脊柱外科杂志  2023, Vol.21 Issue(1): 1-6   PDF    
O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗胸腰椎骨折
韩松1,2, 李红卫1, 李宇卫1, 俞鹏飞1     
1. 南京中医药大学附属苏州市中医医院骨伤科, 苏州 215007;
2. 南京中医药大学附属宿迁市中医院骨伤科, 宿迁 223800
摘要: 目的 探讨O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗胸腰椎骨折的临床疗效。方法 2019年1月—2021年12月,南京中医药大学附属苏州市中医医院收治无神经症状的单椎体胸腰椎压缩性骨折患者92例,采用随机数字表法分为2组,一组采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗(联合组,n=46),另一组采用单纯O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术治疗(对照组,n=46)。记录2组手术时间,手术前后各时间点伤椎压缩率及后凸角。术后48 h在CT三维重建图像上观察椎弓根螺钉位置,并计算优良率。结果 所有治疗顺利完成,患者随访> 3个月。所有患者术后伤椎压缩率随时间推移有一定程度增加,但术后各时间点伤椎压缩率较术前降低,且联合组术后各时间点伤椎压缩率低于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05)。2组患者根据术前伤椎压缩率分为2个亚组(30%≤术前伤椎压缩率 < 50%亚组和术前伤椎压缩率≥50%亚组),术后12周联合组各亚组伤椎压缩率低于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05)。所有患者置钉前及术后各时间点伤椎后凸角较术前降低,且联合组置钉前及术后各时间点伤椎后凸角小于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05)。联合组置钉优良率明显高于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。结论 O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗胸腰椎骨折可明显提高螺钉置入精准度,减少后期伤椎高度丢失,减小残存伤椎后凸角。
关键词: 胸椎    腰椎    骨折, 压缩性    手法, 骨科    内固定器    外科手术, 微创    
O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation combined with preoperative two-step reduction for thoracolumbar fractures
Han Song1,2, Li Hongwei1, Li Yuwei1, Yu Pengfei1     
1. Department of Orthopaedics and Traumatology, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Suzhou 215007, Jiangsu, China;
2. Department of Orthopaedics and Traumatology, Suqian Hospital of Traditional Chinese Medicine, Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Suqian 223800, Jiangsu, China
Abstract: Objective To investigate the clinical effect of O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation combined with preoperative two-step reduction in the treatment of thoracolumbar fractures. Methods From January 2019 to December 2021, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine affiliated to Nanjing University of Traditional Chinese Medicine treated 92 patients with single-segment thoracolumbar compression fracture without neurological symptoms, who were divided into 2 groups by random number table method. One group was treated with O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation combined with preoperative two-step reduction(combined group, n=46), and the other group only with O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation(control group, n=46). The operation time, vertebral compression rate and kyphosis angle of injured vertebra were recorded before and after operation. At postoperative 48 h, the pedicle screw position was observed on three-dimensional CT reconstruction images, and its excellent and good rate was calculated. Results All the treatments were successfully completed, and all the patients were followed up for more than 3 months. The compression rate of injured vertebrae in all the patients increased after surgery over time, but the compression rate of injured vertebrae at each time point after surgery was lower than that before surgery, and the compression rate of injured vertebrae at each time point after surgery in the combined group was lower than that in the control group, and the differences were statistically significant(P < 0.05). The patients in the 2 groups were divided into 2 subgroups according to the preoperative compression rate of injured vertebrae(30% ≤ preoperative compression rate of injured vertebrae < 50% subgroup and preoperative compression rate of injured vertebrae ≥ 50% subgroup); at postoperative 12 weeks, the compression rate of injured vertebrae of each subgroup in the combined group was lower than that in the control group, and the differences were statistically significant(P < 0.05). The kyphosis angles of injured vertebrae in all the patients before screw placement and each time point after surgery were lower than those before surgery, and the kyphosis angles of injured vertebrae before screw placement and each time point after surgery in the combined group were lower than those in the control group, all with a statistically significant difference(P < 0.05). The excellent and good rate of screw position in the combined group was significantly higher than that in the control group, and the difference was statistically significant(P < 0.05). Conclusion O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation combined with preoperative two-step reduction for thoracolumbar fractures can significantly improve the accuracy of screw placement, reduce the height loss of injured vertebrae in the later stage, and reduce the kyphosis angle of residual injured vertebrae.
Key words: Thoracic vertebrae    Lumbar vertebrae    Fractures, compression    Manipulation, orthopedic    Internal fixators    Surgical procedure, minimally invasive    

