随着计算机技术和医学影像学的发展, 微创胸腰椎椎弓根螺钉技术在微创脊柱外科领域中已成为脊柱后路固定的一种新的技术手段, 经皮椎弓根微创手术已被逐渐应用于对脊柱骨折、腰椎滑脱症、骨质疏松症、经皮椎体强化和后凸成形、腰椎不稳症、椎间盘源性疾病的诊断或治疗。人们对微创胸腰椎椎弓根螺钉内固定的解剖学研究也越来越深入。本文就微创胸腰椎椎弓根钉内固定术的解剖学进展做一综述。

1　椎弓根的定位解剖学研究

1. 1　体表定位　在体表定位椎弓根的方法, 通常是以C 型臂X 线机透视, 用两根克氏针首先标定两条纵向线, 然后放置克氏针标定两条横线, 克氏针通过椎弓根中心点与外侧点的交点即为椎弓根点, 通常在棘突旁开2 cm。陈端等^{[ 1 ]}则通过CT 扫描来定位椎弓根体表投影, 其方法是让患者俯卧, 确定病椎椎弓根位置后行置钉椎体椎弓根横切面扫描。测定椎弓根最宽部位, 标出两侧椎弓根的中轴线, 测量其与CT 床垂线的夹角, 即椎弓根水平夹角, 然后测量双侧椎弓根中轴与背部体表皮肤交点(体表进针点) 至背正中线(定位线) 的距离, 再标记体表位置, 确定进针点。

1. 2　内窥镜下定位　Fo ley^{[ 2 ]} 设计在脊柱内窥镜下进行后路椎间融合, 同时行导航系统下微创腰椎内固定。脊柱内窥镜下清楚直观地看到骨性标志是植入椎弓根螺钉的最佳定位方法。Muller^{[ 3 ]}用微创内窥镜方式经椎旁正中皮肤小口置入内窥镜置钉装置, 形成一镜下工作通道, 完成置钉过程。王伟等^{[ 4 ]}在脊柱内窥镜辅助下行胸腰椎骨折后路内固定手术,他们通过C 型臂X 线机定位并标记伤椎上、下位椎体的椎弓根体表投影, 以标记点为中心, 作一长约1. 5 cm 纵形切口, 用软组织扩张器钝性扩张椎旁肌, 置入工作通道并固定。在工作通道中充分显露上关节突与横突相交处, 脊柱内窥镜监视下定位椎弓根, 精确定位进针点, 取得了成功。孙涛等[ 5 ]也应用了后路椎间盘镜系统直视下定位椎弓根入钉点取得成功。

1. 3　定位器械定位　自20 世纪80 年代以来, 椎弓根螺钉技术已被广泛地应用于对腰椎骨折、腰椎不稳、滑脱等的矫形及稳定重建方面。近年来对椎弓根螺钉置入所致并发症的报道越来越多, Castro 等^{[ 6 ]} 报道椎弓根螺钉置入中失误率达40%。为了准确定位椎弓根, 许多学者开始研制定位器械。吴占勇等^{[ 7 ]}设计的椎弓根立体定位针是一种设计简单、使用方便、定位确切的装置, 由导针和套筒组成, 套筒上附有一珠状突起, 将珠状突起置入椎弓根内, 术中摄侧位片观察导针方向及珠状突起是否位于椎弓根内, 定位无误后应用丝锥扩孔, 再置入椎弓根螺钉。田慧中等^{[ 8 ]}设计的田氏椎弓根定位器, 由套管、指针和管心、探针两部分构成。这种方法是用探针直接探查椎弓根的外、下、内缘, 然后用田氏定位器的指针端, 在关节突与椎板的后方标记出椎弓根的外缘点、内缘点和下缘点, 一般在内缘点与外缘点的1-2 交界处就是椎弓根水平横径的的中心点。此方法简单省时, 对有无椎弓发育异常均可采用, 尤其适用于脊柱畸形的患者。M yers 等^{[ 9 ]}根据椎弓根完整皮质骨的电阻抗比松质骨及软组织的电阻抗大得多, 在皮质骨穿破时, 电抗将大大减低的原理, 在椎弓根探查时测量电阻抗的变化, 及时发现椎弓根皮质骨是否被穿破, 以此定位椎弓根, 使螺钉正确置放于椎弓根内。徐荣范等^{[ 10 ]}依据生物组织电阻抗存在显著差异的原理, 研制椎弓根导向仪, 以正确定位椎弓根。胡宁等^{[ 11 ]}自行研制了椎弓根螺钉导向器, 这种导向器由导针杆、水平刻度盘、矢状刻度盘、调节块及固定螺母组成。导针杆同时固定于水平和矢状刻度盘上, 借助刻度盘滑槽、调节块的精密镶合, 能以进钉点为圆心在两个刻度盘上分别作圆周运动, 同时反映出其与矢状面、水平面的夹角。该导向器能克服凭借经验来估计矢状角和水平角存在的弊端, 减少主观因素, 确保了椎弓根螺钉按照正确的三维空间角度植入, 且使用方便灵活, 调节简便,不影响操作。1992 年Kevin Fo ley 将StealthStation 导航系统首先应用于脊柱外科, 1998 年法国率先使用了导航系统辅助下的椎弓根固定技术。手术导航系统一般由四部分组成: 手术导航工具、位置跟踪仪、监视器、工作站组成。根据定位方法可以分为电磁导航、红外导航、超声导航等。利用导航系统可以动态观察进针位置, 提高置入椎弓根螺钉的准确性和安全性, 手术不用暴露识别周围的解剖结构, 降低了手术的难度。导航的应用大大提高了上述手术的安全性, 尤其对于解剖标记发生变异的患者导航系统不仅体现了其精确的优势,还使患者和医生大大减少了X 射线的辐射^{[ 12 ]}。

