导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的误差分析

1、导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的误差分析<                           作者：张洪磊，周东生，王大伟【摘要】   目的 探讨导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确性和产生误差的原因。方法25例下颈椎疾患手术病人，导航辅助下置入144枚颈椎(C37)椎弓根螺钉，术后行X线、CT检查，横断位测量螺钉中线与椎弓

2、根内壁的相对位置、与椎体中线的角度;矢状位测量螺钉中线与椎弓根上壁的相对位置、与椎体上缘的角度;并与导航图像的对应数据进行 统计 学分析。结果2枚螺钉穿出椎弓根上壁，3枚螺钉穿出椎弓根外壁入椎动脉孔，其它螺钉术后CT和术中导航图像所显示的位置角度无显著性差异，导航图像的显示是基于坚硬物体原则，颈椎手术本身特点不可能完全满足如此要求，两者偏差表现为“漂移”现象。结论导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉准确性显著提高，术中漂移是置钉偏差的原因。 【关键词】   计算 机辅助导航 颈椎 椎弓根螺钉Abstract：ObjectiveTo evaluate the accuracy of compu

3、terassisted cervical pedicle screw installation and discuss the reasons of screw malposition.MethodTotally 144 cervical pedicle screws were installed by computerassisted navigation in 25 patients with lower cervical spinal disease.All the patients were examined by Xrays and CT after operation.Screw

4、position and direction were measured on the sagittal and transsection image of intraoperative navigation and postoperative CT.The result was analyzed statistically.ResultTwo screws perforated the upper pedicle wall,3 deviated from the lateral pedicle wal1.There was no statistical difference in screw

5、 position or direction between navigation and CT image.Navigational images were based on the principle of rigid tissue.ConclusionComputerassisted navigation can improve the accuracy of cervical pedicle screw installation.Screw malposition is responsible for the excursion phenomenon.Key words：compute

6、rassisted navigation; cervical spine; pedicle screw导航系统在腰椎椎弓根螺钉固定中已被 应用 1。颈椎椎弓根内固定技术因具备三柱固定的优越稳定性而有良好的应用前景2。但由于颈椎椎弓根解剖结构变异大、毗邻关系复杂，潜在损伤周围神经血管的风险很大，因此提高置钉的准确性和降低失误率成为颈椎椎弓根内固定技术能否深入开展的关键所在。山东省立 医院 骨科自2004年10月开始应用CT三维导航系统辅助施行下颈椎椎弓根内固定手术，作者相继又对置钉的准确性进行术中和术后的比较研究，并进一步分析误差原因。 1 资料和方法 本组25例，男16例，女9例，平均42.4

7、岁(2368岁)，其中颈椎骨折脱位12例，脊髓型颈椎病并颈椎不稳定或后凸畸形11例，神经根型颈椎病1例，后纵韧带骨化症1例，共置入椎弓根螺钉144枚。患者全麻，取俯卧位，GardnerWells骨牵引或Myfield头颈手术架牵引固定，维持颈椎中立位，双上肢尽量下拉并约束带固定。颈后正中入路，骨膜下剥离双侧肌肉，充分显露手术节段后方结构至双侧小关节外侧缘。在维持颈椎序列良好的前提下，安放并固定 参考 架于棘突，西门子公司CTSIREMOBIL IsoC 3D 扫描一次完成下颈椎椎体三维图像，并将数据传到导航 工作 站(Stryker公司红外线主动诱导导航系统)。根据椎弓根矢状面和横断面图像确定

8、椎弓根钉入钉点和方向，用2 mm手锥扩开椎弓根，C型臂X线机透视检验位置无误后，置入螺钉。术中或术后CT扫描进一步验证椎弓根螺钉位置。按照螺钉是否穿透椎弓根和穿透程度，将其分为3类3：(1)一类：螺钉位置满意，未穿出椎弓根皮质，或仅轻微穿透(<1 mm);(2)二类：螺钉穿透椎弓根皮质>1 mm，但不需要翻修，患者无周围 组织 症状，内固定稳定性良好;(3)三类：螺钉穿透椎弓根皮质>1 mm，患者出现周围组织损伤表现或内固定稳定性差，需要进行翻修或取出。依据术后经椎弓根CT横断面和矢状面图像观察椎弓根螺钉置入的准确性,分别测出导航图像(图1)和术后CT图像(图2)中螺钉位置和

9、方向的相关数据。螺钉的位置用其在椎弓根内的相对位置来表示，螺钉的方向用螺钉与椎体参照线的角度来表示：在横断面上，螺钉的相对位置是螺钉中线到椎弓根内缘的距离与椎弓根宽度的比，螺钉的方向是螺钉中线与椎体中轴线的角度;在矢状面上，螺钉的相对位置是螺钉中线到椎弓根上缘的距离与椎弓根宽度的比，螺钉的方向是螺钉中线与椎体上缘的角度。所得数据采用配对t检验(SPSS11.5 软件 包)验证导航图像和术后CT图像螺钉置入的准确性有无显著性差异,显著水准：=0.05。典型病例：病例1(图3)：女，51岁，确诊为：脊髓型颈椎病并颈椎不稳定，于2005年4月12日在全麻下行颈后路双开门椎管扩大成形并椎弓根螺钉内固定

10、术。术中导航图像显示C3右侧螺钉置入位置满意，而C型臂X线机透视发现螺钉穿出椎弓根上壁进入椎间隙，予以术中调整。病例2(图4)：男，44岁，确诊为：脊髓型颈椎病并颈椎不稳定，于2007年7月8日在全麻下行颈后路双开门椎管扩大成形并椎弓根螺钉内固定术。术中导航图像显示C4左侧螺钉置入位置满意，术后CT发现螺钉穿出椎弓根外壁。图1 术中导航图像的测量 图1a 横断位图像：螺钉在椎弓根内相对位置=c/d;方向=a和b的夹角 图1b 矢状位图像：螺钉在椎弓根内相对位置=c/d;方向=a和b的夹角 图2 手术后CT图像的测量 图2a 横断位图像：螺钉在椎弓根内相对位置=c/d;方向=a和b的夹角 图2b

11、 矢状位图像：螺钉在椎弓根内相对位置=c/d;方向=a和b的夹角 图3 术中导航图像显示C3右侧螺钉置入位置满意，而C型臂X线机透视发现螺钉穿出椎弓根上壁进入椎间隙，予以术中调整 图4 术中导航图像显示C4左侧螺钉置入满意，术后CT发现螺钉穿出椎弓根外壁 2 结 果 手术节段为C37,共置入螺钉144枚。手术中C型臂X线机透视发现2枚螺钉穿出椎弓根上壁，均术中调整;其中1例为C4、5骨折脱位C3左侧螺钉(术后未发现神经症状)，1例为脊髓型颈椎病并颈椎不稳定C3右侧螺钉(术后出现一过性神经根性疼痛，应用神经营养药物半月后症状消失，未留后遗症)。术后CT发现3枚螺钉穿出椎弓根外壁入椎动脉孔，2例为C4骨折C3右侧螺钉，1例为脊髓型颈椎病并颈椎不稳定C4左侧螺钉，3例患者术中和术后均未见出血和脑缺血症状。144枚螺钉中，第1类螺钉139枚，第2类螺钉3枚，