多層螺旋CT三維重建技術(shù)輔助脊柱經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)的方法分析

李超 遼寧電力中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像 （遼寧 沈陽(yáng) 110000）

內(nèi)容提要： 目的：多層螺旋CT后三維重建處理技術(shù)在經(jīng)皮脊柱椎弓根釘內(nèi)固定術(shù)輔助中的臨床價(jià)值分析。方法：在2017年12月～2020年5月本院收治的經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)患者中選取34例，其中腰椎13例，胸椎5例，頸椎16例。通過(guò)多層螺旋CT薄層掃描對(duì)34例經(jīng)椎弓根內(nèi)固定患者進(jìn)行容積重建和多平面重建，進(jìn)行輔助診斷，以此指導(dǎo)個(gè)體化手術(shù)，判斷術(shù)后成果。結(jié)果：多層螺旋CT后三維重建處理技術(shù)在經(jīng)皮脊柱椎弓根釘內(nèi)固定術(shù)輔助中本組患者共置入350枚椎弓根釘，其中頸椎150枚，胸椎70枚，腰椎130枚。在所有情況下，沒(méi)有發(fā)生與釘子放置有關(guān)的血管、神經(jīng)和脊髓并發(fā)癥。結(jié)論：多層螺旋CT掃描三維重建技術(shù)在輔助椎弓根內(nèi)固定手術(shù)中的應(yīng)用可以量化和個(gè)性化確定手術(shù)參考指標(biāo)，提高手術(shù)的安全性和準(zhǔn)確性。

脊柱具有支持軀干、保護(hù)脊髓和保護(hù)內(nèi)臟等作用，一旦脊柱功能出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)給患者正常工作、生活造成巨大影響。脊柱結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，相應(yīng)的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也比較高，所以在對(duì)患者實(shí)施手術(shù)前應(yīng)準(zhǔn)確診斷并制定完善的手術(shù)計(jì)劃，并與患者及家屬做好溝通。隨著現(xiàn)代醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，該手術(shù)具有三柱固定、三維矯正能力、短節(jié)段固定和融合以及矯正損失少、脊椎椎弓根內(nèi)固定等生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)而廣泛用于各種脊柱手術(shù)，一次正確插入椎弓根螺釘是手術(shù)的關(guān)鍵[1]。以往是基于椎弓根形態(tài)學(xué)為依據(jù)明確公共切入點(diǎn)及推入角度，并借助X射線熒光透視設(shè)備實(shí)行操作，但受到椎弓根自身個(gè)體差異影響，椎骨結(jié)構(gòu)圖像重疊以及胸肋，椎弓根的圖像閉塞椎弓根螺釘穿透通常在臨床上發(fā)生，發(fā)病率甚至高達(dá)54.7%，而有關(guān)神經(jīng)及血管后遺癥可達(dá)到7%[2]。

近些年來(lái)，伴隨醫(yī)療器械設(shè)備不斷更新，多層螺旋CT技術(shù)具有高空間、高分辨率等特點(diǎn)，被廣泛用于臨床診斷中，而螺旋CT三維重建技術(shù)對(duì)提高骨折診斷的準(zhǔn)確性及漏診起著積極作用[3]。該技術(shù)用于椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的計(jì)劃，測(cè)量和指導(dǎo)，有效延伸臨床應(yīng)用范圍，提高整體手術(shù)的質(zhì)量[4]。因而，本院對(duì)2017年12月～2020年5月內(nèi)實(shí)行螺旋CT 3D重建技術(shù)輔助內(nèi)固定術(shù)患者展開(kāi)了分析，已獲得滿意結(jié)果，內(nèi)容報(bào)道如下。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2017年12月～2020年5月本院接診的經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)患者共34例，其中男性21例，女性13例；年齡20～60歲，平均（40.32±5.32）歲；腰椎13例，胸椎5例，頸椎16例；損傷原因：腫瘤3例，退變9例，創(chuàng)傷22例。

