寰椎椎弓根显露置钉法的临床应用.doc

寰椎椎弓根显露置钉法的临床应用经寰椎后弓侧块螺钉技术，即寰椎椎弓根螺钉技术，具有直视下置钉，短节段固定，术中复位，融合率高的特点1-2。国内外已经广泛临床应用3-7。但由于寰枢椎解剖关系复杂、寰椎椎弓根细小、个体变异性大8，10.12，在寰椎后弓高度不够时，许多医师不得不改用其它改良的侧块螺钉技术6、11，12.13，在一定程度上限制了其更广泛的临床应用。在原有工作的基础上，我们设计了一种“椎弓根显露置钉法”，简化了寰椎椎弓根螺钉的置钉过程，提高了置钉的准确性与安全性，而且该方法同样适用于寰椎后弓较小的患者。临床应用于46例寰枢椎不稳患者，初步验证了此方法的临床可行性，现报告如下。1资料与方法1.1一般资料2005年9月2010年3月，共治疗各种原因所致的寰枢椎不稳患者46例。其中男21例，女25例；年龄为668岁，平均29.2岁。其中陈旧性齿状突骨折8例,寰椎横韧带断裂11例，寰枢椎骨折脱位9例,先天性齿状突畸形5例,寰枕融合并颅底凹陷12例，类风湿性骨关节炎致寰枢脱位1例。患者均有枕颈部疼痛、颈部僵硬和高位颈脊髓病的临床表现。1.2 术前准备所有患者术前均常规进行张口位、颈椎正侧位、左右斜位、过伸过屈位X线片检查，检查显示全部患者均有寰枢椎失稳情况；行上颈段CT扫描加三维重建观察其它畸形情况并测量寰椎后弓的高度，X线和CT检查显示患者寰椎后弓（椎弓根）高度为2.54 mm,平均3.1 mm；行颈部MRI检查以了解脊髓受压情况以及寰椎横韧带损伤情况。1.3手术方法1.3.1 显露全身麻醉,颅骨牵引架固定头部,颈部轻度屈曲位。后正中切口显露寰椎后弓,沿其后下方紧贴骨膜显露寰椎后弓至旁开中线20 mm范围,于寰椎后弓上下部分别用神经剥离子探查,并行骨膜下分离56 mm,向上推开并保护椎动脉,向下推开血管丛及 C2神经根，向内用神经剥离子探及寰椎侧块内侧壁，寰椎椎弓根即可充分显露（见图1a）。观察寰椎的后部解剖结构有无异常，寰椎后弓高度是否4 mm。如有损伤静脉出血，可用明胶海绵及脑棉片压迫止血。1.3.2 寰椎椎弓根螺钉的置入通过神经剥离子探触寰椎后弓内缘及侧块的具体位置，选择后弓旁开中线2821 mm处为“进钉点”，用磨钻或咬骨钳去除皮质骨，显露椎弓根入口。进钉方向为头倾510，内倾1015，使用直径2.5 mm手锥和直径3.0 mm丝攻逐级缓慢扩大钻孔，建议术中使用C臂X线透视机监控进钉位置和方向（见图1b, c）。用探针沿椎弓根缓慢探查钉道, 如四周均为骨质,提示钉道良好。顺钉道拧入3.5 mm螺钉。若术中见螺钉突破后弓上下方皮质，则于手术切口内截取8 mm6 mm的片状筋膜组织，适当修剪后垫于螺钉上，保护椎动脉。根据寰枢椎脱位大小,预弯钛棒或钢板,使用螺帽提拉复位。根据需要决定是否进行枕骨大孔和寰椎后弓减压。将后弓及枢椎椎板皮质造成粗糙面，取髂骨植骨。a模型演示用神经剥离子向上推开并保护椎动脉,向下推开血管丛及 C2神经根,尽可能显露寰椎椎弓根;用磨钻或咬骨钳去除“进钉点”的皮质骨，即可进钉b术中情形（本例患者的寰椎后弓高度为2.5 mm）c 术中情形(手锥钻孔)aWith two nerve dissectors, the vertebral artery was pulled cephalad while the vertebral vein plexus and nerve roots were retracted caudully; thus C2 pedical was fully exposed. Rongeurs and curettes were used to remove the