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(一)皮质骨通道螺钉内固定技术(cortical bone trajectory, CBT)

 头发乱了gx 2023-05-03 发布于河北

  人口老龄化日趋严峻,骨质疏松症逐渐成为我国的社会问题,治疗脊柱疾病合并骨质疏松症的患者时,目前传统的手术方式为椎弓根螺钉内固定术 (pedicle screw, PS),但该术式存在诸多缺点,如创伤大、与骨的把持力低、螺钉易松动等。皮质骨轨迹螺钉(cortical bone trajectory,CBT)是近年来新兴技术,相对于传统的经椎弓根螺钉内固定,CBT内固定具有手术持续时间短、软组织显露范围小、创伤小、失血量少、把持力强、生物力学稳定性好、术后感染率低、患者康复快等优点,已被广泛应用于治疗各类腰椎退行性疾患。目前临床上对其术前评估方式、手术技术关键、并发症防治、术后随访等还存在不少争议,导致部分医生对该技术的适应证与禁忌证把握不明确。为规范CBT技术的应用,2022年由中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会腰椎研究学组在《中华医学杂志》发表了“腰椎后路经皮质骨轨迹螺钉内固定技术应用中国专家共识” [1],本期以此共识为基础,从CBT技术的历史CBT技术的优势、CBT技术的缺陷、CBT技术的适应证与禁忌证、CBT技术的术前评估、CBT技术的手术操作、CBT技术的并发症处理及术后随访等多方面系统全面的阐述这一技术,以期为临床上规范开展和推广CBT技术提供参考。

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传统椎弓根螺钉,皮质骨螺钉(CBT),两种螺钉技术在侧位、轴位、正位上其椎体内位置比较

传统椎弓根螺钉置钉通道:椎体侧面观:自上而下成角22°或平行于椎体上终板置钉;椎体水平面观:钉通道由外向内C 椎体;前后位观:由椎弓根投影外侧向内侧置钉,

CBT螺钉置钉通道:椎体侧面观:由下而上进行置钉;:椎体水平面观:则由内向外;前后位观:由椎弓根投影 的内侧向外侧置钉。

传统椎弓根螺钉技术:进钉点:一般选取上关节突外缘垂线与横突中点水平线的交点,自上而下成角22°或平行于椎体上终板置钉,内聚角为5°~15°。

CBT螺钉技术:进钉点位于上关节突中央的垂线与横突下缘下1mm 处水平线的交点(椎弓根峡部外侧边缘3mm),与传统椎弓根螺钉进钉点相比,更偏内偏下。置钉轨迹:内收10°,尾25°~30°,沿椎弓根下方边界置入,螺钉在锥板及椎体内长度最长并止于椎体终板中心位置,可保证螺钉与锥板有最大的接触面积,大大增加了螺钉的把持力和在椎体内有最佳的长度。

(一)CBT技术的历史

后路经椎弓根内固定技术因能够提供稳定的脊柱三柱固定,被广泛应用于各类脊柱退行性疾患、创伤、肿瘤等的治疗。但是其手术过程软组织剥离范围广、创伤大、出血多,易造成术后腰背部疼痛、感染等,对于腰背肌发达或者肥胖的患者,此类问题更加明显。而对于存在骨质疏松的患者,术后螺钉的松动、拔出等也较为常见。为解决上述问题,2009年,美国科罗拉多州立大学机械工程系生物医学工程学院骨科生物工程研究实验室(Orthopaedic Bioengineering Research Laboratory, School of Biomedical Engineering, Department of Mechanical Engineering, Colorado State University)B.G.Santoni等[2] 在《the Spine journal》杂志上发表题为“Cortical bone trajectory for lumbar pedicle screw”(腰椎皮质骨轨迹椎弓根螺钉)首次提出皮质骨通道(cortical bone trajectory,CBT)置腰椎椎弓根螺钉内固定技术,进钉点更偏内下,进钉方向由内下向外上,即螺钉通过椎弓根在矢状面由下向上,在横断面由内向外侧置钉,改变了传统通过椎弓根的解剖轴置钉的方式。这种技术采用的螺钉直径更小、长度更短,螺纹排布更紧密,且整个通道充分与皮质骨集中区接触,跟传统螺钉具有相同的生物力学强度,增加了螺钉的把持力,较好的解决了骨质疏松患者PS把持力不够等难题。此种技术不但可用于正常的下胸腰椎和S1的固定手术,更适用于骨质疏松患者、术中传统置钉失败的补救、传统置钉术后松动翻修、微创手术(适用于MIDLF术式)等。

