电钻引导徒手椎弓根置钉全椎弓根钉内固定治疗胸腰椎爆裂骨折

杨克敏，李俊男，李光全，高 薇，杜金芬

（云南省第二人民医院 骨科，云南 昆明 650021）

目前临床上经后路椎弓钉棒系统治疗胸腰椎爆裂骨折应用广泛，准确置入椎弓根钉是技术关键，牢固的椎弓根钉置入是进行矫形，固定基础。为实现这一目的，多种椎弓根钉置钉方法被应用于临床，主要有徒手置钉法，计算机导航系统引导置钉，“漏斗技术”等技术。目的是引导术者准确置钉。常规方法置钉需在X线透视下置入，手术时间长，患者及医务员接受大量辐射，特别是术者，长期长时间大剂量X线辐射对身心造成不可逆影响。电钻引导徒手椎弓根钉置钉技术［台湾脊椎中心张国华教授首创太极椎弓根置钉技术（Tai Chi Pedicle Screw Placement）］[1]，具有手术时间短，置钉过程不进行X线透视，置入螺钉牢固。2010年10－2013年9月，应用该技术，治疗治疗胸腰椎骨折65例，置钉407枚，疗效满意。

资料与方法

临床资料 本组65例，其中男46例，女19例；年龄21～62岁，平均36.9岁。致伤原因：交通伤39例，高处坠落伤21例，重物压伤5例。术前影像学检查评估，X线，CT，三维重建，神经功能障碍者MRI检查判断骨折类型，椎管内骨块和神经组织压迫等情况。爆裂骨折按Danis爆裂骨折分类[2]：A型10例；B型33例，C型12，D型9例，E型0例。伤椎节段：T116例，T1228例，L123例，L24例，L33例，L43例。共置407枚，置钉节段T10-L5，非伤椎置钉274枚，伤椎置钉133枚。神经功能按ASIA标准分级[2]：A级6例，B级6例，C级17例，D级15例，E级21例。对骨折伴有神经损伤者，由同一医师在48h内进行神经功能检查评估，本组12例A，B级患者中，8例入院时肛门括约肌肌力0级，尿潴留，大小便失禁，行甲基强的松龙冲击治疗，4例伤后超过8h，未进行甲基强的松龙冲击治疗。所有患者从受伤到手术时间3～10d，平均5d。

手术方法 全身麻醉，患者取俯卧位，X线透视定位，确定伤椎位置，同时了解伤椎骨折情况，并以术前影像检查进行对比，特别注意伤椎椎弓根与椎体的关系。以伤椎棘突为中心取后正中切口，切开皮肤，胸，腰背筋膜，分离椎旁肌。充分显露固定节段内椎骨棘突，椎板，上下关节突，附突，横突。骶1节段显露腰5下关节突，骶1上关节突。先进行非伤椎椎弓根钉置钉，进钉点处去皮质后，电钻引导下钻出椎弓根钉钉道，沿椎弓根方向钻入至椎体前缘皮质下，探针测量引导骨道四壁及深度，如四壁均为骨性壁，深度为35～40mm，说明钉道位置正确，沿钉道置入椎弓根钉。伤椎置钉前，仔细辨认进钉点骨性标志，伤椎椎弓根与椎体的关系，评估钉道及周围骨折是否会影响钉道准确制备，必要时，留置探针于钉道内，X线透视了解钉道位置，完成伤椎置钉。完成所有置钉后，X线透视了解椎弓根钉位置，常规术中唤醒试验。伴神经损伤症状，行全椎板切除减压，探查硬脊膜，神经根。根据固定节段内脊柱生理弧度预弯钛合金棒。有神经症状者行椎管减压探查。将钛合金棒放置于椎弓根钉,先拧紧伤椎远，近端螺钉螺母，最后拧紧伤椎螺母，放置横向联接器。X线透视正侧位，了解复位及内固定情况，取自体髂骨，人工骨或同种导体骨行横突间和椎板间植骨，放置引流管，缝合伤口。

