引用本文： 林旭鑫, 常青, 尚利杰, 沈素紅, 付卓, 王怡帆, 周鷺凡, 付豪, 趙剛. 微創經椎間孔入路腰椎椎體間融合術中O臂導航與超聲容積導航引導螺釘植入的對比研究. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(11): 1403-1409. doi: 10.7507/1002-1892.202308067 復制
腰椎間盤突出癥（lumbar disc herniation，LDH）是患者腰腿痛甚至殘疾的主要原因，保守治療無效及伴隨神經癥狀時應采用手術治療，微創經椎間孔入路腰椎椎體間融合術（minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF）是目前治療LDH的主要術式之一，具有出血少、創傷小、恢復快的優勢[1-2]。經皮椎弓根螺釘是目前應用最廣泛的脊柱微創手術固定儀器，具有創傷小、恢復快、固定好的特點，是MIS-TLIF術后椎體間穩定性恢復的主要固定器械[3-4]。目前，經皮椎弓根螺釘的植入主要在C臂X線機引導下進行，但這種植釘方式伴隨著較高的輻射暴露及植釘錯誤率，因此尋找一種更直觀、輻射更少、植釘準確率更高的植釘導航系統是目前研究熱點，如增強現實結合虛擬現實導航系統[5-6]、3D打印導板導航[7-8]、機器人輔助導航[9-11]、O臂導航[12-13]等。其中，O臂導航系統引導螺釘植入已在臨床廣泛應用，相較于傳統C臂導航，O臂導航植釘具有省時、直觀、準確和低輻射等優勢[14-16]。有研究表明[12]，對于多節段MIS-TLIF，O臂導航系統的輻射暴露量與C臂X線機相等甚至更低；而對于單節段MIS-TLIF，術中使用O臂導航系統的輻射暴露量幾乎是C臂X線機的2倍。故O臂導航系統的低輻射性更多體現在多節段MIS-TLIF術中。
超聲容積導航（ultrasound volume navigation，UVN）是基于電磁場跟蹤系統，將術前采集的CT或MRI三維數據與術中超聲影像數據進行圖像整合，術中通過實時超聲精確直觀地確定病變部位，并可在超聲系統中規劃穿刺路線實時引導[17-18]。UVN因其低輻射性一經問世便備受青睞，目前該技術已被探索及運用至腫瘤消融[18]、病灶確認[19]、臟器切除[20]、造影介入[21]等諸多領域。作為一種新興實用的技術，UVN技術也被運用到脊柱外科領域中，如Liu等[17]的尸體研究證明，經皮內鏡腰椎間盤切除術中的后外側經椎間孔穿刺時，采用UVN引導可減少穿刺次數和輻射劑量。王冰等[22]在經皮椎間孔鏡下椎間盤切除術中，采用UVN引導椎間孔鏡的穿刺，結果顯示相較于X線引導穿刺，UVN在保證療效前提下能減少穿刺時間、提高穿刺成功率、減少輻射劑量。Zhao等[23]的研究提出經皮椎體成形術或經皮后凸成形術中，UVN引導經皮椎弓根穿刺可減少輻射暴露和穿刺時間。
目前尚未見UVN技術引導MIS-TLIF術中螺釘植入的臨床報道，但其前期研究已完善。Chan等[24]基于計算機虛擬模型證明UVN可安全、準確、快速地引導脊柱融合術中椎弓根螺釘植入；Gueziri等[25]在豬尸體上運用UVN引導腰椎和胸腰椎融合術中椎弓根螺釘植入，認為該方法準確性與傳統植釘手段一致。此外，本團隊前期研究已成功將UVN運用到椎體壓縮性骨折的經皮椎弓根螺釘內固定術中，有豐富的運用UVN引導植入經皮椎弓根螺釘經驗。基于此，我們采用前瞻性臨床隨機對照研究，探討MIS-TLIF術中運用UVN引導經皮椎弓根螺釘植入的可行性，并與O臂導航系統引導螺釘植入進行療效比較。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 明確診斷為LDH等腰椎退行性疾病，伴/不伴椎體滑脫，有手術適應證擬行MIS-TLIF者；② 無嚴重神經損傷；③ 依從性良好，有完整臨床資料。
