引用本文： 曹林虎, 譚倫, 林旭, 吳超. 光電導航系統引導經皮椎弓根螺釘內固定術治療胸腰椎骨折近期療效觀察. 中國修復重建外科雜志, 2016, 30(6): 726-731. doi: 10.7507/1002-1892.20160148 復制
傳統后路椎弓根螺釘內固定術為開放手術，其治療胸腰椎骨折創傷大、并發癥多。近年來經皮椎弓根螺釘內固定術（percutaneous pedicle screw，PPS）被逐漸接受，但患者和醫務人員接受X線照射較多，且存在螺釘誤植風險[1-6]，影響了術式的療效及推廣。因此，我們提出于光電導航系統引導下行PPS治療胸腰椎骨折，并與常規PPS進行比較，分析導航引導下植釘準確性和療效差異，為臨床選擇術式提供依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 外傷性T8～L5單椎體骨折患者，無脊髓和神經根損傷的神經系統癥狀和體征；② AO分型為A型；③ 術前評估能夠耐受手術；④ 行PPS治療。排除標準：① 術前影像學檢查示，患椎后壁骨折片突入椎管，椎管占位 > 20%；② 年齡 > 70歲或伴有中度及以上骨質疏松；③ 其他病理性骨折。
2013年5月－2015年6月共39例患者符合選擇標準納入研究，分為光電導航系統（BrainL公司，德國） 引導組（試驗組，20例）和C臂X線機（Siemens公司，德國）透視引導組（對照組，19例）。
1.2 一般資料
試驗組：男15例，女5例；年齡36～68歲，平均51.0歲。致傷原因：高處墜落傷8例，交通事故傷12例。骨折椎體：T12 7例，L1 6例，L2 7例。骨折根據AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型3例。傷后至手術時間2～4 d，平均2.6 d。患椎前高壓縮比（vertebral compression ratio，VCR）[7]為71.97%± 5.66%。
對照組：男13例，女6例；年齡37～70歲，平均50.5歲。致傷原因：高處墜落傷6例，交通事故傷13例。骨折椎體：T12 7例，L1 6例，L2 6例。骨折根據AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型2 例。傷后至手術時間2～3 d，平均2.5 d。VCR為73.50%±5.97%。
兩組患者均有不同程度腰背部疼痛，無雙下肢麻木及放射痛，雙下肢及鞍區感覺、運動功能均無異常。術前X線片、CT、MRI檢查顯示患椎均不同程度壓縮、相應節段椎管占位 < 20%、患椎明顯水腫。兩組患者性別、年齡、致傷原因、骨折椎體、AO分型、傷后至手術時間、術前疼痛視覺模擬評分（VAS）和VCR等一般資料比較，差異均無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。見表 1。
表1
兩組患者臨床評價指標比較（1.3 手術方法
兩組手術均由同一組醫師完成，采用北京富樂科技開發有限公司的經皮椎弓根螺釘內固定系統。
對照組：患者于全麻下取俯臥位，C臂X線機正位透視，標記患椎及上、下節段椎弓根的體表投影。于標記點稍外側作長約2 cm縱切口，以帶套筒的穿刺針探及橫突和關節突，正位透視見穿刺針尖位于椎弓根投影外側壁，以內傾15～20°進行穿刺。側位透視見針尖達椎體后緣，正位針尖貼近椎弓根投影內側壁，此時方向合適，否則需調整穿刺。取出穿刺針，套筒內置入導針繼續穿刺至針尖達椎體前中份。同樣方法將其余導針置入預定的椎弓根內。通過導針用中空攻絲擴大釘道后，擰入帶U形開口釘座的椎弓根螺釘。正、側位透視確認螺釘位置滿意。通過植釘的上、下縱切口間作深部肌肉隧道，將長度合適的預彎縱向固定棒植入U形開口釘座內，植入固定螺帽行初步固定，撐開復位并矯正屈曲畸形后，鎖緊螺帽。再次正、側位透視確認螺釘、固定棒位置滿意。折斷螺釘釘座，全層縫合切口，敷料包扎。
