3D显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位的疗效与安全性

吴刚 丰瑞兵 胡昊 黄一拯 李超 张海涛 李朝文 黄勇

1湖北省中医院脊柱外科（武汉 430074）；2武汉体育学院研究生院（武汉 430070）

上颈椎骨折脱位通常包括寰、枢椎骨折、寰枢关节脱位或创伤性的枢椎滑脱，以及同时伴有上述骨折脱位的叠加损伤，常因车祸伤、高坠伤等高能量外伤导致［1-2］。由于上颈椎的解剖结构复杂，且与多种重要的组织结构毗邻，如延髓和脊髓等，急性严重的上颈椎骨折脱位如合并中枢神经损伤，通常是致命的［3］。通过手术重建上颈椎的稳定，不仅能避免患者进一步出现严重的并发症，还有助于患者早期下床活动，回归生活、工作［4］。在上颈椎骨折脱位众多的治疗方法中，经颈后路椎弓根螺钉内固定技术因三柱固定牢靠，适应证广、创伤小等优势，已成为目前治疗此类损伤主要的治疗术式之一［5］。但是，由于解剖结构复杂，术中显露与置钉难度较高，学习曲线长，极大地限制了该手术的应用推广［6］。显微镜技术在颈椎手术中的应用发展对提高颈椎手术的疗效与安全性起到了极大的推动作用，但普通显微镜仍具有一些缺点，包括人体工程学设计差、景深窄、工作距离短、可操作性差等，在一定程度上限制了该技术的推广。近年来，在普通显微镜基础上发展而来的3D 显微镜因优良的性能在脊柱外科手术中逐渐崭露头角。3D 显微镜能通过放大手术视野，自带的光源能为术野提供更好的照明，让术者清晰地分辨术野下的各解剖结构，在显露过程中实现精准止血，保证术野清晰，置钉过程中，迅速找到最合适的置钉点，为术中安全置钉提供前提条件［7-8］。3D 显微镜在椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位中具有较大的应用价值。本研究通过回顾性分析2015年1月至2020年6月我院收治的36 例上颈椎骨折脱位患者，通过与普通显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗进行对比研究，旨在探讨3D 显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位的疗效与安全性，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2015年1月至2020年6月我院收治的36 例上颈椎骨折脱位患者，其中15 例患者采用3D 显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗（3D组），骨折脱位类型：寰椎椎弓骨折3 例，枢椎椎弓骨折2 例，枢椎齿状突骨折7 例，寰椎椎弓与枢椎椎弓均骨折3 例，寰枢关节侧方脱位3 例，前脱位1 例，旋转脱位3 例，枢椎滑脱2 例，混合脱位6 例。21 例患者采用普通显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗（普通组），骨折脱位类型：寰椎椎弓骨折2 例，枢椎椎弓骨折5 例，枢椎齿状突骨折12 例，寰椎椎弓与枢椎椎弓均骨折2 例。寰枢关节侧方脱位2 例，前脱位2 例，旋转脱位5 例，枢椎滑脱3 例，混合脱位9 例。两组患者的骨折类型经统计比较差异无统计学意义（χ2=1.460，P=0.711），两组脱位类型经统计分析也差异无统计学意义（χ2=0.857，P=0.962），两组患者其他一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究已获本院伦理委员会许可，所有患者均签署知情同意书。

表1 两组患者一般资料比较Tab.1 Comparison of general data between the two groups 例

纳入标准：（1）有明确外伤史；（2）术前影像确诊为上颈椎骨折脱位。排除标准：（1）合并其他严重内科疾病无法耐受手术者；（2）经测量椎弓根＜4 mm 者；（3）患有颈椎结核、肿瘤者；（4）病例资料不全或随访时间不足1年者。

