1、圖像存儲傳輸系統多維測量在頸椎椎弓根內固定中的個體化應用日期: 2011-3-28 13:45:10瀏覽: 0來源: 學海網收集整理作者: 作者：賈衛斗 賈薇薇 楊飛 楊博貴 鄭鐵鋼 許英杰 云得才 王建華【摘要】 目的：探索利用圖像存儲傳輸系統(PACS)多維測量頸椎椎弓根64排CT片指導術中置釘，提高置釘一次成功率的效果。方法：應用PACS結合64排CT片，由5名醫師對2 000例正常人頸椎椎弓根的冠狀位、矢狀位及軸位進行精確測量，得出國人椎弓根的長度、寬度、高度及向內側傾斜、向頭、尾側傾斜角度的數據值,以指導術中選釘及置釘。頸椎椎弓根內固定術前參考上述內容，對擬固定頸椎椎弓根的283例患

2、者進行多維精確測量，得出椎弓根的上述數據值，其中上頸椎疾患91例，下頸椎疾患192例。術中應用自行研制的頸椎椎弓根定位導向器,準確定位入釘點及角度，置釘1 198枚。結果：257例患者獲得873個月隨訪，平均隨訪時間18.16個月。學海網()上頸椎患者3例螺釘穿破寰椎左側椎弓根外側壁，未發現脊髓、椎動脈損傷,未行二次手術，未發現釘板斷裂，CT片示螺釘與椎動脈及脊髓位置關系良好。下頸椎患者中，16例患者17枚椎弓根螺釘術后拍片位置不理想，行二次手術調整位置滿意，一次成功率98.58%。該組患者采用JOA評分標準，優132例，良102例，可18例，差5 例，優良率91.05%。結論：應用PACS結

3、合64排CT片術前三維精確測量，指導術中置入頸椎椎弓根螺釘，明顯提高植釘的一次成功率，是一種可行的方法。 【關鍵詞】 圖像存儲傳輸系統;多維;測量;頸椎椎弓根定位導向器;椎弓根;置釘;內固定【ABSTRACT】 Objective：To study applying of the picture archiving communication system(following referred as PACS)in multi?dimensional measurement for 64?slice Helical CT films cervical pedicle,to guide pedi

4、cle screws placement in intraoperation and improve the success rate of screw placing.Methods:Applying PACS combining with 64?slice Helical CT films to mersue accurately the cervical pedicle of 2 000 normal peoples in positions of coronal、sagittal and transverse,draw the datas of pedicle length、width

5、 and height,acquire the datas of angle to tilt the inside、head and caudal,and guide the selection of screw and set of screws in operation.From October 1999 to January 2009,there were 283 cases who had been putted 1 198 pedicle screw to treat the cervical spine disorders,including 91patients with upp

6、er cercical disease,192 patients with lower cervical spine disorders.Reference to the above in preoperation,by multi?dimension,accurately measure the cervical pedicle fixed per patient.The above data values of cerciale pedicle were drawn,self?developed cervical pedicle positioning guider was applied

7、 and accurate positioning into the point and angle of screw were got.So the placement screws were 1 198,17 revised success and the success rate 98.58%.Results:After operation,257 patients were followed up for 873 months and average follow?up time was 18.16 months.Patients with upper cercical disease

8、,lateral cortical bone of atlas vertebral pedicle was broken in 3 patients,but the spinal cord and vertebral artery were intact.Second operation was not done.CT film showed screws,vertebral artery and spinal cord location of relationship were good.For 16 patients with lower cervical spine patients,X

9、?ray film of 17 pedicle screws after operation showed non?optimal location and underwent secondary surgical adjustment.Appliying JOA score standard,132 cases were excellent,102 cases good,18 cases fair,5 cases poor,and the excellent and good rate was 91.05%.Conclusion:Application of PACS combining w

10、ith 64?slice CT multi?dimensional accurate measurement in preoperation can guide placement of cervical pedicle screws in intraoperation excellently,and increase the success rate of cervical pedicle screws placement prominently.It is a viable approach worthy of promotion.【KEY WORDS】 The picture archi

