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,椎弓根釘置入技術,椎弓根釘固定系統(tǒng)發(fā)展概況,應用范圍越來越廣適應證越來越寬各種椎弓根釘固定系統(tǒng)相繼出現,脊柱三柱概念,雙柱概念首先由Holdswrth于1969年提出，意為前縱韌帶、椎體、椎間盤和后縱韌帶為前柱，椎后復合結構為后柱。首先Denis于1983年提出，將Holdswrth的前柱中分為二，前縱韌帶、前半椎體和前半椎間盤為前柱，后半椎體、后半椎間盤和后縱韌帶為中柱。其后又分為McAfee和Ferguson修改。,三柱概念的意義,Denis三柱理論的提出，推動了對脊柱骨折穩(wěn)定性的深刻認識，其對機械性和神經性不穩(wěn)定的論述提示在關注傷后骨折情況的同時，也不能忽略晚期可能出現的并發(fā)癥，對脊柱骨折的治療具有重要的指導意義。,椎弓根的應用解剖,腰神經根僅占腰椎間孔的前上1/3椎弓根起自椎體兩側的后上端，向后突出構成椎管的側壁，椎弓根的上下緣稱為椎弓根上下切跡，與相鄰上下椎弓根切跡相連形成椎間孔，孔內有脊神經及血管通過。椎間孔內有脂肪較少且混有纖維組織，頸段幾乎全是纖維組織，脂肪很少。,后柱連結前柱的三維性堅強的鉗夾，稱之為力核椎弓根剖面呈橢圓形，周圍是皮質骨，中心有少許松質骨，后部幾乎全是皮質骨，該處最為堅固，脊椎的橫突、椎板、上下關節(jié)突均會合在椎弓根的同一點上，所有從脊柱后方傳遞到椎體的力均通過此點。,通過椎弓根將螺釘擰入椎體，能夠控制脊柱整個“三柱”的復合結構，達到較好的三維固定椎弓根的后面是乳突和副突，分別有腰多裂肌及最長肌起止。這些肌肉具有軸向旋轉、側彎及后伸脊柱的功能。這更進一步說明了椎弓根具有傳遞到前方椎體上的功能，并能控制一定方向的運動。,在腰段擰入椎弓根釘要寧上勿下、寧外勿內椎弓根內側與脊髓相鄰，二者借脊髓被膜及腦脊液相隔，其間距為0.2~0.3cm。在腰段，神經根恰在椎弓根下面，是鉆孔最易損傷部位，椎弓根的上方及外側無重要結構，較為安全。,椎弓根釘置入3個基本步驟,首先是定位，其次是進釘的方向（定向），包括矢狀位和水平位方向。最后是對椎弓根釘植入深度有一定要求。椎弓根釘不同于一般骨螺釘，基于椎弓根的解剖特性，植入螺釘必須位于三維空間中惟一的正確通道上，即按照正確的矢狀面角及水平面角，沿著椎弓根的長軸穿過椎弓根這一狹小的骨性管道。正是這個惟一性導致了手術的操作難度。,腰椎椎弓根釘植入定位方法,1．Roy-Camille提出以下兩條線的交點為進針點關節(jié)突關節(jié)間隙的延長線，水平線為橫突平分線。2．Weinstein建議定位點應避免損傷小關節(jié)突關節(jié)面，以免影響非固定階段的運動，他推薦的進釘點為上關節(jié)突的外下角，稱其為“上關節(jié)突的項部”。,3．王景臣等提出腰椎椎弓根定位點在乳突、副突及下關節(jié)突關節(jié)面外上緣連線形成的三角形頂角角分線中點處，此處與椎弓根長軸線重合或極其接近。,4．人字嵴頂點定位法。腰椎峽部有一隆起的縱嵴，稱為峽部嵴；在上關節(jié)突根部的后外側，也有一隆起的縱嵴，稱副突嵴，該嵴斜行并與峽部嵴匯合，形成了形似“人”字的嵴，故稱為“人字嵴”。其匯合處，稱為人字嵴頂點，二縱嵴之間的凹陷，稱為人字嵴內凹。人字嵴恒定存在，變異少，其出現率為94.8%，只有少數（19%在L5）人字嵴在干燥標本上較淺和不明顯，但在活體中即使人字嵴較淺在，仍能易于辨認并找出人字嵴頂點做為定位點。,臨床應用表明顯露人字嵴只需只需將腰背肌剝離至關節(jié)外緣部位，不需過多顯露橫突，也不需切開關節(jié)突關節(jié)的關節(jié)囊顯露關節(jié)突關節(jié)面，對關節(jié)突關節(jié)影響較小，易于顯露，手術操作較易。