試驗組：患者于全麻下取俯臥位，穿刺前于皮膚上標記患椎節段，指導C臂X線機攝片范圍。① 將光電導航固定參考架安置于患椎附近20 cm內，在參考架上固定反射球，使之位于雙目紅外線位置探測儀可探測范圍。在C臂X線機圖像增強器上固定校準板，將導航系統定位架固定于患椎附近，并使其頭端處于C臂X線機拍攝范圍。分別攝患椎節段正、側位片，導入計算機工作站建立虛擬透視圖像。在穿刺套針上安裝手術器械示蹤器，在計算機工作站內虛擬正、側位透視圖像上，按照導航系統注冊方法進行圖像配準和器械注冊，注冊成功后手術器械以光標形式顯示在虛擬正、側位透視圖像上，并且可顯示已注冊器械的尖端在空間中的延長線。② 調整穿刺針使光標尖端（即穿刺針尖）位于椎弓根投影外側壁，光標延長線在正、側位片上均通過椎弓根中心，且在側位片上與上終板平行，此時穿刺針與皮膚接觸點為皮膚切口部位。于標記的穿刺點皮膚作小切口，穿刺針觸探橫突并內移至橫突根部附近，檢查穿刺針光標達到上述要求后進行穿刺，根據導航屏幕上模擬位置動態下引導進行穿刺，側位圖像上針尖到達椎體后緣時，正位圖像見針尖貼近椎弓根投影內側壁。見圖 1。置入導針穿刺至椎體前中份，C臂X線機透視證實。③ 其余常規操作同對照組。
圖1
光電導航系統引導下穿刺示意圖 ? 正位圖像上穿刺針尖位于椎弓根投影外側壁，光標延長線通過椎弓根中心 ? 側位圖像上光標延長線通過椎弓根中心 圖 2 試驗組患者，男，36歲，L2椎體骨折行光電導航系統引導PPS ? 術前正、側位X線片 ? 術前CT ? 術后6個月正、側位X線片示螺釘與上終板平行 ? 術后6個月CT示雙側螺釘位置Ⅰ級 圖 3 對照組患者，女，48歲，L2椎體骨折行常規PPS ? 術前正、側位X線片 ? 術前CT ? 術后6個月正、側位X線片示螺釘與上終板成角 ? 術后6個月CT示左側螺釘位置Ⅲ級
Figure1.
The schematic diagram of puncture guided with photoelectric navigation ? The puncture point at the lateral wall of the pedicle projection and the cursor extended line through the center of the pedicle at the frontal image ? The cursor extended line through the center of the pedicle at the lateral image Fig. 2 A 36-year-old male patient with L2 fracture undergoing the photoelectric navigated PPS in trial group ? Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ? CT image before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screws were paralleled to upper-endplates ? CT image at 6 months after operation, show ing that the screws at both sides were at grade Ⅰ Fig. 3 A 48-year-old female patient with L2 fracture undergoing the routine PPS in control group ? Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ? CT image before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screw and upper-endplate had angle ? CT image at 6 months after operation, showing that the left screw was at grade Ⅲ