1.2 手术方法

1.2.1 3D 组患者入手术室，建立静脉通道，经鼻气管插管，行全身麻醉，待麻醉满意后取俯卧位，颈部稍屈曲，术野常规消毒、铺无菌巾（单）。取颈后正中切口长约10 cm，连接3D 显微镜（三鹰光器株式会社，日本）设备，调整显微镜放大倍数（2～40 倍）与焦距（图1A）。逐层切开皮肤、筋膜、韧带，向两侧剥离椎旁肌，显露上颈椎后方结构，注意保护延髓、颅基底动脉、椎动脉、C2 神经根及静脉丛。在3D 显微镜下用双极电凝对术野各出血点予以精准止血（图1B），显露寰枢椎双侧进钉点，如合并枢椎滑脱则需显露C3 双侧进钉点，在3D 显微镜下用神经剥离子做骨膜下剥离，首先用磨钻于各进钉点开口（图1C），再用限深手钻沿术前预测量的进钉角度缓慢钻入，再使用球形探针确保孔壁无穿破后置入定位针，C 臂透视，见定位针部位、长度、方向合适，结合术前在PACS 系统上测量的置钉长度与角度，选择直径3.5 mm 长度适宜的椎弓根螺钉沿合适角度拧入，连接两根长度合适并预弯好的椎弓根螺钉钛棒，并根据术前及术中寰枢关节脱位情况，适当进行提拉复位。再次C 臂透视见内固定物位置、长度、寰枢关节脱位复位满意后，于髂后上棘取自体松质骨，剪成直径2～3 mm 自体骨颗粒。再次于3D 显微镜下电凝止血后反复冲洗术区，将自制自体骨颗粒植于固定节段后方，置入引流管，逐层缝合切口，覆盖无菌敷料。

图1 3D 显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位术中照片Fig.1 Intraoperative photos of pedicle screw fixation in the treatment of upper cervical fracture and dislocation with the aid of 3D microscope

1.2.2 普通组除使用的显微镜为普通显微镜外，普通组其余手术步骤同3D 组。

1.3 术后处理方法术后颈托固定6～8 周，术后24～48 h 拔除引流，酌情予以抗感染、镇痛对症治疗。拔除引流后嘱患者在颈托保护下适度下床活动。术后3、6 个月和1年定期门诊复查随访，行影像学检查及功能评分。

1.4 评价指标以及评定标准

1.4.1 围手术期观察指标对比两组患者的术中出血量、手术时间、术后引流量及术后卧床时间。

1.4.2 临床疗效评价方法对比两组患者术前与术后1年的视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）与日本骨科协会颈脊髓功能评价标准（Japaneses Orthopaedics Assiociation，JOA）对手术的临床疗效进行评价。VAS 评分是患者根据患者颈部疼痛程度在0～10 分中挑选一个数字代表疼痛程度，0 分表示无痛，10 分代表最痛。颈椎JOA 评分根据患者上、下肢运动功能，上、下肢及躯干感觉及膀胱功能对患者的颈脊髓功能进行评价，分值越高，则颈髓功能越好，总分17 分［9］。

1.4.3 置钉准确度评价方法对比两组患者的置钉优良率，置钉准确度参考KAWAGUCHI 等［10］方法对上颈椎的置钉准确度进行评价，该标准根据术中置钉时有无并发症与术后CT 结果进行评价。0 级：椎弓根螺钉全部位于椎弓根皮质内；Ⅰ级：椎弓根螺钉突破皮质不超过2 mm，术中置钉未发生神经、血管损伤等并发症；Ⅱ级：椎弓根螺钉突破皮质超过2 mm，无相关并发症；Ⅲ级：椎弓根螺钉完全穿破皮质并引起神经、血管损伤等并发症。

1.4.4 并发症发生率对比两组患者神经损伤、硬膜破裂、椎动脉损伤及延髓损伤、硬膜外血肿、切口感染、脂肪液化、切口愈合不良、内植物松动、断钉等并发症发生率。

1.5 统计学方法所有数据采用SPSS 20.0 统计软件进行分析。计量资料采用（±s）表示，组内术前与术后比较采用配对资料t检验进行分析，两组间比较采用独立样本t检验进行分析，计数资料采用例（%）表示，采用χ2检验或Fisher 确切概率法进行统计分析，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 围手术期观察指标所有患者获得12～24 个月随访，平均（17.64±5.25）个月，两组随访时间差异无统计学意义（P＞0.05）。3D组手术时间显著少于普通组，差异有统计学意义（P＜0.05），两组其他围手术期指标比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患者围手术期指标比较Tab.2 Comparison of perioperative indexes between the two groups ±s

