經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的研究進(jìn)展

王 蒙 冉偉鵬 李宏鍵

1.昆明理工大學(xué)附屬云南省第一人民醫(yī)院骨科，云南昆明 650032；2.云南中醫(yī)藥大學(xué)，云南昆明 650500

隨著現(xiàn)代化程度的提高及人均壽命的增加，脊柱骨折在臨床上越來(lái)越常見(jiàn)。脊柱骨折的發(fā)生率大約為全身骨折的5%～6%，其中以胸腰椎骨折最為多見(jiàn)，約占50%[1]，且易并發(fā)不同程度的脊髓損傷[2]。胸腰椎骨折常導(dǎo)致疼痛、畸形和功能喪失，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。傳統(tǒng)正中入路開(kāi)放式椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)（open pedicle screw fixation，OPSF）是治療胸腰椎骨折最常見(jiàn)的一種手術(shù)方式，但是此種手術(shù)方法需要對(duì)患者椎旁肌肉進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間廣泛的剝離和牽拉[3]，容易導(dǎo)致神經(jīng)血管損傷、大量出血、肌肉壞死及纖維化、腰背部疼痛、肌肉萎縮等并發(fā)癥[4-6]。微創(chuàng)經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)（percutaneous pedicle screw fixation，PPSF）用于治療胸腰椎骨折能有效避免組織和肌肉的破壞，同時(shí)縮短住院時(shí)間、減少術(shù)中失血，避免了傳統(tǒng)開(kāi)放性手術(shù)所引起的并發(fā)癥[7-9]，有利于患者術(shù)后快速康復(fù)。

1 PPSF的演變與發(fā)展

1959 年加拿大醫(yī)生Boucher 最早報(bào)道椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)。該手術(shù)方式是將一枚1.5 ～2.0 英寸長(zhǎng)的螺釘釘入患者椎體。1963 年法國(guó)醫(yī)生Roy Camille 等發(fā)明了椎弓根螺釘及釘板系統(tǒng)，它由一組長(zhǎng)度可變的釘板組成，這些釘板上有相隔13mm的孔。大多數(shù)情況下這一距離對(duì)應(yīng)于上下兩椎弓根之間的長(zhǎng)度，因此釘板可允許2、3 個(gè)甚至是4 個(gè)節(jié)段的固定。釘板系統(tǒng)對(duì)椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。1982 年Steffee 等報(bào)道了一種新的節(jié)段性脊柱鋼板固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)椎弓根的“力核”采用后入路螺釘固定用于治療下胸椎或腰椎的失穩(wěn)。1982 年Magerl 首次報(bào)道X線引導(dǎo)下經(jīng)皮置釘治療腰椎骨質(zhì)和椎體滑脫，避免了對(duì)神經(jīng)肌肉和血管的損傷，但由于該技術(shù)使螺釘置于皮外并用臨時(shí)外固定支架固定使得患者入睡困難，同時(shí)由于螺釘外置感染風(fēng)險(xiǎn)也大大增加。1995 年Mathews 等在Magerl 基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將縱向連接器置于皮下，可降低患者術(shù)后感染的發(fā)生。但釘棒連接處張力大，內(nèi)在強(qiáng)度不夠?qū)е侣葆斔蓜?dòng)、斷裂發(fā)生率高，并且由于固定棒表淺患者易發(fā)生皮膚破潰及局部的疼痛與不適。2000 年Lowery 等[10]回顧性分析了80 例術(shù)中輔助透視下經(jīng)皮椎弓根螺釘置入術(shù)患者，發(fā)現(xiàn)經(jīng)小切口前路重建加上微創(chuàng)后路手術(shù)融合率高達(dá)96%。2001 年Foley 等[11]研究表明使用Sextant 系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)可以避免固定棒表淺等弊端。Sextant 系統(tǒng)的出現(xiàn)表明PPSF 逐漸走向成熟。Sextant-R 系統(tǒng)在Sextant 基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的改進(jìn)，增加了一根具有提拉復(fù)位功能，并且可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的提拉桿，使用該提拉桿可對(duì)滑脫的椎體進(jìn)行提拉復(fù)位。目前臨床常用的經(jīng)皮椎弓根螺釘系統(tǒng)還有史賽克公司的Mantis 系統(tǒng)和強(qiáng)生公司的Viper 系統(tǒng)以及Zina 經(jīng)皮微創(chuàng)釘棒系統(tǒng)。