兩組患者共植入椎弓根釘174枚，對照組83枚（平均每例4.4枚），其中植入4枚14例，5枚3例，6 枚2例；試驗組91枚（平均每例4.6枚），其中植入4枚13例，5枚3例，6枚4例。
1.4 術后處理
兩組術后常規使用抗生素預防感染，術后當天指導患者臥床行患肢等張性肌肉收縮鍛煉，臥床1 周后在支具保護下逐漸下地活動。
1.5 療效評價指標
1.5.1 臨床評價
① 記錄手術時間（從術者開始標記穿刺點或穿刺節段至敷料包扎）、術中出血量（血紗布總重量－干紗布總重量，以1 g=1 mL為換算標準）以及X線透視次數（包括定位、穿刺及確認植釘的攝片總次數）；② 記錄術后7 d、6個月VAS評分，并與術前比較；③ 記錄術中植釘一次性成功率（one-time success rate，OSR），指首次穿刺并成功植釘，不包括椎弓根突破調整穿刺后植釘成功；④ 觀察術后雙下肢及鞍區感覺、運動功能情況。
1.5.2 影像學評價
手術前后攝胸腰椎正、側位X線片和CT，均以Dicom格式保存，采用MiniViewer Version1.0軟件（Millennium Systems公司，埃及）測量以下指標。① 側位X線片上測量并計算VCR[7]，VCR=患椎前緣高度/[（患椎上位相鄰椎體前緣高度+患椎下位相鄰椎體前緣高度）/2]×100%。② 側位X線片上測量螺釘與上終板夾角（endplate-screw angle，ESA），取上終板與椎體前、后緣交點連線作為上終板線，其與螺釘軸位夾角即為ESA。③ 于CT橫斷面按照Ringel等[4]的分級標準評估螺釘與椎弓根關系（pedicle-screw relationship，PSR）：椎弓根螺釘位于椎弓根內為Ⅰ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根 < 2?mm為Ⅱ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根2～4 mm為Ⅲ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根 > 4 mm為Ⅳ級；定義Ⅰ、Ⅱ級為優良植釘，Ⅲ、Ⅳ級為不良植釘。④ CT上觀察植釘節段有無異常陰影，了解是否有血管損傷。
1.6 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；組內各時間點間比較采用重復測量方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組患者手術時間及術中出血量比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）；對照組X線透視次數顯著多于試驗組，比較差異有統計學意義（t=-15.658，P=0.000）；見表 1。試驗組OSR為95.60%（87/91），明顯優于對照組的86.75%（72/83），差異有統計學意義（χ2=4.323，P=0.038）。術后患者切口均Ⅰ期愈合，無切口感染等早期并發癥發生。兩組患者均獲隨訪，試驗組隨訪時間6～11個月，平均7.6個月；對照組7～11個月，平均7.8個月。術后均無神經、血管損傷等相關植釘并發癥；雙下肢及鞍區感覺、運動功能均無異常。術后7 d、6個月兩組VAS評分比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）；組內術后2個時間點VAS評分均較術前顯著改善，術后6個月時評分低于7 d時，比較差異有統計學意義（P < 0.05）。
術后6個月試驗組和對照組VCR分別為94.75%±5.10%和92.40%±5.09%，均較術前顯著改善，差異有統計學意義（t=11.865，P=0.000；t=11.359，P=0.000）；術后兩組間比較差異無統計學意義（t=1.442，P=0.158）。術后6個月試驗組和對照組ESA分別為（1.82±1.13）°和（3.36±2.43）°，比較差異有統計學意義（t=5.421，P=0.000）。術后6個月，試驗組PSR分級為Ⅰ級83枚、Ⅱ級6枚、Ⅲ級2枚，優良植釘率為97.80%；對照組Ⅰ級54枚、Ⅱ級19枚、Ⅲ級7枚、Ⅳ級3枚，優良植釘率為87.95%；兩組比較差異有統計學意義（χ2=18.347，P=0.000）。CT觀察示植釘節段均無血腫等異常陰影。見圖 2、3。