表2 两组患者围手术期指标比较Tab.2 Comparison of perioperative indexes between the two groups ±s

组别3D 组普通组t 值P 值随访时间（个月）16.40±4.79 18.52±5.87 1.150 0.258手术时间（min）162.33±34.79 187.59±29.45 2.353 0.025术中出血（mL）136.00±57.55 140.12±47.25 0.236 0.815术后引流量（mL）175.33±66.75 180.15±61.36 0.224 0.824术后卧床时间（d）3.13d±0.99 3.65±1.55 1.141 0.262

2.2 临床疗效评价指标术后所有患者颈部疼痛症状均明显缓解，神经症状得到不同程度恢复。两组患者术前与术后1年VAS 评分与JOA 评分比较差异有统计学意义（P＜0.01），两组之间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 两组患者临床疗效指标比较Tab.3 Comparison of clinical efficacy indexes between the two groups ±s

表3 两组患者临床疗效指标比较Tab.3 Comparison of clinical efficacy indexes between the two groups ±s

注：与术前相比，*P＜0.01；与普通组相比，#P＞0.05

组别3D 组普通组t 值P 值VAS 评分术前6.73±1.58#6.58±1.02 0.347 0.731术后1年1.40±1.12#*1.17±1.65*0.420 0.677 t 值9.239 12.780 P 值0.001 0.001 JOA 评分术前12.07±2.60#12.21±2.45 0.165 0.875术后1年15.73±1.39#*16.01±1.91*0.483 0.632 t 值5.606 4.808 P 值0.001 0.001

2.3 置钉优良率结果3D 组共置入上颈椎椎弓根螺钉68 枚，按Kawaguchi 评价标准，完全在椎弓根内共50 枚，有12 螺钉穿破椎弓根皮质且不超过2 mm，另有6 枚寰椎螺钉穿破椎弓根皮质且超过2 mm，所有螺钉置入过程中均未出现神经、血管损伤等术中并发症，总体置钉优良率（0 级+Ⅰ级）为91.18%。普通组共置入上颈椎椎弓根螺钉96 枚，按Kawaguchi评价标准，完全在椎弓根内共68枚，有16 螺钉穿破椎弓根皮质且不超过2 mm，另有12 枚寰椎螺钉穿破椎弓根皮质且超过2 mm，所有螺钉置入过程中均未出现神经、血管损伤等术中并发症，总体置钉优良率（0 级+Ⅰ级）为87.50%。两组患者置钉优良率差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

2.4 并发症发生率所有患者均未出现神经损伤，硬膜破裂，椎动脉损伤等术中并发症，所有患者在末次随访内均未出现硬膜外血肿、切口感染，内植物松动、断钉，神经症状加重等术后并发症。3D 组1 例患者出现手术切口脂肪液化，1 例患者出现切口浅表感染，手术并发症发生率为13.33%。普通组2 例患者出现手术切口脂肪液化，3 例患者出现切口浅表感染，手术并发症发生率为23.81%，上述患者通过加强抗感染及伤口换药治疗后，手术切口均延期愈合。两组患者的并发症发生率差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 两组患者置钉优良率、并发症发生率比较Tab.4 Comparison of the excellent and good rate of nail placement and the incidence of complications between the two groups

2.5 3 D 组典型病例男性患者，72 岁，因“车祸伤致颈部疼痛伴四肢不全瘫3 h”入院，诊断为寰枢椎骨折伴寰枢关节脱位，枢椎滑脱，排除手术禁忌症后予以3D 显微镜下后路椎弓根螺钉内固定治疗。患者术中、术后未出现明显手术并发症，术后颈部疼痛及神经症状得到明显缓解，患者术前、术后影像资料见图2。

图2 3D 显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位典型病例影像学资料Fig.2 Imaging data of typical cases of upper cervical fracture and dislocation treated with pedicle screw fixation assisted by 3D microscope