人字嵴頂點位于或接近于椎弓根中點，而且它不受關節(jié)突關節(jié)增生等退變因素的影響，即使在個別嚴重的關節(jié)突增生病例，去掉骨質增生的下關節(jié)突下部，仍可見到正常的人字嵴結構。峽部嵴由于無肌肉附著，所以它不發(fā)生退變。,人字嵴法椎弓根釘進釘注意事項臨床應用中在顯露人字嵴內凹內脂肪組織時?？捎龅匠鲅?，這就是位于其內的腰血管后內側支破裂所致，此血管由橫突間肌與峽部之間的間隙中穿出，此時用長尖鑷挾住電凝即可達到止血目的。由于此處血管距腰神經較近，只有1cm左右，所以應將血管束提起電凝而不應把鑷子尖深入橫突間肌內，以免灼傷神經引起并發(fā)癥。,5．乳副突間凹進釘標志點：找到乳突，從乳突根部外下緣沿皮質骨向外剝離，即清楚顯露乳突、副突，乳副突間凹即為進釘標志點。從L1~L4非常容易辨認。但由于T11、T12乳突和副突均位于橫突上，乳突和副突的形狀、大小相似，其乳副突間的凹陷相對寬大且呈溝狀，所以，進釘點應選擇在兩突間凹內緣線的中點平行內移3mm即可。,對于L5應首先確認副突的明顯存在，有副突可進釘乳副突間凹，無副突則進釘乳橫凹，但置釘的下界不能低于乳突的下緣為宜。因各椎弓根的形態(tài)、大小存在差異，故進釘角度及深度大不相同。最可靠的方法應是依據術前CT掃描測量的數據來實施。,骶骨椎弓根螺釘進釘方法,骶骨進釘點位于兩條線的交點上，垂線系骶骨上關節(jié)突外緣的切線，水平線系該上關節(jié)突下緣的切線，螺釘向中線傾斜，并瞄向骶骨岬的前角。這種定位方法是骶骨椎弓根釘的方法。如在進釘點時向外傾斜30－45，向尾側傾斜30－45，則螺釘進入側塊。這種進釘方法使螺釘尾端傾斜太大，使鋼板或連接桿的放置非常困難。,將Ｌ5下關節(jié)突的下部分鑿掉，并剝離肌肉，顯露骶外側溝，以確定骶骨翼的部位，將骶骨雙側關節(jié)突看做是一個表盤，左側在７點，右側在５點處進針，進針方向向內側傾斜１0－１5，向頭端斜30左右，這樣既可以使螺釘進入骶骨側塊，又不致釘尾過度傾斜而導致安放鋼板困難。,AF系統(tǒng)簡介,AF系統(tǒng)（AtlasFixatorSystem)是在RF系統(tǒng)的基礎上進一步深入研制成功的新型椎弓根內固定系統(tǒng)。本系統(tǒng)舍棄了AO（Dick）系統(tǒng)為三維空間調整而設計的方向關節(jié)復雜結構，成為雖無萬向關節(jié)，但確實三維可調整、具多重矯正力的內固定系統(tǒng)。AF既保留了RF系統(tǒng)角度螺釘重建脊柱生理彎曲的準確性及堅固性，又無角度螺釘U型口與螺桿結合的結構使三維調整所受的限制，更無萬向關節(jié)易松動的缺陷，因此，同時具備了AO與RF兩系統(tǒng)優(yōu)點，而無系統(tǒng)的缺點。,,不同平片固定釘角參考,如何提高椎弓根螺釘穩(wěn)定性,準確定位,術中由于進針點不準，多次將螺釘擰入、擰出，或進釘矢狀角度差異及與終板關系未能很好把握對螺釘的穩(wěn)定性影響較大。螺釘擰出后再擰入時旋入力矩下降34%。Lill等將椎弓根螺釘完全旋入后再倒旋180，對螺釘特別是錐性螺釘的穩(wěn)定性影響較大。這要求我們在臨床實踐中置入螺釘時避免擰入擰出，務必一次成功。,良好釘道準備,比螺釘直徑小1mm和相等的攻絲錐準備釘道，發(fā)現前者的螺釘軸向拔出強度大。對于骨質疏松骨質中不用絲錐打孔可提高螺釘的固定強度。運用打入螺釘和擰入螺釘2種方法準備螺釘導孔進行力學測試，結果表明前者有最大軸向拔出強度。