专业学术透视下前路椎弓根螺钉和钢板内固定
摘要：
背景资料：单纯前路手术是治疗颈椎小关节脱位推荐的方法，但前路缺乏三柱固定的植入物。
目的：本研究介绍前路椎弓根螺钉内固定技术(anteriorpediclescrew，APS)治疗对颈椎小关节脱位的新方法，并报道12例患者的应用。
研究设计：病例系列和技术报告。
病人样本：样本为12例颈椎小关节脱位的病人。
结果衡量：综合分析正侧位、中立和斜位X线片及CT扫描结果来评价复位、融合及椎弓根螺钉置入的准确性。利用1.5T的磁共振成像评估脊髓压迫和减压。根据美国脊髓损伤协会(ASIA)的分类对神经功能状态进行评估。
方法：12例颈椎小关节脱位患者采用颈椎前路椎弓根螺钉钢板内固定治疗。这12例患者(9名男性和3名女性)，节段分布从C3-C4至C6-C7;病因诊断包括4例单侧和8例双侧小关节脱位;神经功能状态包括4例ASIA分级A级，2例B级，两例D级以及4例E级。椎间盘切除、复位、植入一个包含自体骨的PEEK笼之后，再在透视辅助下沿椎弓根轴线植入APS。
结果：术后所有患者均成功复位和满意的解剖矢状排列。没有由于技术运用而导致的并发症或内固定失败。4个ASIAA级和1个B级患者无神经功能改善;一个ASIAB级患者神经功能改善至C级;2例ASIAD级患者神经功能改善至E级;没有ASIAE级患者出现神经功能恶化。
结论：前路椎弓根螺钉钢板固定治疗颈椎小关节脱位是一种安全、有效但技术上具有挑战性的选择。
关键词：前路椎弓根螺钉;前路手术;颈椎小关节脱位;脊柱稳定;椎弓根轴位影像;技术
引言
颈椎小关节脱位的外科治疗有多种方式，包括单纯前路、单纯后路、前后联合、后前联合、前后前联合的方法[1,2]。在这些方法中，单纯前路，包括闭合或开放复位、椎间盘切除和有效融合是被推荐的，特别是表现为创伤性颈椎间盘突出症而无脊髓损伤的情况[2–7]。尽管如此，对于一些双侧小关节绞锁的病例很难达到满意的复位。
然而，生物力学和临床研究的数据表明，前路固定比后路固定的稳定性要差[8,9]，也有单独前路钢板固定失败的报道[10]。因此，在某些双侧小关节脱位的病例中，后路固定之后再行前路有效融合也作为一种被推荐的治疗选择[2]。如果颈前植入物可以提供有效的三柱稳定，就可以使病人避免额外的后路手术。
最近，前路椎弓根螺钉(APS)在颈椎已有报道[11–19]。它的尸体解剖学和形态学研究证实了在颈椎植入的安全性[11,18,19]。在尸体实验的生物力学特性表明APS的拔出强度是椎体螺钉的2.5倍左右，并且2节段重建稳定与后路固定系统相似并优于前路钢板固定[12,16]。
单纯APS和APS钢板的初步临床应用已有报道[14,15,19]。通过透视辅助椎弓根轴线成像的APS固定方法也已报道[14]。然而，APS钢板的应用仅作为单侧固定的临床报告[14,15,19]，其抗旋转仍然有潜在的一个生物力学担忧。我们开发了一个新的前路钢板可以与APS和椎体螺钉共同应用以抗旋转，并且报告了治疗颈椎小关节脱位的初步结果。
患者和方法
年4月到年4月间，作者收治了12例行APS固定外科治疗的颈椎小关节脱位患者。这12例患者(9名男性和3名女性)，脊柱节段分布从C3-C4至C6-C7;病因诊断包括4例单侧和8例双侧小关节脱位;神经功能状态包括4例ASIA分级A级，2例B级，两例D级以及4例E级;随访时间为3个月至16个月(平均10个月)(Table1)。
