马向阳,邹小宝,付索超,马仁财,陈钧麟,杨浩志,邓琛府,涂强,王建华,章凯,夏虹
临床上枢椎后路螺钉的置钉技术众多,包括枢椎椎弓根螺钉、椎板螺钉、峡部螺钉、侧块螺钉、棘突螺钉等[1-6];
枢椎椎弓根螺钉的固定强度最佳,是枢椎置钉的首选。但枢椎椎动脉孔横径或矢径过大时,会造成枢椎椎弓根的横径或/和矢径过小,而无法安全置入椎弓根螺钉,不得不采用枢椎的其他置钉方法。然而,当寰枢椎脱位或颅底凹陷时,需要枢椎螺钉提供足够大的固定强度和复位力量,其他置钉方法或因固定强度偏低,或因螺钉的置钉方向不在矢状面上导致固定棒与寰椎椎弓根螺钉或者枕骨板的连接不便,而不能提供良好的复位支点功能或耐受巨大的纵向撑开力量。
本研究介绍一种新的枢椎后路置钉方法——棘突椎板螺钉固定技术,并评价其初步临床应用效果。
1.1 枢椎棘突椎板螺钉的置钉技术设计
枢椎棘突椎板螺钉的进钉点位于枢椎棘突与椎板交界处偏下方的位置,出钉点位于对侧接近椎板棘突交界处的椎板后上缘,呈双皮质固定(图1)。
图1 枢椎棘突椎板螺钉置钉技术示意图
1.2 一般资料
纳入标准:①存在寰枢椎脱位;
②可合并存在颅底凹陷、游离齿状突等。排除标准:①既往寰枢椎手术史者;
②寰枢椎肿瘤患者;
③合并严重基础疾病,无法手术者。
本研究最终纳入2022 年1—12 月收治的5 例寰枢椎脱位和颅底凹陷症患者,男3 例,女2 例,年龄41~69 岁,平均(59.0±11.6)岁,均有不同程度的肢体麻木、无力等神经功能障碍症状(表1)。所有患者术前常规行颈椎正侧位、过伸过屈位及张口位X 线检查,同时行寰枢椎薄层CT 扫描及颈椎MRI 检查。MRI 检查显示,所有患者寰枢椎水平的脊髓存在不同程度的压迫。
表1 5例患者的基线资料
本研究经中国人民解放军南部战区总医院伦理委员会审批通过(审批号:2022016),并豁免患者知情同意。
1.3 手术方法
气管插管全身麻醉,患者取俯卧位,颈椎适度前屈,术中维持1/6体重颅骨牵引。取枕后隆凸至C3棘突的颈后正中长8~10 cm 纵切口。骨膜下剥离显露枕骨、C1 后弓、C2 侧块,保留颈半棘肌在C2 棘突的附丽,虽皮肤切口向下延长至C3 棘突以便于棘突椎板螺钉的置入,但不剥离C3 的肌肉附丽。在枢椎椎弓根狭小不能植入椎弓根螺钉的一侧,以枢椎棘突与椎板交界处的偏下方的位置作为枢椎棘突椎板螺钉的进钉点,以对侧接近椎板棘突交界处的椎板后上缘作为出钉点,准备钉道及植入合适长度的螺钉(图2),另一侧根据实际情况植入枢椎椎弓根螺钉、椎板螺钉或峡部螺钉。若行寰枢椎钉棒系统固定,则在寰椎双侧植入椎弓根螺钉、部分经椎弓根螺钉或侧块螺钉;
若行枕颈钉棒系统固定,则在枕骨上植入枕骨板。剪取合适长度连接棒并适当预弯后置入寰椎螺钉(或枕骨板)和枢椎螺钉的钉槽中,调整好预弯的固定棒的方向后,先行拧紧枢椎螺钉的螺母锁紧连接棒,台下助手握住颅骨牵引弓,纵向牵引并将头部后仰自然中立位时,拧入寰椎螺钉(或枕骨板)的螺母并旋紧,完成复位与固定,透视寰枢椎及颅底凹陷复位情况。当寰枢椎脱位复位不佳时,加大固定棒折弯弧度再次复位至复位满意;
当透视颅底凹陷复位不佳时,除适当加大固定棒折弯弧度外进行撑开操作将齿突下拉至复位满意。磨钻打磨寰椎后弓(或枕骨下方)、枢椎椎板准备植骨床,并取自体髂骨植骨,放置负压引流,分层缝合完成手术。
图2 枢椎棘突椎板螺钉术中置钉
1.4 术后处理及随访计划
术后常规静脉使用抗生素1 d,术后48 h 内根据引流情况(<30 mL/24 h)拔除切口引流管。术后3~7 d 常规行颈椎X 线、CT 及MRI 检查,观察螺钉位置及整体内固定、寰枢椎复位及脊髓压迫情况。佩戴颈托下地活动。术后定期门诊随访。
1.5 观察指标