2 PPSF的優(yōu)勢(shì)

PPSF 因其手術(shù)切口小，對(duì)神經(jīng)血管及肌肉的損傷也相應(yīng)較小。手術(shù)創(chuàng)傷的減少意味著與入路相關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生率低，并可促進(jìn)脊柱的早期穩(wěn)定，從而縮短住院時(shí)間、減少遠(yuǎn)期并發(fā)癥[12-13]。目前已有大量文獻(xiàn)對(duì)PPSF 的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行總結(jié)報(bào)道，其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）切口小、恢復(fù)快、損傷小。傳統(tǒng)手術(shù)為獲得良好手術(shù)視野，需對(duì)椎旁肌肉組織進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間廣泛的剝離來(lái)暴露解剖標(biāo)志，容易引起脊神經(jīng)后支損傷和肌肉壞死，同時(shí)可能增加手術(shù)中的出血量及術(shù)后傷口感染發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[13]，微創(chuàng)手術(shù)能最大限度減少椎旁肌失神經(jīng)損傷。Regev 等[14]研究顯示，PPSF 能減少因多裂肌失去神經(jīng)支配而導(dǎo)致的術(shù)后腰部力量下降、腰部慢性疼痛及鄰近節(jié)段退變的發(fā)生。（2）手術(shù)時(shí)間短，出血少。PPSF 不需要?jiǎng)冸x椎旁肌以暴露解剖標(biāo)志，且縫合傷口的時(shí)間明顯短于傳統(tǒng)手術(shù)，術(shù)后不需要常規(guī)放置引流管，因此能明顯縮短手術(shù)時(shí)間及減少術(shù)中出血量[15]。（3）術(shù)后疼痛輕。PPSF 可以盡量免于對(duì)脊柱周?chē)∪饨M織的廣泛剝離及持久牽拉，減少術(shù)中對(duì)組織的創(chuàng)傷從而降低患者術(shù)后疼痛程度。

3 技術(shù)局限性

PPSF 對(duì)置釘技術(shù)有著極高的要求，且需要全程在X 射線的引導(dǎo)下才能完成，對(duì)醫(yī)務(wù)人員有著潛在的放射傷害。PPSF 有許多注意事項(xiàng)，這意味著該手術(shù)不能在任意患者中進(jìn)行。PPSF 的關(guān)鍵在于要保證椎弓根螺釘準(zhǔn)確的置入椎弓根內(nèi)而不損傷周?chē)纳窠?jīng)及血管。因此操作者必須了解與經(jīng)皮穿刺入路相關(guān)的學(xué)習(xí)曲線；必須熟悉圖像增強(qiáng)技術(shù)。經(jīng)驗(yàn)不足可能導(dǎo)致椎弓根斷裂甚至還可能會(huì)對(duì)神經(jīng)造成損傷。剛開(kāi)始由于學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)容易導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間與開(kāi)放手術(shù)相差無(wú)幾、術(shù)中穿刺點(diǎn)定位困難甚至手術(shù)失敗等問(wèn)題[14，16]。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，術(shù)中經(jīng)C 型臂透機(jī)機(jī)或CT 收集圖像資料，置釘?shù)陌踩约皽?zhǔn)確性有了極大的提高，并且大幅度減少了術(shù)中的輻射量。此外頸椎的椎弓根結(jié)構(gòu)較胸腰椎有所不同，其周?chē)樾杏写罅康纳窠?jīng)及血管，因此PPSF 一般不用于頸椎骨折的內(nèi)固定。

4 可能出現(xiàn)的并發(fā)癥

4.1 術(shù)后椎體高度丟失、釘棒松動(dòng)斷裂

脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)能有效恢復(fù)椎體的高度，為椎體重建提供空間，但椎體內(nèi)作為支撐結(jié)構(gòu)的骨小梁并不能隨椎體前緣高度恢復(fù)而恢復(fù)，椎體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生空隙或者骨缺損區(qū)，出現(xiàn)“空殼”樣改變，使椎體失去支撐而發(fā)生塌陷。椎體“空殼”的形成增加了后期椎體塌陷、釘棒斷裂或松動(dòng)、腰背部慢性疼痛等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)?！翱諝ぁ爆F(xiàn)象出現(xiàn)在不同年齡、不同性別、不同骨折類(lèi)型的患者當(dāng)中。除此之外術(shù)后椎體高度丟失的原因還包括“懸掛效應(yīng)”“平行四邊形效應(yīng)”、過(guò)早下地活動(dòng)、肥胖等[17]。

