引用本文： 陳春, 侯黎升, 阮狄克. 中下頸椎前路椎體椎弓根螺釘技術的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(9): 1181-1185. doi: 10.7507/1002-1892.20140255 復制
自1994年Abumi等[1]和Jeanneret等[2]分別報道頸椎后路椎弓根螺釘（posterior cervical pedicle screw，pCPS）內固定技術以來，它以其獨特的三柱穩定優勢，在復雜頸椎傷病的手術治療中取得較大成功[3-4]。pCPS內固定技術具有優異的生物力學穩定性，然而頸椎創傷、退行性病變、腫瘤等病理性疾病多發生于頸椎前、中柱[5]，在頸椎椎體破壞、頸椎骨折伴脫位、頸前路多節段椎體切除內固定、頸前路內固定翻修或同時合并嚴重骨質疏松的前路手術中，單純前路鋼板螺釘內固定系統往往不能提供足夠的穩定性，需同時聯合后路經側塊螺釘[6]或pCPS[7]固定，不僅增加了手術難度、風險和并發癥發生率，也增加了手術創傷和患者死亡率[8-9]。Aramomi等[10]于2004年首次提出頸椎前路反向椎弓根螺釘技術；并于2008年初步應用于臨床，取得良好臨床效果。Koller等[11]在此基礎上進行了深入研究，提出中下頸椎前路椎體椎弓根螺釘（cervical anterior transpedicular screw，CATPS）內固定技術，該技術整合了前、后路手術的優勢，既可從前路處理椎體相關疾病，又可有效利用椎弓根固定系統的穩定性。CATPS內固定技術可一期完成前路減壓、融合，同時獲得堅強內固定，在降低手術風險及減輕患者經濟負擔方面與其他技術相比，具有其獨特優勢[12]，因此受到越來越多的關注[10-11, 13-15]。本文從CATPS的解剖參數、植釘參數、生物力學及臨床應用等方面進行綜述。
1 解剖學研究
1.1 解剖參數
由于中下頸椎椎體、椎弓根毗鄰重要血管、神經，CATPS內固定時可能損傷相鄰椎間盤、血管、脊髓或神經，引起嚴重后果，因此掌握椎骨形態至關重要。應掌握的解剖參數包括[11, 16]：①椎體前高：經椎骨正中矢狀面椎體前壁的皮質高度；②椎體前后徑：經椎骨正中矢狀面椎體前后徑；③椎體橫徑：椎體中段左右徑；④左、右椎弓根寬：左、右側椎弓根水平面中段寬度；⑤左、右椎弓根高：左、右側椎弓根矢狀面高度；⑥左、右螺釘釘道長度：經椎弓根中軸線椎體前壁與側塊的距離；⑦左、右椎弓根橫切面角度：左、右側椎弓根中軸線與椎體正中矢狀面的夾角；⑧左、右椎弓根矢狀面角度：左、右側椎弓根中軸線與椎體前壁冠狀面的夾角；⑨左、右橫切面進釘點距離：左、右側椎弓根中軸線在椎體前壁的投影與正中矢狀面間的距離；⑩左、右矢狀面進釘點距離：左、右側椎弓根中軸線在椎體前壁的投影與上終板平面間的距離。CATPS的個體化植釘需要掌握進釘點（即椎弓根中軸線在椎體前壁的投影點）、植釘方向（螺釘在橫切面和矢狀面上的傾斜角度）和螺釘長度、直徑等參數，CATPS頭端距上終板的距離及其橫切面、矢狀面角度可為確定安全的植釘方向提供參考[11-12]。
1.2 植釘方法的解剖學研究
學者們對中下頸椎CATPS內固定技術的解剖學參數進行了詳細研究[10-11, 14-15, 17-18]。CATPS雖是pCPS的逆向植入，但由于頸椎左、右椎弓根及椎弓根與椎體互成角度，因此理論上CATPS的放置較頸椎常規前路螺釘更偏向頸長肌及上位椎間盤，故需要對CATPS的植釘參數進一步探討。
1.2.1 CATPS進釘點相關參數