术后卧床，常规应用抗生素预防感染。麻醉清醒后进行第一次神经功能评估与术前进行对比，椎管减压者，应用激素、脱水剂3～5d。术后1d复查X片侧量后凸角度和椎体高度。3周后支具保护离床活动。

结 果

本组65例，共置钉407枚，置钉节段T10-L5。非伤椎置钉274枚，置钉时间（进钉点去皮质至置钉完毕）平均78秒，置钉准确率97%，见表1；伤椎置钉133枚，置钉时间平均83秒，置钉准确率96%，见表2。伤椎节段：T116例，T1228例，L123例，L24例，L33例，L43例。无神经、血管、硬脊膜损伤，内脏损伤。

讨 论

一、椎弓根进钉点定位 脊柱胸、腰、骶1节段椎弓根投影不同，在不同脊柱节段采用不同方法定位椎弓根进钉点见图1、图2。椎弓根为椭园形柱状结构，前方连于椎体，后方连接椎弓，具有一定高度及宽度，其投影在椎弓上为具有高度和宽度的骨性“范围”，将椎弓根进钉点理解为“进钉点范围”对定位椎弓根进钉点更具指导意义。胸10-11节段，为胸椎向腰椎过渡节段，椎间关节面由胸段冠状位向腰段矢状位过渡，胸10、11横突相对于椎间关节面呈冠状位胸椎横突发生向内向后旋转现象，椎弓根进钉点定位标志与胸段和腰段有所不同，我科所采用的进钉点定位方法是横突未端。胸12－腰4节段，椎间关节面呈矢状位，下关节突位于内侧，上关节突位于外侧，椎弓根较为粗大，关节突，副突，横突，“人字嵴”等结构明显，进钉范围较易确定。腰5节段，关节突明显，横突粗大，但副突，“人字嵴”不明显，进钉点范围为上关节突外缘与横突中线交点处。骶1节段，为骶1上关节突下缘，内侧不超过关节面内侧缘，有时关节突不明显，就以腰5下关节为标志，显露骶1上关节突，以其下缘作为进钉点。伤椎节段，视伤椎椎板，椎弓根，关节突骨折移位可能造成进钉点定位骨性标志偏移，影响进钉点准确定位，手术操作中注意以下几点有利进钉点定位；⑴术前X线，CT三维重建了解进钉点骨性标志骨折移位情况，⑵显露伤椎时尽量不造成进钉点骨性标志再次移位，⑶先进行伤椎进钉点骨性标志无骨折移位侧置钉，以其为标志完成对侧进钉点确定及置钉，⑷C臂X线引导定位及置钉。

表1 非伤椎置钉节段、数量、时间、准确率

表2 伤椎置钉节段、数量、时间、准确率

二、电钻引导经椎弓根、椎体钉道准备 椎弓根钉钉道由二段组成，第一段为椎弓根段，进钉点至椎弓根与椎体后壁连接处，长度约15～20mm；第二段为椎体内段，椎弓根与椎体后壁连接处至椎体松质骨内，长度约20mm见图3、图4。进钉点去皮质骨后，用直径3.2mm钻头，在“进钉点范围”内，电钻沿椎弓根方向低速钻入，钻头从进钉点至椎弓根与椎体后壁连接处，其路径应位于椎弓根轴线上，钻头经过的钉道为椎弓根的松质骨部分，其路径长度在不同脊柱节段而不同，约15～20mm，在钻入过程中，如钻头偏离椎弓根轴线，接触椎弓根侧壁骨皮质，钻头受到皮质骨阻力，会引导术者向椎弓根轴线松质骨部前行，这种手感术者在操作中要注意体会，沿钻头引导方向继续钻入，至椎弓根与椎体后壁连接处时，钻头受到椎体后壁皮质阻挡，明显感到阻力（撞墙感）并且阻力来自钻头正前方，在钻开椎体后壁皮质骨前，应停止钻入，检查钻头方向及深度（不超过20mm），确认无误后继续钻入，当钻开椎体后壁皮质骨后，钻头有明显的落空感，继续在椎体松质骨内前行约20mm，停止钻入。探针探查钉道四壁见图5、图6，确定均为骨性壁，从钉道口有均匀速度“涌出”静脉血，说明钉道位置正确。伤椎节段钉道准备，无椎弓根、椎板及进钉点骨性标志区域骨折移位者与正常节段钉道准备无异，如出现钉道准备困难，用前述方法进行钉道准备。钻头在电钻引导徒手椎弓根置钉技术中具有双重作用，一是钉道钻开工具，二是引导工具，钻头在椎弓根段前行时，总能引导术者沿椎弓根的松质骨部分即椎弓根轴线前行，完成椎弓根钉道的准备。