dorsal cortex of the posterior archb Intraoperative photograph （The posterior arch is 2.5 mm） c Intraoperative photograph （A 2.5-mm drilling bit was used to make a trajectory into posterior arch）图1手术操作图Fig.1 Illustration of operation2结果共置入92枚螺钉,手术过程顺利,术中未发生脊髓、神经根、椎动脉等损伤。术中出血250850 ml,平均300ml,手术时间100190 min。患者术后均行CT检查，其中90枚螺钉位置良好，2枚螺钉置入的内倾角度不够，钉尖穿入椎动脉孔内侧约1.0 mm，但术中未见明显出血，术后无头晕头痛等脑缺血症状。46例中36例获随访，时间为342个月， 平均18.6个月。31例患者的颈枕和肩部疼痛症状及脊髓功能明显改善，5例好转。36例植骨融合患者在术后均获得骨性融合，未发现螺钉松动、断钉及寰枢椎再移位现象(见图2)。a术前侧位X线片示寰枢椎脱位，寰齿间距（atlanto-dental interval, ADI）为11.0 mm，寰椎后弓高度为2.5 mmb横断面CT示寰椎向前脱位11mm，齿状突移位致寰椎管中部c矢状位CT示ADI增大，脊髓有效空间（space available for the spinal cord, SAC）减小d术后2周侧位X线片显示寰枢椎脱位复位，ADI间隙正常e术后2周CT横断面示寰枢椎复位，ADI正常，钉道正常f术后随访4年X线片示寰枢椎复位无丢失g 术后4年矢状位CT示寰枢椎前方和后方均获骨性融合aPreoperative lateral roentgenograph shows atlantoaxial dislocation and atlanto-dental interval （ADI） is 11 mm, the height of posterior arch is 2.5 mm bTransverse CT shows atlantoaxial dislocation forward for 11 mm and dens move to the centre of vertebral canalc Sagittal CT shows that the space available for the spinal cord (SAC) is increased and ADI is decreased dPostoperative lateral roentgenograph shows restoration of the atlantoaxial dislocation and ADI is normaleTransverse CT shows trajectory of screw remains well 2 weeks postoperativelyfLateral roentgenograph shows reduction restoration 4 years postoperatively gSagittalCT shows the osseous fusion is achieved 4 years later图2 典型患者影像学资料Fig.2 Radiologic data of an typical patient3讨论3.1目前对提高置钉准确性的研究在枢椎以下的椎骨，椎弓与椎体连接的部分定义为椎弓根。