排除標準：① 翻修手術或既往有相應手術史，導致脊柱結構缺損或已有椎弓根螺釘固定者；② 裝有心臟起搏器等器械可能干擾超聲電磁導航系統者；③ 嚴重脊柱側彎、腰椎退變、骨質疏松、腫瘤或椎體病理骨折等嚴重骨結構異常者；④ 合并精神病等不能配合完成調查，影響療效評價者。
2022年6月—2023年6月共60例患者符合選擇標準納入研究。按隨機數字表法分為UVN組（A組）和O臂導航組（B組），每組30例。兩組患者性別、年齡、身體質量指數（body mass index，BMI）和手術節段等基線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
兩組患者基線資料比較（n=30）
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups (n=30)
1.2 手術方法
所有患者術前完善X線片、CT、MRI等相關檢查明確診斷，手術由同一組醫生進行，除了術前導航系統架設及術中螺釘植入，其余手術過程按照常規MIS-TLIF進行。患者于氣管插管全身麻醉后取俯臥位，墊高腰骶部。
A組：術前安裝電磁追蹤器，術中全程保持追蹤器位置不變，其距離超聲探頭不超過80 cm。將術前CT三維圖像以DICOM格式導入Logiq E9超聲儀（GE公司，美國），并與體表電磁追蹤器連接，采用三點法（棘突尖部及該棘突兩側雙側關節突最高點）[26]進行圖像融合并調試，使圖像誤差<2 mm。超聲儀引導下調整穿刺針尖端位置，使之顯影處于“人”字嵴位置[27]，并調整穿刺針外展角度；之后調整彩超探頭角度進行側位觀察；調整尾傾角度，循環重復操作于導航系統導航下逐漸攻入穿刺針，鉆出孔道，探針確認孔道四壁均完整后選擇長度合適的螺釘植入（圖1）。本組共植入132枚螺釘。由于本研究初步應用UVN引導椎弓根螺釘植入，出于安全考慮，在攻入穿刺針及植釘后加以C臂X線機透視驗證植釘安全性，但C臂X線機不參與植釘過程中釘道調整等步驟，植釘過程由UVN獨立引導。
圖1
UVN引導穿刺植釘
a. 術中操作；b. UVN引導穿刺
Figure1. Screw placement guided by UVNa. Intraoperative procedure; b. Puncture guided by UVN
B組：術前于植釘椎體頭端相鄰椎體棘突1 cm處安裝示蹤器參考架，安裝標準為確保其穩定且不妨礙手術操作。O臂機（Medtronic公司，美國）連接Stealth Station導航系統設備，對手術椎體進行三維掃描并傳輸至導航系統進行注冊，選取棘突驗證O臂導航探針準確性，通過后進行手術。植釘全程在O臂導航下進行，根據導航提供的實時圖像按“人”字嵴進針法規劃進針點[27]、進針路線，按照導航慢慢攻入穿刺針，鉆出孔道，探針確認孔道四壁均完整后選擇長度合適的螺釘植入（圖2）。本組共植入138枚螺釘。
圖2
O臂導航引導穿刺植釘
a. 安裝示蹤器參考架，連接Stealth Station導航系統并注冊；b. O臂導航引導穿刺
Figure2. Screw placement guided by O-arm navigationa. Installation of tracker reference frame, and connection to the Stealth Station navigation system and registration; b. Puncture guided by O-arm navigation
1.3 術后處理及療效評價指標
兩組術后常規使用抗生素72 h預防感染；每日密切觀察患者切口情況，及時消毒更換紗布。
