可視化胸腰椎椎弓根釘?shù)捞阶拥脑O(shè)計(jì)及臨床初步應(yīng)用

賴必華 黃偉斌 王明森 李煥彬 王曉躍

自從胸腰椎椎弓根鏍釘內(nèi)固定在臨床應(yīng)用后,其逐漸變成胸腰椎后路手術(shù)中的主流內(nèi)固定方式,其優(yōu)良的生物力學(xué)特性得到臨床醫(yī)師廣泛認(rèn)可。盡管椎弓根鏍釘置入方法比較成熟,然而臨床上椎弓根鏍釘置入位置不良仍然存在,特別是在胸椎及部分復(fù)雜病例中,鏍釘置入位置不良現(xiàn)象更為常見,嚴(yán)重可合并血管及神經(jīng)損傷等并發(fā)癥［1-5］。設(shè)計(jì)出像椎弓根探子一樣使用簡便但又能準(zhǔn)確無誤地判斷出椎弓根釘?shù)浪谋谇闆r的術(shù)中工具,顯得尤為重要。本研究中借鑒椎間孔鏡設(shè)計(jì)理念,將椎間孔鏡結(jié)構(gòu)簡化和外徑縮小化,設(shè)計(jì)出可視化椎弓根探子(visual pedicle probe,VPP),并應(yīng)用于臨床,現(xiàn)將初步結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組11 例需行胸腰椎椎弓根鏍釘內(nèi)固定患者,其中男7 例,女4 例；年齡26～61 歲,平均年齡(46.30±10.15)歲；胸腰段椎體骨折脫位伴不全截癱1 例,胸腰段椎體骨折6 例,腰椎管狹窄癥4 例。無脊髓損傷表現(xiàn)的胸腰椎骨折,行后路椎弓根內(nèi)固定撐開復(fù)位術(shù)；骨折脫位伴不全截癱行后路椎弓根內(nèi)固定+復(fù)位+椎板切除減壓+后外側(cè)植骨融合術(shù)；腰椎管狹窄癥行腰椎后路椎弓根內(nèi)固定+椎板切除減壓+經(jīng)椎間孔椎間融合術(shù)(TLIF)。

1.2 VPP 的設(shè)計(jì)原理及制作 本研究中VPP 設(shè)計(jì)借鑒椎間孔鏡概念,設(shè)計(jì)一種可連接內(nèi)鏡顯像系統(tǒng)椎弓根探子(該設(shè)計(jì)已申請國家實(shí)用新型專利,專利號ZL201921826410.6)。該探子可直接置入椎弓根釘?shù)纼?nèi),并將椎弓根釘?shù)栏鞣较驁D像顯示在顯示屏上,從而準(zhǔn)確判斷椎弓根釘?shù)牢恢檬欠窳己?保證椎弓根鏍釘置入準(zhǔn)確性。具體原理如下：目前常用椎間孔鏡包括鏡體和鏡尾兩大部分。鏡尾為與鏡體延伸的外接部分,包括冷光源及成像系統(tǒng)接口、注水、出水通道接口及器械操作通道開口。鏡體為一體化圓柱形結(jié)構(gòu),集成了鏡頭、器械通道、光源及成像通道、注水及出水通道。鏡體外徑6.3 mm,而其中鏡頭只有1.2 mm,器械通道3.7 mm。

VPP 也包括鏡體和鏡尾兩部分,設(shè)計(jì)時(shí)將椎間孔鏡體及鏡尾中器械通道去除,只保留鏡頭、光源及成像通道和進(jìn)出水通道,從而將鏡體外徑整體縮小至4.3 mm。見圖1。人體胸腰椎椎弓根直徑大部分在5 mm以上,4.3 mm 外徑鏡體能很輕松進(jìn)入準(zhǔn)備好的椎弓根釘?shù)纼?nèi)。探子整體外形設(shè)計(jì)成圓柱形結(jié)構(gòu),探測器前方鏡體部分設(shè)計(jì)直徑4.3 mm 圓柱形結(jié)構(gòu),其內(nèi)集成了鏡頭、光源及成像通道、注水及出水通道。后方直徑及鏡尾直徑與椎間孔鏡相同,以增強(qiáng)設(shè)備剛度,并能與常用的內(nèi)鏡成像系統(tǒng)及光源相連。見圖2。

圖1 可視化椎弓根探測器橫截面示意圖

圖2 可視化椎弓根探測器實(shí)物圖

1.3 術(shù)中VPP 使用方法及釘?shù)牢恢门袛?手術(shù)中先將VPP 目鏡接口與內(nèi)鏡顯示器相連,光源接口與冷光源機(jī)相連,注水通道經(jīng)過輸液管與生理鹽水相接。

