手术技巧:经皮胸、腰椎弓根螺钉置入技术

华人神经脊柱时讯2020-10-20 11:54:59

目前脊柱微创手术越来越流行,微创技术的一个重要组成部分便是经皮椎弓根螺钉(percutaneous pedicle screw ,PPS)的置入。经皮微创椎弓根螺钉置入技术不需要传统后路大的手术切口、不需要广泛剥离和牵拉椎旁肌肉、避免术后疼痛并缩短恢复时间。


据报道传统的开放置钉技术椎弓根螺钉错置率高达 40%,但仅 5.7% 穿透了椎弓根内侧壁造成了严重后果。由于神经根经根过椎弓根的内侧及下侧,因此螺钉错置尤其是穿透内侧壁或下壁时会造成严重的神经症状。如果椎弓根螺钉误入椎弓根外侧则会影响到固定的稳定性导致固定不确切。


先前一项尸体研究表明经皮置钉的椎弓根总体穿透率为 10%,该作者的的另一项研究中利用计算机断层扫描(CT)来验证螺钉置入情况,结果发现螺钉误置率为 6.6%(主要影响到 S1)。目前对椎弓根螺钉误置的定义不明确,评价方法多种多样,导致文献中螺钉误置发生率差异较大。


尽管经皮置钉已广泛应用于传统的脊柱退行性变疾病,但在创伤方面的应用仍然较少。Verlaan 等人注意到创伤患者更易术中出血或感染,所以他们认为经皮置钉更适合于创伤患者。Daniel 等人对此进行了专题研究,并介绍了手术技巧。


本研究的首要目的是描述一种在二维透视下对创伤患者行经皮置钉技术并评估其临床准确性,其次是通过对无脊柱骨折患者的椎体进行研究来确定该技术的有效性。患者行手术内固定的指征:脊柱存在力学不稳定的患者,如脊柱过伸性损伤、屈曲压缩损伤、因创伤发现的病理性骨折、无神经压迫症状的不稳定性的爆裂骨折或因爆裂骨折而行椎体切除等前路手术后需要 360°融合的患者。


手术操作过程:


患者以标准的方式置于 Jackson 手术台上,前后位透视确认并标记后正中线切口,在每个置钉点的 3 点钟位置或者 9 点钟位置置入 Jamshidi 针,Jamshidi 针应靠椎弓根的外侧部分。通过前后位透视,Jamshidi 针进针约 2 cm,并且确保针尖远离椎弓根的内缘(图 1A)。


导针插入 Jamshidi 针中并移除 Jamshidi 针,全部导针置入并通过前后位透视后再通过侧位透视确保所有导针均经过椎体的后壁而没有进入椎管(图 1B),并通过侧位透视对导针进行微调,椎弓根钉的长度通过术前及术中的影像来确定(图 1C),拧入椎弓根钉后移除导针。


图 1. 经皮椎弓根螺钉置入技术 A:前后位透视下置入克氏针,确保克氏针进针 2 cm 时针尖位于椎弓根的内侧壁的外缘;B:前后位透视置入克氏针成功后需通过侧位透视确保克氏针的位置位于椎体与椎弓根交界处;C:通过侧位透视确保克氏针进针深度合适


本研究采用的微创系统为 Depuy Viper 2 或 Stryker MANTIS。在需要融合时,同种异体抑制物、骨形态蛋白及去皮质的松质骨可通过后路切口置入小关节间。术后通过 CT 扫面确认椎弓根螺钉的置入情况。


CT 评级 CT 扫描评估椎弓根螺钉置入的准确性如下:Ⅰ 级:椎弓根螺钉位于椎弓根内,Ⅱ 级:椎弓根螺钉穿破椎弓根但<2 mm,Ⅲ 级:椎弓根螺钉穿破椎弓根但≤4 mm,Ⅳ 级:椎弓根螺钉穿破椎弓根但>4 mm。在 CT 轴位、冠状位、矢状位上评估椎弓根在上下内外四壁被穿破的情况。2-3 名评估者对 CT 评级进行分析,他们意见一致时为最终的分级。记录术后较严重的并发症及再次手术的情况。


图 2. CT 扫描多平面重建测量椎弓根的长度


本研究中共经皮置钉 172 例,其中 CT 评级为 Ⅱ 级(<2 mm)的椎弓根螺钉中有 20 例(11.6%)出现椎弓根内侧壁穿破,5 例患者(2.9%)存在外侧壁穿破,1 例(0.6%)穿破下壁;评级为 Ⅲ 级(2-4 mm)中有 2 例患者 (1.2%) 出现内侧壁穿破,1 例患者(0.6%)出现外侧壁穿破;评级为 Ⅳ 级(>4 mm)中无患者出现内侧壁穿破,2 例患者(1.2%)出现外侧壁穿破。