,填入骨粉、骨屑或骨條,采用骨粉或火柴棍狀松質骨骨條填充修復松動的椎弓根螺釘效果不明顯，力學測試發(fā)現前者軸向拔出強度為初始螺釘拔出強度的70%，后者僅為初始的56%，均不能恢復原有的握持力。李增春等將骨屑填入釘道中，結果軸向拔出強度較增加了1.39倍，認為骨質擠入松質骨，相互交織增加局部骨含量，建議術者判斷螺釘不牢固時，可利用切下的棘突制成骨屑填入釘道以增加骨含量。,骨粘合劑強化,骨粘合劑強化椎弓根螺釘是修復失敗的椎弓根螺釘，特別對骨質疏松癥骨質是一種有效的方法。目前主要材料有聚甲基丙烯酸甲酯、磷酸鈣骨水泥、羥基磷灰骨水泥或碳酸磷灰石骨水泥等。PMMA強化后可使螺釘軸向拔出強度增加至149%。PMMA強化使強化固定組分別增加107%、122%。,提高骨密度,椎體及椎弓根骨密度是螺釘固定穩(wěn)定性的主要因素。正常骨質組（1.170.08）g/cm2平均軸向拔出強度為（1540361）N，骨質疏松組（0.8180.05%）g/cm2為（206159）N。Okuyama等認9為BMD每降低10mg/ml，螺釘最大拔出強度減少60N。骨密度對螺釘拔出強度，旋人力矩等有重要影響且呈正相關。臨床實踐中提高骨密度效果較差。,改變螺釘幾何形態(tài),螺釘的幾何形態(tài)與螺釘的穩(wěn)定性密切相關，增加螺釘直徑、長度、螺紋傾斜度能增加螺釘的穩(wěn)定性。①增加螺釘直徑：一般直徑大的螺釘能增加螺釘的穩(wěn)定性，Mclain等用直徑7.0mm椎弓根螺釘替換6.0mm螺釘，其拔出強度變化較小，而改用8.0mm螺釘拔出強度顯著增加。Brantley等研究表明在骨質疏松骨質中，螺釘置入深度達80%以上時，增加螺釘直徑能增加固定強度。,改進螺釘材料,Christensen等利用18只豬行L3-4椎板切除后分別使用鈦合金和不銹鋼椎弓根螺釘內固定器固定及后外側融合，術后3個月。結果表明鈦合金比不銹鋼螺釘具有較高的扭矩和扭轉剛度。而2組的極限破壞載荷、剛度及能量消耗無顯著性差異。提示鈦合金材料制成的椎弓根螺釘與不銹鍘相比具有更好的釘-骨界面，減少了螺釘的扭轉應力，增強了螺釘的固定能力。,②增加螺釘長度：Brantley等研究指出在骨質疏松骨質中，假如螺釘截面積占椎弓根截面積70%以上時，增加螺釘長度能有效提高固定剛度。③改進螺釘設計：Kwok在人尸體脊柱標本上比較柱形螺釘及錐形螺釘旋人力矩和軸向拔出強度，發(fā)現錐形螺釘能增加旋入力矩，柱形釘無此作用，但兩者軸向拔出強度無差異。,胸椎椎弓根釘植入方法,自椎弓根螺釘問世以來，胸椎椎弓根一直是植入螺釘的禁區(qū)，其原因主要為胸椎椎弓根較腰椎相對狹小，胸段椎管內脊髓飽滿充盈，且完全為白質、灰質等神經細胞，與腰2以下馬尾終絲相比，一旦誤傷以后引起的后果要嚴重得多。另外，胸段脊柱直接與胸腔毗鄰，前方為降主動脈，與脊柱前柱伴行，如植入螺釘深度掌握不當，也易引起較嚴重后果。而且，植入螺釘過程中因胸廓、肋骨的關系，C型臂觀察定位較困難，因此在胸椎椎弓根植入螺釘一直被視為手術禁區(qū)，至今美國FDA仍未批準使用。,1991年池永龍報告了哈氏棒加多段胸椎椎弓根螺釘矯正脊柱側彎，取得了滿意療效，此為我國首先使用胸椎椎弓根螺釘的報告。由于胸椎的解剖特點，上下關節(jié)突在冠狀面上相互連接，下位椎體上關節(jié)突完全覆蓋上位椎體下關節(jié)突，關節(jié)突平坦。因關節(jié)突、肋橫突與椎弓根為同一骨化中心，由椎弓根向外側發(fā)出肋橫突上下邊，即為椎弓根的上下徑延長線，構成肋橫關節(jié)。在平坦的關節(jié)突表面外側緣的縱線與肋橫突上1/3橫線的交點，即胸椎椎弓根的定位點，在一平坦的面上，以關節(jié)突外側骨緣為基準，十分容易確定縱橫相交線，因此關節(jié)突外側骨邊緣實際上是一條“安全線”。