经寰椎后弓侧块螺钉置钉技术的研究
中日友好医院 谭明生 张光铂
寰枢椎脱位或不稳,可直接压迫延髓,危及患者生命。目前寰椎水平的内固定常用术式如:Gallie钢丝、Halifax夹、Magerl经关节突关节螺钉固定等技术,具有固定节段短,保留了寰枕关节功能等优点,但都不同程度地存在内固定稳定性欠佳,易发生内固定物松动、断裂,植骨不融合等问题[1]。笔者通过对寰椎解剖学研究,发现寰椎具备行经后弓侧块螺钉(类似椎弓根)内固定的条件,其类似椎弓根螺钉固定的特点又具有良好的生物力学稳定性[2]。但寰椎连接颅与颈椎,是脊髓生命中枢对应部位,解剖位置险要,而其后弓侧块又具有独特的解剖特点和复杂的比邻关系,如果没有一套可操作性强、难度风险小、成功率高的手术方法,临床使用将受到很大限制。为了提高置钉的成功率和可操作性,笔者设计了一套寰椎后弓侧块置钉技术,临床治疗寰枢椎失稳症24例,获得较好疗效。
1 材料与方法
1. 1 一般资料
2000年11月~2002年12月,共治疗各种原因致环枢椎不稳患者24例。男性17例,女性7例。年龄25~66岁,平均42.8岁。病例分布:创伤性寰枢椎不稳16例, 其中交通伤9例,平地跌伤3例,重物砸伤2例,打架致伤1例,其他伤1例;新鲜损伤9例,陈旧性损伤7例;根据Anderson-D′Alonzo分型,齿状突Ⅱ型骨折8例,Ⅲ型骨折2例,横韧带断裂6例,伴有寰枢椎完全脱位3,半脱位6例。寰枢椎先天性畸形6例,其中齿状突畸形5例,横韧带缺损1例;类风湿性骨关节炎寰枢椎畸形2例。24例中寰椎前脱位例8,后脱位1例,动力性不稳前后移位15例。所有病例均有枕颈部疼痛、颈部僵硬、无力等表现,例中21例有神经系统症状,包括不全性脊髓损伤7例,表现为不同程度的肢体感觉运动功能障碍和反射异常,其中4例合并有神经根损伤症状;单纯神经根压迫或刺激症状14例,表现为枕大神经和耳大神经分布区疼痛或感觉过敏。
1.2 固定器材及手术器械
本组病例均单纯固定寰枢椎,寰椎采用后弓侧块螺钉,24例患者共置钉48枚;枢椎采用椎弓根螺钉,使用脊柱自动撑开复位内固定钢板(Spinal Auto-Reduction fixation,简称SARF)。根据解剖学测量[2],寰椎螺钉设计为直径3.0mm,长度18mm,20mm, 22mm等规格,以适应患者个体化需要。为提高经寰椎后弓侧块的准确性和可操作性,笔者设计特殊器械如下:(1)方向定位器,(2)量规,(3)量角器,(4) 丝攻等。(如图一)
1.3 手术方法及围手术期处理
术前常规摄颈椎开口、侧、双斜位、动力位片,明确寰枢椎失稳情况,测量后弓轴线与椎体水平线的夹角(β角)。CT片测量后弓的宽度;分别由椎管外侧边缘、椎动脉管内侧向后弓画垂直线,与后弓相交两点的中点为进针点A点,测量后弓中点O至A点的距离(OA);由A点沿侧块纵轴画线AL,测量AL的长度和矢状面的夹角(α角)。(图二)根据这些参数,确定在后弓的进针点、进针方向及选择适当的螺钉。MRI检查明确脊髓受压部位和程度,决定是否减压。
手术方法:(1)患者俯卧位,局麻或全麻,颅骨固定架固定于轻度屈曲位。(2)软组织显露后正中切口,枢椎显露至两侧关节突的外缘,寰椎则根据术前测量确定暴露范围。(3)显露后弓根进针点 沿后弓横行切开骨膜,使用特制的骨膜剥离器剥离后弓上下骨膜,使用拉钩在骨膜下将椎动脉向头侧牵开,将枕大神经等向远侧牵开,完全暴露后弓。用量规根据术前测量的OA确定进针点。(4)钻孔在上述部位用咬骨钳去除少量皮质骨,将方向定位器置于进针点,该定位器可以保证在后弓下缘上2mm处钻孔,不会向上伤及椎动脉;该定位器亦可限制钻孔深度,不会向前侧穿过侧块。根据术前测量确定相应角度及深度,调节方向定位器,电钻使用2mm钻头在此钻孔。(5)置钉 将直径1mm、长度30mm的克氏针置入已显露的椎弓根管孔内, C臂X光机透视,证实进针位置和方向正确后,按导针方向扩孔。在角度定位器指示下,确保α、β角,根据术前测量,丝锥攻丝,置入螺钉。(6)减压 根据需要进行椎管减压。(7)植骨 用骨刀或磨钻将后弓及枢椎椎板皮质造成粗糙面,取髂骨植骨。(8)矫形固定 轻度后伸颈椎安装钢板,完成矫形固定。(9)再次透视或拍片确定内固定及矫形满意后,缝合切口。
术后严密观察患者生命体征,给予脱水、预防感染、激素等药物治疗。第1~2天卧床,颈旁置沙袋制动,轴位翻身、四肢锻炼。第三天若患者全身情况允许,可带颈围下床锻炼。术后三个月去除颈围领进行颈部功能锻炼。
2 结果
