螺钉进钉法在下胸椎和腰椎脊柱椎弓根螺钉内的应用

螺钉进钉法在下胸椎和腰椎脊柱椎弓根螺钉内的应用

脊柱内钉固定技术越来越普及。然而，在现有的髓内钉固定方法中，有时会发现椎弓根断裂，这将影响复位固定的效果，严重的会造成神经损伤。使用什么样的螺钉进行方法的安全性和稳定性最好是研究这项技术的主要任务之一。由于椎弓根横径较纵径小,螺钉穿破椎弓根多发生在水平面,本文仅探讨临床应用最多的下胸椎和腰椎脊柱椎弓根螺钉水平面植入的最佳方法。1微创螺钉植入方法选用15具防腐保存的正常成人胸腰椎脊柱标本(T11～L5),小心剔除肌肉,保留所有韧带和骨性标志,随机分三组(三组间椎体大小P>0.05)。首先用T形钻在脊椎后方两侧的关节突关节面(胸椎)或关节间隙(腰椎)中心垂直延长线与横突水平中位线交点和上关节突外缘垂直延长线与横突水平中位线交点各钻一小孔作标记;其次水平锯断椎间盘和切断关节间韧带,使各脊椎游离并作标记。A组取关节突关节面(胸椎)或关节间隙(腰椎)中心的垂直延长线与横突水平中位线交点为进钉点,与终板平行笔直向前植入螺钉来模拟Roy-Camille进钉法。B组在下胸椎取关节突关节面中心垂直延长线与横突水平中位线交点偏外2.5mm为进钉点,腰椎取上关节突外缘垂直延长线与横突水平中位线交点进钉点,与终板平行,向前向内均倾斜15°植入椎弓根螺钉,模拟Magerl进钉法。C组按殷渠东等提倡的节段性差异法植入螺钉:下胸椎取关节突关节面外缘内侧为进钉点,向前向内倾斜8°左右;腰椎进钉点自上而下按逐渐增大原则取上关节突外缘0～2.0mm作垂直延长线与横突水平中位线交点为进钉点,向前向内成角参照各节段E角平均值。三组分别钻孔、逐次拧入直径5mm、6mm和7mm螺钉,观测螺钉植入情况,计算椎弓根穿破量和螺钉位于椎体内的最大允许长度。a)椎弓根穿破量:螺钉位于椎弓根外部分与螺钉直径的百分比(若螺钉同时穿破椎弓根内侧和外侧,以穿破最大侧计算);b)螺钉位于椎体内的最大允许长度:螺钉允许位于椎体内的椎前方所在矢状面距离占椎体中矢径的百分比。2节段性差异法Roy-Camille法进钉点与下胸椎PAPP吻合较好,但偏腰椎PAPP内侧,进钉方向与大多数椎弓根E角吻合较差;Magerl法在下胸椎进钉点与PAPP、进钉方向与椎弓根E角吻合均较差,但在腰椎与PAPP吻合较好,进钉方向与腰椎椎弓根E角也大致吻合;节段性差异法的进钉点和进钉方向与椎弓根中心轴吻合最好。Roy-Camille法螺钉位于椎体内相对较少,最多为80%,Magerl和节段性差异法的螺钉位于椎体内较多,均大于90%。在植入5mm螺钉时3种方法穿破量均极少,但在植入6mm和7mm螺钉时,穿破量随螺钉增粗相应增加,穿破率也随螺钉增粗相应增高,其中Roy-Camille法穿破率增加较多,节段性差异法增加较少。在胸腰椎交界处,无论何种进钉法植入6mm或7mm螺钉均有不同程度椎弓根穿破发生,而在下腰椎则无或极少穿破椎弓根。螺钉植入情况见表1～4。3螺钉植入的节段性椎弓根螺钉进钉均在椎体后方寻找解剖标志,尽管不同作者采用不同的解剖标志作为参考依据,但临床应用最多的还是关节突关节。解剖学研究表明,在不同节段脊椎大小和椎弓根成角存在差异。殷渠东等对椎弓根横径、纵径、水平面和矢状面成角以及椎弓根中心轴椎后投影点位置与关节突关节、横突中央距离进行测量,结果经统计分析,各观察指标的节段性差异在腰椎、低位胸椎均有显著性意义,提出了在同一个体,应根据不同节段选择不同直径螺钉、不同进钉点、不同进针方向的节段性差异植入法。