11、ving communication system,Multi?diamensions,Measurement,Cervical pedicle positioning guider,Cervical pedicle,Set screw,Internal fixation椎弓根是椎骨最堅硬的部位,椎弓根內固定可以達到即刻的三維穩定,手術的關鍵是螺釘能否準確地經椎弓根到達椎體的理想部位，進釘點、入釘角度的準確判斷是椎弓根螺釘技術的核心 1?3。本研究旨在利用圖像存儲傳輸系統(PACS)結合64排CT片術前多維測量，個性化定位方案設計，指導術中頸椎椎弓根螺釘置釘，探討其應用效果。我們于術前利用PA

12、CS，對283例患者置入1198枚螺釘,行頸椎椎弓根內固定手術，治療頸椎疾患收到良好臨床效果。1 資料與方法1.1 一般資料 1999?102009?01月解放軍251醫院收治的283例需行頸椎椎弓根固定的患者,男196例,女87例;年齡1863歲,平均38.37歲。上頸椎91例，其中齒狀突型骨折44例，齒狀突不連25例，橫韌帶損傷22例，均有寰樞椎不穩或高位頸脊髓的癥狀與體征。下頸椎192例，其中頸椎骨折脫位131例，頸椎病合并椎管狹窄33例，頸椎黃韌帶骨化12例，頸椎后突畸形7例,頸椎神經鞘瘤5例，強直性脊柱炎4例，其中頸椎骨折脫位131例患者的致傷原因:高處墜落傷47例,交通事故傷59例

13、,重物砸傷25例;損傷節段:C3/4骨折脫位9例，C4/5骨折脫位21例,C5/6骨折脫位28例,C6/7骨折伴脫位47例，C5?C7骨折脫位10例,C5?T1骨折脫位9例,C6?T1骨折伴脫位7例,其中關節突交鎖114例。全部病例術前均常規行頸椎X線、64排CT和MRI檢查以明確診斷。1.2 術前測量 利用PACS測量2 000例正常人的64排CT薄層(層厚為1mm)掃描片及X線片，精確三維測量C1?C7椎弓根在冠狀位、矢狀位及橫斷位片的長度、寬度、高度及向內側傾斜、向頭、尾側傾斜的角度數據，得出國人數據值。參考上述國人數據值，對擬固定頸椎椎弓根的患者進行多維精確測量，指導術中置釘。1.3

14、寰樞椎及下頸椎CT個性化測量1.3.1 測量進釘點 取包括寰椎前后弓、樞椎及下頸椎椎體、橫突孔、椎弓根、椎板及棘突的CT片，利用PACS，通過寰椎前后結節,樞椎及下頸椎椎體及或棘突劃一垂直線(A?A線)，分別劃與垂直線平行的椎弓根內緣線(左側B?B線，右側C?C線)，椎弓根中線(左側D?D線，右側E?E線)，椎弓根外緣線(左側F?F線，右側G?G線)，分別測量垂直線與椎弓根內緣線、椎弓根中線、椎弓根外緣線距離(表1、圖1)。1.3.2 測量進釘角度 取包括寰椎前后弓、樞椎及下頸椎椎體、橫突孔、椎弓根、椎板及棘突的CT片，利用PACS劃線，在寰樞椎以氣管后緣正中設一點為O點(下頸椎以椎體前緣正中

15、設一點為O點)，通過O點劃一垂直線(O?A線)，經左右椎弓根內緣至O點的連線，形成2個銳角(左側AOB、右側AOB);經左右椎弓根中點至O點連線，形成2個銳角(左側AOC、右側AOC);經左右椎弓根外緣與O點連線，形成2個銳角(左側AOD、右側AOD)(表2、圖23)。1.3.3 測量椎弓根的寬度(W)、高度(H)及長度(L)及矢狀位角度(A) 利用PACS在64排CT橫斷位片上測量椎弓根寬度，在橫斷位及矢狀位片上測量椎弓根高度及角度(表3、圖46)。表1 頸椎進釘點測量結果表2 頸椎進釘角度測量結果表3 頸椎弓根寬度、高度及長度量結果圖6 矢狀位，測量頸1?7椎弓根中線與椎體最佳位置夾角(A