2　椎弓根入钉点的骨性定位解剖学研究

1949 年M ichele^{[ 13 ]} 和Krueger 报道了椎弓根的解剖特点, 之后Krag^{[ 14 ]}将椎弓根理解为后柱连接前柱坚强的三位性“钳夹”, Stefee 将其称之为“力核”^{[ 15 ]}。M agerl^{[ 16 ]}最早描述经皮椎弓根螺钉技术。从1959 年Boucher^{[ 17 ]}采用长螺钉经椎弓根达椎体固定腰骶关节, 1963 年Roy2Cam ille 应用椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折取得成功以来, 经椎弓根脊柱内固定技术已经在世界范围内广泛开展。国内外学者随之对椎弓根钉的骨性穿刺定位点做了大量研究。Roy2Cam ile^{[ 18 ]} 提出进针点在上关节突中点的垂直线与横突中点连线之交点, 垂直进针技术与终板平行。Krag^{[ 14 ]}进钉点较M agerl 更靠外, 其水平线为横突上2/3 与下1/3 交界线。AO 推荐的腰椎椎弓根定位点为上关节突外缘的切线与横突中轴线的交点, 该交点位于上关节突与横突基底之间的交角处。W einstein^{[ 19 ]}推荐的进钉点为上关节突的外下角, 并称其为上关节突的颈部。D ick 定位法^{[ 20 ]}主张进钉点在小关节突下缘连线与距小关节突面中线外侧3mm 垂线的交点。他主张钻孔点稍偏外侧, 向内倾斜度稍大, 内倾斜技术产生交锁效应, 防止斜钉效应。国内单云官^{[ 21 ]}的十字定位法, 在L 1～ 4上关节突的乳突后缘中点划垂直线, 在横突的副突上方划水平线, 两线的交点为进针点。郑祖根等^{[ 22 ]}提出腰椎定位点为横突中轴线与上下关节面纵向连线的交点。杜心如^{[ 23 ]}对人字嵴及其毗邻结构进行研究后提出以人字嵴顶点作为进针点。池永龙^{[ 24 ]}主张进针点在上位椎体的下关节突尖部做垂线与横突上缘水平连线的交点, 向内倾斜5°～ 10°。

3　穿插固定棒的解剖学研究

3. 1　经皮穿插固定棒　椎弓根钉准确植入后, 在椎旁肌深层, 以持棒器持固定棒贴椎板穿插至下位螺钉。直视下使固定棒植入下位螺钉尾槽, 连接上位和下位螺钉, 安装螺钉尾端锁定结构后锁紧。此方法不能安装横向连接器。

3. 2　定位器下穿插固定棒　Fo ley 等^{[ 25 ]}介绍了一种sextant系统进行经皮内固定, 可以将内固定器械植入深筋膜下椎旁的位置, 近似于开放手术。sextant 系统包括特别设计的中空万向头椎弓根螺钉、螺钉扩张器以及链接杆插入器, 这套器械可以确保植入螺钉后, 链接杆经皮插入螺钉的万向头, 并经螺钉扩张器加压。Sextent 采用的是预弯好的CD2HOR IZON 系统, 具有更坚强的生物力学稳定性, 相较其他经皮内固定装棒简单无需弯棒, 对小关节损伤更小, 软组织剥离更少, 能最大限度地减低对背部肌肉、韧带和筋膜的损伤。该系统设计从脊柱后方经皮穿刺, 将棒插入椎弓根螺钉来稳定受到影响的运动节段。这与通过传统开放式暴露的方法植入椎弓根螺钉所达到的目的是相同的。虽然该系统使用很小的切口, 对周围组织所造成的创伤有限, 但该方法也限制了在脊柱上施行手术的类型, 而不能直接完成对神经结构的减压,故其主要目的是在于融合。袁建华等^{[ 26 ]}采用枢法模Sextant经皮椎弓根钉棒系统进行腰椎间接复位内固定, 术后复查CT 示骨折复位良好, 患者术后疼痛轻、下床早、恢复快。但由于棒的弧度不能改变, 故撑开幅度较小, 预弯棒具有较大的弧度, 胸椎应用困难。周雷杰等^{[ 27 ]}采用微创经皮Sextent 固定系统治疗腰椎骨折8 例, 8 例32 枚椎弓根钉位置均佳, 椎体复位满意, 塌陷基本恢复正常; 神经功能恢复良好, 无神经根损伤等并发症。术后随访2～ 10 个月, 未出现退钉现象。