3 討論
與傳統開放手術相比，PPS治療胸腰椎骨折具有創傷小、出血少、手術時間短、風險低、恢復快等優點[3, 8-9]，但仍有1.9%～4.0%患者發生與椎弓根螺釘誤植相關的神經、血管損傷等并發癥[1, 4-6]。因此，提高植釘準確性仍是PPS至關重要的問題。此外，傳統PPS在C臂X線機引導下進行，常需透視數十次才能完成穿刺植釘[10-11]。雖然通過穿戴防護服、增加防護距離等方法可減少醫務人員所受輻射量[11-12]，但對患者難以采取有效防護措施；并且，C臂X線機只能采集單平面二維靜態圖像，無法在立體空間上對穿刺過程進行實時引導。因此，尋求一種動態引導、低輻射乃至無輻射的導航方式尤為重要。
PPS植釘的準確性主要從X線片和CT上進行評價。Weinstein等[13]認為螺釘位于椎弓根內，且盡量與上終板平行可獲得更好的穩定性，即ESA為0°時螺釘可獲得最佳固定強度，這一觀點已被大多數醫生認同。而通過CT評價螺釘位置的方法較多，目前尚無統一標準。Youkilis等[14]根據螺釘與椎弓根關系將其分為未突破、≤2 mm及 > 2 mm 3級；Raley等[1]將植釘并發癥納入分級范疇，只要有相關并發癥發生均視為嚴重不良植釘；也有學者認為螺釘植入深度亦需納入評價[15]。本研究采用Ringel等 [4]的分級標準，主要從影像學圖像進行螺釘位置分析，植釘相關并發癥進行單獨記錄。由于此分級方法中Ⅰ、Ⅱ級螺釘的把持力未受到明顯影響，Ⅲ、Ⅳ級螺釘固定強度可能不足，故將前兩者視為優良植釘，后兩者視為不良植釘。此外，椎弓根穿刺次數對植釘準確性也有一定影響，如穿刺過多可能損傷椎弓根壁形成假道，易引起螺釘位置不良，甚至發生脊髓神經損傷等嚴重并發癥。所以，我們選擇了OSR作為評價植釘準確性的指標之一。
近年來，脊柱外科導航系統逐漸應用于臨床，圖像采集方式可基于C臂X線機、O臂X線機、CT以及MRI[16-20]。雖然后三者可對術中穿刺過程進行三維引導，但由于設備昂貴難以推廣。而基于C臂X線機的光電導航系統應用較多，其在輻射量、準確性等方面較傳統透視方式更佳[10, 19-20]。但也有學者認為非導航下手術效果與導航下手術效果類似，甚至更優[21]。楊陽等[22]報道采用單純前后位透視引導PPS，在降低輻射和保證植釘準確性方面均有較好表現。Kim等[19]發現導航下椎弓根植釘耗時較長，但總體手術時間較常規透視下植釘短。因此，為進一步探討光電導航系統用于PPS的價值，我們進行了比較研究。
本研究采用基于C臂X線機的光電導航系統，可同時注冊多個平面的虛擬圖像，且為實時導航，因此對術中穿刺植釘過程可進行空間動態引導。當側位導航圖像上針尖到達椎體后緣時，正位導航圖像上針尖貼近椎弓根投影的內側壁，即為合適植釘方向；如穿刺時未達到前述要求，需在導航圖像上對穿刺方向進行實時調整，對于穿刺過程的把握更直觀。術中試驗組僅在圖像采集及術中需透視確認的情況下攝片，穿刺植釘過程中可脫離輻射，因此透視次數明顯少于對照組；兩組術中出血量、術后VAS評分及VCR無明顯差異，均獲得滿意的臨床療效。本研究中兩組手術時間亦無明顯差異，考慮與早期設備注冊不熟悉有關，后期設備操作熟練后手術時間有望減少。而試驗組OSR和ESA均明顯優于對照組，不良植釘率試驗組（2.20%）也低于對照組（12.05%）及既往報道（6.6%～23%）[1, 5]。提示，光電導航系統應用于PPS中可明顯提高穿刺及植釘準確性。
但是，光電導航系統具有光學示蹤技術的通病，即在參考架松動等情況下會發生圖像漂移造成誤差，主要與術者設備操作不熟練有關。本研究試驗組有2 枚螺釘植入位置不佳，均發生在導航系統使用早期階段。因此，早期應用光電導航系統時可結合術者經驗進行判斷，必要時透視證實，每次穿刺前均將注冊器械與標準件進行比對、校準，以有效避免類似情況發生。
