胸椎椎弓根肋骨复合体应用于脊柱侧弯椎弓根螺钉内固定矫形的影像学评价

邢文华 霍洪军 杨学军 肖宇龙 李 峰 辛大奇 付 裕 赵 岩 祝 勇

内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科，内蒙古呼和浩特010030

胸椎椎弓根肋骨复合体应用于脊柱侧弯椎弓根螺钉内固定矫形的影像学评价

邢文华 霍洪军 杨学军 肖宇龙 李 峰 辛大奇 付 裕 赵 岩 祝 勇

内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科，内蒙古呼和浩特010030

目的 观测脊柱侧弯患者胸椎椎弓根及周围重要结构的形态学特征，评价经椎弓根-肋骨复合体螺钉内固定技术在脊柱侧弯矫形中的可行性。 方法 11例脊柱侧弯患者的术前矫形内固定节段椎体CT，观察椎弓根、椎弓根-肋骨复合体、脊髓等的形态及解剖位置。并在导航下行后路椎弓根螺钉内固定矫形植骨融合术，术后相同节段再行CT扫描，评价螺钉植入位置。 结果 椎弓根横径凹侧较凸侧为细，最细者1.2mm，椎弓根在凸侧呈弧形改变，椎体偏离凹侧。凹侧脊髓紧贴椎弓根，凸侧脊髓偏离椎弓根。126枚椎弓根螺钉，有25（19.8%）枚螺钉完全偏出椎弓根行椎弓根-肋骨复合体固定，但术后所有病例均无神经血管的损伤发生，并且均维持了牢靠的内固定。 结论 导航技术应用于脊柱侧弯椎弓根螺钉植入时，可提高螺钉植入的准确率，畸形严重时螺钉可行椎弓根-肋骨复合体内固定。

脊柱侧弯；计算机辅助导航；椎弓根螺钉；椎弓根-肋骨复合体

脊柱侧弯畸形的矫形是临床脊柱外科的一大难题，后路经椎弓根螺钉内固定技术的应用，给脊柱侧弯的治疗带来了极大的进步。术前我们对患者脊柱组织形态做了详细观察，通过三维导航系统引导下行椎弓根钉置入，评判椎弓根螺钉植入的准确率，探讨椎弓根-肋骨复合体螺钉技术在脊柱侧弯矫形中的实际应用和临床效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2008年1月～2011年1月在CT三维导航系统引导下行椎弓根螺钉植入后路矫形植骨融合术的脊柱侧弯患者11例，其中男4例，女7例，特发性脊柱侧弯8例，先天性脊柱侧弯3例。患者的平均年龄16岁。顶椎区分布在T5-T8。

1.2 导航系统（Navigation system）

采用德国SIEMENS ISOC-3D X线机和美国Stryker导航系统[1]。

1.3 方法

术前对拟矫形内固定脊柱节段进行CT扫描，观测椎弓根、椎弓根-肋骨复合体、脊髓的形态特征及解剖位置，并测量椎弓根横径，椎弓根-肋骨单元横径。所有患者在三维导航下行椎弓根螺钉植入。术后在螺钉植入椎体再次行椎弓根CT扫描，观察螺钉植入位置，统计沿椎弓根肋骨复合体螺钉植入的例数。

采用术后CT断层扫描评价置钉的准确性。将穿破椎弓根皮质的螺钉分级，Ⅰ级螺钉：螺钉穿出椎弓根皮质＜2mm；Ⅱ级螺钉：螺钉穿出椎弓根皮质≥2mm且＜4mm；Ⅲ级螺钉：螺钉穿出椎弓根皮质≥4mm。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 形态学观测

在侧弯畸形节段，同一椎体凹侧椎弓根横径明显小于凸侧椎弓根横径，凹侧严重者只见薄层皮质，凸侧根呈不同程度弧形改变，比凹侧明显粗大。椎弓根横径明显小于椎弓根肋骨复合体横径，差异有统计学意义（P＜0.05）。水平面上椎体不同程度旋转，椎体呈楔形变（有左右楔形和左右楔形），随椎体旋转加重，椎管变形严重，形态不规则；脊髓与椎管侧壁不等距，凹侧向椎弓根偏移，贴近凹侧椎弓根，凸侧远离椎弓根。见表1。

表1 脊柱侧凸患者椎弓根横径P-W与椎弓根-肋骨复合体横径PRC-W

注：与凸侧P-W比较，*P＜0.05；与相应PRC-W直径比较，#P＜0.05

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2.2 术后椎弓根螺钉扫描结果

11例患者在三维导航系统辅助下完成手术，共植入126枚螺钉。术中侧弯矫正满意，未发现脊髓、神经根损伤，无螺钉拔出或松动现象。术后CT扫描126枚螺钉钉道时发现，位置完全偏出（2级以上）25枚，占19.8%，均向椎弓根外侧偏出，螺钉位于椎弓根肋骨复合体轴线。其中凹侧9枚，凸侧16枚，位置集中于T3～7节段。术后3个月、6个月、1年后复查矫正指标和外观都良好。见表2。

