CT导航置钉与传统X线透视徒手置钉法在下颈椎椎弓根置钉的临床对比

姜廷华，李继斌，王自鸿，徐伟

（北京怀柔医院，北京怀柔101400）

在脊柱外科手术中，螺钉的准确置入至为关键。目前多采用X线透视导航以提高置钉准确率，降低手术创伤。但X线照射对人体的损伤不可忽视，且其实时性较差，术前的导航数据与术中脊柱局部解剖结构匹配性差，难以准确反映出脊柱周围组织关系，甚至可能对术者置钉产生误导[1-2]。近年来，随着计算机图像处理技术的发展，CT三维图像导航在脊柱置钉中得以应用，可提供清晰的三维图像，导航更为直观。有文献显示，CT导航在颈椎置钉中尤为适用[3]，但关于CT导航与传统X线透视导航的置钉效果比较，目前少见报道。为此，本研究自2015-04-2016-07，共纳入80例颈椎椎弓根置钉手术患者，分别采用上述两种导航置钉方法，现进行分组对比，以探讨CT导航的应用价值。具体内容报告如下。

1 资料与方法

1.1 选择标准

纳入标准：（1）脊髓型颈椎病、神经根型颈椎病，颈椎骨折脱位或后纵韧带骨化症，颈椎肿瘤等，需予以椎弓根钉内固定手术者；（2）拟置钉椎体的椎弓根完整，有颈椎曲度异常或节段性不稳定者；（3）伴有不同程度的颈椎活动受限、疼痛者；（4）对导航置钉方式知情并签署知情同意书者。

排除标准：（1）合并严重的肝、肾功能异常，难以耐受手术者；（2）有精神障碍、意识不清，或传染性疾病者；（3）无需行椎弓根内固定手术者。

1.2 一般资料

按照上述选择标准，于2015-04-2016-07共纳入80例颈椎椎弓根置钉手术患者，按照入院先后顺序，随机分为观察组和对照组各40例。观察组术中采用CT导航置钉，其中男23例，女17例；年龄41-67 岁，平均（52.3±1.8）岁；体重 43-76 kg，平均（67.5±4.1）kg；疾病类型：脊髓型颈椎病 9例，神经根型颈椎病11例，后纵韧带骨化症4例，颈椎骨折脱位13例，肿瘤3例。对照组术中采用X线徒手置钉，其中男25例，女15例；年龄43-71岁，平均（54.6±1.7）岁；体重 41-78 kg，平均（66.8±4.7）kg；疾病类型：脊髓型颈椎病8例，神经根型颈椎病13例，后纵韧带骨化症4例，颈椎骨折脱位13例，肿瘤2例。两组患者的性别、年龄、体重和疾病类型等一般资料对比，差异均无统计学意义（P＞0.05），有可比性。本研究已经过我院医学伦理委员会批准通过，可予以施行。

1.3 置钉方法

1.3.1 器材 手术所用椎弓根螺钉的材质为钛合金，直径 3.0-6.5 mm，长度 30-45 mm，Blackstone Medical Inc公司生产。CT导航设备为西门子公司生产的64排螺旋双源CT，美敦力公司提供的三维图像导航配套软件；X线设备为西门子公司生产的C型臂X线机。

1.3.2 术前准备 所有患者术前均常规行X线检查，并以1 mm层厚进行螺旋CT扫描和MRI检查，以了解颈椎手术局部的解剖形态，确定椎弓根钉的进钉点，选择合适型号的螺钉。其中观察组术前对CT影像拷贝并以三维图像导航配套软件进行处理以获得局部三维图像，并标记进钉点、进钉方向和深度。

1.3.3 置钉操作 患者俯卧，以病椎为中心作后正中纵切口，逐层剥离皮下组织直至暴露病椎横突后，予以置钉。观察组：启动导航系统，将示宗器固定良好，连接数据线，将有红外线反射球的参考架固定在邻椎棘突，调整其位置以取得与追踪器的相互感应。上述设备安装完毕后，以探针进行点对点的注册和匹配，导航系统计算出导航精度。术者依据三维导航的实际位置数据并与术前CT影像相比较，拟合出虚拟的手术三维图像，并在导航仪上显示局部精准图像，依据三维图像由示宗器选择最契合的椎弓根进钉点和进针方向，并选择合适型号的螺钉，在CT导航下置入椎弓根钉（图1）。

图1 CT导航确定进钉点和进钉方向。A:横断面，B:矢状面；C：冠状面

对照组 依据患者术前检查结果，沿关节突关节中部作垂直线、横突中部作水平线，以其交点作为进钉点。置钉前，以锥子自后外斜向前内侧、保持矢状面10°角方向，平行椎体终板进针，并在C臂机监视下，向椎弓根内拧入螺钉。置钉后，再次在C臂机透视下观察其螺钉位置，满意后再进行下一步置钉操作。

1.4 观察指标

（1）记录两组患者置钉出血量、置钉时间和导航匹配时间。（2）置钉效果：患者手术后，对两组进行CT薄层扫描和三维重建，并由2名放射科医师进行独立阅片以观察其置钉效果。其中，置钉方向、进钉位置准确，螺钉在椎弓根内，为优；螺钉方向和位置有误差，但尚可，少许螺钉穿出椎体，为良；螺钉方向和位置误差明显，螺钉明显穿出椎体外部，为差。（3）手术前后JOA评分（29分制），观察其术后恢复情况。（4）术后并发症发生率，包括螺钉松动、切口感染、不愈合等发生情况。

