 本法不足 （1）腰椎真性滑脫時由于椎體向前滑脫，而棘突等附件滯留后方，導(dǎo)致關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面位置破壞以致術(shù)中無法辨認，加上無法以棘突定位進釘點的橫向基線，故對于真性滑脫病人本法置釘并不適合；（2）嚴(yán)重脊柱側(cè)凸及骨折患者，椎弓根與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面、棘突的解剖關(guān)系常常紊亂，此時不宜使用此法定位；（3）關(guān)節(jié)突增生嚴(yán)重、關(guān)節(jié)面融合等情況下運用此法也會影響置釘準(zhǔn)確性。

3.3.3 注意事項 （1）對于關(guān)節(jié)突增生的患者，若術(shù)中視野暴露不清，未清除增生的骨贅而盲目置釘，該種情況下容易導(dǎo)致進釘點偏離；（2）術(shù)中應(yīng)觸摸棘突上緣中段骨性結(jié)構(gòu)，而不能誤將棘間或棘上韌帶作為定位標(biāo)志，否則會導(dǎo)入誤差；（3）應(yīng)用本法置釘時，手術(shù)中影像透視仍然是必要的，個體化置釘不能夠保持絕對的準(zhǔn)確，因為目測誤差不能完全克服。

總之，目前腰椎椎弓根定位方法多種多樣，盡管導(dǎo)航系統(tǒng)是最精確的方法，但目前還不能廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)手法置釘仍占主流地位，而各種傳統(tǒng)手法置釘方法使用起來各有利弊，臨床醫(yī)生應(yīng)該掌握多種定位椎弓根的方法以應(yīng)對各種特殊情況。因此尋找一種創(chuàng)傷小、簡單實用的個體化手法置釘定位方法很有必要。通過本研究證明，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面-棘突法置釘法應(yīng)用于臨床，準(zhǔn)確率高、風(fēng)險率低、實用性強、操作簡單，而且可以彌補傳統(tǒng)置釘手法之不足以及克服部分骨骼變異，符合個體化置釘，為臨床手法置入腰椎椎弓根螺釘提出了一種新方法。由于該法尚未普及，因此需要進行更大樣本的臨床驗證。

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