1.2 方法

所有患者術(shù)前均對(duì)病變進(jìn)行了正面和側(cè)面X射線檢查，必要時(shí)還拍攝了傾斜和動(dòng)態(tài)照片，一些患者在手術(shù)前實(shí)施了腫瘤MRI檢查。按照X射線給脊椎段進(jìn)行掃描。采用飛利浦MX8000 America CT設(shè)備，包括4個(gè)切片，設(shè)置模式：電流或壓力為200mAs/120kV，厚度為1.3mm，間隔為0.625mm，然后到計(jì)算機(jī)工作站以進(jìn)行容積重建和多平面重建。使用切割工具切割非感興趣區(qū)域的結(jié)構(gòu)，避免這些結(jié)構(gòu)阻塞感興趣區(qū)域，并觀察感興趣區(qū)域中椎骨結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系和損傷，以及完整性解剖標(biāo)志，患病椎骨的結(jié)構(gòu)以及手術(shù)參考解剖學(xué)標(biāo)記徽標(biāo)，選擇正面，背面，左，右，容積重建圖像對(duì)左前斜角以及右前斜角打印成像便于觀看。期間將普通X射線平片、MRI等資料數(shù)據(jù)相結(jié)合，依照有關(guān)治療原則制定術(shù)前計(jì)劃、確定手術(shù)步驟及要點(diǎn)、融合段和相關(guān)范圍、減壓范圍，并確定固定目標(biāo)椎骨繼而預(yù)測(cè)其機(jī)械穩(wěn)定性。對(duì)患者的病變椎骨（尤其椎管占據(jù)節(jié)段）可采取模擬及預(yù)覽等形式進(jìn)行分開(kāi)分割過(guò)程演練。

觀察病變椎體及椎管相關(guān)細(xì)節(jié)，測(cè)量橫斷面、矢狀及冠狀MRP。橫斷面重建中，需先確定目標(biāo)椎骨階段，同時(shí)將目標(biāo)椎骨的雙側(cè)椎弓根調(diào)整至最大寬度，并且將橫斷面重建水平同骨干中心軸相一致。參數(shù)測(cè)量期間，設(shè)置理想放置軌跡在雙側(cè)椎弓骨上。沿椎體前部至椎板進(jìn)入點(diǎn)的長(zhǎng)度是椎弓根長(zhǎng)度LL/RL，從棘突到椎體的最大橫向直徑，點(diǎn)被用作椎體平分線。指甲路徑與椎體等分線之間的角度是外展角LA/RA。與脊椎平分線平行，和雙側(cè)關(guān)節(jié)突出外邊緣相切。將該點(diǎn)至切線距離作入口點(diǎn)成橫截面LAE/RAE參考坐標(biāo)值。

矢狀面重建和參數(shù)測(cè)量：分別沿兩個(gè)椎弓根的中心軸執(zhí)行矢狀面重建，在矢狀面上沿椎弓根的中心軸畫(huà)一條線，并將其設(shè)置為理想的釘子放置軌跡。外側(cè)脊椎（頸椎）或椎板（腰椎胸椎）之間的角度為側(cè)螺釘?shù)氖笭罱荓SA/RSA。下胸椎及腰椎椎弓根較寬，因而在建立該線時(shí)要與椎體上端板持平，從增強(qiáng)機(jī)械穩(wěn)定性；從入口點(diǎn)到側(cè)塊的亞關(guān)節(jié)突畫(huà)一條線，線的長(zhǎng)度是入口點(diǎn)的矢狀參考坐標(biāo)值LSE/RSE。

冠狀動(dòng)脈重建、參數(shù)測(cè)量：在位于雙側(cè)椎弓根最狹窄部位重建一個(gè)垂直椎弓根的冠狀平面，對(duì)椎弓根橫截面情況進(jìn)行觀察，同時(shí)測(cè)量其雙側(cè)內(nèi)、外徑，確定最適宜的螺釘直徑，包括內(nèi)部子午線的高度/寬度PSH/PSW（皮質(zhì)骨中松質(zhì)骨的直徑）、椎弓根外徑（骨皮質(zhì)直徑）的高/寬PH/PW。

2.結(jié)果

根據(jù)多層螺旋CT三維重建結(jié)果實(shí)施手術(shù)，根據(jù)矢狀面和橫斷面參考坐標(biāo)值確定手術(shù)入點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，根據(jù)測(cè)量的外展角度LA/RA、側(cè)釘失狀角度LSA/RSA等設(shè)置椎弓根穿刺的外展角和失狀角。使用C型臂X射線熒光透視術(shù)觀察手術(shù)過(guò)程中的穿刺位置，必要時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)測(cè)量的椎弓根外徑的高/寬（PH/PW）、椎弓根長(zhǎng)度LL/RL、內(nèi)徑的高/寬等選擇合適直徑和長(zhǎng)度的椎弓根螺釘，置入椎弓根螺釘后連接釘棒系統(tǒng)，根據(jù)術(shù)前計(jì)劃對(duì)患者實(shí)施撐開(kāi)、減壓、腫瘤切除或植骨融合等操作，經(jīng)統(tǒng)計(jì)所有患者共置入350枚椎弓根釘，其中腰椎130枚，頸椎150枚，胸椎70枚。