,頸椎側塊固定術,螺釘定位：C3-7螺釘入點位于關節(jié)突中點內側及上方各2-3mm。每個螺釘向前外側傾斜25并平行于椎間關節(jié)面，用剝離子伸入小關節(jié)內以確定傾斜的平面，以2.5mm鉆頭鉆孔，細致地穿透遠側關節(jié)突的骨皮質，并測量鉆孔的深度，然后中用3.5mm直徑絲錐只對2/3的長進攻絲，如果棘突較長且阻礙鉆孔或攻絲時可較棘突剪短。,C2螺釘置入必須向中線與向頭側傾斜25置入，以避開椎動脈而且使螺釘經過C2的峽部達到上方關節(jié)面的軟骨下骨部，必須防止穿透關節(jié)面。通過從峽部骨膜下剝離軟組織與切開C1-2后關節(jié)囊，來確定螺釘進入的方向，用一薄的剝離器插入小關節(jié)內作為導向，以確定螺釘置入的正確方向，在C2上下關節(jié)面之間中點處沿平分關節(jié)突的垂線鉆頭進入。,頸椎椎弓根釘固定技術,椎弓根螺釘在頸椎上的應用就象其在胸腰椎上應用一樣，具有固定牢固的特性。椎弓根螺釘或前路鋼板結合后路鋼絲固定相比于其它固定方式，對于頸椎三住損傷模型的固定效果最好；而且，椎弓根螺釘在多節(jié)段固定時抗旋轉力和伸展力的作用最強。,Ugur等對20具尸體標本進行了C3-C7椎弓根的毗鄰結構測量。結果顯示，在16個標本中，椎弓根與上位神經根間、椎弓根與硬膜囊間幾乎沒有空隙；另外4個標本顯示有少量空隙。椎弓根下位神經根的平均距離為1.0-2.5mm。,頸椎椎弓根自身的解剖結構及毗鄰關系復雜，內鄰脊髓，外鄰椎動脈，上下有神經根跨越，椎弓根的寬度小，角度變化也很特殊，許多人認為經椎弓根螺釘固定手術的風險很大，有損傷神經血管的可能。,Miller等報導在尸體直視下置入椎弓根釘仍有2.5%~47.3%的椎弓根穿透率。Abumi通過對180名患者（70例脊髓損傷患者，110例非脊髓損傷患者）實行頸椎弓根內固定，共置釘669枚，發(fā)現1例損傷了椎動脈。CT顯示有支釘（6.7%）穿透了椎弓根，大多由于置釘方向欠妥或尺寸不適；共中有2支引起了神經癥狀，皆由于術中過度矯形而致的醫(yī)源性椎間孔狹窄造成。,手術適應證,頸椎椎弓根螺釘內固定的手術適應證主要有：①外傷所致的頸椎骨折脫位、三柱破壞。②頸椎和頸髓部腫瘤切除后存在頸椎不穩(wěn)者。③頸椎后凸畸形矯正術。④部分骨質疏松者特別是椎板或后部結構難于完成固定者。⑤頸椎退變性病變造成頸椎失穩(wěn)者。,進釘點：進釘點（即椎弓根的中心軸線在后部側塊上的投影點）的確立是手術的首要步驟。Jeanneret等推薦穿釘點應在關節(jié)突的中間垂直線上，且在上關節(jié)突的下方3mm，水平面上的內傾角45。Ebraheim等對50例干燥C3～C6標本的測量顯示，穿釘點與連接側塊外緣的垂直線的距離自上向下逐漸增大；但其與過兩側上關節(jié)突最低點水平線的距離，各椎節(jié)間無明顯差異。,測量后認為，進釘點與上述水平線的距離在C3為1.8mm，C4為1.8mm，C5為2.0mm，C6為2.1mm。進釘點與垂直線間距在C3為4.8mm，C4為5.2mm，C5為5.8mm，C6為6.1mm。王東來等將進釘點定位于C3-C6位于頸椎側塊背面的中上1/4水平線與中外1/4垂直線的交點，C7位于側塊垂直中線與中上1/4水平平分線的交點偏上方。,進釘角度：進釘時螺釘在兩個平面的傾斜角是固定中第二重要步驟。Abumi認為水平面上內傾角為30~45，矢狀面上與椎間盤平行。相比于水平面與矢狀面，Ebraheim認為最好選側塊的后面作為參照，因為術中易于顯露。由于C2獨特的解剖學結構，Ebraheim認為C2椎弓根螺釘的進釘點就在椎板上緣的下方5mm，椎管外緣的外側7mm處。