分別記錄以下指標：① 兩組植釘時間：以融合器放置結束為起始時間點，A組以完成最后1次C臂X線機透視驗證為結束時間點，B組以完成最后1枚螺釘植入為結束時間點，計算平均單枚螺釘植釘時間（植釘總時間/螺釘數）。② 輻射劑量：本研究使用C臂X線機和O臂機進行術中圖像采集，兩個設備均配備了一內置劑量計，可直接統計總輻射劑量，并據此計算平均單枚螺釘有效輻射劑量（總輻射劑量/螺釘數）；并分單節段和多節段分別進行兩組間比較。其中A組的術前CT三維數據來自術前常規CT檢查，故不納入手術過程中輻射劑量的統計。③ 植釘準確性評價：術后10 d行X線片以及CT檢查，觀察是否有小關節侵犯情況發生，并根據螺釘錯位分級系統對植釘準確性進行評價：0級，螺釘完全在椎弓根內；1級，存在某一位置穿破椎弓根壁<2 mm；2級，存在某一位置穿破椎弓根壁2～4 mm；3級，存在某一位置穿破椎弓根壁≥4 mm。
1.4 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料經Shapiro-Wilk正態性檢驗，符合正態分布的數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的數據以 M（Q1，Q3）表示，組間比較采用秩和檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗。利用Pearson相關和Spearman秩相關分析平均單枚螺釘植釘時間及植釘準確性分級與BMI的關系。檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
B組平均單枚螺釘植釘時間短于A組，單節段及多節段患者總輻射劑量以及平均單枚螺釘有效輻射劑量明顯多于A組，差異均有統計學意義（P<0.05）；B組內單節段及多節段患者間總輻射劑量差異無統計學意義（P>0.05），A組多節段患者總輻射劑量大于單節段患者，差異有統計學意義（P<0.05）。植釘準確性評價中排除未行術后影像學檢查而數據缺失者，A、B組分別評價128枚和130枚螺釘，兩組植釘準確性分級比較差異無統計學意義（P>0.05）。兩組中1、2級螺釘均為向椎弓根外壁突破，無突破椎弓根內壁的螺釘。兩組小關節侵犯率比較差異亦無統計學意義（P>0.05）。見表2。A組平均單枚螺釘植釘時間和植釘準確性分級均與BMI成正相關（r=0.677，P<0.001；r=0.222，P=0.012），而B組二者與BMI均無相關性（r=0.224，P=0.233；r=0.034，P=0.697）。
表2
兩組患者結局指標比較
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
3 討論
目前，大量研究已證明O臂導航引導椎弓根螺釘植入相較于傳統C臂X線機引導植入具有省時性、直觀性、準確性和低輻射性[14-16]，然而尚未見MIS-TLIF術中UVN引導螺釘植入的相關臨床報道。本研究首次將UVN技術應用到MIS-TLIF術中螺釘入中，并對UVN和O臂導航兩種新型導航方式植釘進行比較。
本研究中，A組平均單枚螺釘植釘時間長于B組，但考慮到新技術運用的安全性，我們在植釘過程中增加了C臂X線機透視驗證，故我們認為在植釘時間的對比上，若除去C臂X線機透視驗證時間，UVN引導植釘也具有與O臂導航相近的省時性。此外，在輻射劑量對比上，不管是平均單枚螺釘有效輻射劑量還是總輻射劑量，UVN引導MIS-TLIF術中螺釘植入都具有更大優勢。有意思的是，在單節段螺釘植入總輻射劑量對比上，B組明顯高于A組，而在多節段對比上A組的優勢縮小了。這是因為O臂導航帶來的輻射只在初始環形三維掃描時產生，其導航過程不涉及輻射，故其總輻射劑量不因節段數、植釘數多寡而改變，本研究結果也顯示B組多節段與單節段患者總輻射劑量差異無統計學意義（P>0.05）。而A組多節段螺釘植入總輻射劑量明顯高于單節段，其輻射全部由C臂X線機透視驗證產生，故隨著手術節段和植釘數的增加，A組總輻射劑量也增加，其相較于B組的優勢也被縮小甚至反超，這也驗證了O臂導航系統的低輻射性更多體現在多節段MIS-TLIF術中[12]。然而，當安全性得到大量臨床證據支持時，C臂X線機透視驗證階段可省略，屆時UVN引導螺釘植入唯一的輻射來源于提供三維影像的術前CT檢查，而這是一常規術前檢查，故從某種意義上來說UVN引導螺釘植入具有“無輻射性”。
