皮质骨螺钉通道技术在骨质疏松腰椎退行性疾病中的应用

杨民毅，刘西纺，刘世长，宋宗让，朱伟

(1.西安交通大学医学院附属红会医院神经脊柱康复病区，陕西 西安 710000；2.西安交通大学医学院附属红会医院脊柱腰椎病区，陕西 西安 710000；3.陕西中医药大学附属医院脊柱外科病区，陕西 咸阳 712000)

随着生活水平和医疗条件的改善，我国逐渐进入人口老龄化社会，老年人腰椎的退行性疾病发生率越来越高，因其生理机能减退，骨代谢能力下降，容易出现骨质疏松。而对于腰椎退行性疾病伴骨质疏松的患者，多数需要后路椎弓根钉棒系统进行手术治疗，这类患者脊柱椎体骨密度低下，骨小梁结构不足以维持腰椎固定螺钉的把持力，容易导致螺钉松动、退钉、断钉，是造成腰椎内固定术后并发症的常见原因[1]。如何提高椎弓根螺钉固定骨质疏松椎体的稳定性，是脊柱外科医生需要解决的问题。近年来骨水泥强化螺钉被广泛应用于骨质疏松腰椎内固定术中，以提高螺钉稳定性。皮质骨螺钉通道技术(cortical bone trajectory，CBT)是由Santoni等[2]于2009年首次提出的一种新的置钉方法，它改变了传统椎弓根螺钉利用椎弓根长轴作为通道的方式，使钉道在椎体矢状面头偏、横断面上外偏，加大了螺钉与椎弓根内皮质骨的横截面积，提高螺钉对骨组织的把持力，受松质骨密度影响较小，更适合骨质疏松患者。西安交通大学医学院附属红会医院应用皮质骨螺钉技术治疗腰椎融合内固定的骨质疏松患者20例，效果满意，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾我院自2015年1月至2016年8月收 治的骨质疏松腰椎退变性疾病患者45例，均行腰椎后路减压植骨融合内固定术。纳入标准：a)腰痛，或伴有下肢放射痛或间歇性跛行，严重影响生活质量者；b)经过针灸、牵引、止痛药物等保守治疗超过3个月，效果不明显者；c)经过对患者病史采集、详细查体，X线片、CT、MRI和骨密度检查，明确诊断为需行手术治疗的骨质疏松腰椎退变性疾病者，手术节段≤2节段。排除标准：a)伴有结核、肿瘤、感染等其他疾病者；b)合并严重内科疾病不能耐受手术者；c)资料不全或失访者。其中皮质骨螺钉通道组20例，男5例，女15例；年龄55～74岁，平均65.8岁；骨密度T值：-4.8～-2.7 SD，平均T值-3.8 SD；腰椎间盘突出症10例，腰椎滑脱症4例，腰椎管狭窄症6例；手术节段：1节段14例，2节段6例。骨水泥强化螺钉组25例，男7例，女18例；年龄53～76岁，平均67.4岁；骨密度T值：-4.5～-3.1 SD，平均T值为-3.5 SD；腰椎间盘突出症12例，腰椎滑脱症4例，腰椎管狭窄症9例；手术节段：1节段17例，2节段8例。所有患者入院前未规律服用抗骨质疏松药物。两组患者基础资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 手术方法 全身麻醉后，取俯卧位，使用软垫，标记手术节段后，常规消毒、铺单，取后路正中切口，切开皮肤、皮下，逐层暴露，骨膜下剥离棘突两侧椎旁肌群。

皮质骨螺钉通道组：只需显露椎板外侧及关节突内侧缘，置钉点为上关节突内下缘向下、内各2 mm处椎板，进钉方向冠状位由内向外倾5°～15°，矢状位尾倾25°～30°，钉道长度为前端通过椎弓根到达外侧皮质即可，准备钉道后先行责任节段椎板切除、减压及植骨融合，后同等直径攻丝，置钉，螺钉直径4.5～5.5 mm，长度25～30 mm。透视满意后选择合适长度的钛棒预弯，置入后螺帽固定。放置横连、冲洗、放置引流管，缝合。

骨水泥强化螺钉组：常规显露至关节突外侧缘及与横突交界的“人”字嵴结构，以其为入钉点，根据不同椎体，冠状位由外向内倾5°～15°，矢状位头倾0°～30°，螺钉直径为6.0～7.0 mm，长度为螺纹尖端需过椎体中线，不出椎体，透视螺钉位置满意后准备骨水泥，拉丝期分别用推杆于每侧注入1.5 mL，待水泥凝固后透视，骨水泥弥散良好，选择合适长度的钛棒并预弯、撑开，行责任节段椎板切除、减压及植骨融合，完成后抱紧，安装横连，余操作同上。

