胸椎椎弓根外内固定技术的临床应用

刘道德，周 凌，钟 睿

(成都体育学院附属体育医院脊柱外科，四川 成都 610041)

经传统的胸椎椎弓根路径置入螺钉，在椎弓根皮质穿透率高，从而导致稳定性下降，并有损伤重要血管神经及脊髓的危险，手术风险大，特别是在上胸椎。1993年，Dvorak［1］首先提出了胸椎椎弓根外入路内固定技术，利用的是胸椎的肋椎关节提供的更安全的螺钉置入通道。近年研究表明，椎弓根外内固定技术具有良好的生物力学性能，且能够避免损伤脊髓神经及血管的潜在危险。本人选择2004年至2010年胸椎椎弓根外侧螺钉治疗13例患者，试图应用胸椎椎弓根外侧螺钉置入技术治疗胸椎骨折等疾病，探索一种安全、有效、简便的治疗胸椎疾病手术方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

行胸椎椎弓根外固定术患者13例，男7例，女6例，年龄17～52岁，平均33岁。其中脊柱特发性侧弯2例、胸椎爆裂性骨折7例、胸椎结核2例、胸椎原发肿瘤2例。所有患者对手术方案及风险疗效均知情并同意。

1.2 手术方法

脊柱侧弯后路矫形2例;胸椎爆裂性骨折后路复位固定7例;胸椎结核后外侧入路病灶清除植骨重建后路固定2例;胸椎椎体肿瘤前路切除重建后路固定2例。

术前对所有病例拟置钉脊柱节段椎弓根行CT加密扫描，以测量入钉点至椎体前缘的深度、进针角度和直径，了解肋横突结合区的大小和形态，必要时行三维CT重建，为术者置入过程中准确进钉提供影像学参考依据。

全麻后俯卧位，常规后路显露达胸椎横突外缘。根据每例患者术前需置钉椎体CT测量结果确定入钉点、方向、角度，于横突尖开口，轻轻转动穿透器手柄，穿透横突前方皮质，根据测量的方向和角度顺椎弓根外侧皮质进入椎体，C臂机定位证实后拧入合适长度及直径的椎弓根螺钉，根据需要固定的节段依次置入螺钉及棒，复位及矫形后固定。关节突及椎板间植骨。

1.3 主要观察指标

采用CT加密扫描评价螺钉置入准确性，置入后通过CT沿螺钉的长轴加密扫描，观察螺钉周围的皮质骨是否完整、螺钉是否靠近节段血管、螺钉是否穿透皮质骨。

术后通过临床检查有无脊髓神经及血管损伤，了解置钉的安全性。之后，X线照片观察骨折复位及矫形的程度，随访X线照片观察矫正度的丢失及有无螺钉松动，以了解椎弓根外螺钉复位、固定的有效性。

2 结果

2.1 术后情况

术后无1例发生脊髓神经及血管损伤，X线片显示骨折复位率及脊柱畸形矫形度达80%以上，螺钉固定稳定无松动。13例均获得随访，随访时间为6～69个月，平均27个月，螺钉置入后3个月、6个月、1年、两年常规复查影像学，脊柱侧弯与胸椎爆裂性骨折未发现矫正度丢失，螺钉未见松动，胸椎结核与原发性肿瘤未见复发。无脊髓神经损伤发生。

2.2 CT加密扫描结果

入钉点位横突尖，入钉点至椎体前缘的深度50～65 mm，进钉方向为平均向头侧倾斜10°～20°、内倾角26°～40°。内倾角度通常 T4为40°左右，T12为30°左右。

2.3 螺钉置入情况

13例患者共置入64枚椎弓根螺钉，术后CT加密扫描和X线片观察到60枚(93.7%)螺钉置入准确，4枚(6.3%)螺钉发生错置(图1及表1)。

表1 13例患者螺钉植入结果

3 讨论

3.1 经椎弓根外固定的可行性

经椎弓根螺钉内固定具有良好的三维固定效果，在脊柱后路内固定中得到广泛运用，在过去很长一段时间甚至成为唯一可经后路实行短节段、坚强内固定的部位，特别是在胸腰椎及腰椎取得了良好的临床效果。在胸椎，特别是上胸椎，选择经椎弓根螺钉固定虽然可提供脊柱后路坚强固定，但其风险较高，主要有高发的不良置钉率、损害脊髓神经引致瘫痪等严重并发症。胸椎椎弓根固定危险性的主要原因在于胸椎椎弓根横径明显小于腰椎，且胸椎形态多变，尤其是中上胸椎。造成了椎弓根螺钉较高的误置率。

Ginotti等［2］对胸椎的解剖学研究表明T4～T9椎弓根狭部的横径平均小于5 mm，最狭窄的节段是T5为4.2 mm，Ugur等［3］也提出了相同观点。因此对于椎弓根横径小于5 mm的椎体，很难保证在使用常规尺寸椎弓根钉时不造成椎弓根损伤而引起脊髓神经损伤。