表2 行椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉位置及例数

3 讨论

3.1 脊柱侧弯胸椎椎弓根的形态特点

通过对11例脊柱侧弯患者侧弯节段椎弓根的形态学观测研究发现，同一椎骨位于凹侧椎弓根横径比凸侧小，凹侧椎弓根横径2.3～3.2mm，凸侧3.9～4.4mm（P＜0.05）。脊髓在椎管内的位置随侧弯及椎体旋转有不同程度的变化。越靠近顶椎位置，由于旋转加大，脊髓紧贴凹侧椎弓根内壁，最小距离＜1mm，而凸侧最小有3～5mm距离，脊髓距左右椎弓根内侧壁距离差异有统计学差异（P＜0.05）。此外，主动脉随着侧弯椎体偏离正常的解剖位置，更靠近椎体左前外侧及后侧，随着Cobb's角的增大及顶椎区旋转度的加重，主动脉位置更靠近椎体后外侧与椎体接近[2]。因此，在椎弓根螺钉植入矫形时，如果螺钉过于偏离椎弓根外缘，尤其是螺钉较长时，损伤主动脉的机率增加，术前需仔细阅片，明确每个椎体与主动脉的对应关系，术中应用导航，降低血管损伤的机率。

3.2 胸椎椎弓根-肋骨复合体内固定的临床意义

胸椎与腰椎的形态差别决定椎弓根螺钉植入时完全位于椎弓根内技术要求高。在有效固定的前提下，使用直径较细螺钉会降低穿破椎弓根皮质的概率。对于侧弯畸形的椎骨，椎弓根相应发生畸变，螺钉不会完全按照椎弓根轴线进入椎体内，因此椎弓根皮质穿破率会更高[3]。通过术前CT发现，多数情况下凹侧椎弓根变细，有时也呈弧形改变，距离硬脊膜距离变小，因此在凹侧置钉更易导致硬脊膜撕裂及脊髓或神经根的损伤[4]。此时，我们发现，在T4～6椎体节段，即使没有椎骨的畸变，由于椎弓根较细，螺钉不可能完全位于椎弓根内，或多或少要穿破椎弓根外侧皮质，而脊柱侧凸患者部分节段无法行经椎弓根固定，此时的螺钉位于肋骨椎弓根复合体内。研究发现，椎弓根肋骨复合体横径可容纳直径较粗的螺钉通过，由于进钉点的外偏，螺钉穿过横突两层皮质，椎弓根外侧壁皮质，肋骨头内侧皮质进入椎体内，具有较好的把持力。文献报道[5-7]侧弯患者椎弓根横径Tl～12为4.0～8.2mm，而椎弓根肋骨单元横径T1～12为11.6～16.8mm，无论从术中还是术后随访都未发现椎弓根肋骨复合体螺钉有明显的并发症，表明沿此轴线螺钉固定，尤其在导航下完成手术，无论在固定的准确性及固定强度方面都与椎弓根钉无大的差别。

3.3 计算机导航下植入椎弓根螺钉矫正脊柱侧弯

将导航系统应用于脊柱侧弯的患者，可大大的增加手术的安全性及准确率。本组病例导航下植入126枚螺钉，有25枚不在椎弓根内，术中明确可见位于椎弓根肋骨复合体内。Smorgick等[8]用CT分析了脊柱侧凸术后椎弓根螺钉的位置，表明凹侧椎弓根螺钉穿透皮质高于凸侧，未发现有神经损伤的并发症。文献报道[9-12]应用导航技术治疗脊柱侧弯，螺钉偏差率胸椎为13.4%，腰椎为4.6%。对比导航和徒手植入螺钉的对比研究，总体偏差率由15%降低为5%。也有学者研究得出应用导航植入椎弓根螺钉准确性要优于徒手植入的方法。但在个别情况下，由于患者体位的变化或术中示踪器的松动，导航存在一定的偏移，导致螺钉偏离预想的轨迹，此时还需依据临床经验及术者的手感，确保有效的固定。

3.4 临床应用注意事项

术前CT扫描需仔细阅读，准确定位椎体，明确椎弓根形态、椎体畸变及邻近大血管等结构，必要时测量预植入螺钉的长度和直径。椎弓根椎体畸变严重时，考虑沿椎弓根外侧及椎弓根肋骨复合体固定。导航下手术可提高手术置钉的准确率，但应结合术中进钉手感仔细操作。

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Imaging evaluation of thoracic pedicle rib unit with pedicle screw fixation used in scoliosis orthopedic

XING Wenhua HUO Hongjun YANG Xuejun XIAO Yulong LI Feng XIN Daqi FU Yu ZHAO Yan ZHU Yong
Department of Spine Surgery, Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, China

Objective To observe the morphological characteristics of thoracic pedicle and surrounding important structures of patients with scoliosis, and to evaluate the feasibility of pedicle rib unit with pedicle screw fixation used in scoliosis orthopedic. Methods 11 cases of scoliosis patients were preoperatively examined vertebral of orthopedic internal fixation by CT. The anatomic position and morphology of pedicle, pedicle rib unit, and the spinal cord were observed. In the navigation, the patients were treated with posterior pedicle screw internal fixation and bone grafting fusion. After the operation, the same segment was again performed CT scanning, and screw implant position was evaluated. Results The convex side of pedicle transverse diameter concave side was thin, of which the thinnest was 1.2mm. The convex side of pedicle was arc change, and the vertebral body was deviated from the concave side. The concave side of spinal was close to pedicle, and The convex side is deviated from the spinal pedicle. There were 25 (19.8%) screws completely partial out of pedicle in 126 pedicle screws, those were fixed with pedicle rib unit, but after the operation there were no neurovascular injury, and all cases maintained stable internal fixation. Conclusion Computer-assisted navigation with pedicle screw implantation used in scoliosis can improve the accuracy of screw placement. In severe deformity, screw can be body fixed by pedicle rib unit.

Scoliosis; Computer-assisted navigation; Pedicle screw; Pedicle rib unit

R687.3

B

2095-0616（2015）08-167-03

2015-01-04）