经胸椎椎弓根-肋骨途径置钉固定中上位胸椎

洪有志，吴小涛，庄苏阳，洪 鑫，刘夕友

中上位胸椎的创伤、退行性疾病、畸形、肿瘤是骨科临床中的常见疾病，手术是该类重症患者唯一的治疗途径。椎弓根固定技术则是该类手术中至关重要的技术，但是由于中上胸椎的自身解剖特点使椎弓根螺钉的置入非常困难，风险高，置钉失败导致的胸椎脊髓损伤、椎体周围大血管损伤、椎弓根骨折、胸椎神经根损伤等并发症时有发生，成为临床棘手问题［1-2］。国外学者Husted 等［3］近年来又提出了胸椎椎弓根-肋骨(in-out-in)途径置钉的概念及方法。胸椎肋横突结合区比椎弓根要宽(前者横径约是后者的3 倍)，理论上足够置入比椎弓根螺钉直径更大、长度更长的螺钉进行脊柱内固定［3］。已有不少学者对此途径置钉的安全性和可靠性予以肯定［4-5］，但该途径置钉在实际操作中存在诸多困难和未解决的问题，比如其进钉点的具体选择依据等。本研究采用随机、对照法，建立人尸体胸椎标本模型进行置钉，结合椎弓根途径对“in-out-in”途径的安全性、牢靠性及其进钉点的选择进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料

选取6 具成人防腐尸体，生前无脊柱及中枢神经系统疾病，由东南大学解剖教研室提供，将C7～L1的脊柱及相连的肋骨(长约10 cm)从尸体上离断，保留背部皮肤及肌肉，制成胸椎标本。

1.2 设备

胸椎置钉手术器械1 套，不同规格的钛合金椎弓根螺钉(直径为3.5～6.5 mm，长度为30～55 mm)数十枚，由北京富乐公司提供。常规骨科手术器械1 套，德国西门子64 层螺旋CT、美国GE DR摄片机，由东南大学附属中大医院提供。

1.3 方法

将制成的6 具胸椎标本共12 侧随机分成3 组，4 侧为1 组，每组置入螺钉40 枚(见图1)。从尸体中随机选取4 侧作为A 组，从T1～10经经典的椎弓根途径置入螺钉，采用徒手置钉法［6］置入螺钉，螺钉直径为4 mm(T1～8)、4.5 mm(T9～10)。剩下未置钉的标本随机选取4 侧作为B 组，进钉点选取横突中外1/3 靠近横突上缘处，从椎弓根-肋骨途径置钉，螺钉直径选为6 mm(T1～8)、6.5 mm(T9～10)。尸体标本中剩下的未置钉的4 侧作为C 组，进钉点选取肋横突关节间隙处头侧，从椎弓根-肋骨途径置钉，螺钉直径选为6 mm(T1～8)、6.5 mm(T9～10)。

图1 置钉标本Fig.1 Setting screws into human cadaveric

将所有置钉后的标本进行X 线检查，摄胸椎正侧位X 线片(见图2)。行CT 平扫检查，平扫T1～10，扫描层厚2 mm，要求能较好的显示钛钉的位置及钉道结构。对摄片及扫描的结果进行测量和计算。测量时采用电脑HIS 系统随机测量软件，精确度为0.02 mm(见图3)。

1.4 统计学分析

本研究采用SPSS 13.0 统计软件，方法为χ2检验及方差分析，检验标准α =0.05;3 组间两两比较，α=0.017。

2 结 果

图2 置钉后X 线片Fig.2 Roentgenographs after screws placed

图3 置钉后CT 示钉道及其各组成部分Fig.3 CT after screws placement show screws channel and length of each component

6 具尸体共置入120 枚螺钉，A、B、C 组各40枚。所有标本摄正侧位X 线片，提示螺钉位置均较满意，进入椎体的深度也较满意，未见螺钉穿入椎间隙及突破椎体前缘。CT 平扫显示3 组置入螺钉的钉道结构各不相同。

2.1 螺钉的误置率

A 组误置率为32.5%，B 组为5.0%。C 组为7.5%(见表1)。比较3 组的误置率并行统计学分析，采用Fisher 精确概率法，得出A 组误置率显著高于B、C 2 组，B 组和C 组误置率基本相当。

2.2 螺钉钉道的总长度

比较3 组螺钉钉道总长度并行统计学分析，采用随机区组设计方差分析法，得出A 组的螺钉钉道长度明显短于B、C 2 组，B 组和C 组的钉道长度相当(见表2)。

2.3 椎弓根-肋骨途径钉道组成

B 组的钉道主要由横突、肋骨椎弓根、椎体3 部分组成，C 组的钉道主要由肋骨椎弓根、椎体2 部分组成(见图3)。螺钉位于肋骨椎弓根部分定义为螺钉的非骨性通道部分，测量螺钉钉道组成各部分的长度，计算出非骨性通道长度占钉道全长的百分比(见表3)。对B、C 2 组螺钉数据进行比较并行统计学分析，方法为随机区组设计方差分析法，得出B 组各椎体非骨性通道占钉道全长的百分比小于C 组。

3 讨 论

3.1 经椎弓根-肋骨途径置钉的安全性及进钉点的选择

胸椎特别是T4及其以上椎体的椎弓根较细且呈肾型结构［7-10］，邻近大血管及重要脏器，加之个体差异较大，故中上位胸椎经椎弓根途径徒手置入螺钉固定的难度较大，极具经验的脊柱外科医师才能胜任［11］。学者们通过解剖学研究提出了胸椎旁路置钉法，亦称经椎弓根-肋骨(in-out-in)途径固定。