在植釘準確度比較上，不管是植釘準確性分級還是小關節侵犯率，兩組差異均無統計學意義，說明作為一種與O臂類似的三維導航技術，UVN技術在引導MIS-TLIF術中螺釘植入上具有可媲美O臂導航的準確度。然而，兩組均存在一定數量的2級螺釘 ［A組6枚（4.7%），B組5枚（3.8%）］，如何提高植釘準確度，需要我們在后續臨床應用中進一步完善操作步驟以及調整部分參數。特別是A組超聲-CT圖像融合精度直接影響植釘準確度，但目前對超聲-CT圖像融合精度評價尚無統一標準，目標配準誤差從小關節穿刺取2～3 mm到椎間孔鏡穿刺取5 mm[28]，本研究參考諸多研究后采用2 mm配準誤差。若后續研究能進一步改進圖像融合方法，縮小融合配準誤差，提高融合精度，將會進一步提高UVN引導椎弓根螺釘植入的準確度。如De Silva等[29]開發了一種完全基于軟件圖像的UVN圖像融合配準方法，使其可以在不需要手術跟蹤器的情況下運行，提高了UVN技術在脊柱干預中針頭放置穿刺的準確性和安全性。該方法是潛在的改進方向，但是否可行還需要經過相關研究驗證。
因此，MIS-TLIF術中UVN引導螺釘植入雖具有媲美O臂導航的相關特性，但作為一種基于超聲開發的多學科導航技術，也存在一些技術短板。本研究中我們發現肥胖等因素可能影響彩超的成像、定位、導航等功能，進而影響植釘過程和植釘質量，為探索其中是否存在聯系，我們對兩組BMI與植釘觀察指標進行了相關性分析。結果顯示，A組平均單枚螺釘植釘時間和植釘準確性分級均與BMI存在正相關性，隨著BMI上升，植釘時間相應增加，同時植釘準確性有所下降；而B組則不存在這種相關性。說明UVN技術引導MIS-TLIF術中螺釘植入會因肥胖影響超聲成像而增加植釘時間、影響植釘質量。同時，如肌肉韌帶撕裂等導致其結構及排列紊亂、肌肉軟組織層囊腫或炎癥積液、皮膚疾病、植釘節段較高以及骨結構異常（如脊柱側彎變形）等影響彩超成像的情況下，UVN引導MIS-TLIF術中螺釘植入將受到不同程度限制，甚至無法使用。如何減少這些因素帶來的影響將是UVN技術發展及應用中需要攻克的問題，我們認為可以從以下幾個方面入手：① 優化超聲設備和檢測技術，開發自動識別和分析容積數據的應用及算法，減少對操作醫師技術的依賴性，提高檢查的準確性和效率。② 根據患者的體型和組織特性調整超聲參數，以獲得更清晰圖像，最好形成相應量效關系的共識，以方便臨床應用中快速調整超聲參數。③ 醫生和技師應接受專業培訓，熟練掌握超聲檢查技術和操作方法，以提高檢查的準確性和效率。這方面的學習曲線在某些程度上也會限制UVN技術在MIS-TLIF術中引導螺釘植入的應用，故尋求多學科參與可能是一種解決方法。
綜上述，MIS-TLIF術中采用UVN技術引導螺釘植入具有媲美O臂導航的省時性、直觀性、準確性，以及超越O臂導航的低輻射性，但也因超聲成像問題而存在一定局限性，有待進一步完善。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；經費支持沒有影響文章觀點以及對研究數據客觀結果的統計分析和報道
