研究多层螺旋CT三维重建技术辅助脊柱经椎弓根内固定手术的方法

柴治宝

(辽宁省健康产业集团铁煤总医院 ， 辽宁 调兵山 112700 )

脊柱具有支持躯干、保护脊髓和保护内脏等作用，一旦脊柱功能出现问题会给患者正常工作、生活造成极大影响。由于脊柱结构复杂，具有较高的手术风险，所以在对患者实施手术前应准确诊断并制定完善的手术计划，并与患者及家属做好沟通。随着现代医疗水平的不断进步，脊柱经椎弓根内固定手术的应用也越来越广泛，该手术具有短节段固定融合、三柱固定、矫正度再丧失少和三维矫形等优势，被广泛应用于各类脊柱手术患者中。1次性准确置入椎弓根钉是确保手术成功的关键，传统主要根据形态学测量结果和术中X线透视设备实施手术，但是由于椎体结构影像重叠、椎弓根个体差异以及胸廓肋骨影像遮挡等情况，患者很容易出现椎弓根钉穿破椎弓根的情况，其发生率可达50%以上，而且容易引发与之相关的神经和血管后遗症。随着多层螺旋CT的不断普及，多层螺旋CT三维重建在各类骨折诊断和治疗中也发挥了重要作用，应用多层螺旋CT三维重建指导椎弓根钉内固定手术，可有效减轻对患者的伤害，提高手术安全性。报告如下。

临床资料

1 一般资料：收集病例50例，均为2017年1月-2018年12月期间在我院实施经椎弓根内固定术的患者，其中颈椎15例，腰椎20例，胸椎15例。男性患者28例，女性患者22例；年龄为20-62岁，中位年龄(47.5±4.6)岁。患者损伤原因为退变12例，创伤31例，肿瘤7例。

2 方法：入院后，所有患者均给予常规术前检查，术前对患者病灶部位行正侧位X线片，必要时可摄斜位和动态位片。部分患者术前可给予MRI检查确定脊髓损伤或肿瘤情况。根据患者X线检查结果选择合适的脊柱节段实施螺旋扫描，扫描参数设置为：电流200mAs，电压120kV，扫描间隔0.625mm，重建层厚为1.3mm，将扫描获得的原始数据传送至计算机工作站实施多平面重建和容积重建。切除非兴趣区结构，观察兴趣区内各椎体结构的空间关系和损伤情况，观察患者的椎体压缩、椎体移位和爆裂情况，观察上下关节关系、椎弓根及附件骨折情况，并标记手术参考解剖标志，并打印正后、正前、左侧、右侧以及左右前斜位VR像以便阅片。根据患者的X线和MRI等影像检查结果确定手术涉及的节段、手术入路、减压范围、融合的节段和范围等，选择固定的目标椎，对患者的术后力学稳定性进行预测。对于有椎管侵占的节段，可单独进行分割，对手术过程进行预演，尽可能提高手术安全性。仔细观察患者病椎椎管和椎体后实施横断面、冠状面和矢状面多平面重建和测量，在进行横断面重建时应先确定目标椎节段，对目标椎双侧椎弓根进行调节，实施重建的横断层面应与椎弓根中心轴保持一致。于双侧椎弓根中心轴线确定理想的钉置入轨道，椎弓根长度LL/ RL为椎体前沿至椎板入点的长度，连接棘突与椎体最大横径线的中点，将该线作为椎体平分线。外展角度LA/RA为钉道与椎体平分线夹角度数，确定横断面参考坐标值LAE/RAE。沿双侧椎弓根中轴线实施矢状面重建，沿椎弓根中心轴画线，确定理想的钉置入轨道，以该线与侧块颈椎或椎板(胸腰椎)的夹角为侧钉的矢状角度 LSA/RSA，尽可能获得更好的力学稳定性，并确定矢状面参考坐标值LSE/RSE。于双侧椎弓根最窄处作垂直于椎弓根的冠状面重建，对双侧椎弓根的内外径进行测量后选择最佳螺钉直径，包括椎弓根外径的高/宽(PH/PW)和内径的高/宽(PSH/PSW)。