大量研究表明，頸椎前路可安全實施CATPS內固定技術；然而，由于頸椎椎弓根的軸線與椎體成角，CATPS螺釘尾端偏向固定椎體上終板，避免損傷椎間盤是實施該技術應考慮的重要因素之一[11-12, 14, 18-19]。在C3～7節段CATPS進釘點距上終板距離為3～7 mm[11, 14-15, 18]，距頸長肌的距離則隨頸椎節段不同有所變化。Koller等[11]研究顯示，C3～6進釘點均位于植釘椎弓根對側，距椎體正中矢狀線1～2 mm，C7則位于同側，C3～7有逐漸從對側偏移向同側的趨勢。國內解剖學研究顯示，C3～5進釘點位于植釘椎弓根對側，距椎體正中矢狀線1～3 mm，而C6、C7均位于同側0～1 mm[14-15, 17-19]。
1.2.2 CATPS植釘方向相關參數
椎弓根橫切面及矢狀面角度決定了螺釘的植入方向。CATPS橫切面角度與pCPS植釘參數中的內傾角一致，Ugur等[20]推薦pCPS植釘內傾角為40～45°。Koller等[11]對29例患者頸椎行CT測量后，推薦CATPS的C3～7橫切面角度為48～50°；也有研究認為C6、C7橫切面角度為33～40°[15]；分析可能與測量方法有關，但實際上頸椎前路植釘的范圍較后路更大[11]。對于矢狀面角度有不同的定義方式[11, 15, 17-18]。Koller等[11]將其定義為椎弓根軸線與椎體前緣的夾角，推薦CATPS角度為94.09～111.18°；王遠政等[18]將椎弓根軸線與終板水平線的夾角定義為矢狀面角度，角度朝頭端為正，反之為負，其測量結果表明，C3～7矢狀面角度為— 11～13°；趙劉軍等[17]推薦C3～7矢狀面角度為5～10°。分析以上測量數據差異可能與測量方法和測量對象種族不同有關，因此仍需進一步大樣本研究。
1.2.3 CATPS植入長度及直徑
與pCPS一致，CATPS周圍至少需要0.5 mm骨質作為警戒線，直徑3.5 mm螺釘的安全進釘點周圍需有2.25 mm骨質[11]，故一般認為在C3、4植入3.5 mm螺釘，C5植入4.0 mm螺釘，C6、7植入4.5 mm螺釘是安全的[11, 14-16, 19]。植入螺釘長度需達到椎弓后2/3才能提供足夠的生物力學穩定性[14]；多數學者[15, 18-19]推薦國人植入CATPS長度在28～30 mm范圍較適宜，但也有推薦使用長30～34 mm螺釘的報道[12]。
以上研究表明，CATPS內固定技術切實可行，但鑒于頸椎椎弓根三維形態差異較大及研究樣本有限，難以得出絕對安全、有效的植釘參數。因此，在臨床應用中必須以影像學測得的個體數據及術中所見作為依據；實驗所得研究數據可為學習植釘方法、避免不必要的損傷提供參考。
2 植釘方法及準確性研究
2.1 植釘方法
Koller等[11]通過參照解剖學參數，并結合X線定位技術，顯露椎弓根通道后植釘。Aramomi等[10]通過椎體減壓后暴露椎弓根入口，透視下定位，植入2枚導針并穿破頸后部皮膚，將導針逆向穿出植骨塊，擰入空心拉力螺釘；但由于該術式不是在完整椎體上進行逆行椎弓根植釘，因此實際操作較Koller等[11]方法簡便。Yukawa等[13]在椎體減壓后，以橫切面角度35～50°、矢狀面角度C3～6 45°及C7 40°、距上終板2 mm方向打入克氏針，行髂骨植骨后鋼板固定。但下頸椎由于肩部遮擋及短頸等解剖因素，術中透視效果往往不佳[21]。有學者通過改良投射方式，以改善下頸胸前區的透視度[21]。徐榮明等[14]在計算機輔助設計軟件中模擬植釘，術中球形磨鉆去除椎體前壁進釘點的部分骨皮質，然后結合Koller徒手植釘技術，按照所測解剖學參數進行鋼板螺釘固定。Machino等[4]在椎體減壓后暴露椎弓根入口，直視下植入多軸螺釘，放置連接棒鎖定并植骨，采用2塊小鋼板分別固定植骨遠、近端和鄰近椎體，或僅使用1枚螺釘將植骨遠端斜行固定于C7椎體，電纜環形捆扎以防止移植物脫落；他們認為該術式無需借助透視定位，可直視下觀察內固定物。