倫理聲明 研究方案經河南省洛陽正骨醫院（河南省骨科醫院）倫理委員會批準（KY2022-013-02）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 趙剛：研究指導、設計及實施；林旭鑫：研究設計及實施、文章撰寫及修改；常青：研究實施及數據收集；尚利杰：數據收集整理及統計分析；沈素紅：研究指導；付卓：研究支持；王怡帆、周鷺凡、付豪：數據收集
腰椎間盤突出癥（lumbar disc herniation，LDH）是患者腰腿痛甚至殘疾的主要原因，保守治療無效及伴隨神經癥狀時應采用手術治療，微創經椎間孔入路腰椎椎體間融合術（minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF）是目前治療LDH的主要術式之一，具有出血少、創傷小、恢復快的優勢[1-2]。經皮椎弓根螺釘是目前應用最廣泛的脊柱微創手術固定儀器，具有創傷小、恢復快、固定好的特點，是MIS-TLIF術后椎體間穩定性恢復的主要固定器械[3-4]。目前，經皮椎弓根螺釘的植入主要在C臂X線機引導下進行，但這種植釘方式伴隨著較高的輻射暴露及植釘錯誤率，因此尋找一種更直觀、輻射更少、植釘準確率更高的植釘導航系統是目前研究熱點，如增強現實結合虛擬現實導航系統[5-6]、3D打印導板導航[7-8]、機器人輔助導航[9-11]、O臂導航[12-13]等。其中，O臂導航系統引導螺釘植入已在臨床廣泛應用，相較于傳統C臂導航，O臂導航植釘具有省時、直觀、準確和低輻射等優勢[14-16]。有研究表明[12]，對于多節段MIS-TLIF，O臂導航系統的輻射暴露量與C臂X線機相等甚至更低；而對于單節段MIS-TLIF，術中使用O臂導航系統的輻射暴露量幾乎是C臂X線機的2倍。故O臂導航系統的低輻射性更多體現在多節段MIS-TLIF術中。
超聲容積導航（ultrasound volume navigation，UVN）是基于電磁場跟蹤系統，將術前采集的CT或MRI三維數據與術中超聲影像數據進行圖像整合，術中通過實時超聲精確直觀地確定病變部位，并可在超聲系統中規劃穿刺路線實時引導[17-18]。UVN因其低輻射性一經問世便備受青睞，目前該技術已被探索及運用至腫瘤消融[18]、病灶確認[19]、臟器切除[20]、造影介入[21]等諸多領域。作為一種新興實用的技術，UVN技術也被運用到脊柱外科領域中，如Liu等[17]的尸體研究證明，經皮內鏡腰椎間盤切除術中的后外側經椎間孔穿刺時，采用UVN引導可減少穿刺次數和輻射劑量。王冰等[22]在經皮椎間孔鏡下椎間盤切除術中，采用UVN引導椎間孔鏡的穿刺，結果顯示相較于X線引導穿刺，UVN在保證療效前提下能減少穿刺時間、提高穿刺成功率、減少輻射劑量。Zhao等[23]的研究提出經皮椎體成形術或經皮后凸成形術中，UVN引導經皮椎弓根穿刺可減少輻射暴露和穿刺時間。
目前尚未見UVN技術引導MIS-TLIF術中螺釘植入的臨床報道，但其前期研究已完善。Chan等[24]基于計算機虛擬模型證明UVN可安全、準確、快速地引導脊柱融合術中椎弓根螺釘植入；Gueziri等[25]在豬尸體上運用UVN引導腰椎和胸腰椎融合術中椎弓根螺釘植入，認為該方法準確性與傳統植釘手段一致。此外，本團隊前期研究已成功將UVN運用到椎體壓縮性骨折的經皮椎弓根螺釘內固定術中，有豐富的運用UVN引導植入經皮椎弓根螺釘經驗。基于此，我們采用前瞻性臨床隨機對照研究，探討MIS-TLIF術中運用UVN引導經皮椎弓根螺釘植入的可行性，并與O臂導航系統引導螺釘植入進行療效比較。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 明確診斷為LDH等腰椎退行性疾病，伴/不伴椎體滑脫，有手術適應證擬行MIS-TLIF者；② 無嚴重神經損傷；③ 依從性良好，有完整臨床資料。