手術(shù)時(shí)骨膜下剝離雙側(cè)椎旁肌,顯露棘突、椎板及雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié),腰椎以橫突中點(diǎn)連線與上關(guān)節(jié)突外緣連線交點(diǎn)作為進(jìn)釘點(diǎn),胸椎以橫突上緣連線與上關(guān)節(jié)突中外1/3連線交點(diǎn)為進(jìn)釘點(diǎn)。進(jìn)釘點(diǎn)去皮質(zhì)化后,開路器沿椎弓根緩慢進(jìn)入,透視確認(rèn)釘?shù)牢恢昧己煤?弓絲制備釘?shù)?。然后將VPP 鏡頭部分緩慢放入椎弓根釘?shù)纼?nèi)(見圖3),打開與VPP 相連的顯示器、冷光源及生理鹽水,冷光源有照明作用,生理鹽水能將探測器鏡頭周圍滲血沖走保持視野清晰可見。探子鏡頭能將椎弓根釘?shù)纼?nèi)部情況清晰顯示在顯示器上。醫(yī)師根據(jù)顯示器顯示的椎弓根釘?shù)郎稀⑾?、?nèi)、外壁及前端的情況來判斷椎弓根釘?shù)朗欠裢暾桶踩?。如果四壁及前端均顯示為骨質(zhì)結(jié)構(gòu)(見圖4),提示釘?shù)牢恢帽容^理想；如果有看到軟組織、脂肪或硬脊膜,提示釘?shù)牢恢貌焕硐?需做相應(yīng)調(diào)整。

圖3 椎弓根探測器術(shù)中使用圖

圖4 椎弓根探測器顯示椎弓根釘?shù)浪谋趫D像

1.4 觀察指標(biāo)及判定標(biāo)準(zhǔn) ①術(shù)中釘?shù)浪谋谕暾耘袛啵喝顼@示器圖像顯示釘?shù)浪谋诩绊敹司鶠楣琴|(zhì)結(jié)構(gòu),則判斷釘?shù)懒己?。如釘?shù)廊魏我粋€部位出現(xiàn)軟組織則提示相應(yīng)釘?shù)辣谄屏?。②切口引流管拔出后?fù)查胸椎或腰椎正側(cè)位片及手術(shù)部位椎體CT 平掃及二維重建,在CT 片上評估鏍釘穿破椎弓根方向及程度,并計(jì)算鏍釘優(yōu)良率。鏍釘準(zhǔn)確性分為4 級,0 級；鏍釘完全位于椎弓根內(nèi)；1 級：穿破椎弓根部分＜鏍釘直徑25%；2 級：穿破椎弓根部分為鏍釘直徑25%～50%；3 級：穿破椎弓根部分＞鏍釘直徑50%。0 級和1 級鏍釘位置良好,2 級和3 級鏍釘誤置。

2 結(jié)果

所有患者術(shù)中VPP 均顯示釘?shù)浪谋诩扒胺骄鶠楣琴|(zhì),提示釘?shù)牢恢昧己?。置入椎弓根?jié)段及數(shù)量：T104 枚,T116 枚,T128 枚,L19 枚,L25 枚,L34 枚,L48 枚,L56 枚。術(shù)后復(fù)查CT 提示所有鏍釘位置良好,準(zhǔn)確性分級均為0 級,鏍釘位置優(yōu)良率為100%。典型病例影像學(xué)資料見圖5。