三、拧入椎弓根钉 拧入椎弓根螺钉在椎弓根螺钉置入中只是一个简单动作，在电钻引导徒手椎弓根钉置钉过程中是一个重要的步骤，拧入时，在椎弓根段钉道内，不宜增加对椎弓根钉的纵向压力，椎弓根钉的前行，主要依靠椎弓根钉螺纹自攻钉道产生的推进力，术者在拧入过程中，应注意体会拧入阻力的大小变化，并且椎弓根钉在前行中会自动调整方向沿椎弓根轴线前行，这是由于，钉道直径为3.2mm，而拧入的椎弓根钉直径为5.5～6.5mm，椎弓根钉在前行中接触椎弓根侧壁骨皮质，钉头受到皮质骨阻力，会自动调整螺钉方向，沿更易被螺钉螺纹切割的椎弓根轴线松质骨部前行见图7、图8，如在拧入中，对椎弓根钉施加过大纵向压力，钉头将穿破椎弓根侧壁，造成螺钉在偏离钉道外位置置入，置钉失败。当钉头穿过椎体后壁皮质骨进入椎体段钉道后，拧钉阻力明显增大，椎弓根螺钉的稳定性会随着螺钉的前行明显增加，而且不会出现螺钉在椎弓根段钉道内自动调整螺钉前行方向的手感。如拧入螺钉时有落空感，拧入阻力不随拧入深度增加而增加，说明螺钉未沿椎弓根轴线拧入。这些拧钉手感，成为置钉是否正确的重要提示，拧钉过程中，如发现拧钉手感异常，停止拧入，注意检查螺钉方向，拧钉深渡，探针探查正确钉道位置，方向，重新置钉。

四、电钻引导徒手椎弓根钉置入优势 缩短置钉时间，张国华等报到在重度脊柱侧弯应用太极椎弓根置钉技术，置钉992枚，平均椎弓根钉置入时间73S，准确率为93%[1]；本组非伤椎置钉274枚，置钉时间平均78S，置钉准确率97%；伤椎置钉133枚，置钉时间平均83S，置钉准确率96%，应用相同方法置钉，本组置钉准确率明显高于张国华报导，这是因为，重度脊柱侧弯椎弓根置钉难度明显大于正常脊柱椎弓根置钉难度。应用电钻引导徒手椎弓根钉置钉技术，在置钉时间，准确率明显高于其方法置钉见图9、图10。张维等报到腰段椎弓根，应用导航平均椎弓根钉置入时间（8.0±2.5）min，准确率为80.4%；徒手置钉平均椎弓根钉置入时间（3.0±1.0）min，准确率为84.4%[3]。电钻引导徒手椎弓根置钉时间明显缩短，关键步骤在钉道准备上，本组全部采用电钻引导下一次性钻出钉道的椎弓根段与椎体内段，术中不进行X线透视，不使用丝锥扩大钉道，简化传统徒手置钉法在钉道准备过程中操作步骤，而大大缩短钉道准备时间。椎弓根置钉质量控制，文献报道，椎弓根钉置入失误率高达20%-39.8%[4-5]，椎弓根钉置钉错误引发的神经，血管损伤及椎弓根结构破坏，所致的断钉，拨钉及椎弓根钉固定失效是椎弓根置钉中应加以避免的并发症。导致置钉错误主要发生在钉道的椎弓根段，在此段内，无论是椎弓根的上下内外四壁中任一壁破坏，均会最终引导椎弓根螺钉的错误置钉。电钻引导徒手椎弓根钉置入法，在多个环节进行质量控制，包括“进钉范点围”，根据脊柱不同节段解剖结构不同，选择不同“进钉点范围”结构标志确定进钉点，由于钻头在椎弓根前行中对术者的引导作用，只要在进钉点范围内，都能引导术者沿椎弓根轴线钻出正确的钉道，比传统进钉点概念放宽了术者对进钉点的选择范围。在拧入椎弓根钉过程中，拧入手感也是椎弓根置钉质量控制的重要环节（前述），椎弓根钉是否准确置入，在螺钉拧入进程中往往能及时发现，重新准备钉道后置入椎弓根钉并对椎弓根钉的稳定性并无明显影响。全部螺钉置入完成后，X线透视检查螺钉置入是否正确，如位置不佳进行调整或重新置入，同时进行唤醒试验。