排除標準：① 翻修手術或既往有相應手術史，導致脊柱結構缺損或已有椎弓根螺釘固定者；② 裝有心臟起搏器等器械可能干擾超聲電磁導航系統者；③ 嚴重脊柱側彎、腰椎退變、骨質疏松、腫瘤或椎體病理骨折等嚴重骨結構異常者；④ 合并精神病等不能配合完成調查，影響療效評價者。
2022年6月—2023年6月共60例患者符合選擇標準納入研究。按隨機數字表法分為UVN組（A組）和O臂導航組（B組），每組30例。兩組患者性別、年齡、身體質量指數（body mass index，BMI）和手術節段等基線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
兩組患者基線資料比較（n=30）
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups (n=30)
1.2 手術方法
所有患者術前完善X線片、CT、MRI等相關檢查明確診斷，手術由同一組醫生進行，除了術前導航系統架設及術中螺釘植入，其余手術過程按照常規MIS-TLIF進行。患者于氣管插管全身麻醉后取俯臥位，墊高腰骶部。
A組：術前安裝電磁追蹤器，術中全程保持追蹤器位置不變，其距離超聲探頭不超過80 cm。將術前CT三維圖像以DICOM格式導入Logiq E9超聲儀（GE公司，美國），并與體表電磁追蹤器連接，采用三點法（棘突尖部及該棘突兩側雙側關節突最高點）[26]進行圖像融合并調試，使圖像誤差<2 mm。超聲儀引導下調整穿刺針尖端位置，使之顯影處于“人”字嵴位置[27]，并調整穿刺針外展角度；之后調整彩超探頭角度進行側位觀察；調整尾傾角度，循環重復操作于導航系統導航下逐漸攻入穿刺針，鉆出孔道，探針確認孔道四壁均完整后選擇長度合適的螺釘植入（圖1）。本組共植入132枚螺釘。由于本研究初步應用UVN引導椎弓根螺釘植入，出于安全考慮，在攻入穿刺針及植釘后加以C臂X線機透視驗證植釘安全性，但C臂X線機不參與植釘過程中釘道調整等步驟，植釘過程由UVN獨立引導。
圖1
UVN引導穿刺植釘
a. 術中操作；b. UVN引導穿刺
Figure1. Screw placement guided by UVNa. Intraoperative procedure; b. Puncture guided by UVN
B組：術前于植釘椎體頭端相鄰椎體棘突1 cm處安裝示蹤器參考架，安裝標準為確保其穩定且不妨礙手術操作。O臂機（Medtronic公司，美國）連接Stealth Station導航系統設備，對手術椎體進行三維掃描并傳輸至導航系統進行注冊，選取棘突驗證O臂導航探針準確性，通過后進行手術。植釘全程在O臂導航下進行，根據導航提供的實時圖像按“人”字嵴進針法規劃進針點[27]、進針路線，按照導航慢慢攻入穿刺針，鉆出孔道，探針確認孔道四壁均完整后選擇長度合適的螺釘植入（圖2）。本組共植入138枚螺釘。
圖2
O臂導航引導穿刺植釘
a. 安裝示蹤器參考架，連接Stealth Station導航系統并注冊；b. O臂導航引導穿刺
Figure2. Screw placement guided by O-arm navigationa. Installation of tracker reference frame, and connection to the Stealth Station navigation system and registration; b. Puncture guided by O-arm navigation
1.3 術后處理及療效評價指標
兩組術后常規使用抗生素72 h預防感染；每日密切觀察患者切口情況，及時消毒更換紗布。