1.5 数据处理

采用SPSS 19.0软件对所有数据进行处理，其中计量数据以(±s)表示，治疗前后比较行配对样本t检验，组间对比采用独立样本t检验；计数资料均采用卡方检验，设定P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

两组患者均顺利完成椎弓根钉的置入和手术过程，无一例中途退出者，术后均获12-23个月的随访。相关指标对比如下：

2.1 置钉优良率比较

对两组患者术后进行CT三维重建，以评价其置钉效果：观察组40例术中共置入186枚螺钉，优良率96.2%；对照组40例置入210枚螺钉，优良率为88.1%。观察组的置钉优良率显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者的置钉优良率对比

2.2 置钉操作情况

统计两组每枚螺钉的平均置钉时间、出血量和导航匹配时间，并进行组间对比，结果见表2所示。其中，观察组的导航匹配时间显著短于对照组，但置钉时间更长、置钉出血量更多，上述差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者的置钉操作情况对比

2.3 术后并发症

观察组术后发生切口感染1例，切口不愈合1例，总发生率为5%；对照组发生切口感染2例，切口不愈合1例，螺钉松动3例，总发生率为15%。观察组的并发症发生率显著低于对照组（x2=5.556，P=0.018）。

2.4 JOA评分对比

两组患者术前JOA评分无显著性差异（P＞0.05），但术后3个月和末次随访期间，观察组JOA评分显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3所示。

表3 两组患者手术前后的JOA评分对比

3 讨论

椎弓根钉内固定手术是脊柱外科的常用术式，广泛应用于脊髓型颈椎病、颈椎骨折脱位、后纵韧带骨化症等颈椎疾病中，只需其椎弓根结构完整，均具备置钉内固定的手术条件。但由于椎弓根与椎动脉、颈脊髓和神经根相邻，因患者的个体差异性不同，若螺钉置入不佳则可能发生神经、血管损伤等严重并发症[4]。因此，如何提高椎弓根钉的置钉效果，具有重要的临床意义。

目前，椎弓根置钉时采用的导航方法较多，包括二维、三维透视导航，CT三维导航和核磁共振导航等[5]。其中，二维透视导航操作简单、价格低廉，但不能获取颈椎局部的三维立体图像，置钉的准确率不高；而三维透视导航可实时提供矢状位、冠状位、轴位图像，提高了置钉准确率，但所需时间较长，且数据处理复杂，图像质量不高，上述缺陷致使其推广应用受到限制。而核磁共振对于骨骼的显示不及CT，因此在脊柱置钉中并不适用。与上述导航方式相比，CT三维导航可提供高质量的图像信息，术者可在直视下完成置钉操作，置钉准确率有了明显提高[6]。近年来，CT导航逐渐在脊柱手术置钉中得以推广应用，并取得良好效果。陈晓明等[7]在57例先天性脊柱侧弯手术中应用三维CT导航辅助置钉，准确率高达92%，同时提高了矫形效果；佟怀宇等[8]应用CT导航技术完成9例上颈椎螺钉固定手术，无一例发生椎动脉、神经或脊髓损伤，没有骨皮质破损等并发症。刘亚军等[9]采用CT导航辅助下置入159枚颈椎椎弓根螺钉，其置钉满意率高达97.5%，显著高于X线透视导航效果（P＜0.05）。上述文献均证实了CT导航的优势所在。

本研究中，我们依据患者入院先后顺序，将80例下颈椎手术患者分为观察组和对照组各40例。其中观察组采用CT导航系统辅助置入186枚椎弓根钉，对照组采用传统X线透视辅助置入210例椎弓根钉。组间对比发现，观察组的置钉优良率高达96.2%，显著高于对照组的 88.1%（P＜0.05）；同时，其导航匹配时间仅（4.02±0.86）min，显著短于对照组的（7.52±1.13）min（P＜0.05）；术后仅 1 例切口感染、1例切口不愈合，无一例发生螺钉松动，并发症发生率也显著低于对照组（P＜0.05）。另外，观察组术后3个月和末次随访时的JOA评分也显著高于对照组（P＜0.05），提示CT导航提高置钉效果后，进一步改善了术后的颈椎功能。上述结果证实，CT导航在下颈椎手术螺钉置入过程中，可显著提高置钉准确率，减少并发症的发生，有利于提高手术疗效。

但CT导航的原理复杂，操作较繁琐，且导航前需进行精确匹配、多层次注册匹配，使得置钉时间明显增加；同时，由于置钉时间长，出血量也明显增多，增加了手术创伤性。本研究中，观察组的置钉时间较长，且置钉时出血量明显多于对照组（P＜0.05）。另外，CT导航系统工作原理相对复杂，要完全掌握这一导航方法尚需一定的学习曲线，这一缺陷也不利于该设备的推广应用[10]。因此，术前应全面了解其病椎类型、置钉数量，以及患者的身体状况、经济水平，进行综合考虑，酌情选取合适的置钉方案。