近年来，许多学者对胸椎椎弓根外入路进行了形态学测量，发现胸椎椎弓根外入路的横径(椎弓根内侧缘与肋骨外侧缘最狭窄处)大于椎弓根入路的横径(椎弓根内侧缘与椎弓根外侧缘最狭窄处)，可置入较大直径螺钉。脊柱畸形的患者，椎弓根横径更狭小，且椎体旋转导致椎弓根位置变化大。因此经椎弓根入路置钉危险性高，而椎弓根外入路的横径比椎弓根横径大得多，即使是脊柱畸形者，其横径也达12 mm以上［4］，这为较大直径的螺钉置入提供了充足的空间。刘红光等［5］研究显示，胸椎椎弓根外入路横径的可利用空间很大，Tl～T4横径逐渐减小，T5～T10横径又逐渐增大，最小横径也在11 mm以上，明显大于同节段的椎弓根横径。由于椎弓根上下缘附近有神经根走行，所以胸椎椎弓根外入路所用螺钉的直径大小还受限于同节段椎弓根的纵径(高度)，雷伟等［6］报道的胸椎椎弓根纵径(高度)在8.0 ～12.8 mm 之间，直径 6.0 ～8.0 mm的螺钉行椎弓根外入路内固定仍可避免损伤胸椎弓根下方的胸神经。这意味着胸椎椎弓根外入路可以使用比椎弓根入路更粗的螺钉。

同时，一些学者对胸椎椎弓根外入路的钉道长度进行了测量。崔新刚等［7］实验发现胸椎椎弓根外内固定适合较粗较长的螺钉固定，在不考虑椎序及骨密度情况下，以直径6.0～6.5 mm、长度45～50 mm为宜，螺钉长度较椎弓根螺钉长，螺钉拔出力优于椎弓根螺钉，比椎弓根入路具有更好的生物力学稳定性。董健文等［8］测量显示胸椎椎弓根外入路内固定适合使用的螺钉长度多集中在45～55 mm度范围，明显比椎弓根入路内固定的长。

手术过程中螺钉的置入角度也与椎体解剖有密切的关系，螺钉置入最大内倾角表示若螺钉内倾超过该角度将侵入椎管，损伤硬膜囊，最小内倾角意味着若螺钉内倾小于该角度将进入胸腔，有损伤大血管神经脏器的可能。螺钉内倾小于最大内倾角并且大于最小内倾角时认为是安全的。经相关实验［5、8］显示测量，Tl的内倾角约为38°～65°;T2的内倾角约24°～49°;T3 ～T7 的最大内倾角在40°～44°之间，最小内倾角在18°～20°之间;T8的内倾角约15°～37°。本文结果显示进钉方向为平均向头侧倾斜10°～20°、内倾角 26°～40°。与相关文献报告结果显示一致。由此可见，胸椎椎弓根外入路置钉有一个相对安全的内倾角度范围，意味着椎弓根外入路内固定技术在水平面上置钉的安全性要高于椎弓根入路。

综上所述，胸椎椎弓根外入路提供了比椎弓根入路更大的宽度和更长的钉道长度，为较大较长的螺钉置入提供了充足的空间，并且有一个相对安全的内倾角度范围，所以中上胸椎经椎弓根外入路置钉从理论上讲是安全可行的。

3.2 经椎弓根外固定的力学特性

Morgenstern［9］等人将传统肋横突法与椎弓根法作比较，发现生物力学效果与椎弓根法差异无统计学意义，认为固定可靠，与椎弓根固定相比较更安全，有临床应用价值。类似的研究见于Balaband等［10－11］的椎弓根旁固定(BSF)的生物力学，认为与椎弓根固定生物力学效果差别无明显统计学意义具有同样的牢靠固定。崔新刚等［7］胸椎椎弓根根外内固定具有良好的螺钉抗拔强度和三维稳定性。胸椎椎弓根根外内固定由于允许较粗较长的螺钉固定，其螺钉拔出力和三维稳定性明显优于椎弓根内固定。

3.3 临床可行性

从临床操作过程来讲，行胸椎椎弓根外入路内固定时，螺钉的置入外有肋骨保护不易伤及胸膜或内脏，内有椎弓根保护不易伤及胸髓，置钉的头尾倾角无需刻意控制，顺着椎弓根外侧骨面走行即可;咬除部分横突后置钉的内倾角可灵活控制;且椎弓根外入路能提供足够大足够长的螺钉通道，入路周围无重要的血管神经。这些情况大大提高了螺钉置入的安全性，与传统的椎弓根入路相比，其临床操作相对简便，且安全系数高。本临床研究的13例患者64枚螺钉，仅4枚发生错置，其中2枚螺钉偏外未固定到椎体，1枚螺钉偏上及1枚螺钉偏下进入椎间隙，未发生血管神经损伤，术后未作特殊处理，主要原因是术中进钉角度依靠目测致使内倾角度及头、尾倾角度不够准确。其后我们采用术中量角器依据术前测量结果进钉，未再发生类似情况。

因此这就要求我们在术前通过CT测量椎弓根外入路置钉内倾角度，这对术中螺钉的安全置入很重要。而且，这两种情况下，螺钉把持的皮质骨量减少，影响力学性能。同样，椎弓根外入路钉道深度的测量亦很重要，因为钉道深度决定了螺钉长度的选择，螺钉选择过长则突破椎体前缘骨质，可能造成重要血管神经损伤，选择过短则矫形固定力度受影响。因此，需将置钉的角度与置钉的深度联系起来，术前在影像学上仔细测量，力求获得矢状角度及深度的相关信息，术中通过量角器准确测量置钉，以减少手术并发症。由此看来，统计所得的置钉的平均角度、深度及粗细只能作为手术的参考，应根据患者拟置钉椎体的具体情况选择个体化置钉，才能保证手术的成功，减少并发症的发生。

4 结论

胸椎椎弓根外内固定比胸椎椎弓根内固定具有更宽的置入宽度、更长的螺钉长度及更大的螺钉直径，具有安全可靠、简单实用的优点，并具有生物力学优越性，是胸椎后路内固定的一种良好选择。

［1］Dvorak M，MacDonald S，Gurr KR，et al.An anatomic，radiographic and biomechanical assessment of extrapedicular screw fixation in the thoracic spine［J］.Spine，1993，18(12):1689 －1694

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