綜上述，光電導航系統引導下PPS治療胸腰椎骨折可提高術中穿刺及植釘的準確性、減少術中X線透視次數、維持良好的椎體復位，且未延長手術時間、增加出血量，可獲得較好近期療效，遠期療效有待進一步觀察明確。
傳統后路椎弓根螺釘內固定術為開放手術，其治療胸腰椎骨折創傷大、并發癥多。近年來經皮椎弓根螺釘內固定術（percutaneous pedicle screw，PPS）被逐漸接受，但患者和醫務人員接受X線照射較多，且存在螺釘誤植風險[1-6]，影響了術式的療效及推廣。因此，我們提出于光電導航系統引導下行PPS治療胸腰椎骨折，并與常規PPS進行比較，分析導航引導下植釘準確性和療效差異，為臨床選擇術式提供依據。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 外傷性T8～L5單椎體骨折患者，無脊髓和神經根損傷的神經系統癥狀和體征；② AO分型為A型；③ 術前評估能夠耐受手術；④ 行PPS治療。排除標準：① 術前影像學檢查示，患椎后壁骨折片突入椎管，椎管占位 > 20%；② 年齡 > 70歲或伴有中度及以上骨質疏松；③ 其他病理性骨折。
2013年5月－2015年6月共39例患者符合選擇標準納入研究，分為光電導航系統（BrainL公司，德國） 引導組（試驗組，20例）和C臂X線機（Siemens公司，德國）透視引導組（對照組，19例）。
1.2 一般資料
試驗組：男15例，女5例；年齡36～68歲，平均51.0歲。致傷原因：高處墜落傷8例，交通事故傷12例。骨折椎體：T12 7例，L1 6例，L2 7例。骨折根據AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型3例。傷后至手術時間2～4 d，平均2.6 d。患椎前高壓縮比（vertebral compression ratio，VCR）[7]為71.97%± 5.66%。
對照組：男13例，女6例；年齡37～70歲，平均50.5歲。致傷原因：高處墜落傷6例，交通事故傷13例。骨折椎體：T12 7例，L1 6例，L2 6例。骨折根據AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型2 例。傷后至手術時間2～3 d，平均2.5 d。VCR為73.50%±5.97%。
兩組患者均有不同程度腰背部疼痛，無雙下肢麻木及放射痛，雙下肢及鞍區感覺、運動功能均無異常。術前X線片、CT、MRI檢查顯示患椎均不同程度壓縮、相應節段椎管占位 < 20%、患椎明顯水腫。兩組患者性別、年齡、致傷原因、骨折椎體、AO分型、傷后至手術時間、術前疼痛視覺模擬評分（VAS）和VCR等一般資料比較，差異均無統計學意義（P > 0.05），具有可比性。見表 1。
表1
兩組患者臨床評價指標比較（1.3 手術方法
兩組手術均由同一組醫師完成，采用北京富樂科技開發有限公司的經皮椎弓根螺釘內固定系統。
對照組：患者于全麻下取俯臥位，C臂X線機正位透視，標記患椎及上、下節段椎弓根的體表投影。于標記點稍外側作長約2 cm縱切口，以帶套筒的穿刺針探及橫突和關節突，正位透視見穿刺針尖位于椎弓根投影外側壁，以內傾15～20°進行穿刺。側位透視見針尖達椎體后緣，正位針尖貼近椎弓根投影內側壁，此時方向合適，否則需調整穿刺。取出穿刺針，套筒內置入導針繼續穿刺至針尖達椎體前中份。同樣方法將其余導針置入預定的椎弓根內。通過導針用中空攻絲擴大釘道后，擰入帶U形開口釘座的椎弓根螺釘。正、側位透視確認螺釘位置滿意。通過植釘的上、下縱切口間作深部肌肉隧道，將長度合適的預彎縱向固定棒植入U形開口釘座內，植入固定螺帽行初步固定，撐開復位并矯正屈曲畸形后，鎖緊螺帽。再次正、側位透視確認螺釘、固定棒位置滿意。折斷螺釘釘座，全層縫合切口，敷料包扎。