寰椎后弓与侧块的连接部分在结构上和力学上类似于其它椎体的椎弓根，在此称之为“椎弓根”，而将经由寰椎后弓至寰椎侧块内的螺钉视为寰椎的椎弓根螺钉1,2。由于寰枢椎解剖结构独特、关系复杂、椎弓根变异性大，且毗邻重要组织结构，常导致螺钉植入困难，甚至神经血管损伤。为此，国内外学者在基础和临床实践方面进行了一系列探索性研究，尝试通过各种方法来提高寰椎椎弓根钉置钉准确性，取得了不少进展，但临床操作上仍然存在不足。除马向阳等14提出的新的解剖定位法以外，Resnick9还应用外科手术导航系统进行寰枢椎椎弓根螺钉的固定，导航系统确定进钉点。但由于术中操作及患者呼吸运动等造成的定位参考基移动，可使坐标定位错误，以及注册误差等因素均可影响其准确性，且导航系统设备昂贵、操作复杂，目前尚难以推广。贾卫斗等16采用自制的寰椎定位导向器，根据寰枢椎椎弓根X线-CT个体化测量的结果，确定进钉点、入钉的角度，选择直径及长度合适的椎弓根螺钉置入。覃炜等15报道的导向模板技术，是利用计算机辅助设计（computer aided design，CAD）和快速成型 （rapid prototyping，RP）技术研制的。实验结果提示，在标本上利用个体化导向模板辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉，植入寰枢椎椎弓根螺钉的准确性可达到 96.9%，但由于模板的设计过程较为复杂，目前推广仍较困难。3.2寰椎椎弓根显露法的可操作性与置钉准确性椎动脉在走行过程中形成弯曲，以适应头颈部活动。椎动脉弯曲在寰枢段比较明显。也正是因为有这些生理弯曲，使椎动脉的第三段具有一定的移动度。椎动脉被牵开后, 进钉点附近的椎动脉沟, C1后弓均可良好地显露，至此则可直视寰椎椎弓根，可以方便快捷的确定进钉点及进钉角度。适当向头侧牵开椎动脉，置钉完成后，再将之放回原位，既为寰椎椎弓根钉的置入创造了有利条件，又可以有效减少误伤椎动脉的几率。进针点及进针方向是椎弓根钉技术的两个主要参数。在本研究的技术中，咬除“进钉点”的皮质骨，即可显露椎弓根管入口，此即为真正的进钉点。进针点的确定勿需过多的X线透视及解剖定位标志，也不需要其它辅助装置，不受诸多学者所设进钉点的限制，机动灵活,个体化强。以往学者7,9、14基于解剖测量，提出各种理论上的进钉方向，但实际手术中由于个体差异及术中体位，特别是寰枢椎有脱位及旋转等各种畸形时，具体的进钉方向很难精确判定。笔者建议术中使用C臂X线透视机监控进钉位置和方向，采用手锥钻孔，依据手感缓慢钻入,使其自然进入，若遇较大阻力则需略改变方向。球形探针沿椎弓根缓慢探查钉道, 如果四周均为骨质,则可顺钉道拧入螺钉。此时进针点及进针方向的选择就变得非常容易,且损伤椎动脉及脊髓的可能性很小,螺钉的置入变得既方便又安全。本置钉技术可简化为：咬除寰椎后弓，暴露椎弓根开口处，依手感钻孔，直视下置钉。该方法可操作性强，置钉准确性高。本组病例未发生术中椎动脉、脊髓损伤等并发症，术后影像学检查提示寰椎椎弓根螺钉位置均准确。3.3寰椎后弓狭小患者的置钉寰椎后弓椎动脉沟处的形态变异较大，高度也因人而异1，8、12。寰椎解剖学研究结果显示，经寰椎后弓侧块在冠状面上，椎动脉沟处的后弓和侧块的宽度都较大，具备螺钉置入条件；而矢状面上后弓的高度相对小，以往认为置入螺钉有较大的困难和危险性，尤其是外径高度4 mm者，被认为是不具备置入螺钉的条件11、18。Lee12把寰椎“椎弓根”螺钉技术进行改良，把进钉点改在寰椎后弓下缘与侧块衔接处。进钉点仍在后弓下缘骨皮质上，但由于骨质高度小于螺钉直径，螺钉将突破部份椎弓根下缘骨皮质，即“notching 技术”。国内学者何帆11也提出类似观点。