图 3. 该患者因车祸伤导致 L1 骨折及 L5 脱位骨折,该患者行经皮椎弓根固定 T12–L5。CT 冠状面、矢状面、横断面图像表明 L2 左侧椎弓根螺钉(矢状面上的箭头所示)位于椎弓根的中心


图 4. 该患者因车祸伤屈曲引起牵拉伤导致 T10 骨折,该患者行 T9-T11 内固定融合术 冠状面及横断面显示 T10 右侧椎弓根螺钉置入偏外,CT 评级为 Ⅳ 级


图 5. 该患者因高处坠落致 T10/11 节段的韧带损伤并 L2 爆裂骨折,经皮行 T10-L3 内固定融合术。CT 冠状面显示 T11 右侧椎弓根螺钉内侧壁存在轻微的破裂(箭头所示),但横断面显示该螺钉的内侧及外侧壁的穿破 CT 评级为 Ⅱ 级


此外对所有的腰椎和骶椎螺钉(L1 到 S1 共 68 例螺钉)均需查看小关节受累情况,其中 9 例螺钉的轨迹影响到了小关节正常的关系(13.2%,图 6)。


图 6. 该患者行经皮 L5 、S1 椎弓根螺钉固定并融合。CT 扫面显示 L5 双侧椎弓根螺钉影响到了小关节面,冠状面及横断面图像显示 L5 右侧螺钉(箭头所示)影响到了关节面


该研究中的 26 例行后路经皮脊柱融合的患者未出现感染病例,在随访期间所有患者均未出现新发的无力、瘫痪或其他神经功能障碍,4 例患者在骨折愈合后行二次手术取出内固定;


1 例因髂骨粉碎性骨折的患者在 L4 内固定术后出现 L4 水平内固定棒的滑出,该情况在术后 6 个月随访时发现但无临床症状;


术后随访 1 年时 1 例女性患者出现机械性的背痛,辅助检查显示 L4-5 未融合,但患者无任何神经症状,该患者拒绝行 L4-5 未融合翻修术,转而选择取出内固定,术中发现 L4 的椎弓根钉有穿出椎弓根的风险。


图 7. 椎弓根长度的形态学分析 A:胸椎及腰椎各节段左右椎弓根长度的平均值(mm);B:各个节段左右椎弓根长度的测量值(均数±标准差)


既往很多研究已经证实经皮椎弓根螺钉置入术的可行性,各个报道中所采用的技术有轻微的差别,比如透视导航或者 CT 导航抑或机器人导航等,但很少有文章报道仅靠 X 线透视进行操作。虽然经皮置钉的文献浩如烟海,本研究的创新点在于仅通过 X 线透视对创伤患者进行微创手术操作,并且通过正常人椎弓根的形态学分析证实并确认该术式的有效性。


本研究中 26 例患者共置入了 172 例椎弓根螺钉,椎弓根皮质破裂的发生率为 18.0%,但仅 2.9% 的 CT 分级大于 Ⅱ 级,因此与先前有关仅靠 X 线透视置钉或者其他导航方式或者开放置钉的文献报道相比,本研究的优势明显,术后本研究通过 CT 扫描确认椎弓根皮质穿破的程度,比传统的 X 线复查更加准确,另外还评估了椎弓根内外侧壁及头侧尾侧被穿破的情况。


如果以误置分级>Ⅱ 级作为潜在的穿破危险,本研究中置钉的成功率 97.2%; CT 对于金属内固定的检测准确率高并且将能测量误差减小到最少,因此大多数的 Ⅱ 级或者 Ⅰ 级置钉的情况是安全的。


作者认为与学习其他新技术相比较,本研究介绍的技术相对简单,需要强调的是该技术依靠的是术者对 C 臂图像的熟悉程度而不是视觉或者触觉反馈的实体觉。


总结本研究独特之处:


1. 对于大部分患者来说该技术仅依靠前后位的透视就足够了,侧位透视仅仅是验证准确性的手段,这样便极大的缩短了透视时间,研究者希望未来需要进一步探索经皮置钉时导航所需的精确的辐射暴露量;


2. 本文的研究对象为创伤患者,相对于脊柱退行性变的患者来说创伤患者的手术难度更大、脊柱不稳定的可能性更高;


3. 椎弓根的形态学研究有助于在行侧位片前即可确保导针的进针深度;


4. 本研究的样本量足够多,包括 26 例患者的 172 枚椎弓根螺钉。


最后作者认为本研究深刻的探讨了仅利用透视导航性经皮椎弓根螺钉置入术的操作要点,与其他研究报道相比较该技术误置的发生率低,椎弓根的形态学检测进一步增强了该术式的可行性。


责任编辑:程培训


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