术中CT导航和单纯术中CT扫描辅助下颈椎椎弓根螺钉内固定技术的对比研究

姜廷华 崔赓 薛超 唐佩福 肖嵩华 张永刚

在颈椎手术中椎弓根螺钉内固定因其可靠的三维稳定性，较其他脊柱内固定方法有许多优势。然而，在颈椎手术中，因其解剖关系复杂，椎弓根螺钉正确置入困难，椎弓根螺钉的使用仍存在着与其位置不佳有关的神经损伤、血管损伤、二次手术等危险［1-2］。

2009年4月我院骨科手术室安装了全国第一台术中CT导航系统，同时也是全球第一台双间手术室术中CT导航系统。开始在其辅助下行颈椎椎弓根螺钉内固定术。本文旨在探讨术中CT导航和单纯术中CT扫描辅助下进行下颈椎椎弓根螺钉内固定的临床效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料本研究选取＞60岁患者65例，根据术中CT辅助方式，分为术中CT导航组和术中非CT导航组。术中CT导航组15例，男9例，女6例，年龄60～89岁，平均(74.61±14.12)岁。术中非CT导航组50例，男34例，女16例，年龄61～83岁，平均(71.65±10.92)岁。

1.2方法在预制的双间手术室内安装一台82 cm大孔径滑动式40层CT扫描机(西门子，德国)，将CT与红外线无线导航系统连接。可将CT扫描获得的影像数据转化为三维图像并传给导航系统，从而在手术中可以随时根据手术情况进行CT扫描和更新导航信息。

1.2.1 颈椎椎弓根螺钉置入方法:全麻，患者俯卧位，维持颈椎中立位，并将双上肢尽量下拉固定于身体两侧，以便于术中CT扫描。后正中入路，充分显露拟手术节段后方结构至双侧小关节突外侧缘。患者后方解剖结构显露清楚后，CT导航组将导航架安置在颈椎棘突上，如果棘突过小或者过于薄弱可将导航架通过固定针安置在椎弓根内，但这需要徒手在椎弓根内植入参考架固定钉。将CT扫描获得的影像资料数据传递给影像辅助工作站。在自动注册后，术者依据骨性标志检测导航的精准度。术中如果导航的精准度不够或怀疑导航精准度不够，有必要再次进行CT扫描及注册，直至导航足够精确为止。术者开路、攻丝、拧钉等操作都是在冠状位、轴位、矢状位等三维CT图像引导下完成(图1)。而在术中非CT导航组，所有的椎弓根螺钉都是通过徒手置入，然后使用术中CT检测螺钉的置钉情况。

1.2.2 椎弓根螺钉置入精确性的判断:在所有椎弓根螺钉置入后，其准确性由术中CT扫描进行评估。然后椎弓根螺钉的位置和突破皮质骨的程度由术者检查、确认并记录。根据术中CT结果显示的不正确螺钉的位置，按照螺钉是否穿透椎弓根及穿透程度将其分为3类［3］:一类:螺钉位置满意，螺钉未穿透椎弓根皮质，或仅轻微穿透(＜1 mm);二类:螺钉穿透椎弓根皮质＞1 mm，但不需要翻修，患者无周围组织损伤症状，内固定稳定性良好。三类:螺钉穿透椎弓根皮质＞1 mm。患者有可能出现周围组织损伤表现或内固定稳定性差，需要进行翻修或取出。

1.2.3 临床结果评估:我们评估了患者的年龄、性别、融合节段数、置钉时间、置钉准确率、螺钉翻修率、术中CT扫描时间、术中CT扫描导致的手术暂停时间(无菌铺单、扫描、重新手术)，2组术中CT扫描次数。由经验丰富的脊柱外科医生记录和测量数据。同时由2名受过专业培训的放射专业技师操作术中CT及导航系统。为保证患者数据记录的可靠性，所有人员必须遵守术中CT导航系统的使用程序。2组患者在缝合伤口前进行再一次的术中CT扫描检查，术后患者常规拍片检查。患者的置钉时间在术中非CT导航组为第一个椎弓根钉开始置入起，在术中CT导航组为获得第一次术中CT影像起，到术中CT扫描示所有椎弓根螺钉经过评估，必要时翻修后达到满意为止。总的置钉时间除以总置钉数，即为每个钉子的平均置钉时间。