試驗組：患者于全麻下取俯臥位，穿刺前于皮膚上標記患椎節段，指導C臂X線機攝片范圍。① 將光電導航固定參考架安置于患椎附近20 cm內，在參考架上固定反射球，使之位于雙目紅外線位置探測儀可探測范圍。在C臂X線機圖像增強器上固定校準板，將導航系統定位架固定于患椎附近，并使其頭端處于C臂X線機拍攝范圍。分別攝患椎節段正、側位片，導入計算機工作站建立虛擬透視圖像。在穿刺套針上安裝手術器械示蹤器，在計算機工作站內虛擬正、側位透視圖像上，按照導航系統注冊方法進行圖像配準和器械注冊，注冊成功后手術器械以光標形式顯示在虛擬正、側位透視圖像上，并且可顯示已注冊器械的尖端在空間中的延長線。② 調整穿刺針使光標尖端（即穿刺針尖）位于椎弓根投影外側壁，光標延長線在正、側位片上均通過椎弓根中心，且在側位片上與上終板平行，此時穿刺針與皮膚接觸點為皮膚切口部位。于標記的穿刺點皮膚作小切口，穿刺針觸探橫突并內移至橫突根部附近，檢查穿刺針光標達到上述要求后進行穿刺，根據導航屏幕上模擬位置動態下引導進行穿刺，側位圖像上針尖到達椎體后緣時，正位圖像見針尖貼近椎弓根投影內側壁。見圖 1。置入導針穿刺至椎體前中份，C臂X線機透視證實。③ 其余常規操作同對照組。
圖1
光電導航系統引導下穿刺示意圖 ? 正位圖像上穿刺針尖位于椎弓根投影外側壁，光標延長線通過椎弓根中心 ? 側位圖像上光標延長線通過椎弓根中心 圖 2 試驗組患者，男，36歲，L2椎體骨折行光電導航系統引導PPS ? 術前正、側位X線片 ? 術前CT ? 術后6個月正、側位X線片示螺釘與上終板平行 ? 術后6個月CT示雙側螺釘位置Ⅰ級 圖 3 對照組患者，女，48歲，L2椎體骨折行常規PPS ? 術前正、側位X線片 ? 術前CT ? 術后6個月正、側位X線片示螺釘與上終板成角 ? 術后6個月CT示左側螺釘位置Ⅲ級
Figure1.
The schematic diagram of puncture guided with photoelectric navigation ? The puncture point at the lateral wall of the pedicle projection and the cursor extended line through the center of the pedicle at the frontal image ? The cursor extended line through the center of the pedicle at the lateral image Fig. 2 A 36-year-old male patient with L2 fracture undergoing the photoelectric navigated PPS in trial group ? Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ? CT image before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screws were paralleled to upper-endplates ? CT image at 6 months after operation, show ing that the screws at both sides were at grade Ⅰ Fig. 3 A 48-year-old female patient with L2 fracture undergoing the routine PPS in control group ? Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ? CT image before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screw and upper-endplate had angle ? CT image at 6 months after operation, showing that the left screw was at grade Ⅲ
兩組患者共植入椎弓根釘174枚，對照組83枚（平均每例4.4枚），其中植入4枚14例，5枚3例，6 枚2例；試驗組91枚（平均每例4.6枚），其中植入4枚13例，5枚3例，6枚4例。