分別記錄以下指標：① 兩組植釘時間：以融合器放置結束為起始時間點，A組以完成最后1次C臂X線機透視驗證為結束時間點，B組以完成最后1枚螺釘植入為結束時間點，計算平均單枚螺釘植釘時間（植釘總時間/螺釘數）。② 輻射劑量：本研究使用C臂X線機和O臂機進行術中圖像采集，兩個設備均配備了一內置劑量計，可直接統計總輻射劑量，并據此計算平均單枚螺釘有效輻射劑量（總輻射劑量/螺釘數）；并分單節段和多節段分別進行兩組間比較。其中A組的術前CT三維數據來自術前常規CT檢查，故不納入手術過程中輻射劑量的統計。③ 植釘準確性評價：術后10 d行X線片以及CT檢查，觀察是否有小關節侵犯情況發生，并根據螺釘錯位分級系統對植釘準確性進行評價：0級，螺釘完全在椎弓根內；1級，存在某一位置穿破椎弓根壁<2 mm；2級，存在某一位置穿破椎弓根壁2～4 mm；3級，存在某一位置穿破椎弓根壁≥4 mm。
1.4 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料經Shapiro-Wilk正態性檢驗，符合正態分布的數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的數據以 M（Q1，Q3）表示，組間比較采用秩和檢驗。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料組間比較采用秩和檢驗。利用Pearson相關和Spearman秩相關分析平均單枚螺釘植釘時間及植釘準確性分級與BMI的關系。檢驗水準取雙側α=0.05。
2 結果
B組平均單枚螺釘植釘時間短于A組，單節段及多節段患者總輻射劑量以及平均單枚螺釘有效輻射劑量明顯多于A組，差異均有統計學意義（P<0.05）；B組內單節段及多節段患者間總輻射劑量差異無統計學意義（P>0.05），A組多節段患者總輻射劑量大于單節段患者，差異有統計學意義（P<0.05）。植釘準確性評價中排除未行術后影像學檢查而數據缺失者，A、B組分別評價128枚和130枚螺釘，兩組植釘準確性分級比較差異無統計學意義（P>0.05）。兩組中1、2級螺釘均為向椎弓根外壁突破，無突破椎弓根內壁的螺釘。兩組小關節侵犯率比較差異亦無統計學意義（P>0.05）。見表2。A組平均單枚螺釘植釘時間和植釘準確性分級均與BMI成正相關（r=0.677，P<0.001；r=0.222，P=0.012），而B組二者與BMI均無相關性（r=0.224，P=0.233；r=0.034，P=0.697）。
表2
兩組患者結局指標比較
Table2.
Comparison of outcome indicators between the two groups
3 討論
目前，大量研究已證明O臂導航引導椎弓根螺釘植入相較于傳統C臂X線機引導植入具有省時性、直觀性、準確性和低輻射性[14-16]，然而尚未見MIS-TLIF術中UVN引導螺釘植入的相關臨床報道。本研究首次將UVN技術應用到MIS-TLIF術中螺釘入中，并對UVN和O臂導航兩種新型導航方式植釘進行比較。
本研究中，A組平均單枚螺釘植釘時間長于B組，但考慮到新技術運用的安全性，我們在植釘過程中增加了C臂X線機透視驗證，故我們認為在植釘時間的對比上，若除去C臂X線機透視驗證時間，UVN引導植釘也具有與O臂導航相近的省時性。此外，在輻射劑量對比上，不管是平均單枚螺釘有效輻射劑量還是總輻射劑量，UVN引導MIS-TLIF術中螺釘植入都具有更大優勢。有意思的是，在單節段螺釘植入總輻射劑量對比上，B組明顯高于A組，而在多節段對比上A組的優勢縮小了。這是因為O臂導航帶來的輻射只在初始環形三維掃描時產生，其導航過程不涉及輻射，故其總輻射劑量不因節段數、植釘數多寡而改變，本研究結果也顯示B組多節段與單節段患者總輻射劑量差異無統計學意義（P>0.05）。而A組多節段螺釘植入總輻射劑量明顯高于單節段，其輻射全部由C臂X線機透視驗證產生，故隨著手術節段和植釘數的增加，A組總輻射劑量也增加，其相較于B組的優勢也被縮小甚至反超，這也驗證了O臂導航系統的低輻射性更多體現在多節段MIS-TLIF術中[12]。然而，當安全性得到大量臨床證據支持時，C臂X線機透視驗證階段可省略，屆時UVN引導螺釘植入唯一的輻射來源于提供三維影像的術前CT檢查，而這是一常規術前檢查，故從某種意義上來說UVN引導螺釘植入具有“無輻射性”。