以上植釘方法均取得良好臨床效果，但應注意到在臨床實施CATPS內固定技術過程中多數是從頸椎完整椎體中植入椎弓根螺釘，而椎體前方無顯著的解剖結構參考，與CATPS類似的pCPS徒手椎弓根螺釘植釘技術并發癥發生率較高[22-23]，結合影像學或計算機輔助技術后其植釘準確性大大提高[21, 24]，因此在實施CATPS內固定技術時需要結合影像學技術，以減少植釘并發癥發生。
2.2 植釘準確性
理論上說，個體化植釘是解決中下頸椎椎弓根解剖變異問題的理想方法。在臨床上要獲得椎弓根的實際數據只能來源于影像學測量或術中探查，準確的影像學測量比術中探查所得數據更全面且安全、無創，同時可對術前選擇具體手術方案提供幫助。自pCPS內固定技術發展以來，解剖標志定位的椎弓根徒手植釘技術在頸椎中應用較多，但仍有較高穿破率[22-23, 25]。Koller等[16]在X線定位下徒手植入23枚CATPS，術后CT掃描發現橫切面上誤植率為21.7%，而矢狀面上誤植率僅為4.4%，并發現在C6、C7水平無任何椎弓根穿破，分析可能與椎弓根寬度及高度較大有關。王遠政等[12]研究發現，C3、C4節段穿破發生率明顯高于其他節段，提示在植釘過程中應重點注意C3、C4節段植釘。
隨著數字化技術的發展，三維導航技術[24]及CT三維重建結合快速成型技術[26]得到快速發展，為CATPS內固定技術中的準確植釘提供了支持。Koller等[16]利用計算機導航技術在5具新鮮頸椎標本上植入30枚CATPS及pCPS，CATPS組在矢狀面及橫切面上均未穿破，而pCPS組有11.1%的穿破率，他們認為數字化技術可顯著提高CATPS植釘準確性，降低植釘風險。Fu等[26]對24具頸椎標本行CT三維重建，結合快速成型技術制作CATPS定位導航模板后植入螺釘，螺釘正確植入率為91.7%，提示CT三維重建結合快速成型技術能夠提高CATPS植釘準確率且簡便易行。但目前未見該技術的臨床應用報道，且在臨床應用中可能存在術野暴露不清、模板貼敷不準確、不適合椎體切除、術前CT掃描精度低、模板制作差、與實際椎體存在誤差等問題，因此數字化技術臨床應用可行性有待進一步研究明確。
3 生物力學研究
生物力學研究和臨床研究均表明，頸前、后路聯合內固定可提供早期和長期穩定性，特別是針對頸椎三柱損傷、椎體腫瘤、嚴重骨質疏松和強直性脊柱炎，更需要頸前、后路聯合內固定來提高脊柱固定的穩定性[1, 27]。目前CATPS生物力學相關研究較少，Koller等[16]在5具人頸椎標本上隨機植入CATPS或椎體螺釘，隨后進行抗拔出力測試；結果表明CATPS的抗拔出力為467.8 N，是椎體螺釘（181.6 N）的2.58倍。之后，他們將12具人新鮮頸椎標本行C5、C6節段切除后鈦籠前路支撐，并分別行單純前路鋼板固定、單側后路椎弓根螺釘固定、雙側后路椎弓根螺釘固定、單純CATPS固定、雙側后路側塊螺釘固定、前后聯合固定，對比采用不同內固定方式后頸椎前屈后伸、左右側彎及軸旋三維運動范圍[27]。結果顯示，前后路聯合固定的三維穩定性明顯優于其他4種內固定方式；CATPS在屈伸和軸旋方面運動范圍與所有后路內固定方式相似；CATPS在軸旋方面與前后路聯合固定方式無顯著差異，但在側屈方面運動范圍明顯增大；CATPS與單純前路固定方式相比，其屈伸及軸旋運動范圍均減小；CATPS內固定的穩定性可與單側后路椎弓根螺釘相媲美，并優于單純前路鋼板固定，但CATPS與后路椎弓根螺釘固定長期穩定性比較仍需進一步研究。吳衛東等[28]的有限元研究表明CATPS的穩定性明顯優于傳統前路鋼板系統，且內固定系統斷裂風險顯著降低，但鄰近節段的應力改變或疲勞后的鋼板螺釘穩定性仍需進一步深入研究。