進釘角度在水平面上有20的內傾，矢狀面上有30的向上傾斜。,椎弓根釘的選擇：這包括螺釘的粗細、長度、螺釘類型等。螺釘直徑應小于椎弓根的寬度，而略大于松質骨的寬度，這樣螺紋可以切入皮質骨。根據椎弓根內外徑寬度的測量，Jeanneret等采用4.0mm的松質骨螺釘，Abumi等則用4.5mm的螺釘。Heller等的研究認為，3.5mm的皮質骨螺釘較適合于個體椎弓根的尺寸的皮質骨螺釘，通常所用螺釘的直徑為2.7mm。王東來等認為，C3-C6椎弓根皮質骨較厚而松質骨成份少，故選用3.0~4.0mm的皮質骨螺釘,C7椎弓根皮質骨較薄而松質骨占勢，可選擇4.5mm的松質骨螺釘。,關于頸椎椎弓根螺釘置入的深度，各學者意見不一。krag、王東來等人主張以80%的骨-螺釘通道插入深度較為合適。Nabil等實驗顯示，即使釘未穿進椎體，也可達到很好的固定效果。,頸椎椎弓根釘關節(jié)突間側凹定位法,關節(jié)突間側凹,除寰椎外,上下關節(jié)突間側凹的存在率C2-C7為100%。背面觀其形態(tài)學特征：上下關節(jié)關節(jié)面之間兩側外緣，上關節(jié)突呈“羊角”形，下關節(jié)呈“八”字形，左右近似對稱，形態(tài)如翻轉的括弧，C2呈“][”形，C3-C6為“）（”形，C7為“><”形,.由于側凹顯著,凹底又位于上下關節(jié)突之間,故稱其為“關節(jié)突間側凹”。不同節(jié)段側凹的深度不同（見表1），從0.52-4.16mm不等。C7的側凹在關節(jié)突后外緣，下關節(jié)突的最外緣與橫突連接部也形成了一個切跡，該切跡的水平線為椎弓根下緣，垂直下1mm為關節(jié)面的上緣。術中可顯露該切跡輔助定位。,頸椎弓根形態(tài),由于椎動脈切跡的緣故，C1的椎弓根寬度大于高度，高度最大為6.40mm，最小僅2.88mm。而C2-C7的椎弓根寬度均小于高度，頸椎椎弓根可以接受直徑3.5-4.5mm的螺釘。但由于椎弓根軸線不完全與終板平行，為便于調整，選擇直徑3.5mm的螺釘較為適宜。,依據椎弓根軸線的骨性全長，設計螺釘長度為28mm比較合適，能接近椎體的前緣。頸椎椎弓根相對較短，參考椎弓根矢狀夾角和內外偏離角度測量結果，確定椎弓根的進釘角度C1為20，C2上25、下44，C3－C5為47,C6、C7分別為42、40。,椎弓根上切跡水平高度自上而下逐漸接近至略高于椎體上平面,C4-C6在椎體上平面上下.上關節(jié)面下緣的水平高度極不恒定,誤差較大。椎弓后上緣高度均低于椎體上平面，自上而下逐漸接近椎體上平面水平，有定位參考價值。關節(jié)突后平面角度與椎弓根軸線的指向密切相關，其角度為負值表示指向終板，正值則指向下終板，可為定向提供參考。,頸椎椎弓根進釘點的定位標志,寰椎椎管的最大橫徑為34.10mm，最小為26.10mm，平均為（27.551.92）mm，置釘時可作參考。寰椎的上關節(jié)突后上緣的突尖為定位標志，進釘點在突尖的中垂線（C）與后弓緣（D）的交點。樞椎的進釘點在椎弓根外緣矢狀線（B）與下關節(jié)突上緣水平線（K）的交點。上下關節(jié)突間側凹、關節(jié)突后平面為下頸椎定位標志。垂直于關節(jié)突后平面的椎弓后上緣高度水平線（F）與上下關節(jié)突間側凹外緣的矢狀線（M）的交點（E）為進釘點。,下頸椎進釘方向采用直角定位定向方法：以椎弓后上緣F點為參考，過F點的NE線與關節(jié)突后平面（QE）垂直交于E點，從而確定進釘點高度的方法為直角定位；以關節(jié)突后平面為參考，進釘方向與（QE）垂直為順椎弓根指向，消除關節(jié)突后平面角度垂直于ZE的進釘方向則與終板平行，此為直角定向。,