手术前和手术后，所有患者均行CT扫描来确定精确的脊髓损伤、脊柱序列和融合情况，用1.5T磁共振矢状位和轴位上T1加权和T2加权成像信号来明确脊髓压迫和髓内信号强度的变化。术前和术后均获得标准正侧位和双斜片，以评估脊柱损伤、复位和内固定。根据ASIA神经功能分级标准对所有患者入院时及每一次随访的神经功能状况进行评估[20]。
2名ASIAA级患者在全麻下Gardner-Wells牵引成功闭合复位。另外10例在按照已经出版的标准前路椎间盘切除术[4]或前路小关节切除术(参见我们发表在spine杂志的方法)后进行开放复位。所有手术均术中颈椎牵引，不完全脊髓损伤患者行体感诱发电位及运动诱发电位的监测。所有病例均采用标准的Smith-Robinson颈椎前入路。
操作技术
APS是沿着透视辅助成像的椎弓根轴线植入，类似于之前发表过的报道[14]。首先，颈椎正侧位片的角度要求终板重叠以获得APS植入时的头倾或尾倾角，左右斜位片的角度要求椎弓根圆形部分呈现最大以获得椎弓根内倾角。椎弓根轴线同正中矢状面通常是倾斜35°–50°(根据作者经验，最常见为42°)(C3–C7)。
第二，椎弓根影像的皮质圆形区域中心即为进针点，通常距离上终板大约2毫米，位于椎体的中心附近(Fig.1A)。对侧斜位片确定头尾侧倾斜角度(Fig.1B)。钉道是由一个1.7mm的开口器创建。
第三，根据明确的矢状面和冠状面倾斜角度，开口器插入到椎体后缘(通常1.7厘米)，在斜位片上要位于椎弓根的圆形区域内(Fig.1C,D)。
第四，1.5mm克氏针电转插入，并椎弓根内转入。利用正侧位、椎弓根轴线视图透视反复确认(Fig.1E,F)。在插入1毫米的导针后，由一个空心圆锥进行攻丝(3.5毫米)。
最后，选择合适长度的颈椎椎弓根螺钉钢板(Z3)(Fig.1G,H)。该钢板可用于APS和椎体螺钉以对抗旋转。椎弓根螺钉的直径为4毫米，长度范围为30、32、34毫米。椎体螺钉的直径为4毫米，长度范围从14、16毫米(Fig.2)。
术后，戴颈托用来保护病人的脖子6个星期。术后通过CT扫描(1mm层厚)来检查椎弓根螺钉置入的准确性(Fig.1I,J)。
Fig.1.C5-C6双侧小关节脱位(Case3)APS植入的图像。(A)斜位片显示术中开口器插在C5椎弓根圆圈(箭头)。(B)对侧斜位片确认头倾或尾倾角度(箭头)。(C,D)术中斜位X线片显示和确认开口器到椎体后缘(箭头)。(E,F)术中斜位片显示导丝插入C5-C6椎弓根(箭头)。(G,H)术中透视图像显示C5-C6钢板螺钉固定后。(I,J)术后CT显示前路椎弓根螺钉在C5和C6的位置良好。(K,L)术前和术后的矢状位CT显示C5–C6脱位复位。(M,N)术前和术后的CT三维重建显示精确的C5–C6脱位复位(箭头)。(O,P)术前和术后MRI显示脊髓T2矢状位图像的压迫和解压。
Fig.2.Z3前路颈椎椎弓根螺钉钢板图片：(A)钢板、椎弓根螺钉、椎弓根螺钉。(B)空心丝攻和1毫米导丝图片。(C)前路椎弓根螺钉钢板固定的术中照片。
结果
临床资料汇总见表1。平均手术时间为分钟(范围70-分钟)，平均失血量为毫升(范围50-毫升)。1个节段植入2到3个椎弓根钉(C6和C7一个椎体的每侧允许植入2个)(Fig.3);每个节段植入椎体钉4到6颗。ASIAE级和D级的病人允许次日戴颈托走动。
术后X线、MRI和CT显示颈椎序列良好，椎弓根螺钉准确置入椎弓根皮质内(Fig.1K–P,Fig.3)。患者随访时间6个月以上，X线平片及CT扫描显示成功的脊柱融合的。没有由于技术运用而导致的并发症或内固定失败。4个ASIAA级和1个B级患者无神经功能改善;一个ASIAB级患者神经功能改善至C级;2例ASIAD级患者神经功能改善至E级;没有ASIAE级患者出现神经功能恶化。