该技术独特的钉道增加了螺钉与皮质骨的接触进而优化了螺钉的生物力学性能,更加靠近中线的进钉点减少了对背部肌肉软组织的剥离范围。多项已发表的研究已证实该技术是传统椎弓根螺钉技术的有效替代方法[3-7]。CBT内固定技术的手术用时更短,软组织显露范围更小,失血量更少,生物力学稳定性更好,患者康复更快,已被广泛应用于治疗各类腰椎退行性疾患。

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2013年,Mobbs[8]在《Orthopaedic Surgery 》上发表题为“The “Medio-Latero-Superior Trajectory Technique”: an Alternative Cortical Trajectory for Pedicle Fixation” “Medio-Latero-Superior轨迹技术”:另一种皮层轨迹椎弓根固定术)的研究首次描述了CBT技术的置钉路径,即在峡部内侧选择进钉点,用2 mm磨钻进行钻孔建立进钉通道,螺钉从尾侧指向头侧最终止于上终板的后1/3处,尽量减少峡部骨折的风险,但该研究并未指明CBT螺钉植入的标准轨迹。

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CBT 螺钉进钉点的确定:经横突的下缘横线与上关节突中心的纵线的交点。外倾角为10°,头倾角为 25°-30°

medio-latero-superior trajectory (MLST) technique

2017年,Matsukawa等[9,10]的研究表明理想的CBT螺钉的进钉点为过上关节突中心的垂线和横突下缘下1 mm的水平线的交点。进钉角度从L1~5并无明显差异,头倾角为8°~9°,外展角为25°~26°。螺钉直径的选择依据L1~L5椎弓根的宽度和形状而不同,一般小于传统椎弓根螺钉,钉道直径6.2~8.4 mm,进钉深度36.8~38.3 mm。

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(二)CBT技术的优势

1、CBT螺钉技术能增加螺钉和皮质骨的接触面,螺钉把持力、抗拔出力强,生物力学稳定性更强, 对骨质疏松、肥胖、翻修患者有特殊优势。

随着我国老龄化程度的逐步加剧,骨质疏松的病人逐年增加,传统的椎弓根螺钉技术通过椎弓根的解剖轴线,主要依靠松质骨对螺钉的把持作用进行固定,骨质疏松病例固定失败率相对较高,目前临床上往往选择增加固定阶段、HOOK强化、膨胀钉、HA涂层钉、水泥强化钉等方法解决,致使创伤增大、邻近节段退变加速、翻修困难等难题出现。研究测试表明,骨质疏松患者的椎体,骨密度下降较为明显,然而其皮质骨(椎弓根部分)所受影响小于松质骨[11,12]。

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CBT 螺钉固定增强把持力的原理正是基于椎弓根的皮质骨轨迹,CBT螺钉技术的钉道轨迹接触了4处骨皮质,与皮质骨集中区域充分接触,即背侧进钉点处皮质、椎弓根后壁内侧皮质、椎弓根前壁外侧皮质和椎体皮质,骨-螺钉界面的把持力增加约30%。其钉道和皮质骨接触面积更大、生物力学稳定性更强、抗拔出力更高、把持力更大。对于合并有骨质疏松的患者,其优势显著。

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四点固定理论(4-Point Fit):相对于传统的椎弓根螺钉置钉技术,CBT技术置钉通道为皮质骨集中区,据文献报道(Matsukawa.Spine 2014 Feb 15;39(4):E240-5)整个通道可通过峡部入钉点皮质骨、椎弓根内侧皮质骨、椎弓根外侧皮质骨、椎体外侧壁皮质骨四个部位为螺钉提供更好的把持力和稳定性,称为四点固定理论。

CBT螺钉与椎弓根螺钉固定形态学区别:皮质螺钉置入椎体皮质骨集中区域固定,而椎弓根螺钉置入椎体松质骨固定。

2、体现了现代微创及快速康复的理念,置钉时切口更小、更靠近中线、筋膜及肌肉组织剥离更少、术中出血少以及术后感染率、下腰背痛发生率低。切口小,不显露上一节段关节囊,减少医源性椎小关节侵扰(facet joint violation,FJV),减少相邻节段退变发生。