1.3 术后处理 术后严密观察生命体征，3～5 d内常规给予预防感染、活血、脱水等对症治疗，观察下肢运动感觉变化，告知患者可适当抬腿锻炼。术后7 d左右嘱患者逐渐进行腰背肌锻炼，可在腰部支具保护下下地活动，出院后支具佩戴2～3个月，同时抗骨质疏松治疗，定期复查随访。

1.4 术后观察和评价方法 记录两组患者手术时间、术中出血量，观察有无术后并发症，随访6～18个月，平均12.8个月，记录评估腰痛及下肢神经功能恢复情况，比较两组术前、术后7d、末次随访视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、日本骨科协会评分(Japanese orthopaedic association，JOA)[3]，随访时拍摄腰椎X线及CT检查，了解内固定物有无松动、退钉、断裂、移位，查看融合情况。

2 结 果

2.1 手术基本情况 45例患者手术均顺利，没有出现置钉引起的血管、神经损伤，两组患者手术时间、术中出血量比较差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1 组患者手术基本情况比较

2.2 术前及术后临床症状恢复情况 两组患者术前VAS、JOA评分比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性；两组患者术后7d、末次随访VAS、JOA评分与术前比较差异有统计学意义(P<0.05)，说明经手术后患者症状较术前逐渐改善；两组末次随访VAS评分及术后7d、末次随访JOA评分比较差异无统计学意义(P>0.05)，而术后7d VAS评分两组具有显著差异(P<0.05)，皮质骨通道组疼痛改善较骨水泥组好(见表2)。

表2 两组患者术前、术后随访VAS、JOA评分比较分)

2.3 术后随访影像学及相关并发症 随访X线片、CT未见螺钉松动、退钉、断裂等情况，骨水泥分布满意，融合器位置佳，两组患者椎体均达到骨性融合。术后12个月骨水泥强化螺钉组2例出现邻近节段退变，1例患者出现该节段症状，经保守治疗后症状改善。

2.4 典型病例 a)65岁男性患者，因“腰部疼痛伴双下肢疼痛1年”为主诉入院，诊断：L4～5腰椎滑脱症，因患者骨质疏松严重，择期行“L5椎滑脱症后路减压植骨融合皮质骨螺钉内固定术”，术后患者腰部疼痛减轻，双下肢疼痛症状消失，4 d后佩戴腰部支具下地行走(见图1～6)。b)63岁女性患者，因“双下肢疼痛麻木，间歇性跛行8个月余”为主诉入院，入院诊断：腰椎管狭窄症，患者严重骨质疏松，择期行“腰椎管狭窄症后路减压植骨融合骨水泥螺钉内固定术”，术后患者双下肢疼痛明显减轻，1周后可佩带腰部支具下地活动(见图7～11)。

图1 术前X线片示L5椎体 向后滑脱 图2 术前CT示L5椎体滑脱，椎间隙 变窄，椎间盘突出 图3 术前MRI示L4～5椎间盘突 出，硬膜囊受压

图4 术中C型臂正侧位透视示导针方向位置较好

图5 术后CT示椎体复位满意，L4、L5螺钉位置良好

图6 术后5个月X线片示内固定位置满意，螺钉无松动

图7 术前X线片示L2、L3椎体骨质增生，退变严重，间隙变窄 图8 术前CT示L2、L3椎体骨质增生，间隙变窄，椎管狭窄

图9 术前MRI示L2～3椎间盘突出，椎管狭窄，黄韧带肥厚，硬膜囊受压

图10 术后CT示L2、L3螺钉位置及骨水泥分布良好

图11 术后6个月X线片示内固定及腰椎融合良好，螺钉无松动

3 讨 论

目前对于腰椎退行性疾病来说，后路手术减压、植骨融合内固定是最常规的手术方式。虽然椎弓根钉棒固定系统是常用、可靠的方法，其可重建脊柱稳定性，维持脊柱正常序列，促进植骨融合，但即使成功掌握正确的置钉方法，术后的螺钉松动、退钉、断裂等并发症仍不可避免，造成融合失败、假关节形成[4]。而对伴有骨质疏松的患者来说，则需要更强大、稳定的内固定来维持脊柱的稳定性，有研究认为改变螺钉设计，包括增加螺钉直径、长度或是螺纹形状能起到一定的作用，但对于骨质疏松患者效果并不理想[5]。

