三线同轴法下颈椎椎弓根螺钉的置入※

张 华 崔 泳 武忠炎

三线同轴法下颈椎椎弓根螺钉的置入※

张 华 崔 泳 武忠炎

目的通过研制下颈椎椎弓根瞄准器并经实验研究验证三线同轴法在下颈椎椎弓根螺钉置入中的可靠性。方法设计三线同轴方法，使斜位 X线透视下的下颈椎椎弓根投影形成一类圆形，圆形的中点为椎弓根轴线的投影，调整椎弓根瞄准器导针的位置，使导针在斜位 X线透视下形成点状并与下颈椎椎弓根投影的圆形中点相重叠，在此位置沿下颈椎椎弓根 X线透视下所形成投影的圆形中点钻入导针，再沿导针准确置入空心螺钉。研制下颈椎椎弓根瞄准器，它主要由三部分构成，将30个下颈椎干标本（60个椎弓根）逐一固定于手术台，用三线同轴的方法置入空心螺钉。结果与结论按Neo椎弓根螺钉评价标准，优良率达到90%（54/60个椎弓根）。故三线同轴法下设计原理可靠，经初步实验研究已取得了较高的准确率。

三线同轴法；颈椎；椎弓根；瞄准器；X线透视

下颈椎（颈3～颈7）椎弓根螺钉具有优良的生物力学优势，Ito等[1]报道下颈椎椎弓根螺钉的生物力学强度是颈椎侧块螺钉固定强度的4倍；Kotani等[2]等提出椎弓根固定所提供的三柱稳定性最优良。但下颈椎椎弓根毗邻椎动脉及脊髓，后路手术时一般情况下不能直视这些重要结构，故手术时有较大风险，目前下颈椎虽有多种经椎弓根置入螺钉的方法[3-7]，但仍存在准确率不高、并发症较多的问题。为进一步提高下颈椎椎弓根螺钉置入的准确率，本研究设计三线同轴的方法，按此设计的方法研制出下颈椎椎弓根瞄准器，经实验研究确定该方法的可行性。

1 材料与方法

1.1 设计方法 设计三线同轴的方法（三线即下颈椎椎弓根轴线、瞄准器上的导针轴线、X线轴线），使斜位X线透视下的下颈椎椎弓根投影形成一类圆形，圆形的中点为椎弓根轴线的投影，调整椎弓根瞄准器导针的位置，使导针在斜位X线透视下形成点状并与下颈椎椎弓根投影的圆形中点相重叠，在此位置沿下颈椎椎弓根X线透视下所形成投影的圆形中点钻入导针，再沿导针准确置入空心螺钉。

1.2 研制下颈椎椎弓根瞄准器（见图1）

1.2.1 下颈椎椎弓根瞄准器的研制 下颈椎椎弓根瞄准器由三部分构成（竖杆连接于手术床边、万向可调节的中间连杆、固定导针的可透X线的末端瞄准装置），竖杆通过滑槽和螺栓固定于手术床一侧的金属杆；中间连杆由可调节的横杆及万向可调节的蛇形杆构成，中间连杆可多方向调节、达到所需角度及位置时锁固固定；固定导针的可透X线的末端瞄准装置通过金属卡槽连接于中间连杆，本实验导针的末端瞄准装置由直径25mm×100mm柱状木质材料构成（可选用其它能透X线的有机材料），此柱状木质材料中心有一1.5mm直孔道，此孔道可允许1.5mm的导针通过。

1.2.2 标本固定台 选取90mm×400mm木板，木板中部固定两个 90°直角的角铁，其中一个角铁固定、另一角铁中部有一滑槽（可适应不同厚度的下颈椎），角铁相向固定颈椎标本的面各连接一40mm厚的木块，在两木块间卡紧一个下颈椎标本、同时在角铁的中部滑槽用木螺丝固定，标本的上下终板保持竖直，正位X线透视棘突位于中线。

