经皮椎弓根螺钉固定技术在胸腰椎骨折中的应用

李长青，张 伟

·讲 座·

经皮椎弓根螺钉固定技术在胸腰椎骨折中的应用

李长青，张 伟

胸腰椎骨折发病率较高且具有较高致残率，大多数胸腰椎骨折仍需进行手术治疗，传统开放手术创伤大、术后恢复慢、后遗症较多，微创经皮椎弓根螺钉内固定技术已广泛应用于胸腰椎骨折治疗中，且已取得较好的临床疗效，具有切口小、出血少、术后恢复快等优点，逐渐被广大临床医生和患者所接受，是未来脊柱外科发展的方向。

胸腰椎骨折； 椎弓根螺钉； 微创； 脊柱外科

随着建筑业、工业的不断发展，意外事故的发生率居高不下，脊柱骨折有较高的发病率和较高的致残率[1-2]。目前大多数脊柱骨折仍需手术治疗，椎弓根螺钉内固定系统能有效完成脊柱的三柱固定，因其安全性、有效性而在临床上广泛应用[3-4]。目前传统后路开放减压椎弓根螺钉内固定技术已广泛开展，疗效确切，但仍面临着诸多问题，如术中对椎旁肌及软组织的广泛剥离牵拉，易导致术后缺血坏死和纤维化，致使患者术后遗留长期的腰背部僵硬与疼痛等不适[5]。现代外科技术的重要发展趋势是手术的微创化、智能化。随着脊柱外科技术的不断发展，微创观念不断深入，目前微创技术在胸腰椎骨折中的应用越来越普遍，较传统开放手术具有创伤小、恢复快、满意度高等优点。其中经皮椎弓根螺钉内固定技术的出现在微创脊柱外科领域具有划时代的意义，给胸腰椎骨折的治疗带来新的观念。

1 经皮椎弓根螺钉技术发展历史

Unthoff和Stahl[6]首次报道了经皮椎弓根螺钉固定技术治疗胸腰椎骨折和椎体滑脱，但当时只是用于脊柱的临时外固定，后来Dick等[7]将该技术进一步改进，极大促进了该技术的发展。1995年，Mathews等在X线透视下完成了经皮椎弓根螺钉固定手术，但由于置棒过浅，术后容易出现局部疼痛不适和皮肤磨损等并发症。2001年Floey等[8]应用Sextant经皮椎弓根螺钉固定系统治疗胸腰椎骨折，这套系统利用几何轨迹的原理将棒置入肌肉深层，改变了以往固定棒置入过浅带来的并发症。因胸腰椎骨折常伴脊柱后凸畸形，但原有Sextant系统仅具备撑开加压功能，而不具备提拉复位作用，新型的经皮螺钉技术Sextant-R克服了此缺陷，具有畸形矫正和提拉复位作用，已取得满意临床效果[9]。

2 解剖学基础

外科医生熟练掌握一项技术的基础就是要对解剖结构了然于心。颈椎、胸椎中上段椎弓根横径较小，解剖复杂且多存在变异，周围毗邻重要血管神经和脊髓组织，手术难度及风险较高。但胸腰椎椎弓根横径较宽大，解剖标志多恒定，这为经皮椎弓根钉固定技术提供了有利的解剖条件。其中“人”字嵴顶点位于或接近椎弓根中心，解剖变异小，且术中无需对横突和关节突进行过多的剥离暴露，因此以“人”字嵴顶点为进针点，辅助于术前定位，术中C臂机或导航等可以安全置入椎弓根螺钉，适合于微创操作。杨雷等[10]利用解剖显微镜对胸腰段脊柱后方结构进行逐层解剖，来观察脊神经后支及其分支、脊柱节段动静脉后支的来源、走行以及分布规律，发现开放手术入路极易损伤椎旁肌及脊神经后支，容易导致背部深层肌肉的失神经营养，而微创手术入路能安全避开上述区域。