为增加骨钉界面的稳定，学者们在钉道中填充不同的强化材料来增加螺钉的把持力，现临床使用较多填充聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate，PMMA)来强化椎弓根螺钉，通过其在椎体内凝固来增加螺钉的固定力量[6-7]。该椎弓根螺钉中空，头端及侧端具有侧孔，在置钉成功后使用注射装置向椎体打入适量骨水泥，通过侧孔及远端孔渗入周围骨小梁间隙，提高松质骨密度，达到局部强化的作用，提高螺钉纵向及横向稳定性[8]。对于骨质疏松患者来说，不仅能提供脊柱的即刻稳定性，还能显著增加固定节段脊柱的抗疲劳能力，在融合固定手术中，起到促进植骨融合的目的。通过骨水泥螺钉组病例的术后随访可以看到，该组患者术后螺钉未发生螺钉松动，椎间达到骨性融合，效果满意。

然而骨水泥作为一种化学材料，在使用过程中可能造成一些并发症，如渗漏、凝固发热灼伤神经、不具有生物降解、毒性导致肺栓塞、低血压、水泥周围骨质吸收造成螺钉松动。作为术者熟练掌握骨水泥注入时机、骨水泥的用量都能减小相关风险的发生。文献报道，一定范围内，增加骨水泥的剂量并不能显著提高椎弓根螺钉的稳定性，从螺钉的稳定性和安全性分析认为注射3 mL PMMA可以作为提高重度骨质疏松椎体椎弓根螺钉稳定性的合适选择[9]。

作为一种新的置钉技术，CBT螺钉钉道方向是由内向外置钉，在矢状位向头端倾斜8°～9°，横断面向外倾斜25°～26°，最大限度提高螺钉与椎弓根皮质骨的接触面，包括背侧皮质骨、后内侧椎弓根壁、前外侧椎弓根壁和椎体壁弧面，大大增加了螺钉的把持力，几项生物力学研究证实了CBT螺钉良好的力学性能[10-11]。骨质疏松的松质骨远远超过皮质骨骨量的减少，所以皮质骨螺钉适合骨质疏松患者使用[12-14]。虽然CBT螺钉的直径和长度较传统椎弓根螺钉更小，但其仍具有足够的生物力学特性，研究也显示它比传统椎弓根螺钉抗拔出力高1.3倍[15]。而且因不同人椎弓根大小解剖差异，直径更小的螺钉也能减小椎弓根皮质破裂、骨折的机会[16]。与传统椎弓根螺钉相比，皮质骨螺钉进针点更偏内偏下(腰椎：上关节突内侧缘延长线与横突下缘1 mm的交点)，不需要向外侧暴露，可以避免更广泛的肌肉组织剥离，术中出血更少，达到微创的效果。同时CBT螺钉还可以避免损伤内侧神经支，其起于脊神经背侧支，位于乳状突附近，传统椎弓根螺钉置入时需剥离这一区域造成该神经损伤，从而减小患者术后腰部疼痛[17]。另外，较小的手术暴露区域和靠里的置钉位置会减小损伤关节突的可能[18]，可一定程度降低临近节段发生退变的风险。由于CBT螺钉钉道偏内的特殊进针点，提前置钉后可能会影响术中减压操作，为了方便减压或需要大范围减压的某些严重的椎管狭窄者，我们的经验是可在置钉满意后取出螺钉，在钉道放入合适长度克氏针或做好标记，待减压结束后再重新置回螺钉。需要注意的是，不正确的穿透方向可能损伤上位神经根，头倾角不足可能损伤下位神经根；外倾角过大可能穿出骨皮质，头倾角过大可能穿出上椎板，造成上位椎间盘损伤。故有效的术前计划和把握合适螺钉的长度，初期进行较多的术中透视是必要的。为了避免医生过多的辐射暴露风险，可以采用术中导航或脊柱机器人提高准确度，减少置钉时间，同时，术者熟悉解剖及掌握该过程也能减少此类风险。

对于腰椎融合内固定手术来说，不论选择何种内固定方式，提高内固定强度，促进椎体间植骨融合才是根本，术后积极的抗骨质疏松治疗，适当的功能锻炼，可以防止骨量进一步减少，降低椎体、椎间隙高度丢失、螺钉松动、融合的失败。目前对于该类患者来说，使用骨水泥强化螺钉行融合手术，在临床上得到了很好的治疗效果。而CBT螺钉技术的使用和报道仍较少，其在腰椎内固定翻修手术的相关应用和与传统椎弓根螺钉联合使用，都具有一定的临床价值。

总之，与骨水泥强化螺钉相比，CBT螺钉技术避免了骨水泥强化的相关并发症，同时其进针点位置偏内侧，手术中对肌肉剥离少，可减少关节突损伤，间接达到减少术中出血和手术时间的目的，术后融合满意，为骨质疏松患者腰椎内固定提供了一种新的术式选择，值得临床应用。