下颈椎椎弓根螺钉置钉技巧探讨

作者：解京明,王迎松,张颖,鲁宁

作者单位：昆明医学院第二附属医院骨科， 昆明 650101

  【摘要】  ［目的］探讨下颈椎椎弓根螺钉的置钉技巧和手术体会。［方法］2004年7月～2006年4月，在前期尸体标本操作的基础上，C型臂引导下采用下颈椎椎弓根螺钉技术治疗颈椎疾患15例。常规后路，术中显露侧块至其外侧缘，辨清上关节突关节面基底部上缘；选择侧块外缘内5 mm，上关节突关节面基底部下方3 mm处为进钉点，球磨去皮质。2 mm手钻开路并探子确认，保持与上终板平行并40°～45°内倾角。不攻丝置入3.5 mm皮质骨螺钉。［结果］除1枚C4螺钉未能成功外，共计置入C3～7下颈椎椎弓根螺钉86枚，平均螺钉长度（26±1.6）mm，CT下各钉内倾角度平均值37.9°±5.4°。术中2枚(2.9％)在开路时发生钉道活动性出血。术后CT示椎弓根壁损伤6枚(8.8％)。术后无神经血管损伤并发症。［结论］颈椎椎弓根螺钉技术相对安全，置钉成功的关键是手感。　

【关键词】  颈椎； 椎弓根钉； 手术治疗

　　与胸、腰椎椎弓根钉固定类似，颈椎椎弓根可提供坚强的稳定性。下颈椎椎弓根在解剖学上具特殊性，较胸腰椎明显偏细，且一旦在置钉过程中损伤与其毗邻的颈脊髓、椎动脉或神经根，均会带来严重后果。自1994年Abumi等［1］首次报道临床运用颈椎椎弓根钉技术以来，国内外文献有限，且缺乏对置钉技巧和手术体会的报道。本文总结本科自2004年7月～2006年4月，C型臂引导下采用C3～7椎弓根螺钉技术治疗颈椎疾患15例86枚钉，着重讨论置钉技巧和手术体会，报道如下。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料    　　患者15例，男10例，女5例；平均43.6岁。颈椎骨折或并脱位9例，先天性或退变性颈椎管狭窄4例，颈椎先天畸形1例，前路术后相邻节段滑脱1例；创伤患者中Frankel分级A级2例、C级3例、E级4例。所有患者术前摄颈椎正侧位和双侧斜位片，对疑有颈椎不稳定的患者加摄屈伸位动力位片，拟固定节段椎弓根部3 mm CT加密平扫。常规MRI扫描了解椎间盘及神经损伤情况。

　　1.2  治疗方式    　　9例颈椎骨折／脱位，包括2例陈旧性下颈椎脱位，后路一期予复位，双侧椎弓根钉及钢板固定，1例合并Jefferson骨折予Cervifix联合枕颈固定；4例椎管狭窄予后路锚定法单开门减压；1例颈椎先天畸形后路矫形以钉棒系统重建稳定性；1例继发于前路融合的相邻节段滑脱以后路多节段钉棒固定。各节段螺钉分布见表1。

　　表1  各钉分布及内倾角（略）

　　1.3  置钉方法    　　气管内插管全麻。患者取俯卧位，颈略屈置于头架。后正中切口，自C2水平沿至拟固定目标节段下1个棘突。显露侧块至其外侧缘，辨清上关节突关节面基底部上缘。选择侧块外缘内5 mm，上关节突关节面基底部下方3 mm为球磨去皮质的中心点。5 mm球磨钻去侧块皮质，深度约4～5 mm，形成5 mm直径骨孔(骨孔边缘上距上关节突基底下1～2 mm，外距侧块外侧缘2～3 mm)。根据CT扫描，决定靶椎内倾角40°～45°，用2 mm手钻自孔底探找颈椎椎弓根开口。当手钻探找到椎弓根开口时，再次复习影像学资料和各项解剖指标，确认手钻探找的颈椎椎弓根开口与之相吻合后，保持手钻40°～45°内倾角并平行于上终板前进；手钻前进过程中手感非常重要，必须要能够感觉到手钻底及四周均位于颈椎椎弓根内的松质骨中，手钻在前进中必须要能感知到“吃”松质骨的感觉，手钻上述的2种感觉必须要同时存在。手钻每前进2 mm，椎弓根探子(自制1 mm克氏针)小心探察底及四壁，确认底及四壁均为骨时，说明手钻位于颈椎椎弓根内;深度不要超过26mm。注意循开路方向，不攻丝置入3.5 mm皮质骨螺钉，长度26～28 mm。螺钉拧入26 mm，退钉后再次以探子确认。置钉结束后，后路去皮质，自体髂骨或异体松质骨植骨。记录术中不良事件。　1.4  术后处理        　　常规颈围固定8～12周。术后第2 d即可坐位或下床。术后复查颈椎正侧位和双侧斜位，1 mm CT扫描椎弓根。术后CT如提示椎弓根各壁皮质被螺钉穿破，或螺钉直接进入椎管或椎弓脉孔，则视为椎弓根壁损伤。