既往胸腰椎骨折以切开复位内固定术为主要治疗手段。近年来,经皮椎弓根螺钉内固定术在胸腰椎骨折的治疗中广泛应用,其较传统切开复位内固定术创伤小、治疗周期短[1]。随着脊柱导航系统的运用,导航辅助下经皮置入椎弓根螺钉日益成熟[2]。但是,对于椎体压缩严重的骨折,单纯O形臂导航经皮置入椎弓根螺钉复位效果有限。同时,有学者[3]发现,即便采用O形臂导航系统,仍存在少量螺钉位置不满意的情况。本研究采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗胸腰椎骨折,探讨术前手法复位是否具有优势,现报告如下。

1 资料与方法 1.1 一般资料

纳入标准:①经影像学确诊为单椎体胸腰椎压缩性骨折,椎体压缩率 > 30%;②骨折节段为T11~L4;③年龄为18~70岁;④美国脊髓损伤协会(ASIA)分级[4]为E级;⑤胸腰椎损伤分型及评分系统(TLICS)评分[5]4~6分。排除标准:①妊娠期女性;②合并严重心脑血管或其他基础疾病;③合并骨质疏松症(骨密度T值≤-2.5);④合并精神障碍。根据上述标准,2019年1月—2021年12月,南京中医药大学附属苏州市中医医院收治无神经症状的单椎体胸腰椎压缩性骨折患者92例,采用随机数字表法分为2组,一组采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗(联合组,n=46),另一组单纯采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术治疗(对照组,n=46)。2组术前一般资料差异无统计学意义(P > 0.05,表 1),具有可比性。本研究经医院伦理委员会审核备案,患者及家属均知情同意,并签署知情同意书。

表 1 2组患者基线资料 Tab. 1 Baseline data of 2 groups
1.2 治疗方法

联合组患者术前30 min采用两步复位法悬吊复位:患者取俯卧位,双手紧持床头栏杆,助手牵引双下肢,术者对骨折节段椎体进行按压复位(图 1a),之后将患者轴位翻身至仰卧位(图 1b),术者及助手立于患者两侧,将床单折叠成长条状,从患者后背与床面之间穿过,术者与助手各执一端,缓慢将床单两端向上抬起,使患者腰背部脱离床面,脊柱呈过伸状态,持续5~10 s(图 1c),之后予腰部垫枕,嘱患者尽量保持仰卧位直至手术。手术采用全身麻醉,术前常规消毒铺巾,术中于伤椎远端相邻椎体棘突安装参考架,O形臂导航系统三维成像后经皮置入椎弓根螺钉,并给予撑开复位。对照组术前不进行复位,手术方式及麻醉方法同联合组。

图 1 两步复位 Fig. 1 Two-step reduction a:俯卧位复位  b:轴位翻身  c:仰卧位复位 a: Prone reduction  b: Pivot roll  c: Supine reduction
1.3 疗效评定

所有患者于术后48 h行X线及三维CT检查,于术后4、12周复查X线片。记录2组手术时间,术后48 h在CT三维重建图像上观察椎弓根螺钉位置,并计算优良率;记录术前和术后48 h、4周、12周伤椎压缩率,术前、置钉前、术后48 h、术后4周伤椎后凸角。椎弓根螺钉位置的判定采用Kaneyama等[6]的方法,将椎弓根螺钉位置分为4级:Ⅰ级(完美位置),椎弓根螺钉完全在椎弓根内,没有侵犯骨皮质;Ⅱ级(安全位置),椎弓根螺钉部分突破椎弓根,侵犯骨皮质 < 2 mm;Ⅲ级(潜在危险位置),椎弓根螺钉部分突破椎弓根,侵犯骨皮质2~4 mm;Ⅳ级(危险位置),椎弓根螺钉完全突破椎弓根,非常有可能损伤神经根、硬膜囊、血管或内脏等。Ⅰ、Ⅱ级螺钉判定为优良。椎体高度恢复评价采用Lee等[7]的方法,压缩率(%)=(伤椎上下相邻椎体高度平均值-伤椎高度)/伤椎上下相邻椎体高度平均值×100%,椎体高度为侧位X线片上椎体前、中、后壁高度的平均值。伤椎后凸角度为伤椎上位椎体上终板延长线与伤椎下位椎体下终板延长线间的夹角[8]