根據(jù)穿破分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將胸腰椎弓根釘2mm以內(nèi)、頸椎弓根釘1mm以內(nèi)的椎弓根穿破歸屬于“安全區(qū)域”，術(shù)后通過(guò)對(duì)34例患者再次實(shí)施CT掃描和冠狀面重建，結(jié)果顯示手術(shù)后，CT掃描和冠狀動(dòng)脈重建和測(cè)量顯示，有10處超過(guò)了“安全區(qū)域”（5.46%），并且在頸椎的5個(gè)位置（5/84）刺入了椎弓根的穿刺范圍為1～2mm。1處（1/84）穿刺2.2mm，但未發(fā)生臨床癥狀，1處胸椎（1/84）和4根腰椎（4/73）穿透2～4mm。在所有情況下，都沒(méi)有與釘子放置有關(guān)的血管，神經(jīng)和脊柱并發(fā)癥。

3.討論

脊柱損傷和病變對(duì)患者影響較大，作為臨床中較為常見(jiàn)的脊柱性病變，老年人為主要發(fā)病群體，患者在發(fā)病后其自主生活能力和自理能力都會(huì)下降。隨著近幾年大眾生活頻率的加快，工作負(fù)荷較重，發(fā)病率不斷上升且年輕人也成為了發(fā)病主體。長(zhǎng)期久坐、久站，均會(huì)對(duì)脊柱產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重影響大眾日常生活和工作。作為綜合病癥，脊柱損傷主要是因?yàn)轭i椎和腰椎出現(xiàn)迫害所導(dǎo)致，一些患者還存在病理原因，例如其椎間關(guān)節(jié)韌帶損壞或腰椎間盤(pán)退行性改變等。臨床治療中可以通過(guò)頸椎及腰椎X射線和CT對(duì)病情進(jìn)行分析，但存在局限性，無(wú)法針對(duì)椎間盤(pán)內(nèi)部產(chǎn)生的病變進(jìn)行觀察。而這時(shí)想要更加深入的觀察病變位置和原因就應(yīng)采取多層螺旋CT掃描，多層螺旋CT屬于一種新型掃描技術(shù)，這種掃描技術(shù)打破了以往傳統(tǒng)CT掃描的劣勢(shì)，改變了傳統(tǒng)診斷方式，能夠進(jìn)一步提升診斷準(zhǔn)確率和診斷質(zhì)量。掃描速度更快，且能夠進(jìn)行更大范圍掃描，圖像更加清晰。為了對(duì)患者脊柱進(jìn)行修復(fù)可以先進(jìn)行三維重建，觀察患者脊柱完整立體圖像，從而更好地確定治療方法，提升診斷準(zhǔn)確率和治療效果。多層螺旋CT三維重建適用于多種脊柱病理改變的顯示，具有普通X射線和CT不具備的優(yōu)勢(shì)，檢查更加安全，豐富，通過(guò)三維重建可以有效評(píng)價(jià)患者脊柱病變并為其提供更為準(zhǔn)確的治療依據(jù)[5]。

隨著生活節(jié)奏的加快和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，各類(lèi)骨折和骨創(chuàng)傷發(fā)生率也具有顯著上升趨勢(shì)，經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)在脊柱手術(shù)患者中的應(yīng)用也日益廣泛[6]。即使是具有豐富經(jīng)驗(yàn)的手術(shù)醫(yī)生，僅僅依靠普通CT和X射線片很難對(duì)患者病情有直觀立體的了解，在制定術(shù)前計(jì)劃時(shí)很難對(duì)患者的椎體結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰分辨，測(cè)量的術(shù)前數(shù)據(jù)誤差較大，具有較高的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。普通CT橫斷面由于受傷椎變形和體位關(guān)系等因素影響，在同一橫切層面中通常很難呈現(xiàn)對(duì)稱的雙側(cè)椎弓根影像，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，影響矢狀面、冠狀面和任意斜面的術(shù)前設(shè)計(jì)和參數(shù)測(cè)量[7]。