　　2  结果    　　除1枚C4螺钉未能成功外，共计置入C3～7下颈椎椎弓根螺钉86枚，均采用3.5 mm直径皮质骨钛螺钉(图1～2)。C1、2螺钉不计入统计。平均螺钉长度（26±1.6）mm，CT下各钉内倾角度平均值见表1。脊髓损伤Frankel分级无加重。    　　术中2枚(2.9％)在开路时发生钉道活动性出血。术后CT示椎弓根壁损伤6枚(8.8％)，其中外侧5枚，下壁1枚，无内侧损伤。术后无1例发生缺血性脑病表现，术后无1例发生与置钉相对应脊髓或神经根损伤，无1例发生脑脊液漏。    　　3  讨论

　　3.1  进钉点选择        　　将各颈椎侧块平均划分为4个象限，各椎体入钉点都位于外上象限。作者选择入钉点仍主要依靠解剖学骨性表面标志，首先确认目标椎的侧块外侧缘和上关节突关节面下缘。因侧块内缘与椎板的分界较模糊，术中判断侧块中点可能存在误差，而仅以外缘作为参考标志增加了准确性；只要暴露上关节突的软骨结构，其骨性边缘清晰可见，避免了在节段排列异常时以上位椎体下关节突作为参考带来的偏差；同时以外侧椎体切迹(Lateral Vertebral Notch)作为附加参照点，对需要以螺钉矫正脱位，或退变严重的患者，入钉点的选择更要慎重，要注意排除增生骨赘的影响，特别在2次手术或后方有椎板间骨性增生时。一旦在开路时探察有软组织感，应高度怀疑四壁皮质穿破，需重新辨认及调整入钉点。

　　3.2  进钉方向        　　置入椎弓根螺钉的过程，需要在立体结构上均保持与椎弓根轴线一致。在矢状面上螺钉的方向要尽量与上终板平行，C3、4可能会有5°左右的头倾；C臂可协助指引正确的方向，  由于侧位片上双侧椎弓根常常会有重叠影，对判断椎弓根走行有干扰，可借助于55°斜位投照。由于颈椎椎弓根的高度值较宽度值明显要大，矢状面的安全可以保证。对于冠状面上的角度判断，X线侧位或斜位片帮助不大。作者体会冠状面的关键在于开路时的手感，通过体会和判断手钻顶端是在松质骨还是在皮质骨中的阻力感非常重要。参考术前CT所示椎弓根轴线与后正中线的夹角，对控制内倾角在合适范围内有一定帮助，但不能过多依赖。为保证达到近45°的内倾角，切口相对要大，一般需要显露目标椎头、尾侧多一个棘突，或头、尾侧各1个椎板的完全显露；注意要有较好的肌松效果。切口不够长和肌肉不松弛容易被术者忽视，而在颈椎椎弓根钉技术中这样的忽视是致命的。此外，头的位置不能过于屈曲致椎旁肌张力过大、过于过伸则操作平面太深。

　　图1  患者男，48岁，陈旧性C4、5脱位，伤后46 d，Frankel分级E，Ⅰ期后路行C4、5椎弓根螺钉重建钢板复位固定术。（略）

　　1a.术前侧位片  1b.CT可见明显椎板骨痂  1c  术后X线片

　　图2  患者男，23岁，Jefferson骨折，横韧带断裂，C5骨折。寰枢融合C2,4,6椎弓根钉内固定术。（略）

　　2a、b  术前CT及MRI可见C1、5骨折  2c、d  术后X线片，环枢椎融合后内固定需取出    　　冠状面定位点的确定，会直接影响进针的内倾角度，向内必然导致内倾角减少，向外则必然导致内倾角度增大。Sakamoto［2］等提倡较靠外侧的入钉点(侧块外缘)，并认为靠外的入钉点可提供空间上更安全的边缘，  因为钉道距离横突孔更远。尽管术中努力维持手钻40°～45°内倾，但作者针对术后CT测量的内倾角在C3～6平均为37.9°±5.4°，小于作者的解剖学测量结果。内倾角误差的存在，说明定位点的选择可有一定的活动空间，更说明了手术成功的关键应该是感觉到手钻底及四周均位于颈椎椎弓根内的松质骨中，以及手钻在前进中能感知到“吃”松质骨的感觉。更重要的是为了实现和找到这种感觉的过程，可以校正或微调定位点的误差和进针角度的误差。