1.4 统计学处理

采用SPSS 26.0软件对数据进行统计分析,符合正态分布的计量资料以x±s表示,组间比较采用独立样本t检验,组内不同时间点数据比较采用配对样本t检验,计数资料以频数或率(%)表示,组间比较采用χ2检验;以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

所有治疗顺利完成,患者随访 > 3个月。所有患者术后伤椎压缩率随时间推移均有一定程度增加,但术后各时间点伤椎压缩率均较术前降低,且联合组术后各时间点伤椎压缩率低于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05,表 2)。2组患者根据术前伤椎压缩率分为2个亚组(30%≤术前伤椎压缩率 < 50%亚组和术前伤椎压缩率≥50%亚组),术后12周联合组各亚组伤椎压缩率低于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05,表 3)。2组患者手术时间差异无统计学意义(P > 0.05);所有患者置钉前及术后各时间点伤椎后凸角较术前降低,且联合组置钉前及术后各时间点伤椎后凸角小于对照组,差异均有统计学意义(P < 0.05,表 4)。联合组置钉优良率明显高于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05,表 5)。联合组典型病例影像学资料见图 2

表 2 2组手术前后伤椎压缩率 Tab. 2 Compression rate of injured vertebra before and after operation in 2 groups

表 3 各亚组术后12周伤椎压缩率 Tab. 3 Compression rate of injured vertebra in each subgroup at posoperative 12 weeks

表 4 2组手术时间及各时间点伤椎后凸角度 Tab. 4 Operation time and kyphosis angle of injured vertebrae in each time point of 2 groups

表 5 2组螺钉分级 Tab. 5 Classification of screws in 2 groups

图 2 联合组典型病例影像学资料 Fig. 2 Imaging data of a typical case in combined group 女,53岁,高处坠落致L2骨折,采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗   a、b:术前正侧位X线片示L2骨折   c~e:术中O形臂导航   f、g:术后48 h CT示复位满意,螺钉位置良好   h、i:术后12周正侧位X线片示椎体高度满意 Female,53 years old,L2 fracture caused by falling from a high place,treated with O-arm navigation assisted percutaneous pedicle screw internal fixation combined with two-step reduction before operation   a,b:Preoperative anteroposterior and lateral roentgenographs show L2 fracture   c-e:Intraoperative O-arm navigation   f,g:CTs at postoperative 48 h show satisfactory reduction and good screw position   h,i:Anteroposterior and lateral roentgenographs at postoperative 12 weeks show satisfactory vertebral height
3 讨论

近年来,经皮椎弓根螺钉内固定术在胸腰椎骨折的治疗中广泛应用,但有研究[9]报道,经皮椎弓根螺钉内固定术存在撑开复位及矫正后凸能力不足等缺点。针对这种情况,有学者[10]采用伤椎植骨的方法来提升并维持复位效果;也有学者[11]采用球囊撑开强化椎体后再置钉,以增强复位效果,防止后期椎体高度丢失;王彪等[12]自行研制改良自撑开型经皮椎弓根螺钉系统,通过增加其撑开复位骨折的效能获得更加满意的复位效果;还有学者[13]使用特殊体位垫来辅助复位,配合经皮椎弓根螺钉内固定术治疗胸腰椎骨折,取得良好疗效;更多学者[14]选择采用牵引复位配合手术的方法来治疗一些椎体压缩严重的胸腰椎骨折,也取得了满意的疗效。目前,各学者采用的复位方法不尽相同,最具有代表性的是过伸复位法。马勇等[15]采用过伸牵引手法复位结合椎弓根螺钉内固定术治疗胸腰椎骨折,发现疗效明显优于单纯切开复位椎弓根螺钉内固定。本研究采用的两步复位法,改良了传统过伸复位法,先由术者局部按压骨折节段进行过伸复位,而后变换体位,利用患者自身体质量作为压力撑开前纵韧带,经过两步复位,前纵韧带的牵张力更大,复位更充分。此方法在患者清醒状态下进行复位,在患者的配合下进行体位变化,一旦出现神经症状可立即停止复位,安全性较高。复位前与患者进行充分沟通,缓解患者紧张情绪,同时复位时进行局部缓慢持续按压,避免暴力手法,尽量减轻患者的疼痛感,避免由于疼痛、肌肉紧张等因素影响复位效果。如复位过程中患者表示疼痛难以忍受、无法持续则立即终止复位。伤椎压缩率 < 30%的压缩性骨折多数可以通过手法复位外固定来进行治疗[16],本研究选择纳入伤椎压缩率≥30%的无神经症状的胸腰椎压缩性骨折患者,并且在治疗前通过MRI及三维CT等检查排除后纵韧带破裂、椎板骨折、后方复合体明确损伤、椎管内骨块占位率 > 30%及存在明显神经症状等不适合进行术前手法复位的患者。本研究结果显示,联合组置钉前进行了复位,其伤椎后凸角明显小于对照组,且术后各时间点联合组的伤椎压缩率和后凸角均小于对照组,证明术前2次复位带来了良好、充分的复位效果。