3 讨论

经颈后路固定是当前解决上颈椎骨折脱位的主要手段之一［11-13］，椎弓根螺钉内固定术被认为是目前上颈椎后路固定的首选术式之一［14］。但是，上颈椎骨折脱位患者往往损伤严重，局部解剖关系复杂，在进行上颈椎椎弓根螺钉内固定手术过程中要求术者能正确辨别各解剖结构，而精准高效的止血操作是保证术野清晰、准确辨别解剖结构的前提。另外，椎弓根螺钉内固定对术者的置钉技术同样具有较高要求，如何快速精准地选择正确的上颈椎进钉点则是准确置钉的关键［15］。

1975年，HANKINSON 等［16］首次报道了显微镜技术在颈椎手术中的应用，因可放大术野、增强照明等优势显微镜技术逐渐被世界各国脊柱外科医生接受并成为当今颈椎手术中的一项常规技术。但普通手术显微镜存在一些局限性，包括人体工程学设计差，景深窄，工作距离短，可操作性差等［17］，在一定程度上限制了该技术的推广。为了应对这些限制而研发出的3D 显微镜不仅具有更优秀的放大、照明性能，并且具有其他一些独特优势，本研究结果显示，相比于应用普通显微镜的普通组，应用3D 显微镜的3D 组，虽然在术后1年的VAS 评分与JOA 评分方面不具有显著优势，但在手术时间方面具有显著优势，这可能与3D 显微镜便于调焦以及使用更加便捷有关。此外，3D 组在手术并发症发生率上低于普通组，虽然两者经过分析没有明显差异，但相差十分明显，考虑到本次回顾性研究样本量有限，如样本量足够大，二者可能会在统计分析上具有显著差异。除此之外，相比于普通显微镜，3D 显微镜还具有以下优势［18］：（1）提高手术安全性：手术操作过程中，术者可精确分辨上颈椎后方的神经、血管等组织，防止术中造成损伤。精准止血，保证术野清晰，便于术中准确找到最合适的置钉点，减少术中因反复调整螺钉，造成周围神经、血管损伤，以及降低螺钉的把持力，影响术后的稳定性与手术效果。另外，在确定好置钉点后，进行磨钻开槽时，也有助于术者清晰看到周围组织，便于提前进行保护，防止磨钻操作过程中因卷刮而造成损伤。（2）更加舒适的手术环境：3D 显微镜无目镜设计及超大的工作距离，能给术者提供更舒适的手术体验，有助于术者在一种相对轻松的状态下进行手术，保证手术安全开展。另外，更符合人体工程学的手术姿势，也有助于保护术者的脊柱健康［19］。（3）绝佳的示教方式：由于颈椎后路手术部位较深等因素，手术助手、低年资医生及学生等人员在术中很难完整、清晰地看到手术画面，这即不利于助手配合主刀医生开展手术，也不利于低年资医生及学生学习成长，而3D 显微镜能将放大的术野画面（可放大2～40 倍），在4K 高清显示屏幕上清晰显现，让整个手术室的参与人员均能看到清晰的术中的任何一个细节。

3D 显微镜下进行后路椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位的不足与展望主要包括以下几个方面［20］：（1）3D 显微镜下操作需要术者眼和手之间具有较好的协调性，熟练掌握具有一定的学习曲线，尤其在开始使用时，会明显增加手术时间；（2）缺乏配套器械：由于3D 显微镜的同轴特性，常规枪钳等手术器械，容易对术野造成一定遮挡，配套手术器械有待进一步开发；（3）尺寸大：当前，3D 显微镜的尺寸还太大，需手术室具有较大空间才能使用，今后，有待进一步缩小尺寸，方便使用；（4）费用昂贵：因费用太昂贵，3D 显微镜还无法大规模推广，更廉价、性能更好的3D 显微镜有待开发上市。

综上所述，3D 显微镜与普通显微镜下椎弓根螺钉内固定治疗上颈椎骨折脱位均疗效确切，但3D 显微镜下手术时间更短，并发症发生率可能更低，值得在临床中加以应用，但需要把握好手术适应症，并做好周密的术前准备。另外，鉴于本次研究只是一项单中心回顾性研究，并且样本量少，随访时间短、缺乏对照组等不足，本结论还有待进一步研究佐证。