4 臨床應用研究
4.1 適應證
CATPS內固定技術不是常規頸前路內固定方法，有其特殊性，多數學者認為頸椎退行性病變行多節段椎體次全切融合、頸椎椎骨腫瘤相關的脊柱不穩、嚴重骨質疏松或強直性脊柱炎、創傷后凸畸形、嚴重脊髓病、頸椎翻修手術、椎管狹窄伴椎間盤突出等是該術式的適應證[10-11, 13]。也有學者認為，理論上頸椎損傷伴椎間盤破裂向椎管內脫出，單純后路手術無法徹底摘除突出的髓核；陳舊性頸椎脫位，單純后路手術有復位不全的可能；嚴重椎體骨折，采用單純后路手術無法解決前方椎體骨缺損修復和正常支撐力的恢復，均可應用CATPS內固定[12]。相對于單純的頸椎前路鋼板螺釘固定或pCPS，CATPS內固定技術要求高，手術風險大，不能代替常規手術方式[13]，只有在單純前、后入路無法解決，需前后聯合入路或預測術后失敗率風險高的情況下才適宜應用，而且其手術適應證仍需進一步研究明確。
4.2 臨床療效
2008年Koller等開始將CATPS內固定技術應用于下頸椎，由于相應的固定器械較少，臨床報道亦較少[10, 13-14, 17]。Aramomi等[10]報道了9例脊髓型頸椎病患者C4～7節段行CATPS內固定的療效，經平均隨訪16個月（6～25個月），所有患者神經癥狀均得到一定程度改善，無植入物松動、脫出，提示CATPS內固定技術安全可行，能夠提供堅強內固定。Yukawa等[13]報道6例頸椎疾患患者（脊髓型或神經根型、后縱韌帶骨化和創傷后凸畸形）行C4～7單側CATPS內固定，后凸角度由術前平均3.5°提高至術后平均6.8°，末次隨訪時為平均5.2°；神經根癥狀得到明顯改善，均獲骨性融合，無內植物相關并發癥發生。徐榮明等[14]國內首次報道對5例頸椎骨折脫位（C4～7）行CATPS內固定，術后CT示螺釘均位于椎弓根釘道內，平均隨訪10.6個月（6～15個月），患者切口均Ⅰ期愈合，無腦脊液漏形成，無癱瘓加重及神經根受累相關癥狀，日本骨科協會（JOA）評分均有不同程度提高。趙劉軍等[17]對3例頸椎疾患患者實施CATPS內固定取得了良好療效。目前，有關更高位節段的CATPS內固定臨床報道較少，Machino等[4]對7例脊髓型頸椎病患者使用單側后路釘棒系統行C3～7前路固定，平均手術時間182 min；術后3個月隨訪，JOA評分由術前的平均11.5分提高至14.5分，無神經根損傷、感染或椎動脈破裂，無內植物松動、移位，結果顯示療效良好。由于頸胸交界區的復雜性，目前未見更低位節段（T1）固定的臨床報道。
4.3 并發癥
目前尚無CATPS內固定技術相關的嚴重并發癥報道[4, 14, 17]。Yukawa等[13]報道CATPS內固定術后2例發生吞咽困難，考慮為螺釘尾端突起刺激食管引起；分析原因可能是頸椎雙側椎弓根矢狀面及水平面上與椎體前緣有較大的成角。有學者認為在植釘中使用磨鉆磨除進釘點的部分皮質骨，可以有效地解決該問題[14]。Aramomi等[10]報道9例接受CATPS內固定患者中僅1例發生椎弓根螺釘穿孔，但無神經、血管并發癥出現。在實際臨床操作中，CATPS內固定技術相關并發癥的發生主要取決于術者操作技術、影像學設備以及內植物的優化設計。應注意由于CATPS植釘技術要求較高，隨著臨床病例積累，會有更高并發癥發生率，術者必須具有熟悉的解剖知識和豐富的臨床經驗，以減少并發癥的發生。
5 展望
CATPS內固定技術為復雜頸椎疾患的外科治療提供了一種新思路，但仍需進一步研究完善，如操作方法的改進[10, 13, 19]、內植物的優化設計[11]、術后長期隨訪情況[13]、具體適應證和并發癥[10, 13]等。相信隨著導航、快速成型模板等新技術在手術中的推廣應用，該技術將在臨床上得到廣泛應用。