图1 下颈椎椎弓根瞄准器

1.3 手术室的C形臂X光机 将30个下颈椎干标本逐一固定于标本固定台，标本固定台以胶带固定手术床，在C形臂X光机引导下，颈3～颈6的标本以斜位45°透视、颈7的标本以斜位40°透视，沿瞄准器中部的导针轴线透视、使导针成点状投射到椎弓根圆形投影的中心，沿此中心钻入导针，再沿导针置入3.5mm×28mm螺钉，取下标本逐一检查螺钉置入的准确性，见图2。

图2 斜位透视使导针呈点状位于椎弓根圆形投影的中点

2 结果

按Neo椎弓根螺钉评价标准[8]：0级螺钉的钉道准确、完全沿椎弓根轴线进入；I级螺钉的钉道偏移＜2mm，II级螺钉的钉道偏移＞2mm但＜4mm；III级螺钉的钉道偏移＞4mm。本实验研究的0级螺钉50个、I级螺钉4个，II级螺钉6个，无III级螺钉，0级及I级螺钉属优良螺钉，优良率达到90%（54/60个椎弓根）。

3 讨论

下颈椎椎弓根螺钉固定主要用于各种原因所致的颈椎不稳，如颈椎三柱损伤、颈椎骨折脱位、颈椎肿瘤切除后存在颈椎不稳、颈椎退变造成的颈椎失稳、颈椎后凸畸形的矫正、严重骨质疏松或椎板及后部结构缺失难以用其它内固定方式完成固定等情况，下颈椎椎弓根螺钉固定目的是获得可靠的三柱固定，稳定脊柱，减少脊髓因颈椎不稳所致的继发性损伤。下颈椎椎弓根螺钉固定的生物力学及稳定性优于侧块螺钉[1-2]，但由于下颈椎椎弓根复杂的毗邻关系，后路手术时一般情况下不能直视这些结构，使下颈椎椎弓根螺钉置入的危险和难度很高，目前虽然有几类下颈椎椎弓根螺钉置入的方法，但螺钉置入的准确率不高并有不同程度的并发症[3-5]。

基于斜位X线片或术中斜位透视下行下颈椎椎弓根螺钉固定，有其基础研究及临床可行性，邑晓东等做了斜位 X片在颈椎椎弓根钉固定中应用的研究[9]。Yukawa等[10]利用斜位透视的原理手工置入椎弓根螺钉419枚，螺钉穿破率4.0%、10.3%螺纹偏出骨皮质，95.0%牢固骨融合。张春霖等[11]利用斜位透视使椎弓根内“+”字与外“+”字配准置入椎弓根螺钉，说明利用下颈椎斜位透视置入椎弓根螺钉的方法可靠。实验中观察下颈椎椎弓根在不同角度的X线透视下在显示屏上接近于圆形，颈3～颈6的标本以斜位45°透视、颈7的标本以斜位40°透视，此时下颈椎椎弓根的投影在显示屏中部接近于圆形，圆形的中点为椎弓根轴线的投影，为此设计下颈椎斜位不同角度X线透视下使下颈椎椎弓根轴线、瞄准器上的导针轴线、X线轴线这三线重叠（即同轴），在此位置下使导针沿椎弓根轴线钻入，再沿导针攻丝、置入螺钉，本实验研究下颈椎椎弓根螺钉的优良率达到 90%。取得了较优良的实验结果。

本研究设计原理可靠，利用三线同轴的方法使导针准确沿椎弓根轴线进入，再沿导针置入下颈椎椎弓根螺钉，本研究已取得了较优良的结果，但目前自主制作的瞄准器尚属于初级阶段，如使用机械臂或机器人代替目前的手动瞄准，将进一步提高瞄准效率及准确性。

[1] Ito Z,Higashino K,Kato S,et al. Pedicle screws can be 4 times stronger than lateral mass screws for insertion in the midcervical spine[J].Spinal Disord Tech,2012.

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R687.3

A

1673-5846(2014)02-0268-02

新疆医科大学第五附属医院骨科，新疆乌鲁木齐 830011

新疆医科大学科研创新基金（项目编号：xjc201198）

张华（1968-），男，主任医师，硕士生导师，研究方向：骨科数字化技术及应用。