在植釘準確度比較上，不管是植釘準確性分級還是小關節侵犯率，兩組差異均無統計學意義，說明作為一種與O臂類似的三維導航技術，UVN技術在引導MIS-TLIF術中螺釘植入上具有可媲美O臂導航的準確度。然而，兩組均存在一定數量的2級螺釘 ［A組6枚（4.7%），B組5枚（3.8%）］，如何提高植釘準確度，需要我們在后續臨床應用中進一步完善操作步驟以及調整部分參數。特別是A組超聲-CT圖像融合精度直接影響植釘準確度，但目前對超聲-CT圖像融合精度評價尚無統一標準，目標配準誤差從小關節穿刺取2～3 mm到椎間孔鏡穿刺取5 mm[28]，本研究參考諸多研究后采用2 mm配準誤差。若后續研究能進一步改進圖像融合方法，縮小融合配準誤差，提高融合精度，將會進一步提高UVN引導椎弓根螺釘植入的準確度。如De Silva等[29]開發了一種完全基于軟件圖像的UVN圖像融合配準方法，使其可以在不需要手術跟蹤器的情況下運行，提高了UVN技術在脊柱干預中針頭放置穿刺的準確性和安全性。該方法是潛在的改進方向，但是否可行還需要經過相關研究驗證。
因此，MIS-TLIF術中UVN引導螺釘植入雖具有媲美O臂導航的相關特性，但作為一種基于超聲開發的多學科導航技術，也存在一些技術短板。本研究中我們發現肥胖等因素可能影響彩超的成像、定位、導航等功能，進而影響植釘過程和植釘質量，為探索其中是否存在聯系，我們對兩組BMI與植釘觀察指標進行了相關性分析。結果顯示，A組平均單枚螺釘植釘時間和植釘準確性分級均與BMI存在正相關性，隨著BMI上升，植釘時間相應增加，同時植釘準確性有所下降；而B組則不存在這種相關性。說明UVN技術引導MIS-TLIF術中螺釘植入會因肥胖影響超聲成像而增加植釘時間、影響植釘質量。同時，如肌肉韌帶撕裂等導致其結構及排列紊亂、肌肉軟組織層囊腫或炎癥積液、皮膚疾病、植釘節段較高以及骨結構異常（如脊柱側彎變形）等影響彩超成像的情況下，UVN引導MIS-TLIF術中螺釘植入將受到不同程度限制，甚至無法使用。如何減少這些因素帶來的影響將是UVN技術發展及應用中需要攻克的問題，我們認為可以從以下幾個方面入手：① 優化超聲設備和檢測技術，開發自動識別和分析容積數據的應用及算法，減少對操作醫師技術的依賴性，提高檢查的準確性和效率。② 根據患者的體型和組織特性調整超聲參數，以獲得更清晰圖像，最好形成相應量效關系的共識，以方便臨床應用中快速調整超聲參數。③ 醫生和技師應接受專業培訓，熟練掌握超聲檢查技術和操作方法，以提高檢查的準確性和效率。這方面的學習曲線在某些程度上也會限制UVN技術在MIS-TLIF術中引導螺釘植入的應用，故尋求多學科參與可能是一種解決方法。
綜上述，MIS-TLIF術中采用UVN技術引導螺釘植入具有媲美O臂導航的省時性、直觀性、準確性，以及超越O臂導航的低輻射性，但也因超聲成像問題而存在一定局限性，有待進一步完善。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突；經費支持沒有影響文章觀點以及對研究數據客觀結果的統計分析和報道
倫理聲明 研究方案經河南省洛陽正骨醫院（河南省骨科醫院）倫理委員會批準（KY2022-013-02）；患者均知情同意
作者貢獻聲明 趙剛：研究指導、設計及實施；林旭鑫：研究設計及實施、文章撰寫及修改；常青：研究實施及數據收集；尚利杰：數據收集整理及統計分析；沈素紅：研究指導；付卓：研究支持；王怡帆、周鷺凡、付豪：數據收集