　如何提高冠状面入钉角度的准确性，一直是努力的方向。术中CT检测无法安全实现。尽管Ludwig等［3］曾针对C3～7比较了计算机导航技术辅助置钉和Abumi技术的精确性及安全性，并认为两者无统计学差异，但后期kotani等［4］、Richter等［5］的临床应用报道均明显降低了椎弓根壁的损伤率(分别为78枚1.2％、167枚3％)，验证了该方法的有效性。但昂贵的设备和熟练的操作要求(注册时不低于1 mm的误差)限制了该技术的推广应用。毛广平等［6］报道了以三维定位装置辅助置钉的方法，目的也是在无导航条件下提高成功率。作者认为，对椎弓根内径异常狭小或退变导致的骨质异常改变的病例，导航可有助于减少内外侧壁的损伤；对已积累一定手感的术者，常规病例是不需要的。

　　3.3  保持入钉通道安全        　　类似胸、腰椎椎弓根钉技术的常规，对需要椎板减压的病例，应在打开椎板前置钉或建立入钉通道。否则一旦发生意外失手会带来灾难性的后果，且椎板减压会导致椎弓根内侧皮质强度的明显降低。以入钉点为中心以球磨去侧块皮质时，尽量维持与入钉方向的一致性，以保证正确的入钉点与椎弓根轴线的方向。手钻经去皮质的侧块松质骨进入后，在开始阶段需仔细体会椎弓根的喇叭型皮质骨开口，特别关键的是内侧皮质传导的阻力，借此可明确椎弓根走行方向。椎弓根内侧皮质厚度均较外侧要明显偏厚1.4～3.6倍［7］，术中容易体会内侧皮质骨给手钻带来的阻力，通过调整前进角度能够感知到手钻沿着椎弓根内侧皮质骨前进。        　　在钉道探察有软组织感，高度怀疑内或外层皮质穿破时，为了提高入钉点正确性，可换用8 mm磨钻扩大骨孔，深度约8～9 mm；改用“漏斗”法探找椎弓根开口：尽量去除侧块皮质，以小刮匙将侧块中的松质骨清除，直接显露椎弓根皮质的“漏斗”开口，类似Karaikovic等［8］报道的漏斗技术。作者仅有1枚C4螺钉在分别采用2种方法多次尝试后，尽管术前CT提示椎弓根宽度适合，均未获得满意开路手感而放弃。    　　对于有明显骨硬化或骨质疏松的病例，Yoshimoto等［9］建议使用1～2 mm克氏针开路后攻丝，并获得满意置钉。作者曾尝试以1～2 mm克氏针代替手钻，以针尾开路，但因前进较为困难且难以控制力度和方向而放弃。值得注意的是，和胸腰椎类似，有的颈椎弓根在进入椎体时会有稍大的阻力，原因可能与2次骨化中心遗迹有关。        　　椎弓根壁损伤风险最高的区域为进入后11.1～20.1 mm阶段，平均（15.78±79）mm［10］。一旦超过多已避开椎动脉及硬脊膜。但作者曾有2例在20 mm深处开路时落空，探及骨性隧道的底为软组织结构，在确保4个方向侧壁均完整后，置入2.0 mm长度螺钉。术后CT证实由于内倾角偏小以至钉道偏向椎体侧前，螺钉在椎体内行程过短所致。

　　3.4  螺钉选择    　　作者使用的螺钉均为3.5 mm皮质骨螺钉，不攻丝，不要求前缘穿椎体皮质骨。尽管有报道相同直径的椎弓根皮质骨螺钉在抗拔力方面要低于松质骨螺钉，但选择皮质骨螺钉有其原因，结合作者的解剖数据［10］，椎弓根内径低于2.0 mm的比例在C3为67.0％、C4为62.3％、C5、6为51.9％，故椎弓根螺钉固定更多的是来源于螺纹切入皮质骨；皮质骨螺钉的置入不需攻丝，由于开路工具与攻丝器有直径差别，可减小锐利的攻丝器切迹对血管神经的威胁。平均钉长（26±1.6）mm，较Abumi系列报道［1］均长。原因：(1)Abumi要求钉尾沉入皮质；(2)入钉点偏外，  内倾角加大;(3)螺钉更接近椎体前方。

