张 华， 崔 泳， 武忠炎, 褚晓东

(新疆医科大学第五附属医院骨科， 乌鲁木齐 830011)

下颈椎(颈3～颈7)椎弓根螺钉具有三柱稳定性，经椎弓根的螺钉固定的生物力学强度明显优于侧块螺钉固定[1]，但下颈椎椎弓根毗邻椎动脉及硬脊膜，颈椎后路手术时无法直视这些结构，使得下颈椎椎弓根螺钉置入的危险和难度很高，故有较大风险。目前下颈椎虽有多种经椎弓根置入螺钉的方法，但螺钉置入的准确率不高，并有不同程度的并发症，螺钉破壁率仍较高[2-5]。为进一步提高下颈椎椎弓根螺钉置入的准确率，本研究设计下颈椎椎弓根瞄准器，并经实验研究以确定其可行性。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 下颈椎椎弓根瞄准器 下颈椎椎弓根瞄准器由3个部分构成(竖杆连接于手术床边、万向可调节的中间连杆、可透X线的导针瞄准装置)，竖杆通过滑槽和螺栓固定于手术床一侧的金属杆；中间连杆由可调节的横杆及万向可调节的蛇形杆构成，中间连杆可多方向调节，达到所需角度及位置时锁固固定；可透X线的导针瞄准装置通过金属卡槽连接于中间连杆，导针瞄准装置由直径25 mm、高100 mm柱状木质材料构成，柱状木质材料中心有1个1.5 mm直孔道，此孔道可允许1.5 mm的导针通过(图1)。

1.1.2 标本固定台 选取90 mm×400 mm木板，木板中部固定2个90度直角的角铁，其中1个角铁固定，另1个角铁中部有一滑槽(可适应不同厚度的下颈椎)，角铁相向固定颈椎标本的面各连接1个40 mm厚的木块，在2个木块间卡紧1个下颈椎标本，同时在角铁的中部滑槽用木螺丝固定，标本的上下终板保持竖直，正位X线透视棘突位于中线。

1.2 实验方法

将30个下颈椎干标本逐一固定于标本固定台，标本固定台以胶带固定手术床，在C形臂X线机引导下，颈3～颈6的标本以斜位45度透视，颈7的标本以斜位40度透视，沿瞄准器中部的导针轴线透视、使导针成点状投射到椎弓根圆形投影的中心，沿此中心钻入导针，再沿导针置入3.5 mm×28 mm螺钉，取下标本逐一检查螺钉置入的准确性(图2)。

1.3 Neo椎弓根螺钉评价标准[5]

0级：螺钉的钉道准确，完全沿椎弓根轴线进入；Ⅰ级：螺钉的钉道偏移<2 mm；Ⅱ级：螺钉的钉道偏移2～4 mm；Ⅲ级：螺钉的钉道偏移>4 mm。

2 结果

0级螺钉50枚，Ⅰ级螺钉4枚，Ⅱ级螺钉6枚，无Ⅲ级螺钉，0级及Ⅰ级螺钉属优良螺钉，优良率达到90%(54/60枚椎弓根螺钉)。

3 讨论

椎弓根螺钉技术虽然在腰椎及胸椎得到了广泛及成熟的应用，但由于下颈椎椎弓根复杂的毗邻关系，使得下颈椎椎弓根螺钉置入的危险和难度很高。目前下颈椎椎弓根螺钉置入的准确率依然不高，并有不同程度的并发症[2-5]，故下颈椎椎弓根螺钉固定在临床尚未得到广泛应用。

下颈椎椎弓根螺钉经颈椎的三柱固定，其生物力学强度是侧块螺钉的2～4倍[1]，下颈椎椎弓根螺钉固定主要用于各种原因所致的颈椎不稳，如颈椎三柱损伤、肿瘤、颈椎后凸畸形的矫正等情况，目的是获得可靠的三柱固定，稳定脊柱，减少脊髓因颈椎不稳所致的继发性损伤。1994年，Abumi等[2]报道了下颈椎椎弓根内固定技术，随后Jeanneret等[6]将其在此方面的研究成果也相继进行了报道。1998年王东来等[7]报道了下颈椎椎弓根的解剖研究及临床应用，治疗颈椎损伤和肿瘤，报道了相关并发症。Abumi等[8]用该技术治疗180例患者，其中椎动脉及椎间盘损伤各1例，术后感染、骨质未融合各2例，引起神经症状及钉帽刺激症状各2例，出现脑脊液漏18例。王迎松等[9]报道了下颈椎椎弓根螺钉并发症的分析，椎弓根壁损伤77枚(12.3%)。