16、) 按照上述測量方法，我們對283例患者的頸椎椎弓根利用PACS測量64排CT及X線片，下頸椎椎弓根測量結果表明:C3、C4椎弓根直徑最小,C5和C7椎弓根直徑最大，這與Reinhold、Panjabi、Ruofu4?8等測量結果一致。1.4 手術方法 所有患者均采用氣管插管全麻，取頭高足低俯臥位，頭側抬高15，屈頸10，將頭部放置于馬蹄形固定架上，保持頸椎穩定，注意眼部不要受壓，行顱骨牽引，重量68kg。上頸椎疾患91例，后正中切口，顯露出寰椎后弓及樞椎的椎板、椎弓根及峽部，于寰椎后弓上部用神經剝離器探查，并行骨膜下分離，向外上方推開軟組織，根據術前測量的進釘點及入釘角度，采用自行研制的頸椎

17、椎弓根定位導向器定位后，徒手在后弓用直徑2.0mm尖手錐穿破骨皮質，沿椎弓根緩慢鉆孔至2025mm，無異常后擴孔至3.0mm，對側同樣操作。樞椎根據術前測量的進釘點、向內側及頭側傾斜角度，采用自行研制的頸椎椎弓根定位導向器定位后，沿椎弓根鉆孔至2528mm，無異常后擴孔至3.0mm,對側同樣操作。各釘道置入1枚定位針，C型臂X線機透視觀察定位針的位置，寰樞椎擰入直徑3.03.5mm，長度2224mm的椎弓根螺釘2枚，樞椎擰入直徑3.03.5mm，長度2628mm的椎弓根螺釘2枚，將鈦板預彎、固定。以尖嘴咬骨鉗將寰椎后弓及樞椎椎板骨皮質咬至點狀出血的粗糙面，取髂骨2030g松質骨，制作成3.0c

18、m0.2cm0.2cm骨柴及2mm2mm2mm顆粒狀骨，先以骨柴縱行置于寰椎后弓及樞椎椎板之間，然后以顆粒狀骨充填，稍施加壓力，表面覆蓋可吸收性紗布，逐層縫合。下頸椎疾患192例，131例頸椎骨折脫位的患者及23例前后均存在壓迫的頸椎病患者取前后聯合入路，其它患者單行后路手術。前后聯合入路者先取俯臥位行頸椎后路手術,切除骨折塌陷之椎板、棘突。關節突交鎖時，對關節突予以適當撬撥復位,難以復位者,可行下位頸椎上關節突部分切除進行復位,根據術前測量的數據值，以自行研制的頸椎椎弓根定位導向器確定打孔的入釘點及向內側傾斜或向尾側傾斜的角度，先用直徑4.0mm磨鉆將入釘點外側磨去皮質，以直徑3.0mm刮匙

19、刮出椎弓根入口的松質骨，再以直徑2.0mm刮匙按照術前測量的角度邊刮邊進15mm時，利用直徑2.0mm手錐從此處輕輕旋入，進深約2428mm時，擴孔至直徑3.0mm，探針確認釘道有四壁一底后，置入定位針，C型臂透視后，攻絲、置入合適的螺釘，鈦板固定，行關節突間植骨融合。再取仰臥位行前路手術，均采用頸前右側橫形切口,對爆裂骨折者行傷椎椎體次全切除,將上下方椎間盤刮除至椎體終板點狀出血,行椎間植骨。對單純脫位者則僅將脫位相應節段脫出的椎間盤予以切除并植骨，術中壓迫要給予充分減壓。椎間植骨采用帶三面骨皮質的自體髂骨植骨或鈦網加切取的自體骨置入植骨,前路鈦板固定。完成前后路固定后，使頸椎得到即刻的三維