自1994年Abumi等[1]和Jeanneret等[2]分別報道頸椎后路椎弓根螺釘（posterior cervical pedicle screw，pCPS）內固定技術以來，它以其獨特的三柱穩定優勢，在復雜頸椎傷病的手術治療中取得較大成功[3-4]。pCPS內固定技術具有優異的生物力學穩定性，然而頸椎創傷、退行性病變、腫瘤等病理性疾病多發生于頸椎前、中柱[5]，在頸椎椎體破壞、頸椎骨折伴脫位、頸前路多節段椎體切除內固定、頸前路內固定翻修或同時合并嚴重骨質疏松的前路手術中，單純前路鋼板螺釘內固定系統往往不能提供足夠的穩定性，需同時聯合后路經側塊螺釘[6]或pCPS[7]固定，不僅增加了手術難度、風險和并發癥發生率，也增加了手術創傷和患者死亡率[8-9]。Aramomi等[10]于2004年首次提出頸椎前路反向椎弓根螺釘技術；并于2008年初步應用于臨床，取得良好臨床效果。Koller等[11]在此基礎上進行了深入研究，提出中下頸椎前路椎體椎弓根螺釘（cervical anterior transpedicular screw，CATPS）內固定技術，該技術整合了前、后路手術的優勢，既可從前路處理椎體相關疾病，又可有效利用椎弓根固定系統的穩定性。CATPS內固定技術可一期完成前路減壓、融合，同時獲得堅強內固定，在降低手術風險及減輕患者經濟負擔方面與其他技術相比，具有其獨特優勢[12]，因此受到越來越多的關注[10-11, 13-15]。本文從CATPS的解剖參數、植釘參數、生物力學及臨床應用等方面進行綜述。
1 解剖學研究
1.1 解剖參數
由于中下頸椎椎體、椎弓根毗鄰重要血管、神經，CATPS內固定時可能損傷相鄰椎間盤、血管、脊髓或神經，引起嚴重后果，因此掌握椎骨形態至關重要。應掌握的解剖參數包括[11, 16]：①椎體前高：經椎骨正中矢狀面椎體前壁的皮質高度；②椎體前后徑：經椎骨正中矢狀面椎體前后徑；③椎體橫徑：椎體中段左右徑；④左、右椎弓根寬：左、右側椎弓根水平面中段寬度；⑤左、右椎弓根高：左、右側椎弓根矢狀面高度；⑥左、右螺釘釘道長度：經椎弓根中軸線椎體前壁與側塊的距離；⑦左、右椎弓根橫切面角度：左、右側椎弓根中軸線與椎體正中矢狀面的夾角；⑧左、右椎弓根矢狀面角度：左、右側椎弓根中軸線與椎體前壁冠狀面的夾角；⑨左、右橫切面進釘點距離：左、右側椎弓根中軸線在椎體前壁的投影與正中矢狀面間的距離；⑩左、右矢狀面進釘點距離：左、右側椎弓根中軸線在椎體前壁的投影與上終板平面間的距離。CATPS的個體化植釘需要掌握進釘點（即椎弓根中軸線在椎體前壁的投影點）、植釘方向（螺釘在橫切面和矢狀面上的傾斜角度）和螺釘長度、直徑等參數，CATPS頭端距上終板的距離及其橫切面、矢狀面角度可為確定安全的植釘方向提供參考[11-12]。
1.2 植釘方法的解剖學研究
學者們對中下頸椎CATPS內固定技術的解剖學參數進行了詳細研究[10-11, 14-15, 17-18]。CATPS雖是pCPS的逆向植入，但由于頸椎左、右椎弓根及椎弓根與椎體互成角度，因此理論上CATPS的放置較頸椎常規前路螺釘更偏向頸長肌及上位椎間盤，故需要對CATPS的植釘參數進一步探討。
1.2.1 CATPS進釘點相關參數