表1 误置数Tab.1 Misplacement cases

表2 螺钉钉道总长度表Tab.2 Total length of screw channel

表3 非骨性部分长度占钉道全长百分比Tab.3 Percentage of non-bony part to total length of screw channel

鉴于有些学者对其安全性的质疑，本研究设计实验进行验证，从实验可以看出A 组螺钉的误置率高达32.5%，远远高于B、C 2 组，差异具有统计学意义，验证了“in-out-in”途径置钉固定中上段胸椎从安全性角度考虑有其明显优势。“in-out-in”途径置钉固定中上位胸椎，理想的通道为经肋横突结合区，按一定角度［横截角(transverse screw angle，TSA)和矢状角(sagittal screw angle，SSA)］，将螺钉安全准确的置入椎体前1/3。由于部分钉道位于椎弓根肋骨之间的非骨性部，缺乏完整的骨性限制，确定及术中操作如何控制TSA 和SSA 显得尤为关键，而TSA 和SSA 的角度变化及术中操作的控制明显和进钉点的选择关系密切。

本研究前期实验已测椎弓根-肋骨途径置钉在横断面上最大安全角度、最小安全角度及安全角度范围［12］，参照此数值及术前影像学检查结果，并充分考虑个体的差异性，不难估算出较为准确的待置钉各个胸椎的TSA。C 组TSA 较B 组大，给安装矫形棒和对侧胸椎置钉带来困难。

由于肋骨小头上移与上位椎体形成肋椎关节，故肋骨高于横突，此时横突中下部缺乏肋骨保护，如果从横突中线进钉螺钉偏下容易损伤血管神经及胸膜，本实验出于此方面因素的考虑将B 和C 组在纵向上的进钉点均设计为靠近横突头侧。螺钉在矢状面上的进钉点相对固定，故螺钉在矢状面上的活动范围完全由SSA 来决定。本实验结合椎弓根途径的F 角、进钉点的选择及之前的置钉经验，术中置钉时对于SSA 加以考虑，其结果令人满意。

故本研究认为经椎弓根-肋骨途径置钉时只要熟悉解剖关系，设计好进钉点和一定的TSA 和SSA，其安全性风险明显低于经典椎弓根途径置钉。

3.2 经椎弓根-肋骨途径置钉的牢靠性及进钉点的选择

通过椎弓根固定能提供脊柱三柱最稳定的固定，牢靠性值得信赖。椎弓根-肋骨途径置钉固定有部分螺钉钉道位于椎弓根肋骨结合的非骨性部位，其固定的牢靠性受到学者的热议。众多学者设计实验研究2 种固定的生物力学差异，认为两者之间无显著性差异，从而得出结论肋横突结合区螺钉足以为脊柱提供坚固的固定［4-5］。其原因大致可归纳为下几点:①中上位胸椎椎弓根冠状面为椭圆形，峡部横径细小，成为限制螺钉置入直径的关键因素［13］。而通过椎弓根-肋骨途径置钉的横径和纵径均较大，故能选择直径远大于椎弓根途径置钉的螺钉，通过增加螺钉的外径来提高固定的生物力学效果。本研究中B、C 2 组选择置入螺钉的直径明显大于A 组。②肋横突结合区置钉平均进钉深度明显大于椎弓根途径进钉深度，故经肋横突结合区能置入较椎弓根途径长度更长的螺钉，本研究对此进行了验证。螺钉进入越深其固定牢靠性越好。③椎弓根-肋骨途径置钉的螺钉大部分钉体处于椎弓根内，小部分在间隙内和肋骨颈内，由于椎弓根肋横突结合体完整，其对椎弓根螺钉仍有相当的把持力［14］。

本研究认为经椎弓根-肋骨途径置钉固定中上位胸椎在牢靠性上有一定保障，但是不同进钉点在固定强度上差异明显。

本研究认为C 组的TSA 稍大于B 组，理论上可以置入较B 组稍长的螺钉，但是实验结果显示B、C 2 组钉道总长度差异从统计学角度分析无显著性意义，究其原因可能和2 组进钉点相距较近，TSA 的差别有限。研究显示C 组所占的非骨性部分比例明显大于B 组。因为2 组总钉道长度相当，置钉途径相同，其所用螺钉的直径相同，由此可以推理出C组固定的牢靠性不如B 组。原因推理如下:从CT测量结果不难发现B 组进钉点钉道由横突、肋横突结合部和椎体组成。而C 组进钉点螺钉直接由肋横突关节间隙进入椎体，并不经过横突，而横突部分双层骨皮质结构对螺钉起重要的把持作用。换个角度来看C 组的进钉点经肋横突关节，相对较为稳定的椎弓根肋骨单位的连接结构遭到破坏，从而对置入其中的螺钉的把持力亦会有所下降。鉴于以上分析，本研究认为就B、C 2 组螺钉的的固定强度来说，B 组的进钉点更为合理。

本研究从比较3 组螺钉误置率的方面验证椎弓根-肋骨途径置钉的安全性优于椎弓根途径。又从比较3 组的螺钉钉道总长度的方面间接的验证了椎弓根-肋骨途径置钉的固定强度可由其能够置入更长的螺钉加以保障。B、C 2 组钉道总长度比较后差异无统计学意义，B 组的非骨性部分较少，从而间接验证B 组的进钉点固定牢靠性更为理想。结合安全性和固定强度的考虑，加之操作方便的因素，本研究认为选横突中外1/3 头侧为进钉点经椎弓根-肋骨途径置钉固定中上位胸椎较为理想。由于本实验在验证其固定强度时未作抗拔出力测试，此方面是继续努力及研究的方向之一。

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