手术前后采用日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association,JOA)评分评估患者神经功能状态,测量寰齿前间隙(atlanto-dental interval,ADI)评估寰枢椎复位情况,测量脊髓有效空间(space available for the spinal cord,SAC)评估脊髓压迫情况。
1.6 统计学方法
采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示,手术前后JOA评分、ADI及SAC比较采用配对t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
手术均顺利完成,1 例行后路寰枢椎钉棒固定融合术,4 例行后路枕颈钉棒固定融合术。手术时间为100~165 min,平均(134.6±25.2)min;
术中出血量为100~200 mL,平均(150.0±50.0)mL。每例患者均在枢椎椎弓根狭小的一侧成功置入1 枚枢椎棘突椎板螺钉,螺钉长度22~28 mm,平均(24.0±2.6)mm,对侧置入枢椎椎弓根螺钉、椎板螺钉或峡部螺钉。
随访3~6个月,平均(3.6±1.3)个月。枢椎棘突椎板螺钉与寰椎螺钉和枕骨固定板的连接方便,钉棒无需特殊弯棒,螺钉术中复位过程中无松动,未出现脊髓神经及血管损伤等并发症。术后1 例患者出现取髂骨切口处渗液,经对症处理后甲级愈合。术后X线、CT 示及MRI 示寰枢椎复位满意,脊髓压迫充分解除,与术前相比,术后ADI 显著降低,SAC 显著增加,差异均有统计学意义(P<0.05,表2)。5 枚枢椎棘突椎板螺钉位置及整体内固定情况均良好(图3)。所有患者神经功能障碍症状均有不同程度改善,JOA评分较术前显著增加(表2)。
表2 手术前后的ADI、SAC及JOA评分比较(x±s)
图3 患者,女,66岁,寰枢椎脱位并游离齿状突,行枢椎棘突椎板螺钉固定治疗
对于寰枢椎脱位,当采用寰枢椎后路钉棒复位固定时,寰椎螺钉承受的主要是提拉力量,枢椎螺钉作为复位的支点则承受压应力和撬拔力;
颅底凹陷行后路枕颈复位固定时,枢椎螺钉除承受压应力和撬拔力外,还需要额外承受枕颈之间纵向撑开的巨大力量,大量的生物力学研究和临床应用研究表明,在众多的枢椎后路置钉技术中,无论是固定的强度还是操作的便利性,枢椎椎弓根螺钉都是枢椎后路的最佳置钉选择[7-15]。然而,因椎动脉孔的因素导致枢椎椎弓根无法施行椎弓根螺钉固定,而不得不选择枢椎的其他替代固定技术,却均存在各种不足。
3.1 枢椎后路现有替代螺钉固定技术及其不足
枢椎后路的置钉方法众多,除枢椎椎弓根螺钉外,既有螺钉轨迹全程位于枢椎骨质内的枢椎椎板螺钉、枢椎峡部螺钉、枢椎侧块螺钉、枢椎棘突螺钉[1-6],又有螺钉轨迹跨越枢椎骨质进入邻近椎体骨质的经C1/2 侧块关节螺钉(Magerl螺钉,螺钉前端进入寰椎侧块)[16-17]和经C2/3 侧块关节螺钉(螺钉前端进入C3 上关节突)[18-19]。由于枢椎椎板螺钉是由一侧的椎板棘突交界处的中上方进钉,进入对侧椎板内或者是在对侧椎板的中下方出钉,螺钉的轨迹基本上呈横向,虽可以维持寰枢椎钉棒固定结构或枕颈固定结构的稳定性,且椎板螺钉的前后都是椎板内侧和外侧的皮质骨,但螺钉的头尾方向上都是椎板内的松质骨,因而对撬拔力和撑开力量耐受较差,作为复位支点的功能较弱,因此临床上多在一侧采用椎板螺钉用于辅助固定,而不作为复位支点;