1.4 術后處理
兩組術后常規使用抗生素預防感染，術后當天指導患者臥床行患肢等張性肌肉收縮鍛煉，臥床1 周后在支具保護下逐漸下地活動。
1.5 療效評價指標
1.5.1 臨床評價
① 記錄手術時間（從術者開始標記穿刺點或穿刺節段至敷料包扎）、術中出血量（血紗布總重量－干紗布總重量，以1 g=1 mL為換算標準）以及X線透視次數（包括定位、穿刺及確認植釘的攝片總次數）；② 記錄術后7 d、6個月VAS評分，并與術前比較；③ 記錄術中植釘一次性成功率（one-time success rate，OSR），指首次穿刺并成功植釘，不包括椎弓根突破調整穿刺后植釘成功；④ 觀察術后雙下肢及鞍區感覺、運動功能情況。
1.5.2 影像學評價
手術前后攝胸腰椎正、側位X線片和CT，均以Dicom格式保存，采用MiniViewer Version1.0軟件（Millennium Systems公司，埃及）測量以下指標。① 側位X線片上測量并計算VCR[7]，VCR=患椎前緣高度/[（患椎上位相鄰椎體前緣高度+患椎下位相鄰椎體前緣高度）/2]×100%。② 側位X線片上測量螺釘與上終板夾角（endplate-screw angle，ESA），取上終板與椎體前、后緣交點連線作為上終板線，其與螺釘軸位夾角即為ESA。③ 于CT橫斷面按照Ringel等[4]的分級標準評估螺釘與椎弓根關系（pedicle-screw relationship，PSR）：椎弓根螺釘位于椎弓根內為Ⅰ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根 < 2?mm為Ⅱ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根2～4 mm為Ⅲ級，椎弓根螺釘穿破椎弓根 > 4 mm為Ⅳ級；定義Ⅰ、Ⅱ級為優良植釘，Ⅲ、Ⅳ級為不良植釘。④ CT上觀察植釘節段有無異常陰影，了解是否有血管損傷。
1.6 統計學方法
采用SPSS19.0統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；組內各時間點間比較采用重復測量方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
兩組患者手術時間及術中出血量比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）；對照組X線透視次數顯著多于試驗組，比較差異有統計學意義（t=-15.658，P=0.000）；見表 1。試驗組OSR為95.60%（87/91），明顯優于對照組的86.75%（72/83），差異有統計學意義（χ2=4.323，P=0.038）。術后患者切口均Ⅰ期愈合，無切口感染等早期并發癥發生。兩組患者均獲隨訪，試驗組隨訪時間6～11個月，平均7.6個月；對照組7～11個月，平均7.8個月。術后均無神經、血管損傷等相關植釘并發癥；雙下肢及鞍區感覺、運動功能均無異常。術后7 d、6個月兩組VAS評分比較，差異均無統計學意義（P > 0.05）；組內術后2個時間點VAS評分均較術前顯著改善，術后6個月時評分低于7 d時，比較差異有統計學意義（P < 0.05）。
術后6個月試驗組和對照組VCR分別為94.75%±5.10%和92.40%±5.09%，均較術前顯著改善，差異有統計學意義（t=11.865，P=0.000；t=11.359，P=0.000）；術后兩組間比較差異無統計學意義（t=1.442，P=0.158）。術后6個月試驗組和對照組ESA分別為（1.82±1.13）°和（3.36±2.43）°，比較差異有統計學意義（t=5.421，P=0.000）。術后6個月，試驗組PSR分級為Ⅰ級83枚、Ⅱ級6枚、Ⅲ級2枚，優良植釘率為97.80%；對照組Ⅰ級54枚、Ⅱ級19枚、Ⅲ級7枚、Ⅳ級3枚，優良植釘率為87.95%；兩組比較差異有統計學意義（χ2=18.347，P=0.000）。CT觀察示植釘節段均無血腫等異常陰影。見圖 2、3。