五、全节段钉棒连接重建固定节段应力体系，为伤椎节段创造良好生物学环境 生物力学研究表明，由于人体的重力线在脊柱前方通过，因此正常脊柱的前柱承受压缩应力，而后柱承受牵张应力[6-8]。椎体爆裂骨折后，前中柱结构破坏，导致脊柱的稳定性下降，其抗压应力及旋转应力能力下降，必然加重脊柱后柱张应力及剪切应力，随着时间推移，骨折节段迟发性后突畸形，侧倾，椎间关节退行性变，继发性椎管狭窄等迟发性脊柱退行性病变将发生，这在椎体爆裂骨折，未经内固定治疗患者随访病例中为常见椎体骨折后脊柱迟发性病理改变，由此致患者腰背疼痛，下肢痛，间隙性跛行，影响患者工作生活。以往经后路椎弓钉棒固定治疗椎体爆裂骨折采用3节段4螺钉固定方式即伤椎不进行置钉固定，这种固定方式对骨折节段矫形、复位可以取得良好的即时效果。患者负重活动后，由伤椎节段前中柱承担压应力及旋转应力将转化成伤椎节段后柱的张应力及剪应力，并且将由钉棒系统承担，形成应力集中而致后凸矫正度丢失，甚至内固定物松动、断裂,内固定失效。全节段椎弓根置钉方式，分散应力，增加固定稳定性，有利于固定节段融合。胡樵等经生物力学测试证明，经伤椎椎弓根内固定能加强脊柱的稳定性[9]。本组应用全椎弓根置钉固定见图11、图12，与目前大多数学者主张伤椎固定一致。椎弓螺钉固定为三柱三维内固定方式，如何将固定效果最大化，手术操作技巧是重要环节，固定目的是将固定节段内原有的多运动节段，通过固定融合变成单运动节段，融合节段在脊柱运动中，以单运动节段方式参与脊柱运动，为追求更好的恢复伤椎椎体高度而采用撑开伤椎相邻节段（增加椎管绝对长度）的方法将造成钉棒应力集中，患者负重活动后伤椎椎体并不参与负重，应力由钉棒承担而形成应力集中，因此，在融合节段内，应力应由融合节段内所有椎体，椎间盘，螺钉及固定棒共同承担，应力负荷均匀，不形成应力集中，降低内固定物松动、断裂，内固定失效发生率。本组采用方法为，通过钉棒系统完成骨折节段矫形，恢复脊柱冠状位及矢状位序列后，非骨折节段间进行自然加压，骨折节段间进行适当人为加压，使固定节内椎弓根钉应力分布均匀，消除应力集中，避免内固定失效。

图1 术中钻头放置于进钉点处；图2（包括图3，4，6，8）为使读者更为直观观察钻头在进钉点的位置在术中使用C臂X线机透视图像，实际操作中不进行C臂X线机透视；图3钻头位于钉道的椎弓根段内；图4 钻头穿过椎弓根段进入椎体内段；图5 探针探查；图6 探针在钉道内；图7 置入螺钉；图8 螺钉沿钉道准确置入；图9 术后CT冠状位螺钉准确置入；图10 术后CT水平位螺钉准确置入；图11 多节段骨折；图12 腰1单节段6钉固定。

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