近年来,O形臂导航系统发展日益成熟,该系统可提供术中脊柱三维图像,提高置钉准确率。陈伟等[17]在O形臂导航辅助下置钉,准确率达95.45%。Kim等[18]使用O形臂导航辅助下置钉,准确率达96.6%。尽管如此,导航技术也并非尽善尽美。首先,目前的红外导航系统在正式操作前需要预置参考架,而参考架需要安装在伤椎邻近的健康椎体棘突上,增加了额外切口,并需要少量剥离棘突上软组织,带来一定损伤。其次,虽然导航系统的应用大大提高了手术的精准性,增加了手术的安全性,减少了医源性损伤,但也并非万无一失,实际操作中的导航辅助置钉也有偏差的情况,考虑为术中操作导致操作目标发生微量位移,进一步导致术中所见影像与实际情况有误差,导致置钉不准确,国内有学者将其称之为图像飘移[19]。产生图像飘移的原因:①术中置钉、减压等操作造成椎体、关节突等发生微量位移,特别是爆裂性骨折,由于术中体位变化、复位垫的使用等,造成伤椎部分复位,椎体高度较术前发生变化,导致整个目标操作区域轻微位移。本研究中联合组术前先进行手法复位,再采用O形臂扫描,形成三维图像,减少术中伤椎高度、位置的变化,减少了飘移现象,结果显示,联合组螺钉优良率明显高于对照组。②术中操作时参考架被触碰,导致其与脊柱相对位置发生变化。③操作过程遮挡红外线信号,导致操作过程与图像变化不完全同步。由于红外导航系统在精准定位方面的不足,也有学者开始运用磁导航辅助椎弓根螺钉的置入,蒋翔等[20]运用磁导航辅助手术,发现较传统方法的进钉偏移率及术中透视次数均大幅降低。另有学者[21]选择采用术前3D打印进行预手术的方式来预判实际术中手术难点,从而决定螺钉的进针点、复位方案等,也取得了良好的效果。还有学者[22]采用机器人导航置钉,也可获得较高的置钉准确率,但笔者认为利用机器人置钉设备成本过高,手术时间过长,并不能完全适应国内现有医疗条件。总之,导航系统是一种辅助装置,它给术者的操作带来极大的便利,也极大提高了手术的精准性,但并不能完全替代术者通过大量临床实践得到的经验与操作技术,对于年轻医师来说,传统的手术技能培训及大量的临床实践仍然必不可少,年轻医师应当在获得足够手术操作经验后再尝试使用导航系统,这样才能保证极高的手术精准性和安全性。

采用O形臂导航辅助经皮椎弓根螺钉内固定术结合术前两步复位法治疗胸腰椎骨折,取得了良好的临床疗效,由此可见,中西医结合的治疗方式值得推广使用。本研究中联合组在各随访时间点的伤椎压缩率和后凸角均明显优于对照组,但是随着时间推移,2组的椎体高度均有部分丢失,后凸角度也有所增加,可能与早期卧床后骨质疏松、腰背肌萎缩及早期功能锻炼等有关,但笔者认为主要还是与原始压缩程度有关。有研究[23]报道,术后椎体高度再丢失主要与术前压缩程度和亚洲人骨质疏松自我筛查工具(OSTA)指数有关,而与年龄、是否伤椎置钉、体质量指数(BMI)等无关。有学者[24]认为,经伤椎植骨置钉可有效减少后凸角度,但本研究认为该结论尚需大样本量长期随访研究进一步证实。

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