3 討論
與傳統開放手術相比，PPS治療胸腰椎骨折具有創傷小、出血少、手術時間短、風險低、恢復快等優點[3, 8-9]，但仍有1.9%～4.0%患者發生與椎弓根螺釘誤植相關的神經、血管損傷等并發癥[1, 4-6]。因此，提高植釘準確性仍是PPS至關重要的問題。此外，傳統PPS在C臂X線機引導下進行，常需透視數十次才能完成穿刺植釘[10-11]。雖然通過穿戴防護服、增加防護距離等方法可減少醫務人員所受輻射量[11-12]，但對患者難以采取有效防護措施；并且，C臂X線機只能采集單平面二維靜態圖像，無法在立體空間上對穿刺過程進行實時引導。因此，尋求一種動態引導、低輻射乃至無輻射的導航方式尤為重要。
PPS植釘的準確性主要從X線片和CT上進行評價。Weinstein等[13]認為螺釘位于椎弓根內，且盡量與上終板平行可獲得更好的穩定性，即ESA為0°時螺釘可獲得最佳固定強度，這一觀點已被大多數醫生認同。而通過CT評價螺釘位置的方法較多，目前尚無統一標準。Youkilis等[14]根據螺釘與椎弓根關系將其分為未突破、≤2 mm及 > 2 mm 3級；Raley等[1]將植釘并發癥納入分級范疇，只要有相關并發癥發生均視為嚴重不良植釘；也有學者認為螺釘植入深度亦需納入評價[15]。本研究采用Ringel等 [4]的分級標準，主要從影像學圖像進行螺釘位置分析，植釘相關并發癥進行單獨記錄。由于此分級方法中Ⅰ、Ⅱ級螺釘的把持力未受到明顯影響，Ⅲ、Ⅳ級螺釘固定強度可能不足，故將前兩者視為優良植釘，后兩者視為不良植釘。此外，椎弓根穿刺次數對植釘準確性也有一定影響，如穿刺過多可能損傷椎弓根壁形成假道，易引起螺釘位置不良，甚至發生脊髓神經損傷等嚴重并發癥。所以，我們選擇了OSR作為評價植釘準確性的指標之一。
近年來，脊柱外科導航系統逐漸應用于臨床，圖像采集方式可基于C臂X線機、O臂X線機、CT以及MRI[16-20]。雖然后三者可對術中穿刺過程進行三維引導，但由于設備昂貴難以推廣。而基于C臂X線機的光電導航系統應用較多，其在輻射量、準確性等方面較傳統透視方式更佳[10, 19-20]。但也有學者認為非導航下手術效果與導航下手術效果類似，甚至更優[21]。楊陽等[22]報道采用單純前后位透視引導PPS，在降低輻射和保證植釘準確性方面均有較好表現。Kim等[19]發現導航下椎弓根植釘耗時較長，但總體手術時間較常規透視下植釘短。因此，為進一步探討光電導航系統用于PPS的價值，我們進行了比較研究。
本研究采用基于C臂X線機的光電導航系統，可同時注冊多個平面的虛擬圖像，且為實時導航，因此對術中穿刺植釘過程可進行空間動態引導。當側位導航圖像上針尖到達椎體后緣時，正位導航圖像上針尖貼近椎弓根投影的內側壁，即為合適植釘方向；如穿刺時未達到前述要求，需在導航圖像上對穿刺方向進行實時調整，對于穿刺過程的把握更直觀。術中試驗組僅在圖像采集及術中需透視確認的情況下攝片，穿刺植釘過程中可脫離輻射，因此透視次數明顯少于對照組；兩組術中出血量、術后VAS評分及VCR無明顯差異，均獲得滿意的臨床療效。本研究中兩組手術時間亦無明顯差異，考慮與早期設備注冊不熟悉有關，后期設備操作熟練后手術時間有望減少。而試驗組OSR和ESA均明顯優于對照組，不良植釘率試驗組（2.20%）也低于對照組（12.05%）及既往報道（6.6%～23%）[1, 5]。提示，光電導航系統應用于PPS中可明顯提高穿刺及植釘準確性。
但是，光電導航系統具有光學示蹤技術的通病，即在參考架松動等情況下會發生圖像漂移造成誤差，主要與術者設備操作不熟練有關。本研究試驗組有2 枚螺釘植入位置不佳，均發生在導航系統使用早期階段。因此，早期應用光電導航系統時可結合術者經驗進行判斷，必要時透視證實，每次穿刺前均將注冊器械與標準件進行比對、校準，以有效避免類似情況發生。
綜上述，光電導航系統引導下PPS治療胸腰椎骨折可提高術中穿刺及植釘的準確性、減少術中X線透視次數、維持良好的椎體復位，且未延長手術時間、增加出血量，可獲得較好近期療效，遠期療效有待進一步觀察明確。