图1 术中CT导航确定螺钉的进针点及进钉方向

1.3 统计学分析采用SPSS 12.0统计学软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差表示，组间比较采用t检验。计数资料采用频数表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较2组原发病为脊髓型颈椎病、神经根型颈椎病、后纵韧带骨化症、颈椎骨折脱位和肿瘤，2组间年龄，性别和原发病比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。2组共置钉394枚，其中术中CT导航组96枚，一类螺钉共94枚(97.9%);二类螺钉共2枚(2.1%);未出现三类螺钉。术中非CT导航组253枚，一类螺钉共232枚(91.7%);二类螺钉共21枚(8.3%)。

2.2 手术资料比较术中CT导航组颈椎椎弓根螺钉的穿破数、翻修率和置钉时间显著低于非CT导航组(P＜0.05或P＜0.01)。而在术中CT扫描时间和总体术中CT扫描次数方面无明显差异。2组病例均未出现明显的神经、血管损伤并发症。2组患者均没有因内置物位置不佳而行二次手术。见表2。

表1 2组患者的一般资料比较

表2 2组手术资料比较

3 讨论

生物力学研究表明，颈椎椎弓根内固定技术的生物力学稳定性优于其他现有的内固定技术［4-6］。理论上，对于各种需要进行颈椎稳定性重建的患者，只要椎弓根结构完整，均可行颈椎椎弓根螺钉内固定术，尤其适用于严重的颈椎不稳定需同时进行后路减压者。近几年，由于椎弓根镙钉技术的广泛开展，颈椎椎弓根置钉准确率得到了显著的改善。然而，颈椎术中椎弓根镙钉的使用仍然存在因置钉位置不佳而导致的很多风险。在颈椎病患者中，椎弓根往往较细，其尺寸和角度变异也很大，这使得椎弓根螺钉置入过程中很容易穿破椎弓根骨质，导致神经、血管损伤，主要为椎动脉和脊髓神经的损伤。毫无疑问，提高椎弓根螺钉的置入准确性是降低颈椎椎弓根螺钉内固定并发症的关键。目前脊柱外科中使用的导航系统包括二维透视导航、三维透视导航、术前CT导航、核磁共振导航和术中CT导航。

术中CT导航系统的应用提高了螺钉置钉的准确率和安全性，缩短了手术时间，降低了二次手术率，但不增加医护人员的射线暴露。在所有不同的导航系统中，术中CT导航系统具有许多优点，在脊柱外科应用时几乎避免了其他导航系统所有的缺点。它的高精确性超过已知其他所有影像辅助导航系统。

本研究体会该系统有如下优点:首先，术中CT导航具有很高的准确率，而其导航操作简单。我们发现，导航组颈椎椎弓根镙钉位置不佳率及翻修率显著低于非导航组。非导航组需要更多次的翻修螺钉及再次术中CT扫描以评估翻修螺钉是否准确。同时，这些步骤增加了术中CT扫描的次数、置钉时间、手术时间和失血量。尽管CT导航组需要额外时间进行注册，但因其具有较低的螺钉翻修率，其平均置钉时间较非导航组明显降低。因此，可以推断，术中CT导航系统降低了螺钉的翻修率，所以能够显著减少置钉时间、手术时间和失血量。其次，术中CT导航系统不要求医生进行手动注册或显露脊柱。在本研究中，术者只需通过明显的骨性标志来检测导航的精确度。而且，术中CT扫描能取代术前和术后CT扫描，明显减少术前准备时间，同时理论上能避免由于内置物位置不佳、神经减压不完全或其他原因导致的二次手术。在2组中，没有因内置物位置不佳而行2次手术的患者。在术中CT扫描时，不需医务人员在手术间内，因此也就避免了工作人员暴露于放射线中。

在术中CT导航组，除早期出现螺钉穿出椎弓根皮质外，其余椎弓根螺钉的置入位置均满意。术中CT导航系统的进步和使用大大提高了颈椎术中置钉准确率和安全性，缩短了手术时间，置钉准确率明显优于非导航组。术中CT导航系统的临床应用尤其是在颈椎椎弓根螺钉内固定技术中的应用，目前临床报道很少，该技术仍在不断完善之中。

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