20、穩定。1.5 術后處理 注意觀察傷口引流，2448h拔除引流管。前后聯合入路者床旁備氣管切開包，以備急診使用。均使用使用20%甘露醇注射液250mL及地塞米松注射液10mg，一日兩次，靜脈點滴，連續使用23d。不必佩戴頸圍,2448h半坐臥位,37d后可乘坐輪椅或步行。2 結果本組257例患者獲得873個月隨訪，平均隨訪時間18.16個月。寰樞椎患者91例，置入椎弓根螺釘364枚，4例術后出現枕大神經痛，經對癥治療1個月后痊愈;3螺釘穿破寰椎左側椎弓根外側壁，未發現脊髓、椎動脈損傷,未行二次手術。所有患者X線片示寰椎完全復位，樞椎齒狀突骨折處對位良好。CT示圖7 a術前X線側位片示：頸5脫位、

21、小關節突跳躍;b術前64排CT片示：頸5向前脫位;c術前MRI片示：脊髓受壓;d、e術后6個月X線正側位片;釘板位置良好;f、g、h術后6個月頸5、6、7 CT軸位片，螺釘與椎動脈及脊髓位置良好螺釘與椎動脈的脊髓位置關系良好，均獲得骨性融合，未發現釘板斷裂。下頸椎患者192例，共計置入椎弓根螺釘834枚，其中166例患者各置入椎弓根螺釘4枚，共計664枚;19例患者各置入椎弓根螺釘6枚，共計114枚;7例患者各置入椎弓根螺釘8枚，共計56枚，其中131例骨折脫位患者均完全復位，固定節段穩定，頸椎椎體高度和生理曲度維持良好，內固定位置良好，無植骨塊脫出或鋼板、螺釘松動、斷裂等并發癥。3例出現喉返

22、神經損傷,2個月痊愈。257例患者中，5例患者植骨塊吸收未融合，其中頸椎病合并椎管狹窄3例，頸椎黃韌帶骨化2例，均為后路手術者，融合率為98.05%(252/257)，平均融合時間3.72個月。無食道損傷并發癥,無死亡病例。16例患者17枚椎弓根螺釘術后拍片位置不理想，行二次手術調整，一次成功率98.58%。該組患者采用JOA評分標準1，優132例，良102例，可18例，差5 例，優良率91.05%。典型病例：患者女，58歲，頸5脫位小關節突跳躍，行前路頸6椎體次全切除植骨鈦板內固定，后路頸5、6、7椎弓根釘板內固定術(圖7:a?h)。3 討論3.1 頸椎椎弓根的生物力學優勢椎弓根是連接脊柱前

23、后兩部分的最堅固的結構，經椎弓根固定具有三維穩定性，優于其他頸椎固定方法。Barnes9?11等指出頸椎經椎弓根的固定,其生物力學強度是所有頸椎內固定中最好的，頸椎椎弓根釘是三柱固定，可提供即刻的三維穩定性，有利于提高頸椎后突畸形的矯正。近年來，對頸椎損傷多采用前路鋼板固定或后路側塊鋼板固定。由于前方鋼板只固定前柱和部分中柱,后方側塊鋼板只固定后柱，其生物力學和穩定性方面差，所以，對嚴重的頸椎骨折脫位或退變等通常需要較廣泛后路減壓。椎弓根釘固定技術已被國內外學者應用于臨床12?13，經寰椎及下頸椎椎弓根螺釘固定較經其側塊螺釘固定具有螺釘通道長、把持力好、螺釘與后部鋼板容易鎖定等優點。學海網()

24、3.2 頸椎椎弓根的解剖位置及置釘的安全性寰椎后弓處的毗鄰關系復雜，椎動脈穿橫突孔后緊貼椎動脈溝橫行進入顱腔，后弓外緣有碩大的椎靜脈叢，下方有C2神經通過，椎管內為生命中樞延髓。解剖學測量顯示14?15，椎動脈溝的解剖學差異較大，椎動脈溝后方的后弓上緣、外緣切跡也存在較大的差異。相比之下寰椎后弓的下緣較為平坦，變異不大，可作為進釘點和進釘方向的參考標志。樞椎進釘點一般選擇在C2側塊中點或偏外1mm處，進釘角度呈向頭側傾斜2030和向內傾斜2035。但從解剖學角度來講，螺釘固定應做到寧上勿下，寧內勿外，因為樞椎椎弓根上寬下窄，外側與椎動、靜脈緊鄰，內側與脊髓間有較大緩沖空間。下頸椎椎弓根的解剖結