椎弓根横径相对纵径而言较小,螺钉直径已从最初的3.5mm增加到6～7mm或更大,基于安全性考虑,水平面内最理想或最安全的进钉法都主张沿椎弓根中心轴植入螺钉。另一方面,力学实验显示完全位于椎弓根内的螺钉比穿破椎弓根螺钉的抗拔力和抗轴向压缩力均明显增加。现有螺钉进钉法主要有两类,一类是板系统,如Roy-Camille进钉点为关节突关节面垂直延长线与横突水平中位线交点,笔直向前进钉;另一类是棒系统,如Magerl或Weistein、Dick进钉点在下胸椎取关节突关节面垂直延长线与横突水平中位线交点偏外2～3mm进钉。在腰椎取上关节突外缘垂直延长线与横突水平中位线交点为进钉点,向前向内倾斜10°～20°进钉。显然Roy-Camille法进钉点多偏椎弓根中心轴内侧,进钉方向与大多数椎弓根E角相差较大,使用较粗螺钉容易穿破椎弓根,螺钉位于椎体内也较少。虽然Magerl法进钉点与腰椎椎弓根中心轴椎后方吻合较好,但进钉方向仍没充分重视各节段椎弓根E角差异,故螺钉在椎弓根横径较小的节段或用较大直径螺钉也存在相对较多穿破。虽然还有其他方法,如Louis等,但其共同的缺点是没有充分重视螺钉植入的节段性差异。最初的Roy-Camille法进钉点偏内,进钉方向要求笔直向前的主要目的是便于钢板与椎板、关节突紧密接触和减少螺钉与螺钉孔之间的“肘节”运动,且使用的是较小直径螺钉。近来螺钉直径逐渐增大,一些学者的实验研究表明Roy-Camille法在胸椎的穿破率也较高,可达41%～55%,在下腰椎的植入情况也不如Magerl法,主张在应用板系统时螺钉也宜向前向内倾斜一定角度或重视椎弓根E角节段性差异,以减少椎弓根穿破率。T11～12节段椎弓根水平面成角为0°或略为负值,较特殊。若向前向内倾斜过大,虽然螺钉位于椎体内较多,但穿破椎弓根量也较多,将增加损伤脊髓神经的可能;若笔直向前,螺钉位于椎体内较少。现有研究表明,随螺钉位于椎内长度的增加,螺钉抗拔力和抗轴向压缩力相应增加。一般认为,螺钉位于椎体内长度占椎体中矢径80%以上时,才能较好起到“三柱”固定作用。我们进行解剖研究后认识到,在T11～12节段取关节突关节面外缘内侧为进钉点,向前向内倾斜8°左右进钉,这样即使螺钉穿破椎弓根少许,仍较安全,且较好地发挥了螺钉对椎弓根、椎体的固定作用;下腰椎(L3～5)椎弓根横径较宽,选用直径7mm或更大直径螺钉仍较安全,若在椎弓根中心轴椎后方进钉,5mm螺钉在椎弓根水平面内的允许倾斜角度范围为±(6°～15°)。若进钉点选择在稍偏椎弓根中心轴椎后方内侧,进钉方向则宜相应小于该节段E角,这样可避免手术暴露范围过大和器械影响皮肤肌肉等软组织缝合,便于板系统的安置和板与椎板、关节突的紧密接触。相反,胸腰椎交界处椎弓根横径较小,一般为6.3～7.0mm,螺钉直径不宜超过6mm,否则穿破椎弓根不可避免。安全性是应用椎弓根螺钉考虑的首要因素,其次是螺钉的稳定性。本实验表明,椎弓根存在明显节段性差异,在植入相同直径螺钉时,节段性差异法植入螺钉的安全性和稳定性最佳。因此,我们提倡根据不同节段选用不同直径螺钉、不同进钉点和不同进钉方向(节段性差异法)植入螺钉。实验结果对临床应用有一定参考价值,作者建议现有的椎弓根螺钉植入法可以适当吸收节段性差异法植入的优点。尽管如此,本文并不否定Roy-Camill