皮质骨轨迹螺钉在骶S1椎体上的影像解剖学研究

李章献，陈泰祥，王 庆，胡鹏展，谢 衡，李美云

(1.南华大学附属第三医院：1.脊柱外科；2.骨科；3.影像科，湖南 衡阳 421900)

据报道，非骨质疏松患者的椎弓根钉松动率为1%～15%，而骨质疏松患者则超过60%[1]，寻找一种更加简单、稳固、安全的骶骨螺钉固定方法已经成为临床骨科学领域关注的重点内容。2009年，皮质骨轨迹(CBT)螺钉植入被提出，用以代替传统的椎弓根钉植入轨迹，减少骨质疏松患者椎弓根内固定系统常见的高松动率并发症[2-3]。2014年，国外学者设计了一种穿透骶S1椎体上终板的CBT螺钉技术，发现其与传统经椎弓根置钉比较，旋入扭矩增加了140%，置钉强度增大[4]。但关于CBT螺钉在骶S1椎体上的应用还停留在生物力学研究及临床尝试阶段，相关研究报道较少。本研究将通过分析CBT螺钉应用于骶S1椎体上的影像解剖学参数，以期为今后的临床应用提供一定的依据。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取由南华大学解剖教研室提供的14具成人尸体标本，14具尸体标本均先切取并分离出含腰骶段的脊柱标本，将完整包含腰骶段湿润的脊柱标本行影像学X线片检查，摒除有腰骶段畸形、骨折等病变的脊柱标本。该试验获得了南华大学第三附属医院医学伦理委员会的审批。

1.2方法

1.2.1螺钉置入与扫描 纳入试验的腰5椎体及骶骨脊柱标本细致分离附着肌肉并去除周围软组织，制出游离的单个腰5椎体及骶骨，标本逐一编号(1～14号)。将标本放入-10 ℃低温冰箱，待行三维计算机断层扫描(CT)前20 h取出，并在27 ℃室温下复温20 h。使用GE公司MEDICAL SYSTEMS16排螺旋CT、GE公司ADW4.2图像工作站，对标本行三维CT。选择骶1上关节突中心与L5下关节突最下缘下方约3 mm的结合点为CBT钉道最佳进针点，从进针点在横截面及矢状面都通过椎弓根最狭窄部位中心确定的一个钉道。将正常的骶S1椎体用、直径为2.5 mm的磨钻头开口，用2.5 mm直径开口器进行扩张开口，并逐渐增加开口器直径直至预计大小的螺钉直径，按已经确定的钉道拧入相应规格的骶S椎体CBT螺钉(深圳市斯玛仪器有限公司)。CBT螺钉置入后再次行三维CT。

1.2.2观察指标 在CT处理工作站上行三维重建，测量骶S1椎弓根峡部高度、峡部宽度、钉道长度、钉道最大直径、螺钉外翻角及头倾角。峡部高度：骶S1椎弓根峡部上下缘皮质的距离；峡部宽度：骶S1椎弓根峡部内外侧缘皮质的距离；钉道长度：从进针点沿确定的皮质骨钉道至椎体外侧缘皮质的距离；钉道最大直径：沿椎弓根内外缘做已确定钉道2条平行线之间的距离；外翻角：从进针点通过横截面上椎弓根最狭窄部位中心确定一条直线，该直线直至骶1椎体的外侧缘皮质骨，该直线与矢状面之间形成的夹角；头倾角：从进针点通过矢状面上椎弓根最狭窄部位中心确定一条直线，该直线直至骶S1椎体的上终板皮质骨，该直线与骶1上终板平面之间形成的夹角。比较骶S1椎弓根左右两侧峡部高度、峡部宽度、钉道长度、钉道最大直径、螺钉外翻角及头倾角。

2 结 果

2.1骶S1椎体左右两侧峡部高度、峡部宽度、钉道长度及钉道最大直径分析 骶S1椎体左右两侧之间峡部高度、峡部宽度、钉道长度、钉道最大直径比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 骶S1椎体左右两侧峡部高度、峡部宽度、钉道长度及钉道最大直径分析

2.2骶S1椎体左右两侧CBT螺钉外翻角及头倾角的比较 骶S1椎体左右两侧之间CBT螺钉外翻角及头倾角比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 骶S1椎体左右两侧CBT螺钉外翻角及头倾角的比较

3 讨 论

CBT螺钉在腰椎上已经得了广泛应用，并取得了较好效果，而腰骶段具有特殊的解剖结构，主要由松质骨构成，无典型椎弓根结构，对螺钉的把持力不够，若机械应力过度，则容易导致螺钉固定失败[5-6]，因此，螺钉松动是骶骨螺钉固定的一项重要挑战。以往研究结果显示[7]，骨质疏松范围包括骶骨翼到骶骨体，主要对骶骨松质骨产生影响，而对皮质骨的影响较小。CBT螺钉正是利用这种骶骨解剖学优势，获取较好的螺钉把持力。

自CBT螺钉问世以来，各种研究被陆续报道。MATSUKAWA等[8]对骶骨CBT螺钉进行了测量，显示螺钉头倾角为(30.7±5.1)°，平均钉道长度为(31.5±3.5)mm，骶骨终板穿透最大距离为(27.1±3.4)mm，骨上终板前后径为(34.8±2.8)mm。本研究通过三维CT技术重建了14例骶S1椎体三维模型，获取了CBT螺钉置入前的解剖学及影像学参数：骶S1椎体左右两侧的峡部高度分别为(21.22±1.95)mm、(21.17±1.87)mm，峡部宽度分别为(23.15±1.69)mm、(23.32±1.52)mm，最大螺钉长度分别为(32.98±1.40)mm、(32.88±1.70)mm，螺钉外翻角分别为(6.40±1.28)°、(6.37±1.28)°，螺钉头倾角分别为(28.55±1.52)°、(28.50±1.40)°，左右两侧各项参数无明显差异，与以往学者的研究结果基本相符。SHENG等[9]研究结果显示，直接使用6.5 mm直径的CBT螺钉能够获取较好的把持力。虽然增加螺钉直径能在一定程度上增加螺钉把持力，但螺钉有可能会突破骶骨岬，对血管神经造成损伤，建议螺钉直径不超过6.5 mm。本研究中，骶S1椎体左右两侧的最大螺钉直径分别为(5.98±0.37)mm、(5.96±0.33)mm，在以上研究的建议范围内。根据本研究结果，作者建议在临床实践过程中，螺钉头倾角宁大勿小，尽可能让CBT止于上终板中后部。若是螺钉头倾角过小，容易突破骶骨前缘，对血管神经造成损伤[10-11]。对于螺钉长度，以螺钉尖端突破上终板止于椎间隙为准，螺钉过长容易穿破腰5椎体下终板，对植骨融合产生影响。置钉轨迹需和矢状面平行，因为骶S1椎体皮质骨进钉点已经靠内，若置钉过程又存在外展角，螺钉很有可能穿破骶管，对马尾神经造成损伤[12-13]；若行外展置钉，螺钉会穿破骶S1椎体上终板，然后向中央汇聚，对骶部椎间融合器置入起到阻挡作用，对融合器位置产生影响，降低融合率[14-15]。

综上所述，本研究测量的骶S1椎体影像解剖学参数，能作为CBT螺钉技术临床应用的研究基础。此后作者还将进行生物力学及稳定性研究，助力CBT螺钉技术在腰骶椎融合中的应用。