25、構及毗鄰關系同樣復雜，內鄰脊髓，前外鄰椎動脈，上下有神經根跨越，使頸椎椎弓根處在四周均有重要解剖結構的狹窄空間中，從而增加了頸椎椎弓根螺釘置入的難度和危險性。頸椎椎弓根螺釘固定手術風險很大，有損傷神經血管的可能。因此，必須充分掌握這些重要解剖結構的特點和相互間的關系，才能安全置釘。根據解剖學研究及臨床應用結果表明：雖然脊髓和椎動脈均與椎弓根緊密相鄰，但椎動脈由于受骨性椎動脈孔的限制，逃逸能力較差而易受損傷，而脊髓與椎弓根間因有硬膜囊和硬膜外脂肪等緩沖組織而相對安全，再加上椎弓根內側皮質較外側厚不易穿破且固定強度較強，因此，置釘時應“寧內勿外”;盡管在椎弓根上下側均有神經根通過，但上位神經根是緊

26、貼椎弓根上緣行走，而下位神經根卻與椎弓根下緣存有一定間隙，故置釘時要“寧下勿上”。但是由于手術操作方法的不同，其并發癥的發生率也不盡相同，其中,外側壁損傷是最容易發生的16。Miller等17報告在尸體直視下置人椎弓根釘仍有25%47.3%的椎弓根穿透率;Abumi等18對180例患者(70例脊髓損傷患者，110例非脊髓損傷患者)行頸椎弓根內固定，共置釘669枚,僅有1例損傷了椎動脈，CT顯示有45枚螺釘(6.7%)穿透了椎弓根,大多由于置釘方向欠妥或尺寸不適所引起。因此，熟悉頸椎解剖位置和置釘個體化是手術成功的關鍵。另外筆者認為術前利用PACS對頸椎椎弓根影像學圖片的冠狀位、矢狀位、軸位進行

27、精確測量，得出國人椎弓根的長度、寬度、高度及向內側傾斜、向頭側傾斜角度、向尾側傾斜角度數據值以作為置釘參考，術前參照上述數據，對擬固定頸椎患者的椎弓根精確測量入釘點距離及角度數值，以指導術中選釘及置釘，可明顯減少術中并發癥。3.3 頸椎椎弓根螺釘植入的個體化應用盡管每個頸椎椎弓根的進釘點和方向文獻都有描述，但每位患者椎弓根的形態變異較大，每例手術均應根據每個椎弓根的實際影像學測量結果來置釘，才能提高手術成功率。術前除常規拍攝頸椎正、側位X線片、左右斜位片，并對椎弓根進行64排CT掃描，以測量椎弓根的長度、高度、寬度及向內側傾斜、向頭、尾側傾斜角度綜合判斷以確定進釘點和進釘方向，指導術中選釘及置

28、釘。沈軍等19?21認為頸椎椎弓根螺釘置入角度的最大安全范圍小，有必要在置釘時做到真正的精確量化與精細操作，嚴格按照個體化的椎弓根軸線、方向置釘。Ruofu Z8等利用CT測量60例下位頸椎椎弓根直徑后指出，女性C3直徑最窄，男性C4直徑最窄，考慮到個體間的變異，術前利用CT測量可以提高下位頸椎椎弓根螺釘內固定的安全性。本組均按術前X線片及64排CT片測量的結果進行個體化定位置釘，取得良好的效果。3.4 頸椎椎弓根個體化置釘可減少手術并發癥盡管近年國內外有關頸椎椎弓根內固定的基礎研究與臨床應用的報道逐年增多，但與胸腰椎相比，在頸椎該技術尚未普及。由于頸椎的解剖特點，在置釘過程中存在著損傷神經血