大量研究表明，頸椎前路可安全實施CATPS內固定技術；然而，由于頸椎椎弓根的軸線與椎體成角，CATPS螺釘尾端偏向固定椎體上終板，避免損傷椎間盤是實施該技術應考慮的重要因素之一[11-12, 14, 18-19]。在C3～7節段CATPS進釘點距上終板距離為3～7 mm[11, 14-15, 18]，距頸長肌的距離則隨頸椎節段不同有所變化。Koller等[11]研究顯示，C3～6進釘點均位于植釘椎弓根對側，距椎體正中矢狀線1～2 mm，C7則位于同側，C3～7有逐漸從對側偏移向同側的趨勢。國內解剖學研究顯示，C3～5進釘點位于植釘椎弓根對側，距椎體正中矢狀線1～3 mm，而C6、C7均位于同側0～1 mm[14-15, 17-19]。
1.2.2 CATPS植釘方向相關參數
椎弓根橫切面及矢狀面角度決定了螺釘的植入方向。CATPS橫切面角度與pCPS植釘參數中的內傾角一致，Ugur等[20]推薦pCPS植釘內傾角為40～45°。Koller等[11]對29例患者頸椎行CT測量后，推薦CATPS的C3～7橫切面角度為48～50°；也有研究認為C6、C7橫切面角度為33～40°[15]；分析可能與測量方法有關，但實際上頸椎前路植釘的范圍較后路更大[11]。對于矢狀面角度有不同的定義方式[11, 15, 17-18]。Koller等[11]將其定義為椎弓根軸線與椎體前緣的夾角，推薦CATPS角度為94.09～111.18°；王遠政等[18]將椎弓根軸線與終板水平線的夾角定義為矢狀面角度，角度朝頭端為正，反之為負，其測量結果表明，C3～7矢狀面角度為— 11～13°；趙劉軍等[17]推薦C3～7矢狀面角度為5～10°。分析以上測量數據差異可能與測量方法和測量對象種族不同有關，因此仍需進一步大樣本研究。
1.2.3 CATPS植入長度及直徑
與pCPS一致，CATPS周圍至少需要0.5 mm骨質作為警戒線，直徑3.5 mm螺釘的安全進釘點周圍需有2.25 mm骨質[11]，故一般認為在C3、4植入3.5 mm螺釘，C5植入4.0 mm螺釘，C6、7植入4.5 mm螺釘是安全的[11, 14-16, 19]。植入螺釘長度需達到椎弓后2/3才能提供足夠的生物力學穩定性[14]；多數學者[15, 18-19]推薦國人植入CATPS長度在28～30 mm范圍較適宜，但也有推薦使用長30～34 mm螺釘的報道[12]。
以上研究表明，CATPS內固定技術切實可行，但鑒于頸椎椎弓根三維形態差異較大及研究樣本有限，難以得出絕對安全、有效的植釘參數。因此，在臨床應用中必須以影像學測得的個體數據及術中所見作為依據；實驗所得研究數據可為學習植釘方法、避免不必要的損傷提供參考。
2 植釘方法及準確性研究
2.1 植釘方法
Koller等[11]通過參照解剖學參數，并結合X線定位技術，顯露椎弓根通道后植釘。Aramomi等[10]通過椎體減壓后暴露椎弓根入口，透視下定位，植入2枚導針并穿破頸后部皮膚，將導針逆向穿出植骨塊，擰入空心拉力螺釘；但由于該術式不是在完整椎體上進行逆行椎弓根植釘，因此實際操作較Koller等[11]方法簡便。Yukawa等[13]在椎體減壓后，以橫切面角度35～50°、矢狀面角度C3～6 45°及C7 40°、距上終板2 mm方向打入克氏針，行髂骨植骨后鋼板固定。但下頸椎由于肩部遮擋及短頸等解剖因素，術中透視效果往往不佳[21]。有學者通過改良投射方式，以改善下頸胸前區的透視度[21]。徐榮明等[14]在計算機輔助設計軟件中模擬植釘，術中球形磨鉆去除椎體前壁進釘點的部分骨皮質，然后結合Koller徒手植釘技術，按照所測解剖學參數進行鋼板螺釘固定。Machino等[4]在椎體減壓后暴露椎弓根入口，直視下植入多軸螺釘，放置連接棒鎖定并植骨，采用2塊小鋼板分別固定植骨遠、近端和鄰近椎體，或僅使用1枚螺釘將植骨遠端斜行固定于C7椎體，電纜環形捆扎以防止移植物脫落；他們認為該術式無需借助透視定位，可直視下觀察內固定物。以上植釘方法均取得良好臨床效果，但應注意到在臨床實施CATPS內固定技術過程中多數是從頸椎完整椎體中植入椎弓根螺釘，而椎體前方無顯著的解剖結構參考，與CATPS類似的pCPS徒手椎弓根螺釘植釘技術并發癥發生率較高[22-23]，結合影像學或計算機輔助技術后其植釘準確性大大提高[21, 24]，因此在實施CATPS內固定技術時需要結合影像學技術，以減少植釘并發癥發生。