此外,由于螺钉尾部的U 形槽几近垂直于枢椎棘突根部,故与寰椎螺钉或枕骨板进行固定棒的连接时操作不便,且占据了枢椎植骨床,而且在磨削椎板表面准备植骨床时需份外小心以免造成螺钉的螺纹外露。枢椎棘突螺钉是经枢椎棘突基底部的一侧进钉从另一侧基底部出钉,其尾部的U形槽与枢椎椎板螺钉一样也是几近垂直于枢椎棘突根部,同样是上棒操作不便和作为复位支点的功能性较差。枢椎峡部螺钉和枢椎侧块螺钉的进钉点位置在内外方向上与枢椎椎弓根螺钉相似,与寰椎螺钉的U形槽或枕骨板上的U形槽在矢状面上较接近,所以上棒操作时具有和枢椎椎弓根螺钉一样的操作便利性,但二者的螺钉轨迹偏短导致螺钉自身的固定强度弱于椎弓根螺钉[7],当骨质疏松时则更加明显,故作为复位支点的功能性偏差。至于枢椎经C1/2 侧块关节螺钉[16]和经C2/3侧块关节螺钉[19],虽具有很好的上棒操作便利性和媲美枢椎椎弓根螺钉的固定强度[11-13,20],但螺钉属于跨节段固定且置入的技术难度高,其中经C1/2 侧块关节螺钉置入过程中要求寰枢椎必须处于复位状态,而经C2/3 侧块关节螺钉则将固定节段延伸到了C3,损失了颈椎的运动单元,因而这两种技术在临床上的应用受限,仅作为补救性的固定方式。
3.2 枢椎棘突椎板螺钉固定技术的优点与选择
本研究建立的枢椎椎板棘突螺钉固定技术的进钉点位于枢椎棘突与椎板交界处的偏下方,出钉点位于对侧接近椎板棘突交界处的椎板后上缘位置,是一种斜向的双皮质的螺钉固定方式。从螺钉的轨迹看,好似与双皮质的椎板螺钉或棘突螺钉接近,都是固定在枢椎的棘突和椎板部分,但实际上却是有明显的不同,由于进钉点和出钉点的不一样,从而螺钉的轨迹完全不同,椎板螺钉和棘突螺钉的轨迹主要位于枢椎棘突和椎板的中份和下份,钉道与枢椎椎板的上下缘几乎平行或成角很小,而本研究的枢椎棘突椎板螺钉则与椎板上缘成角明显且趋近垂直,当置钉完成后枢椎棘突椎板螺钉的多轴U形槽不像椎板螺钉和棘突螺钉那样垂直于棘突,而是近乎平行于枢椎棘突,这就为上棒操作提供了近似于枢椎椎弓根螺钉的便利性。此外,本研究团队前期的解剖研究表明,枢椎椎板在上份、中份、下份的厚度明显不同,其中椎板上份的厚度最小[21],由于螺钉从对侧的椎板近上缘处穿出,出钉点的前后左右几乎全是坚韧的皮质骨,螺钉选择由此处作为出钉点进行双皮质固定,大幅提高了螺钉自身的固定强度,也使其作为复位支点的功能性显著增强。此外,该螺钉的置入完全不受椎动脉孔大小的影响,螺钉的进钉点和出钉点均直视可见,因此置钉安全、方便、适应性广;
且该螺钉的进钉点偏枢椎棘突下方,与椎板螺钉和棘突螺钉不同,其钉槽对植骨床的准备和植骨的不利影响较小。
临床上,有超过70%的病例双侧均可以进行枢椎椎弓根螺钉固定[22],对于这部分病例双侧均选择椎弓根螺钉固定无疑是最佳的选择,但当术中遇到置钉不顺不佳时,可以选择该棘突椎板螺钉固定技术作为替代方法;
当枢椎仅有一侧允许椎弓根螺钉固定时,优先在该侧进行椎弓根螺钉固定,而在对侧进行该棘突椎板螺钉方法固定,使双侧操作的便利性、稳定性、复位性俱佳;
当双侧都不允许椎弓根螺钉固定时,可在一侧采用该棘突椎板螺钉固定技术,为复位提供坚强可靠的支点,而在对侧辅以峡部螺钉、椎板螺钉、侧块螺钉或棘突螺钉。本组病例均仅在一侧采用该固定方法,另一侧采用包括枢椎椎弓根螺钉在内的其他螺钉固定方法。从初步的临床应用看,术中置钉操作简单安全,该固定方法无论是置棒操作、复位操作均与椎弓根螺钉固定近似,可以耐受术中复位操作过程中巨大的压应力、撬拔力和撑开力,无论是上棒操作的便利性还是固定强度相较于枢椎椎弓根螺钉的其他替代技术都有明显提升,提示该固定技术是枢椎椎弓根螺钉的一种可行、有效、良好的替代固定技术。但该技术存在进钉角度偏大的不足,在进行钉道准备和置入螺钉时,需要将皮肤切口向下延长,以保持理想的钉道和螺钉轨迹;
其生物力学性能、与其他枢椎螺钉固定技术的比较,有待于进一步的研究评估。同时,本研究病例数较少,随访时间短,需进一步大样本量、长随访时间的研究。
总之,枢椎棘突椎板螺钉固定技术上可行,该置钉方法既不受枢椎椎动脉孔大小的影响,又可提供类似于枢椎椎弓根螺钉的固定可靠性及连接便利性,且临床初步应用效果满意,可以作为枢椎椎弓根螺钉固定的充替代技术。
【利益冲突】所有作者均声明不存在利益冲突
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