3 手术方法及注意事项

采用全身麻醉，患者取俯卧位，首先在胸部和髋部放置软垫，C臂机透视下气囊腰桥体位复位。C臂机定位标记伤椎以及上下位椎体的椎弓根体表投影，然后在透视引导下，采用套管针进行椎弓根的穿刺，将套管针置入椎弓根后拔出管芯，置入导丝。在皮肤作长约1.5 cm的纵形切口，由细至粗依次安放扩张导管扩张椎旁肌，置入工作套管。在导丝的引导下，进行攻丝和空心椎弓根螺钉置入。将纵向连接棒按弧形轨迹穿过皮肤并置入螺钉的头部，用配套的撑开加压工具沿固定杆纵向撑开，复位满意后分别拧紧固定螺帽，锁定钉棒连接。

但在手术操作过程中，需要注意以下几点[11-13]：(1)体位的摆放。患者俯卧于可透射线的体位垫上，骨盆及肩胸部垫高，腹部悬空，使胸腰椎保持在过伸位，利用体位进行骨折部分复位，后凸畸形明显者在顶点给予适当外力有利于复位，但要防止过伸角度过大，加重骨折移位。(2)注意体表定位的准确性。由于采用经皮微创椎弓根螺钉置入技术，小切口限制了术中调整空间，因此在摆放好体位后，需透视明确体表手术切口位置，如果术中体位确需改变，一定要重新定位。(3)椎弓根螺钉的进针点。术中准确置入椎弓根螺钉是手术成功的关键，理想的进针点位于前后位椎弓根的2～3点(右)或10～11点(左)外侧缘处，当导针经过椎弓根准备进入椎体时，需透视前后位片，确保导针没有超出椎弓根内侧缘，若导针位于椎弓根内侧缘内侧，则有穿破椎弓根皮质可能，损伤到脊髓或脊神经，造成严重并发症，此时应调整进钉的内倾角度，如果能辅以术中神经监护则更加安全。目前，借助于脊柱内窥镜技术可清楚地看到解剖标志，在工作通道中充分显露上关节突与横突相交处，精确定位进针点，是植入椎弓根螺钉的最佳定位方法。另外术中导航系统可以动态观察进针位置，尤其对于解剖标记发生变异者，能明显提高置钉的准确性和安全性，且不用暴露识别周围的解剖结构，降低了手术的难度，并大大减少了患者和医生辐射暴露。(4)连接棒的置入。螺钉置入后，选择合适长度的预弯连接棒沿皮下置入，一般情况下连接棒可轻松置入。若出现置棒困难，可能与螺钉的深度与角度有关，可进行适当调整后再次穿棒。连接棒置入后，需再次透视确认连接棒是否穿过螺钉后方可锁紧螺母。(5)术中注意C臂机的正确使用，在经皮置钉的过程中，C臂机的正确使用对手术的成败起到了关键性作用。理想的X线透视位置应球管投影面与椎体垂直，前后位和侧位片中椎体的上下终板应该都为线形而非椭圆形，棘突应位于两个椎弓根之间，椎弓根影两侧需对称。(6)术中需使用撑开复位器利用后纵韧带及椎间盘的轴向撑开力使椎管内小骨块闭合复位，恢复伤椎的椎体高度，纠正后凸成角，恢复脊柱的生理弯曲。