2.2 植釘準確性
理論上說，個體化植釘是解決中下頸椎椎弓根解剖變異問題的理想方法。在臨床上要獲得椎弓根的實際數據只能來源于影像學測量或術中探查，準確的影像學測量比術中探查所得數據更全面且安全、無創，同時可對術前選擇具體手術方案提供幫助。自pCPS內固定技術發展以來，解剖標志定位的椎弓根徒手植釘技術在頸椎中應用較多，但仍有較高穿破率[22-23, 25]。Koller等[16]在X線定位下徒手植入23枚CATPS，術后CT掃描發現橫切面上誤植率為21.7%，而矢狀面上誤植率僅為4.4%，并發現在C6、C7水平無任何椎弓根穿破，分析可能與椎弓根寬度及高度較大有關。王遠政等[12]研究發現，C3、C4節段穿破發生率明顯高于其他節段，提示在植釘過程中應重點注意C3、C4節段植釘。
隨著數字化技術的發展，三維導航技術[24]及CT三維重建結合快速成型技術[26]得到快速發展，為CATPS內固定技術中的準確植釘提供了支持。Koller等[16]利用計算機導航技術在5具新鮮頸椎標本上植入30枚CATPS及pCPS，CATPS組在矢狀面及橫切面上均未穿破，而pCPS組有11.1%的穿破率，他們認為數字化技術可顯著提高CATPS植釘準確性，降低植釘風險。Fu等[26]對24具頸椎標本行CT三維重建，結合快速成型技術制作CATPS定位導航模板后植入螺釘，螺釘正確植入率為91.7%，提示CT三維重建結合快速成型技術能夠提高CATPS植釘準確率且簡便易行。但目前未見該技術的臨床應用報道，且在臨床應用中可能存在術野暴露不清、模板貼敷不準確、不適合椎體切除、術前CT掃描精度低、模板制作差、與實際椎體存在誤差等問題，因此數字化技術臨床應用可行性有待進一步研究明確。
3 生物力學研究
生物力學研究和臨床研究均表明，頸前、后路聯合內固定可提供早期和長期穩定性，特別是針對頸椎三柱損傷、椎體腫瘤、嚴重骨質疏松和強直性脊柱炎，更需要頸前、后路聯合內固定來提高脊柱固定的穩定性[1, 27]。目前CATPS生物力學相關研究較少，Koller等[16]在5具人頸椎標本上隨機植入CATPS或椎體螺釘，隨后進行抗拔出力測試；結果表明CATPS的抗拔出力為467.8 N，是椎體螺釘（181.6 N）的2.58倍。之后，他們將12具人新鮮頸椎標本行C5、C6節段切除后鈦籠前路支撐，并分別行單純前路鋼板固定、單側后路椎弓根螺釘固定、雙側后路椎弓根螺釘固定、單純CATPS固定、雙側后路側塊螺釘固定、前后聯合固定，對比采用不同內固定方式后頸椎前屈后伸、左右側彎及軸旋三維運動范圍[27]。結果顯示，前后路聯合固定的三維穩定性明顯優于其他4種內固定方式；CATPS在屈伸和軸旋方面運動范圍與所有后路內固定方式相似；CATPS在軸旋方面與前后路聯合固定方式無顯著差異，但在側屈方面運動范圍明顯增大；CATPS與單純前路固定方式相比，其屈伸及軸旋運動范圍均減小；CATPS內固定的穩定性可與單側后路椎弓根螺釘相媲美，并優于單純前路鋼板固定，但CATPS與后路椎弓根螺釘固定長期穩定性比較仍需進一步研究。吳衛東等[28]的有限元研究表明CATPS的穩定性明顯優于傳統前路鋼板系統，且內固定系統斷裂風險顯著降低，但鄰近節段的應力改變或疲勞后的鋼板螺釘穩定性仍需進一步深入研究。
4 臨床應用研究