術(shù)后評(píng)估椎弓根固定效果時(shí)，使用常規(guī)X射線片通常無(wú)法較為準(zhǔn)確地確定椎弓根釘和椎弓根的空間位置關(guān)系，無(wú)法準(zhǔn)確判斷是否有穿出椎體前緣，對(duì)椎弓根評(píng)估的可靠性不高。普通CT的橫斷面平掃容易受金屬偽影影響，且無(wú)法進(jìn)行冠狀面重建，難以直觀反映患者的椎弓根和椎弓根釘位置，而且無(wú)法量化患者的椎弓根釘穿刺情況[8]。多層螺旋CT作為診斷骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷和術(shù)后椎弓根釘位置判斷的重要方法，在臨床具有重要應(yīng)用價(jià)值。有研究學(xué)者提出，將X射線片與多層螺旋CT橫切面片對(duì)頸椎標(biāo)本進(jìn)行測(cè)量，從而為頸椎弓根釘?shù)闹萌胩峁┲匾獏⒖家罁?jù)。通過(guò)利用多層螺旋CT三維重建技術(shù)對(duì)頸椎椎弓根進(jìn)行測(cè)量，并在該技術(shù)輔助下實(shí)施個(gè)體化經(jīng)椎弓根置釘[9]。

螺旋CT三維重建技術(shù)作為新興的一種診斷技術(shù)，是建立測(cè)量并輔助經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)，達(dá)到工作效率的提升和測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)提高手術(shù)的成功性具有積極作用。該技術(shù)可通過(guò)借助旋轉(zhuǎn)容積重建圖像，清楚觀察脊柱整體機(jī)構(gòu)及空間狀態(tài)，可以在醫(yī)生的腦海中建立三維空間結(jié)構(gòu)“圖”，從而充分掌握患者術(shù)中暴露區(qū)域以外的有關(guān)結(jié)構(gòu)信息，繼而作出更為準(zhǔn)確的判定；該地圖工具能夠充分分開(kāi)觀察區(qū)域，展開(kāi)觀察并模擬手術(shù)過(guò)程，從而確定最佳方案、手術(shù)部位、融合部位及相關(guān)范圍[10]。MRP圖像是有著清晰的骨邊緣對(duì)比，能夠呈現(xiàn)多個(gè)切面，確定最佳釘子放置軌跡，以此獲得準(zhǔn)確參數(shù)及評(píng)估手術(shù)效果。因此，在進(jìn)行三維重建和測(cè)量時(shí)，應(yīng)盡可能選擇本椎作為參照骨性標(biāo)志。在對(duì)患者實(shí)施手術(shù)時(shí)，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)合理確定穿刺角度和穿刺點(diǎn)，然后給患者置入椎弓根釘，由于置釘操作需要手工操作，操作過(guò)程中不可避免會(huì)有一定誤差，具有穿破風(fēng)險(xiǎn)，所以臨床醫(yī)師的豐富經(jīng)驗(yàn)，良好穿刺技術(shù)和手感是手術(shù)成功的重要保障。此外，由于身體位置和其他因素的變化，手術(shù)期間脊柱的空間排列可能與CT掃描是不同的。因此，在3D重建和測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)盡可能將椎骨用作骨標(biāo)記[11]。

本研究中，通過(guò)選取34例本院2017年12月～2020年5月在本院實(shí)施經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)的患者，均給予多層螺旋CT掃描和多平面重建、容積重建，并根據(jù)CT掃描和重建結(jié)果輔助診斷疾病和實(shí)施個(gè)體化手術(shù)指導(dǎo)，本組患者實(shí)施經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)時(shí)共置入椎弓根釘350枚，術(shù)后再次CT掃描和冠狀面重建，分析檢查結(jié)果顯示超“安全區(qū)域”范圍的椎弓根穿破的椎弓根釘有14枚，其中頸椎8枚椎弓根穿破范圍為1～2mm，胸椎1枚，腰椎5枚出現(xiàn)2～4mm的椎弓根穿破，頸椎1枚穿破外側(cè)壁2.1mm。本組患者術(shù)后均未出現(xiàn)與釘置入相關(guān)的并發(fā)癥。說(shuō)明在實(shí)施脊柱經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)的患者中應(yīng)用多層螺旋CT三維重建技術(shù)進(jìn)行輔助，能夠?yàn)槭中g(shù)提供更有價(jià)值的參考信息，有助于減少患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提高手術(shù)安全性，可推廣應(yīng)用。

綜上所述，椎弓根內(nèi)固定的標(biāo)準(zhǔn)化三維重建及測(cè)量可作為評(píng)估依據(jù)，有效量化并開(kāi)展個(gè)性化術(shù)前計(jì)劃提供指導(dǎo)，提高手術(shù)安全性，降低患者手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，確保手術(shù)順利成功。