CBT螺钉技术更加靠近中线的进钉点减少了对背部肌肉软组织的剥离,对于腰背肌肉发达或者肥胖的患者,可以大大减少手术难度,降低术后疼痛的发生[8]。CBT螺钉技术的手术切口更小、手术时间更短,失血量更少,患者康复更快,术后效果改善更好[8]。经皮皮质骨轨迹螺钉技术(percutaneous cortical bone trajectory,PCBT),使得伤口更微创。随着时代发展,在机器人及导航的辅助下,CBT螺钉技术可以更加精准微创,手术创伤及术后并发症可以进一步降低。单节段CBT内固定技术可以有效地减少术后ASD的发生[13,14,15]。

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CBT螺钉的进钉点位于峡部外侧边缘向内 3 mm 和椎间孔上缘,中线原则使手术切口更小,术中对解剖结构的显露范围及对软组织的剥离 、干扰也更少 ,出血少,术后恢复快。

3. 螺钉轨迹远离椎管和神经,不易损伤硬膜脊髓、神经根,减少了内固定相关的神经并发症。

CBT置钉方向头倾25°-30°,自峡部外倾8°-9°,相较于传统的椎弓根螺钉,CBT进钉点更加偏内偏下,避开了神经根和硬膜囊的区域,所以大大降低了神经损伤几率。

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4.对上节段小关节影响小-降低临近节段退变风险,减少术后ASD的发生率。

CBT置钉法进钉点在横突下缘下1mm位置,所以远离了上位节段的小关节。

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5、脊柱翻修手术中,不必拆除原内固定,多种置钉方式联合。

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(三)CBT技术的缺陷

1、由于CBT螺钉技术置钉点邻近峡部外侧,且在上腰椎置钉时,置钉点距峡部外侧更近,因此置钉时可能致峡部外侧骨折,尤其是T12椎板宽度较上方椎板窄,置钉时造成峡部外侧骨折的可能性更大;

2、螺钉尾端可能不在同一矢状面,会造成钉棒连接困难,特别是长节段固定时钉棒连接困。

3、原始CBT螺钉技术置钉时置钉点在神经根上方,置钉可能损伤神经根,如螺钉直径相对于椎弓根过大,则可致骨折

4、如不采用导航系统协助置钉,则需利用'C'型臂X线机反复透视协助螺钉安全置入,并且确保螺钉与皮质骨充分接触,因此患者及手术人员辐射均较大。

5、由于CBT技术对于置钉路径的准确性要求较高,当骨质增生严重时容易出现术中解剖结构辨别困难、置钉点难以确定的情况。

6、置钉点邻近峡部,且置钉时需一定外偏角度,因此棘突有可能会干扰置钉,有时需切除棘突下1/2获得有效置钉角度

7、由于CBT螺钉为新技术,所以开展及推广存在一定困难,术前需明确置钉点、螺钉规格、置钉角度、减压范围等

8、胸椎及骶1CBT螺钉技术尚不成熟,尚需进一步验证CBT螺钉稳定性。

9、CBT螺钉技术在减少了手术创口的同时,也增加了手术的难度。术中由于切口更小,显露范围更少,容易出现椎体解剖结构辨别困难、术中置钉路径难以确定的情况。

参考文献    

[1]中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会腰椎研究学组. 腰椎后路经皮质骨轨迹螺钉内固定技术应用中国专家共识[J]. 中华医学杂志, 2022, 102(13):6. DOI:10.3760/cma.j.cn112137-20211110-02492

[2]SantoniBG, HynesRA, McGilvrayKC, et al. Cortical bone trajectory for lumbar pedicle screws[J]. Spine J, 2009, 9(5):366-373. DOI: 10.1016/j.spinee.2008.07.008.

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[9]MatsukawaK, YatoY. Lumbar pedicle screw fixation with cortical bone trajectory: a review from anatomical and biomechanical standpoints[J]. Spine Surg Relat Res, 2017, 1(4):164-173. DOI: 10.22603/ssrr.1.2017-0006.

[10]MatsukawaK, YatoY, HynesRA, et al. Cortical bone trajectory for thoracic pedicle screws: a technical note[J]. Clin Spine Surg, 2017, 30(5):E497-E504. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000130.

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李新军

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