4.1 適應證
CATPS內固定技術不是常規頸前路內固定方法，有其特殊性，多數學者認為頸椎退行性病變行多節段椎體次全切融合、頸椎椎骨腫瘤相關的脊柱不穩、嚴重骨質疏松或強直性脊柱炎、創傷后凸畸形、嚴重脊髓病、頸椎翻修手術、椎管狹窄伴椎間盤突出等是該術式的適應證[10-11, 13]。也有學者認為，理論上頸椎損傷伴椎間盤破裂向椎管內脫出，單純后路手術無法徹底摘除突出的髓核；陳舊性頸椎脫位，單純后路手術有復位不全的可能；嚴重椎體骨折，采用單純后路手術無法解決前方椎體骨缺損修復和正常支撐力的恢復，均可應用CATPS內固定[12]。相對于單純的頸椎前路鋼板螺釘固定或pCPS，CATPS內固定技術要求高，手術風險大，不能代替常規手術方式[13]，只有在單純前、后入路無法解決，需前后聯合入路或預測術后失敗率風險高的情況下才適宜應用，而且其手術適應證仍需進一步研究明確。
4.2 臨床療效
2008年Koller等開始將CATPS內固定技術應用于下頸椎，由于相應的固定器械較少，臨床報道亦較少[10, 13-14, 17]。Aramomi等[10]報道了9例脊髓型頸椎病患者C4～7節段行CATPS內固定的療效，經平均隨訪16個月（6～25個月），所有患者神經癥狀均得到一定程度改善，無植入物松動、脫出，提示CATPS內固定技術安全可行，能夠提供堅強內固定。Yukawa等[13]報道6例頸椎疾患患者（脊髓型或神經根型、后縱韌帶骨化和創傷后凸畸形）行C4～7單側CATPS內固定，后凸角度由術前平均3.5°提高至術后平均6.8°，末次隨訪時為平均5.2°；神經根癥狀得到明顯改善，均獲骨性融合，無內植物相關并發癥發生。徐榮明等[14]國內首次報道對5例頸椎骨折脫位（C4～7）行CATPS內固定，術后CT示螺釘均位于椎弓根釘道內，平均隨訪10.6個月（6～15個月），患者切口均Ⅰ期愈合，無腦脊液漏形成，無癱瘓加重及神經根受累相關癥狀，日本骨科協會（JOA）評分均有不同程度提高。趙劉軍等[17]對3例頸椎疾患患者實施CATPS內固定取得了良好療效。目前，有關更高位節段的CATPS內固定臨床報道較少，Machino等[4]對7例脊髓型頸椎病患者使用單側后路釘棒系統行C3～7前路固定，平均手術時間182 min；術后3個月隨訪，JOA評分由術前的平均11.5分提高至14.5分，無神經根損傷、感染或椎動脈破裂，無內植物松動、移位，結果顯示療效良好。由于頸胸交界區的復雜性，目前未見更低位節段（T1）固定的臨床報道。
4.3 并發癥
目前尚無CATPS內固定技術相關的嚴重并發癥報道[4, 14, 17]。Yukawa等[13]報道CATPS內固定術后2例發生吞咽困難，考慮為螺釘尾端突起刺激食管引起；分析原因可能是頸椎雙側椎弓根矢狀面及水平面上與椎體前緣有較大的成角。有學者認為在植釘中使用磨鉆磨除進釘點的部分皮質骨，可以有效地解決該問題[14]。Aramomi等[10]報道9例接受CATPS內固定患者中僅1例發生椎弓根螺釘穿孔，但無神經、血管并發癥出現。在實際臨床操作中，CATPS內固定技術相關并發癥的發生主要取決于術者操作技術、影像學設備以及內植物的優化設計。應注意由于CATPS植釘技術要求較高，隨著臨床病例積累，會有更高并發癥發生率，術者必須具有熟悉的解剖知識和豐富的臨床經驗，以減少并發癥的發生。
5 展望
CATPS內固定技術為復雜頸椎疾患的外科治療提供了一種新思路，但仍需進一步研究完善，如操作方法的改進[10, 13, 19]、內植物的優化設計[11]、術后長期隨訪情況[13]、具體適應證和并發癥[10, 13]等。相信隨著導航、快速成型模板等新技術在手術中的推廣應用，該技術將在臨床上得到廣泛應用。