这些方法类似于侧块技术，在显露及置钉过程中仍存在侵扰寰枢间硕大的静脉丛和C2神经根，引起潜在的严重神经血管损伤的风险18。Lee12及何帆11的观点是基于尸体的寰椎标本研究，并未考虑到活体的骨组织具有更好的粘弹性、膨胀性和椎动脉弹性及韧性。我们术中发现，部分儿童或者后弓特别细小的患者的寰椎后弓椎动脉沟底骨质高度2.54 mm，术中显露后弓，用磨钻或咬骨钳去除后弓椎动脉沟底最薄处骨质，显露侧块与后弓连接的起始部35 mm部分，可在直视下安全地沿标准寰椎椎弓根钉的进钉点和进钉方向置入直径3.5 mm螺钉。在此情况下，螺钉裸露于椎动脉下方，可于手术切口内截取一片状筋膜组织，适当修剪后垫于螺钉上，隔离保护椎动脉损伤。本组病所有病例均未发生术中和术后椎动脉及脊髓损伤等并发症。儿童的寰椎更细小，夏虹等17报道5 例9 岁以下儿童行颈后路寰枢椎椎弓根螺钉固定的病例，认为儿童也可以应用3.5 mm直径的螺钉行椎弓根固定。说明寰椎后弓骨质高度4.0 mm不应作为限制寰椎椎弓根螺钉置入的条件，若采用本文术式，对于寰椎后弓椎动脉沟底骨质高度4.0 mm，甚至小至2.5 mm的患者仍可采用椎弓根钉内固定，从而将寰椎椎弓根螺钉的适用范围进一步扩大。生物力学研究发现，寰椎椎弓根螺钉优于寰椎侧块螺钉固定19、20。虽然本文术式和“notching 技术”同样存在后弓部分皮质破裂或缺失的情况，甚至本文技术切除了后弓后部最薄部分的骨质，但其螺钉仍然经标准钉道穿过椎弓根的根部，即椎骨的生物力学“力核部”，此部位皮质厚，对螺钉的把持力最大。而“notching 技术”则是从皮质骨较薄的部位进入侧块的，所以，理论上，本文的技术应该拥有比“notching 技术”更大的力学强度。3.4寰椎椎弓根显露法置钉的注意事项骨膜下剥离。行经枕下区域的椎动脉及其分支,动脉周围植物神经及比邻的脊神经等结构,均位于静脉间的腔隙中,总称为椎动脉复合体。寰椎后弓上方的椎动脉被稠密的静脉丛包绕,二者被骨膜紧密包裹在一起，很难分离。术中游离此段椎动脉时应遵循骨膜下剥离的原则。只要小心地从C1后弓骨膜下剥离，椎动脉复合体可以作为一个整体安全地移动，在保护椎动脉的同时,可以避免静脉丛出血。螺钉与椎动脉间有骨膜阻隔，螺钉的螺纹并未与椎动脉直接接触，相对比较安全。虽然如此，如果螺纹长期刺激椎动脉，仍有损伤之虞。选择自体筋膜作为间隔物，放置在螺钉与骨膜之间，使螺纹与椎动脉之间有双层防护，有助于提高椎动脉的安全性，提高疗效，减少术后并发症。术中采用直径2.0 mm球磨电钻去皮质开口后，利用骨组织的粘弹性及膨胀性，使用直径2.5 mm手锥和直径3.0 mm丝攻逐级缓慢扩大钻孔，最后置入直径为3.5 mm的椎弓根螺钉。本组手术中未见到椎动脉沟环等解剖变异。对于这些患者，如果沟环为半环形或枕下尚有空间供椎动脉移动，则可按常规进钉；如果沟环为全环形或患者有椎动脉供血不足症状，则切除沟环的后上侧皮质是解决椎动脉供血不足和保证螺钉置入安全的双重要求，或选择其他安全可行的内固定方法。从本组初步的临床应用结果来看，术中无须过多的显露操作，同样可以准确地判定螺钉入点及进钉方向，简化了手术操作，提高了手术安全性。同时，我们认为寰椎后弓椎动脉沟底部骨质高度4.0 mm不应作为限制寰椎椎弓根螺钉置入的条件，寰椎椎弓根螺钉的适用范围可进一步扩大。参考文献1 谭明生, 张光铂, 王慧敏, 等. 寰椎测量及其经后弓侧块螺钉固定通道的研究J. 中国脊柱脊髓杂志, 2002, 12(1):5-8.2 Tan M, Wang H, Wang Y, et al. 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