Fig.3.C6–C7双侧小关节脱位双侧APS固定(Case1)：(A,B)术前和术后的矢状位CT显示C6–C7脱位复位，(C,D)术前和术后的CT三维重建显示的C6–C7脱位复位，(E,F)术前和术后MRI显示脊髓T2矢状位图像的压迫和解压，(G,H)术中C5-C6钢板螺钉固定后透视图像，(I,J)术后CT显示C6双侧和C7单侧椎弓根螺钉位置固定好。
讨论
本回顾性研究的目的是报道一个应用前路APS固定治疗颈椎小关节脱位的外科技术。也是一个应用APS和椎体钉抗旋转临床应用的初步报告，以及12例颈椎小关节脱位的手术疗效。结果表明，沿椎弓根轴线视角成像APS植入是可行和安全的。它也表明，新的APS钢板足够固定颈椎小关节脱位。
与前后联合，后前联合，前后前联合治疗颈椎小关节脱位相比，单纯前路利用APS固定不仅最小化手术损伤和手术时间，还能提供更高的颈椎三柱稳定性。生物力学研究和临床系列表明ASP固定具有可靠的稳定性[11–19]，因此术后仅采用颈托外固定6周。相比其他APS应用颈椎前路减压融合的临床报告[14,15,19]，本文同时应用APS和椎体螺钉的APS钢板能提供更强的固定。
此外，它允许从C6和C7椎体两侧插入2颗APS(Fig.3)，因为C6和C7进钉点位于椎体表面的同侧[11–19]。虽然C3-C5进钉点的位于中央或对侧，每一个节段从对侧植入APS是允许的(Fig.1K–P)，这样从理论上较APS同侧固定提供了更强的抗旋转[14,15,19]。
前路椎弓根螺钉和钢板内固定在放置螺钉时有损伤椎动脉，脊髓或神经根的潜在风险。在透视下确定理想的APS进钉点能确保APS准确植入椎弓根。事实上，前路APS植入的安全区域比后路椎弓根螺钉的更大[14,15]。然而，有些颈椎椎弓根壁皮质有不完整的情况[21–25]，神经血管损伤的潜在致命后果在APS植入仍然是一个严重的问题。术中要利用正侧位、椎弓根轴线视图的透视反复确认，甚至利用实时计算机系统导航或移动CT技术。此外，明显的优势或异位的椎动脉，在术前影像学也应考虑。本报道中，没有出现椎弓根钉的植入失败和并发症，优于先前报道的APS[14,15]和后路椎弓根螺钉的报道[26,27]。
虽然用APS固定有一些优点，可以应用于颈椎骨质疏松症、强直性脊柱炎、肿瘤，但椎弓根轴线视图成像要求较高技术、熟悉颈部解剖、以及有特殊成像技术的经验。随着计算机导航系统或移动CT技术的应用，不仅仅只沿着透视辅助视图成像的椎弓根轴线，C3–C5也可能设计出两侧APS的植入轨迹。由于植入点距上表面只有约2毫米，钢板的边缘可能在理论上影响头侧颈椎间盘退变。APS通常与矢状面倾斜42°，螺帽尾端切迹可能有迟发性食管并发症的潜在危险，需要长期随访。APS钢板的应用只有三组小样本单侧固定的临床报道[14,15,19]，虽然没有报告严重的并发症，APS只有在具备高水平的手术技巧时才能作为常规应用。
综上所述，目前的数据表明，椎弓根轴线视图成像下APS植入是可行的、安全的。新的APS钢板采用单侧或双侧APS及椎体螺钉能够有效固定颈椎小关节脱位，并优于其他报道的APS。然而，熟悉颈椎解剖、对特殊的成像技术有足够的经验、对于术中椎弓根的可视化是这个手术的关键。因此，这种技术建议由经验丰富的外科团队使用。
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