为提高下颈椎椎弓根螺钉置入的准确率，本研究设计了万向手动调节的椎弓根瞄准器，这种瞄准器的设计原理及结构特点与毛广平等[10]和黄东升等[11]制作的瞄准器不同。本研究采用在C形臂X线机引导下，颈3～颈6的标本以斜位45度透视，颈7的标本以斜位40度透视，此时下颈椎椎弓根的投影在显示屏中部接近于圆形，再沿瞄准器中部的导针的轴线透视，利用万向可调节的连杆手动调整导针的位置，使导针成点状投射到椎弓根圆形投影的中心，沿此中心向椎体钻入导针，再沿导针置入螺钉，此设计原理可靠。下颈椎椎弓根斜位透视时在显示屏上呈类似于圆形的投影，与邑晓东等[12]斜位X线片在颈椎椎弓根钉固定中应用的研究一致。

Yukawa等[13]利用斜位透视的原理手工置入椎弓

根螺钉419枚，螺钉穿破率4.0%，10.3%螺纹偏出骨皮质，95%牢固骨融合。张春霖等[14]利用斜位透视使椎弓根内“+”字与外“+”字配准置入椎弓根螺钉，说明利用下颈椎斜位透视置入椎弓根螺钉的方法可靠。本研究利用自主研制的下颈椎椎弓根瞄准器进行了实验研究，按Neo等[5]椎弓根螺钉评价标准，已取得90%优良率，为后续自动化机械臂的研制及临床应用打下了基础。

参考文献:

[1] Jones EL, Heller JG, Silcox DH, et al. Cervical pedicle screws versus lateral mass screws. Anatomic feasibility and biomechanical comparison[J]. Spine, 1997, 22(9):977-982.

[2] Abumi K, Itoh H, Taneichi H, et al. Transpedicular screw fixation for traumatic lesions of the middle and lower cervical spine:description of the techniques and preliminary report[J]. J Spinal Disord, 1994, 7(1):19-28.

[3] 谭明生，张光铂，移平，等. 管道疏通法行颈椎弓根螺钉置入的研究[J]. 中国脊柱脊髓杂志, 2002, 12(6):405-410.

[4] Tofuku K,Koga H,Komiya S.Cervical pedicle screw insertion using a gutter entry point at the transitional area between the lateral mass and lamina[J]. Eur Spine, 2012, 21(2):353-358.

[5] Neo M, Fujibayashi S, Miyata M, et al. Vertebral artery injury during cervical spine surgery:a survey of more than 5600 operations[J]. Spine, 2008, 33(7):779-785.

[6] Jeanneret B,Gebhard JS,Magerl F. Transpedicular screw fixation of articular mass fracture-separation:results of an anatomical study and operative technique [J].Spinal Disord,1994,7(3):222-229.

[7] 王东来,唐天驷,黄士中,等.下颈椎椎弓根内固定的解剖学研究与临床应用[J].中华骨科杂志,1998,18(11):659-662.

[8] Abumi K,Shono Y,Ito M,et al. Complications of pedicle screw fixation in reconstructive surgery of the cervical spine[J]. Spine,2000,25(8):962-969.

[9] 王迎松,杨振东,张颖,等.下颈椎椎弓根螺钉并发症分析[J].中华创伤杂志,2010,7(7):595-600.

[10] 毛广平，赵建宁，王与荣，等. 三维定位器置钉方法的研究[J]. 中国矫形外科杂志, 2005, 13(18):1404-1407.

[11] 黄东生，苏培强，马若凡，等. 颈椎椎弓根螺钉瞄准器的研制与实验[J]. 中国医学科学院学报, 2005, 27(2):156-159.

[12] 邑晓东，马忠泰，张瑜. 颈椎斜位X线片在颈椎椎弓根钉固定中应用的研究[J]. 中华外科杂志, 2001, 39(5):385-387.

[13] Yukawa Y, Kato F, Yoshihara H, et al. Cervical pedicle screw fixation in 100 cases of unstable cervical injuries:pedicle axis views obtained using fluoroscopy[J]. J Neurosurg Spine, 2006, 5(6):488-493.

[14] 张春霖，严旭，朱红鹤，等. 空间“十”字配准脊柱手术机器人导航方法[J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2011(17):3124-3126.