4 手术适应证

经皮椎弓根螺钉内固定技术是近年来迅猛发展的新技术之一，该技术在获得与传统开放手术相似临床效果的同时又能最大限度地降低手术并发症并缩短康复时间，已有较多文献对该技术的优越性进行报道总结[14-16]，但是临床中也不能盲目开展，需严格把握经皮椎弓根钉内固定技术的适应证。从目前相关文献[13,17-19]报道来看其主要的适应证有：(1)单纯脊柱前柱压缩性骨折(椎体压缩40%～60%)；(2)脊柱爆裂性骨折伴有不稳者(术前CT平扫证实骨折未累及椎体后缘或累及椎体后缘但椎管占位<30%，MRI示后纵韧带完整，无需行椎管减压或探查者)；(3)脊柱骨折可进行非手术治疗但患者手术意愿强烈不愿接受长期卧床或佩戴支具者，有身体其他器官基础疾病不宜接受非手术治疗的患者。而对于胸腰椎爆裂骨折需进行手术减压的患者、脊柱骨折脱位或有小关节交锁者、陈旧性骨折继发严重脊柱后凸畸形者不宜行经皮复位固定术。王洪伟等[20]认为经皮椎弓根螺钉内固定适用于不需直接减压的胸腰段A型骨折和仅伴有后方韧带不完全损伤的B型骨折，而对于椎体后壁骨折块移位明显，椎间盘和后纵韧带破裂，伴有神经功能损伤需要进行椎管减压的A、B、C型骨折均不适宜采用经皮椎弓根螺钉固定技术。但有文献报道对于需进行椎管减压的胸腰椎骨折，后路通道下减压结合经皮椎弓根螺钉固定技术既能达到减压的目的，又能进行骨折复位固定，具有切口小、出血少，术后恢复快等优点[21]。笔者认为，微创脊柱外科的手术适应证与禁忌证是相对的，随着技术的不断发展创新及临床应用的不断增加，相信部分禁忌证可能会逐渐转变为适应证。

5 经皮椎弓根螺钉固定的技术优势

胸腰椎骨折微创手术治疗的目的是为了尽量减少或避免传统手术的相关并发症，通过微创方法减少手术失血和组织创伤，减轻术后疼痛和加速康复。目前已有大量文献对微创经皮椎弓根螺钉固定技术的优势进行总结报道[14-17]。主要有以下几点：(1)术中切口小，出血量少，传统手术的切口一般长12～15cm，而每个微创经皮切口长约1.5cm，且无需进行较多的组织分离，能降低术中对软组织血管破坏引起出血的风险，且术后不需要常规放置引流管；(2)手术时间短：经皮手术不需要剥离太多的软组织以暴露解剖标志，因此缝合伤口的时间明显少于传统手术，也减少了麻醉时间；(3)传统开放手术需要对椎旁肌肉进行广泛剥离和牵拉，很多患者术后长期遗留慢性腰背部疼痛及僵硬等不适症状，而经皮椎弓根螺钉固定手术可以尽量避免对椎旁肌肉的广泛剥离及持久牵拉，减少术中对组织的创伤，对维护术后脊柱周围的软组织平衡有积极作用。另外，通过微创入路术中不会损伤腰神经后支，能最大限度减少椎旁肌失神经损伤。罗春山等[22]通过肌电图检查随访微创经皮椎弓根螺钉固定技术治疗的患者，发现微创技术无明显的椎旁肌失神经肌颤电位出现，而开放手术者可检测到失神经肌颤电位，这说明了经皮椎弓根螺钉固定技术可减少椎旁肌神经的损伤。

6 可能出现的并发症及预防

自经皮椎弓根螺钉固定技术开展以来，临床中也有很多相关并发症的报道。如术后出现椎体高度丢失、术中硬脊膜损伤、神经损伤、内脏或大血管的损伤、术后内置物偏移或断裂等情况。其中以术后椎体高度丢失最为常见，这可能与复位后椎体的“蛋壳效应”有关，可以通过经伤椎置钉或植骨的方式来减缓椎体高度丢失速度[20]。脊柱内固定系统有效恢复了椎体的高度，矫正了脊柱的后凸畸形，也为椎体重建提供了空间，可以通过经伤椎椎弓根螺钉固定联合经伤椎植骨或椎体成形术，有效稳定脊柱的前中柱、恢复椎体高度，术后达到椎体间骨性融合，而对于未进行融合的病例，节段间的微动能加速椎弓根螺钉的疲劳断裂，这种情况下应尽早取出内固定物。脊柱微创有较长的学习曲线，并发症出现主要集中在该技术开展初期，随着不断地总结经验，手术相关并发症会随之减少，另外扎实的解剖学基础和丰富的开放手术经验积累是必不可少的，通过影像学资料进行术前精心的设计至关重要，如果能辅以术中导航系统和神经监护设备则能进一步提高手术的安全性。