圖5 典型病例影像學(xué)資料

3 討論

3.1 VPP 的臨床意義及優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)階段術(shù)中判斷椎弓根釘?shù)牢恢弥饕ㄒ韵聨追N方式：①術(shù)中透視,該方法只能透正側(cè)位片,因受體位及手術(shù)部位的影響,其只能反映釘?shù)牢恢枚S圖像,準(zhǔn)確性變化較大,部分椎體旋轉(zhuǎn)病例更難以判斷,術(shù)中正側(cè)位透視能提高置釘準(zhǔn)確性,但仍存在術(shù)中誤置風(fēng)險(xiǎn)［6］,對術(shù)者技術(shù)要求高。有研究表明,傳統(tǒng)透視輔助置釘具有約20%鏍釘破壁率,3.8%嚴(yán)重破壁率,在位置不良患者中5.9%患者術(shù)后出現(xiàn)神經(jīng)根刺激癥狀［7］。②術(shù)中導(dǎo)航及機(jī)器人輔助置釘系統(tǒng),該系統(tǒng)判斷準(zhǔn)確率高,但也不能完全避免鏍釘位置不良［8］。該類設(shè)備昂貴,術(shù)中使用繁瑣,費(fèi)時(shí),且輻射量大［9,10］,難以普及應(yīng)用。③椎弓根探子,手術(shù)中釘?shù)罍?zhǔn)備好后最常用的探查釘?shù)拦ぞ?用探子球頭端貼釘?shù)纼?nèi)、外、上、下四壁滑動,根據(jù)是否有落空感來判斷椎弓根釘?shù)浪谋谑欠裢暾?。因此該方法主要局限性就是不能提供釘?shù)浪谋诘闹苯訄D像,依靠術(shù)者經(jīng)驗(yàn)和手感來判斷釘?shù)浪谋诘耐暾?可靠性因醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)的差異而變化較大,而且術(shù)中發(fā)現(xiàn)釘?shù)榔屏岩埠茈y判斷出是哪個方向釘?shù)辣谄屏?因此可靠性較差［11,12］。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足,本研究中設(shè)計(jì)的VPP 具有比較實(shí)際的臨床意義。VPP 理論上講既具備了術(shù)中透視及椎弓根探子簡便性,又具有高準(zhǔn)確性,且不存在射線輻射的損害,設(shè)備簡單,使用簡便,易于普及應(yīng)用。

3.2 可視化椎弓根探測器可靠性及使用要點(diǎn) VPP 通過外接顯像系統(tǒng)清晰準(zhǔn)確地觀察到椎弓根釘?shù)乐鼙诘那闆r,從而判斷出椎弓根釘?shù)牢恢檬欠窳己?如果釘?shù)牢恢貌涣?根據(jù)顯示器圖像可以準(zhǔn)確的判斷出哪個方向釘?shù)牢恢貌患选１狙芯恐兴新葆斸數(shù)乐萌胄g(shù)中經(jīng)VPP 確認(rèn)良好,術(shù)后復(fù)查CT 結(jié)果驗(yàn)證了術(shù)中判斷的準(zhǔn)確性。從本研究初步應(yīng)用結(jié)果看,椎弓根釘?shù)捞綔y器術(shù)中對釘?shù)牢恢门袛鄿?zhǔn)確性高,可靠性好。

因器械外徑為4.3 mm,因此術(shù)中必須用4.5 以上開路器處理完釘?shù)篮笤僦萌隫PP 進(jìn)行觀察,置入時(shí)需注意輕柔順釘?shù)婪较蚓徛M(jìn)入,防止VPP 器械斷裂。觀察圖像時(shí)需注意區(qū)分釘?shù)郎?、下、左、右和前五個方向,如釘?shù)烙衅屏驯阌诿鞔_具體哪個方向釘?shù)榔屏?為調(diào)整釘?shù)牢恢锰峁┲敢?/p>

如術(shù)中釘?shù)莱鲅^多,可采取將VPP 出水通道暫時(shí)封堵等措施以增加局部水壓起到止血作用。

3.3 可視化椎弓根探測器的缺點(diǎn)及改進(jìn) 因VPP外徑4.3 mm,不適合應(yīng)用于頸椎及部分椎弓根過細(xì)的病例,而頸椎及椎弓根直徑較細(xì)病例椎弓根鏍釘置入較為困難,更需要術(shù)中對椎弓根釘?shù)牢恢米鞒鼍_判斷。雖然術(shù)中使用VPP 探查每個釘?shù)牢恢脮r(shí)間較短,約1 min,但連接VPP 各種通道需要一定時(shí)間,且占據(jù)一定的空間位置,可能增加臨床醫(yī)師使用的抵觸心理,特別是在簡單病例的使用中。因此未來盡可能將VPP 外徑繼續(xù)細(xì)化,盡量將圖像顯示屏、光源與探子一體化,便于使用,擴(kuò)大其在臨床中的使用范圍,更好地為臨床復(fù)雜椎弓根鏍釘?shù)闹萌胩峁椭?/p>

綜上所述,VPP 在術(shù)中可準(zhǔn)確地判斷出胸腰椎椎弓根釘?shù)牢恢们闆r,可有效避免置釘位置不良發(fā)生。本研究設(shè)計(jì)的VPP 仍需進(jìn)一步改進(jìn),便于臨床普及應(yīng)用。因本研究病例數(shù)較少,選擇病例相對簡單,未獲得釘?shù)榔屏训膱D像,且未行對照研究,需進(jìn)一步研究來評價(jià)VPP 在臨床中的實(shí)際使用價(jià)值。