4.2 傷口感染及椎弓根釘異位

傳統(tǒng)開(kāi)放式手術(shù)難以避免手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中出血量多、傷口創(chuàng)傷大、術(shù)后需放置引流管、需長(zhǎng)時(shí)間臥床等缺點(diǎn)，Verlaan 等[18]研究表明開(kāi)放式手術(shù)后患者傷口感染發(fā)生率為3.1%。經(jīng)皮穿刺椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)手術(shù)傷口小，術(shù)中出血少，術(shù)后一般無(wú)需常規(guī)放置引流，術(shù)后無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間臥床。術(shù)中嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作流程，術(shù)后常規(guī)使用抗生素預(yù)防感染，傷口感染機(jī)會(huì)較傳統(tǒng)開(kāi)放式手術(shù)較低。對(duì)于出現(xiàn)傷口感染的患者，積極換藥以及聯(lián)合使用靜脈抗生素治療，傷口基本能愈合。椎弓根螺釘錯(cuò)位率各報(bào)道并不一致，有研究顯示開(kāi)放手術(shù)的的融合精度為69%～94%[19]，而Heintel 等[20]報(bào)道的PPSF 精度可高達(dá)98%。

4.3 術(shù)后腰背部疼痛

聶鋒鋒等[21]研究顯示，PPSF 與傳統(tǒng)開(kāi)放式手術(shù)治療胸腰椎骨折相比，術(shù)后血清CRP 及肌酸激酶水平均會(huì)升高，但開(kāi)放手術(shù)患者升高更明顯。微創(chuàng)手術(shù)對(duì)后柱及椎旁肌肉組織的結(jié)構(gòu)破壞更小，因此患者術(shù)后出現(xiàn)頑固性腰背痛的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較小。目前PPSF 需全程在C 型臂透視機(jī)引導(dǎo)下進(jìn)行，操作者必須深入了解脊柱的解剖結(jié)構(gòu)及脊柱的X 線影像學(xué)，對(duì)手術(shù)操作者的要求較高。若手術(shù)操作者缺乏經(jīng)驗(yàn)且由于學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)，則可能需不斷調(diào)整進(jìn)針角度，造成不必要的椎旁軟組織損傷，使患者術(shù)后遺留腰背部疼痛。徐峰等[22]的研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)組相比，導(dǎo)航組在進(jìn)針次數(shù)以及術(shù)后2d 腰背部痛視覺(jué)模擬評(píng)分（visual analogue scale，VAS）方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，表明導(dǎo)航系統(tǒng)較C 型臂透視機(jī)能夠提升置釘?shù)臏?zhǔn)確度，減少不必要的椎旁軟組織損傷和患者術(shù)后的腰背部疼痛。

4.4 神經(jīng)血管損傷

椎弓根的特殊解剖結(jié)構(gòu)加之部分患者存在解剖變異，使得在手術(shù)當(dāng)中螺釘穿過(guò)椎弓根的案例很常見(jiàn)。Kim 等[23]研究表明，影響置釘準(zhǔn)確性的因素包括體型以及椎弓根解剖變異。椎弓根的內(nèi)下緣為神經(jīng)根，若椎弓根螺釘穿過(guò)這些部位，該部位走行的神經(jīng)根會(huì)受到損傷，導(dǎo)致患者出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)癥狀。Weinstein 等[24]的研究表明，腰椎附近的靜脈叢與靜脈竇與椎間孔有著密切的聯(lián)系，因此在置釘時(shí)可能損傷靜脈竇，導(dǎo)致脊髓靜脈彌漫性出血。王楊等[25]研究報(bào)道其采用PPSF 治療胸腰椎骨折的誤置率為3.1%（8/256），有1例患者出現(xiàn)神經(jīng)損傷癥狀。羅鵬等[26]研究顯示一過(guò)性神經(jīng)損傷的發(fā)生率為4.9%。但不是所有螺釘穿過(guò)椎弓根的患者均會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)及血管損傷。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)除了能減小手術(shù)創(chuàng)傷外，還具有軟組織損傷小、術(shù)中出血量少、手術(shù)時(shí)間短且可以早期活動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)脊柱外科的熱門(mén)發(fā)展方向。隨著相應(yīng)輔助技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)皮椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的局限性會(huì)越來(lái)越小，應(yīng)用范圍也會(huì)逐漸拓展。因此有理由相信該技術(shù)有著廣闊的推廣前景，值得在臨床中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。