本组24例患者均获随访,时间3个月~28个月,平均15.6个月。所有患者手术过程顺利,术中未发现脊髓、神经根、椎动脉等损伤。术后患者症状及神经脊髓功能明显改善。本组共置后弓侧块钉48枚,术后均照开口、侧、双斜位X线片,见位置良好。其中44枚钉术后行CT检查(图3),其中42枚螺钉位置良好(42/44,95.45%)。有2枚位置较差(2/44,4.55%),其中1枚钉向椎动脉内侧穿破骨皮质小于0.5mm,未造成损伤;1枚钉穿破椎弓根管内侧皮质1㎜,未出现相应神经症状。全部病例随访至今,内固定无松动、断裂,植骨已骨性融合。在18例有局部症状患者中,2例仍残留枕大神经痛,其余枕颈部疼痛状消失,局部症状缓解率88.89%(16/18)。7例有脊髓损伤症状患者的术后脊髓功能均有不同程度的改善,其中4例完全恢复(57.14%),3例症状好转(42.86%)。
3 讨论
3.1 经寰椎后弓侧块螺钉固定的优点
使寰枢椎复位、恢复稳定与解除神经压迫是治疗寰枢椎不稳的基本目的。目前对于各种因素引起的寰枢椎不稳的具体治疗方法互有优劣。传统方法是钢丝固定法, 包括Gallie、Brooks和Jenuns钢丝固定等,但单独使用后路钢丝技术时稳定性差、容易断裂造成融合失败[3],另外钢丝穿过椎管易损伤脊髓和血管。近年来出现了Halifax椎板夹[4,5]及其改进的APOFIX椎板钩内固定系统[6],抗寰枢椎轴向旋转强度与抗向前平移刚度均优于寰枢椎钢丝法内固定[7]。但由于椎板钩结构的特殊性,必须要求寰椎后弓及枢椎椎板完整,如果遇到寰椎后弓、枢椎椎板骨折或需要椎管减压的患者则无法使用。由Magerl和Seemann介绍的寰枢椎经关节螺钉固定技术具有更强的生物力学稳定性[8,9 ]。但此术式在抗轴向移位方面,并无优势[10]。因而以上几种方法都不能达到牢靠的固定效果,在植骨骨融合前需加用较坚强的外固定,如Halo-vest架等。Hamans[11]在寰椎后弓下方侧块体上置钉固定,这势必要扩大手术暴露范围,增加手术难度;而且螺钉直接置于松质骨的侧块上,其固定强度较小。
笔者通过对寰椎的解剖学观察测量发现,如果将椎动脉沟处的后弓看作是其它脊椎的椎弓根,而将侧块看作为椎体,在寰椎上经后弓侧块同样可以行类似椎弓根螺钉固定。研究认为,经颈椎弓根螺钉固定技术在生物力学稳定性上明显优于其它常规的颈椎前路、后路固定及前后路联合固定方法[12]。因此后弓侧块螺钉具有以下优点:(1)内固定效果确实,具有三维稳定性,术后不需要坚强外固定亦能保证植骨融合。本组24例患者第三天若全身情况允许,即带颈围下床锻炼。术后三个月去除颈围领进行颈部功能锻炼。全部病例随访至今,内固定无松动、断裂,植骨已骨性融合。(2)适应症范围广 本法只要求寰椎后弓和侧块完整即可固定,对于寰椎后弓、枢椎椎板骨折或缺如,需要寰枢椎椎管减压,寰枢椎肿瘤切除等无法使用钢丝及椎板夹的患者均可使用。(3)自动复位功能 由于后弓侧块螺钉固定稳定,抗拔出力强,使用脊柱自动撑开复位内固定钢板,可以以枢椎椎弓根螺钉为支点,将脱位的寰椎复位,本组9例脱位或半脱位的患者术后X线片、CT显示均已复位。
3.2 后弓侧块螺钉置钉方法的可操作性和安全性
经查新发现,目前尚未见到经寰椎后弓侧块螺钉固定的报道。而寰椎后弓处的毗邻关系复杂,椎动脉穿横突孔后紧贴椎动脉沟横行进入颅腔,后弓外缘有椎静脉丛,下面有枕大神经绕过,椎管内为延髓生命中枢。因此置钉时应仔细操作,严格掌握进钉方向。
解剖学研究显示[2],椎动脉沟的解剖学差异较大,椎动脉沟后方的后弓上缘、外缘切迹也存在较大的差异。相比之下,椎动脉沟后方的后弓的下缘较为平坦,变异不大,可作为进钉点的参考标志。据此笔者设计的定位器即以此面为纵向定位点,在其上2mm处进针可保证不会向上穿出椎动脉沟损伤椎动脉。本组患者共置钉48枚,均未发生损伤脊髓、神经、椎动脉等并发症,术后X线片和CT显示开展该技术早期,有2枚(4.2%)钉穿破骨皮质,均在1.0mm以内,未造成周围组织损伤。回顾分析,造成置钉偏斜的原因如下:1.最常见的原因是切口暴露不够,影响导向器放置角度,置钉轨迹的α角改变,以致螺钉穿破骨皮质。2.早期我们使用手钻钻孔,稳定度较差,容易出现偏差。为了避免置钉偏斜,笔者强调:第一,个体化置钉,术前准确测量影像学资料,确定进针方向和位置。第二,手术严格按术前制定的计划进行,术中完全暴露后弓,正确使用器械,保证定位器正确的方向。第三,术中使用X线透视确认导针的方向和位置的正确,保证安全置钉。
寰椎后弓侧块螺钉固定具有三维稳定性、内固定效果确实,适应症范围广,具有自动复位功能等优点,可在临床广泛应用。本研究首次探讨寰椎经后弓侧块螺钉的置钉技术,提出一种可操作性强、安全性较高的方法,但由于寰枢椎部位关键,而本组病例数又较少,需要进一步完善和改进。
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