　　3.5  并发症及处理

　　椎弓根壁损伤在本组病例为8.8％，发生率与Abumi椎弓根损伤报道无统计学差异［1］。作者对椎弓根壁损伤的判断依赖于术后1 mm CT扫描，但钛质螺钉所致伪影或螺纹本身会带来椎弓根壁显像模糊，可能导致阳性率偏高的情况。如何正确判断椎弓根壁的损伤，目前尚无公认的标准，因其受影像学影响较大。当外侧壁并发症出现时X线片不容易发现，如果X线片都可以明显看见往往后果严重，  因此对外侧壁并发症只能通过CT评价和观察，但是伪影和扫描厚度的问题给判断带来影响。作者认为在分析术后CT的异常表现时，还需要考虑壁的损伤是缘于螺钉较松质骨直径大而导致薄弱的外侧皮质胀破、或是真正的穿破。        　　壁损伤后可能会对椎弓根钉的生物力学稳定性有一定影响，但更需关注其带来的血管神经损伤。若开路过程中出现活动性出血，可能会有椎动脉壁的损伤，也可能是松质骨较大的静脉窦开放。作者的经验是：小心探察各壁与底，避免粗暴操作加重动脉壁或硬膜囊裂口；常规以骨蜡填入封堵；调整入钉点和方向或改为“漏斗技术”。本组2枚螺钉均调整后顺利重置而未选择旷置。在下颈椎段，椎弓根外侧皮质穿破后对椎动脉的干扰尚难明确，有螺钉占据椎动脉孔4 mm而动脉被推挤至外侧，但术后及4月随访椎动脉均通畅的报道［11］；还需注意单侧椎动脉主导供血时的情况，CT可表现为一侧椎动脉孔异常狭小，因一旦损伤可能导致严重缺血性脑病。

　　3.6  适应证及禁忌证        　　颈椎椎弓根螺钉技术适用于所有需要后路固定的颈椎病例，在后柱结构不完整、陈旧性脱位、2次翻修手术及畸形矫形等情况时更具优越性；以锚定法行单开门减压，由于椎弓根的内倾角较大，与侧块螺钉的外倾相比，更可靠地避免了再关门。但一定要正视其潜在的神经血管损伤风险。颈椎椎弓根螺钉固定术绝对手术禁忌证是解剖上椎弓根没有髓腔或椎弓根损伤的病例，  因此术前CT检查非常重要。        　　选择颈椎椎弓根螺钉技术必须要具备丰富的胸、腰椎弓根经验，对每1枚螺钉均保持高度的精力集中，仔细体会手感，因为该技术“掌握在术者的手上”。  

【参考文献】  　［1］ Abumi K，Shono Y，Ito M，et al．Complications of pedicle screw fixation in reconstructive surgery of the cervical spine［J］．Spine,2000，25(8)：962-969．

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　　［3］ Ludwig S，Kowalski J，Edwards C，et al．Cervical pedicle screws comparative accuracy of two insertion techniques［J］． Spine，2000，25(20)：2675-2681．

　　［4］ Kotani Y, Abumi K, Ito M, et al.Improved accuracy of computerassisted cervical pedicle screw insertion［J］. J Neurosurg, 2003，99:257-263.

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　　［7］ Panjabi M, Shin E, Chen N, et al.Internal morphology of human cervical pedicles［J］. Spine,2000,25(10):1197-1205.

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　［9］ Yoshimoto H, Sato S, Hyakumachi T, et al.Spinal reconstruction using a cervical pedicle screw system［J］. Clin Orthop,2005, 431:111-119.

　　［10］解京明，张漾杰，鲁宁，等.下颈椎经椎弓根螺钉内固定相关解剖学观察［J］.脊柱外科杂志，2006，4(6)：354-358.

　　［11］Neo M, Sakamoto T, Fujibayashi S, et al. The clinical risk of vertebral artery injury from cervical pedicle screws inserted in degenerative vertebrae［J］. Spine,2005，30(24):2800-2805.