7 存在的问题及对策

经皮微创椎弓根螺钉固定技术目前发展较为成熟，但也存在一些问题。在置入椎弓根螺钉过程中，术中虽有X线监测，但在定位进针点时主要靠克氏针经皮探测来确定关节突关节和横突的关系，带有一定盲目性，初学者容易导致置钉失败、操作时间过长、透视次数多、射线暴露量大等，学习曲线较长[23]。但随着脊柱内窥镜及影像技术的不断发展，微创下经皮椎弓根螺钉固定技术已逐步发展到内窥镜辅助、术中导航系统监视下的内固定、椎间融合等。内镜下行椎弓根螺钉内固定既吸取了经皮固定的优点，又兼有开放手术的特点，视野好，能精确定位进针点，提高置钉的准确性，减少X线暴露时间，手术时间也大大缩短。但结合内镜技术治疗胸腰椎骨折需要建立一套标准的手术技术与规则，以及针对内窥镜技术特制的设备和内置物，这正是当前胸腰椎骨折应用内窥镜技术面临的困惑与挑战。另外在微创椎弓根螺钉固定术中，由于放置横连接需要多做切口且放置困难，很多报道均未放置横连接。但有研究证实使用横连接能提高内固定装置的刚度，吸收部分结构应变，历强等[24]对273例行椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折病例进行统计分析，结果表明使用横连接能明显降低术后断钉的发生率。目前也有文献报道[25]，对于需要进行椎管减压的胸腰椎骨折，经皮固定的同时结合后路小切口通道下进行椎管减压，术中可以通过减压切口放置横连接，横连接的放置能进一步增强脊柱内固定系统的稳定性。微创技术最早由发达国家研究开展，他们无论是在手术器械的更新还是手术方式的革新都领先于国内。现阶段，国内胸腰椎骨折微创手术尚不普及，开展该技术要求有正确的微创理念、扎实的解剖学基础、良好正规的技术培训、完善的设备支撑、丰富的开放手术经验、严谨的循证医学证据支持、严格的适应证选择和标准化操作流程等，只有积极普及微创理念，广泛开展微创技术培训班，加强具有自主知识产权产品的研发，这样才能突出重围，走向世界。

8 前景与展望

随着脊柱内窥镜及影像技术的不断发展，微创下椎弓根螺钉内固定已由先前的单纯经皮椎弓根螺钉内固定逐渐发展到内镜辅助下、术中三维导航监视下以及术中神经电生理监护下的椎间融合、椎弓根螺钉内固定等。对于胸腰椎骨折尤其是需要神经减压的胸腰椎爆裂性骨折可以在微创通道小切口下行椎管减压辅以微创后路经皮椎弓根螺钉内固定，不仅可以减少手术创伤，又能达到与常规开放手术相当的临床疗效。脊柱内镜技术和术中影像导航系统目前已经成为脊柱外科领域中一种较成熟的先进技术，作为脊柱微创外科的重要组成部分，在我国已经被越来越多的脊柱外科学者所认同，计算机辅助下的脊柱手术导航系统增加了内固定置入的准确率，提高了手术的安全性，虽然其还有局限性和不足，相信随着科技的发展和进步，技术会不断优化，脊柱的微创化、数字化、智能化仍是未来脊柱外科发展的方向[26]。

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(本文编辑： 黄利萍)

Application of percutaneous pedicle screw fixation in thoracolumbar fracture

LIChang-qing,ZHANGWei
(Department of Orthopaedics,Xinqiao Hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400037,China)

Thoracolumbar fractures have higher incidence and a high morbidity,and most thoracolumbar fractures still require surgical treatment. Traditional open surgery has shortcomings such as large trauma,slow recovery and more complications. Minimally invasive percutaneous pedicle screw fixation technology has been widely used in the treatment of thoracolumbar fractures and has achieved good clinical efficacy. The technology has the advantages of small incision,less bleeding,quick recovery and is gradually accepted by clinicians and patients. Minimally invasive surgery is the future direction of spinal surgery.

thoracolumbar fracture; pedicle screw; micro-invasive; spine surgery

400037 重庆，第三军医大学新桥医院骨科

1009-4237(2017)07-0559-03

R 683.2；R 687.3

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.07.027

2017-06-10)