3 结果：根据多层螺旋CT三维重建结果实施手术，根据矢状面和横断面参考坐标值确定手术入点的准确位置，根据测量的外展角度LA/RA、侧钉矢状角度 LSA/RSA等设置椎弓根穿刺的外展角和矢状角。术中通过应用C形臂X线机的透视作用对患者的穿刺位置进行观察，必要时可根据患者情况进行调整。根据测量的椎弓根外径的高/宽(PH/PW)、椎弓根长度LL/ RL、内径的高/宽等选择合适直径和长度的椎弓根螺钉，置入椎弓根螺钉后连接钉棒系统，根据术前计划对患者实施撑开、减压、肿瘤切除或植骨融合等操作，经统计所有患者共置入350枚椎弓根钉，其中腰椎130枚，颈椎150枚，胸椎70枚。根据Belmont等穿破分级标准，将胸腰椎弓根钉2mm以内、颈椎弓根钉1mm以内的椎弓根穿破归属于“安全区域”，术后通过对50例患者再次实施CT扫描和冠状面重建，结果显示有14枚钉出现超过“安全区域”范围的椎弓根穿破，其中颈椎1枚穿破外侧壁2.1mm，颈椎8枚椎弓根穿破范围为1-2 mm，腰椎5枚出现2-4 mm的椎弓根穿破，胸椎1枚存在 2-4 mm的椎弓根穿破。经手术治疗后所有患者术后均未出现与钉置入有关的神经、脊髓和血管并发症，均未出现其他异常情况。

讨 论

随着生活节奏的加快和交通事业的飞速发展，各类骨折和骨创伤发生率也具有显著上升趋势，经椎弓根内固定术在脊柱手术患者中的应用也日益广泛[1]。即使是具有丰富经验的手术医生，仅仅依靠普通CT和X线片很难对患者病情有直观立体的了解，在制定术前计划时很难对患者的椎体结构进行清晰分辨，测量的术前数据误差较大，具有较高的手术风险[2]。普通CT横断面由于受伤椎变形和体位关系等因素影响，在同一横切层面中通常很难呈现对称的双侧椎弓根影像，从而导致数据无法准确测量，影响矢状面、冠状面和任意斜面的术前设计和参数测量。

术后评估椎弓根固定效果时，使用常规X线片通常无法较为准确地确定椎弓根钉和椎弓根的空间位置关系，无法准确判断是否有穿出椎体前缘，对椎弓根评估的可靠性不高[3]。普通CT的横断面片平扫容易受金属伪影影响，且无法进行冠状面重建，难以直观反映患者的椎弓根和椎弓根钉位置，而且无法量化患者的椎弓根钉穿破情况[4]。多层螺旋CT作为诊断骨关节创伤和术后椎弓根钉位置判断的重要方法，在临床具有重要应用价值。有研究学者提出，将X线片与多层螺旋CT横切面片对颈椎标本进行测量，从而为颈椎弓根钉的置入提供重要参考依据[5]。通过利用多层螺旋CT三维重建技术对颈椎椎弓根进行测量，并在该技术辅助下实施个体化颈椎椎弓根置钉[6]。多层螺旋CT三维重建辅助经椎弓根内固定术，可有效提高临床手术效率，保障测量结果的准确性[7]。通过容积重建和多平面重建等技术，能够较好地反映患者脊柱整体结构和空间结构，准确掌握患者手术暴露区以外的信息，从而提高临床诊断准确性[8]。另外，通过分离感兴趣区和模拟手术过程，能够选择更为理想的手术入路、融合节段和手术节段，多平面重建图像的骨质边缘具有较高对比清晰度，能够显示任意切面，有助于选择理想的钉置入轨道，从而准确评估患者的手术效果。因此，在进行三维重建和测量时，应尽可能选择本椎作为参照骨性标志[9]。在对患者实施手术时，通过测量数据合理确定穿刺角度和穿刺点，然后给患者置入椎弓根钉，由于置钉操作需要手工操作，操作过程中不可避免会有一定误差，具有穿破风险，所以临床医师的丰富经验，良好穿刺技术和手感是手术成功的重要保障[10]。本研究中，通过选取50例我院2017年1月-2018年12月期间在我院实施经椎弓根内固定术治疗的患者，均给予多层螺旋CT扫描和多平面重建、容积重建，并根据CT扫描和重建结果辅助诊断疾病和实施个体化手术指导，本组患者实施经椎弓根内固定手术时共置入椎弓根钉350枚，术后再次CT扫描和冠状面重建，分析检查结果显示超“安全区域”范围的椎弓根穿破的椎弓根钉有14枚，其中颈椎8枚椎弓根穿破范围为1-2 mm，胸椎1枚、腰椎5枚出现2-4 mm的椎弓根穿破，颈椎1枚穿破外侧壁2.1mm。本组患者术后均未出现与钉置入相关的并发症。说明在实施脊柱经椎弓根内固定手术的患者中应用多层螺旋CT三维重建技术进行辅助, 能够为手术提供更有价值的参考信息，有助于减少患者术后并发症发生风险，提高手术安全性，可推广应用。

总而言之，通过对实施经椎弓根钉内固定术的患者实施三维重建和测量，有助于准确评估患者病情，为患者制定个体化、量化的术前计划，提供有效术中指导，从而提高手术安全性，降低患者手术风险。