29、管的危險，如內傾角過大可能進入椎管，引起頸髓損傷，向外可能進入橫突孔，引起椎動脈損傷。Abumi22等分析180例運用頸椎椎弓根釘固定病例，1例椎動脈損傷，2例螺釘植入造成神經根損傷，1例因過度復位造成醫源性椎間孔狹窄而致神經根痛，并將椎弓根與側塊螺釘內固定技術相比，血管損傷并發癥的發生率并無明顯差異。本組置釘1 198枚，一次成功率98.58%。其中上頸椎患者，4例術后出現枕大神經痛，經對癥治療1個月后痊愈，CT片示3例螺釘穿破寰椎左側椎弓根外側壁，未發現脊髓、椎動脈損傷,未行二次手術。下頸椎患者中，16例患者17枚椎弓根螺釘術后拍片位置不理想，行二次手術調整后位置滿意。我們的體會是為減少置

30、釘的并發癥，術前應仔細閱讀頸椎正側位片及CT片，了解椎弓根是否有發育異常，根據術前PACS測量結果結合自行研制的頸椎椎弓根定位導向器指導術中椎弓根入釘點、置釘角度、螺釘的直徑與長度，采用個體化綜合置釘法，嚴格準確的打孔可以提高置釘的安全性，本組患者無1例神經及血管損傷并發癥發生。椎弓根螺釘固定治療頸椎疾患在生物力學、手術療效和術后護理等方面均有其獨特的優點。較其他常規前后路頸椎固定技術有無可比擬的優越性，術前應用PACS結合64排CT片及X線片，進行三維精確測量，指導術中個體化置釘，術中應用自行研制的頸椎定位導向器，明顯提高了植釘的一次成功率，收到良好臨床效果。【參考文獻】 1 劉志雄.骨科常

31、用診斷分類方法和功能結果評定標準M.北京:科學技術出版社，2005.316?317.2 陳昆,林斌.齒狀突骨折的手術治療進展J.中國骨與關節損傷雜志,2006,21(4):324?326.3 陳莊洪,蔡賢華,黃繼鋒,等.寰樞椎后路經關節改良螺釘內固定治療寰樞椎不穩定J.臨床外科雜志,2006,14(5):312?313.4 Reinhold M,Magerl F,Rieger M,et al.Cervical pedicle screw placement:feasibility and accuracy of two new insertion techniques based on mor

32、phometric dataJ.Eur Spine J，2007，16(1)：47?56.5 Panjabi MM,Shin EK,Chen NC,et al.Internal morphology of human cervical pediclesJ.Spine,2000,25(10):1197.6 Hirano T,Hasegawa K,Takahashi H,et al.Structural characteristics of the pedicle and its role in screw stabilityJ.Spine,1997,22(21):2504.7 Weinstein

33、 JN,Rydlevik BL,Rauschning W.Anatomical and technical considerations of pedicle screw fixationJ.Clin Orthop,1992,284:34.8 Ruofu Z,Huilin Y,Xiaoyun H,et al.CT evaluation of cervical pedicle in a Chinese population for surgical application of transpedicular screw placement J.Surg Radiol Anat,2008,30(5

34、):389?396.9 Barnes AH,Eguizabal JA,Acosta FL Jr,et al.Biomechanical pull out strength and stability of the cervical artificial pedicle screwJ.Spine,2009,34(1):16?20.10Bozkus,Hakan MD,Ames,et al.Biomechanical analysis of rigid stabilization techniques for three?column injury in the lower cervical spineJ.Spine,2005,30(8):915?922.11Yoshimoto H,Sato S,Hyakumachi T,et al.Spinal reconstruction using a cervical pedicle screw systemJ.Clin Orthop Rel Res,2005,431:111?119.12譚明生，張光鉑，李子榮，等.寰椎測量及其經后弓側塊螺釘固定通道的研究J.中國脊柱脊髓雜志，2002，12