新器械研究便攜式經(jīng)皮椎體復(fù)位外固定器械的設(shè)計及應(yīng)用研究

1、新器械研究便攜式經(jīng)皮椎體復(fù)位外固定器械的設(shè)計及應(yīng)用研究         【摘要】  目的探討便于攜帶、方便患者生活和護理的經(jīng)皮椎體骨折復(fù)位外固定器械的設(shè)計及應(yīng)用。方法采用自行研制的器械，在CT引導(dǎo)下完成置釘、復(fù)位，采用單純外固定或同期、緩期聯(lián)合椎體成形。結(jié)果本組56例，男41例，女15例，年齡1872歲，平均40歲；置釘成功率100；手術(shù)平均時間80 min；所有椎體前緣壓縮都有不同程度恢復(fù)，平均高度恢復(fù)至91；術(shù)后平均隨訪16個月(938個月)，9例椎體前緣高度丟失515%，平均9，僅1例患者有腰部疼痛

2、。結(jié)論器械設(shè)計合理、輕便實用；CT下操作置釘精準(zhǔn)、穿刺成功率高、無并發(fā)癥、療效肯定。 【關(guān)鍵詞】  外固定器； 胸腰椎骨折； CT定位   作者簡介：關(guān)家文(1963-)，男，山東青州人，主任醫(yī)師，研究方向：脊柱外科，(電話#160;  脊柱外固定治療胸腰椎骨折以其微創(chuàng)優(yōu)勢越來越受到關(guān)注，相關(guān)研究和報道逐漸增多。但因以往的外固定存在組件笨重，術(shù)后給病人護理、生活帶來不便等不足，使其應(yīng)用推廣受到影響。本院自2004年研制出便攜式復(fù)位外固定裝置，并在CT引導(dǎo)下置釘，取得滿意療效，報道如下。   1  器

3、械結(jié)構(gòu)   由螺釘、螺桿和橫聯(lián)組成（圖1）。   螺桿結(jié)構(gòu)：兩端是呈前后扁的帶螺紋部分，外翻10°角，其內(nèi)開槽，其上有4個螺母；中間部分有橫聯(lián)孔（圖2）。   橫聯(lián)結(jié)構(gòu)：直徑3 mm，長510 cm，帶螺紋，靠螺母與螺桿固定。   螺釘結(jié)構(gòu)：總長度有1113 cm的型號。后段骨外部分直徑5 mm，后端0.3 cm呈方形，便于扭入。前段預(yù)置的骨內(nèi)部分直徑4 mm，長度35 cm，最前端是光滑的，便于敲入，后部12 cm有螺紋，內(nèi)徑3.5 mm，防止拔出（圖3）。   2  應(yīng)用

4、方法   2.1  CT引導(dǎo)下置釘1   患者俯臥位，皮膚黏放定位網(wǎng)；TOP像上以傷椎上下相鄰椎體的椎弓根軸線斜度作為置釘頭尾傾斜角度（圖5），沿其角度做全椎弓根斷層掃描，選擇出最佳置釘平面，在該平面上設(shè)計出最佳置釘途徑，測量左右傾斜角度（圖6）；定位網(wǎng)上合適金屬條與CT定位線的交點為進釘點，皮膚做標(biāo)記；消毒，鋪單，局麻；同一椎體兩側(cè)椎弓根同時進釘，進釘點作0.5 cm切口，將定向儀中心對準(zhǔn)切口中點、水平放置于皮膚上，調(diào)整椎弓根釘方向，按設(shè)計的角度進入；穿至有骨性阻擋時，錘入少許，再CT掃描，確保方向無誤的前提下改旋入至設(shè)計位置（圖79）；同上

5、法行另一椎體兩側(cè)椎弓根釘置入；安裝螺桿，調(diào)整螺母位置，椎體復(fù)位滿意后固定螺母和橫聯(lián)(圖4)。   2.2  其它處理   單純復(fù)位外固定者，臥床1周后逐漸下床帶架活動，4、6、8周復(fù)查X線片，證明傷椎愈合后卸除外固定；同期椎體成形者，于傷椎經(jīng)椎弓根或椎弓根外途徑穿刺，注入骨水泥，臥床3 d可下床活動，710 d卸架；緩期椎體成形者，臥床35 d再行傷椎骨水泥注入，710 d卸架。術(shù)后適量應(yīng)用抗生素；注意釘孔護理，局部滴酒精，每日2次，及時更換敷料；帶架活動期間注意釘、桿和螺母松緊，發(fā)現(xiàn)問題及時解決、調(diào)整。   3 

6、 臨床資料   本組56例，男41例，女15例，年齡1872歲，平均40歲。致傷原因：墜落傷37例，摔傷伴骨質(zhì)疏松8例，壓砸傷6例，車禍傷5例。部位：11骨折5例，12 22例，1 24例，2 5例，均為單節(jié)段骨折。程度：椎體前緣高度壓縮25者9例，26%50%者40例，5175者7例；爆裂骨折累及椎體后緣者29例，其中有椎管占位者15例；后突畸形10°35°，平均18.4°，影像顯示有小關(guān)節(jié)脫位者50例；均無神經(jīng)損傷表現(xiàn)。治療方式：采用直螺桿器械13例，采用外翻螺桿治療者43例；采用單純外固定治療者11例，同期骨水泥椎體成形者30例，緩期椎體

7、成形者15例。結(jié)果：手術(shù)時間6090 min，平均80 min；注射聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）者，每個椎體25 ml，平均3 ml。1例L1壓縮并爆裂性骨折患者術(shù)中見少量骨水泥椎體前緣滲漏，立即停止注射，術(shù)后無癥狀；術(shù)后所有椎體前緣壓縮都有不同程度恢復(fù)，其中達原高度5075者6例，75以上44例，6例完全復(fù)位，平均椎體高度恢復(fù)至91；本組病例置釘成功率100，均安全完成手術(shù)，無釘孔感染、脊髓、神經(jīng)損傷等并發(fā)癥；術(shù)后平均隨訪16個月(938個月)， 9例椎體前緣高度丟失515%，平均9，1例有經(jīng)常性腰部疼痛。（典型病例影像見圖1017）。   圖1  器械結(jié)構(gòu)正面

8、觀  圖2  器械結(jié)構(gòu)側(cè)面  圖3  螺釘  圖4  本器械安裝示意圖  圖5  置釘頭尾傾斜角度  圖6  置釘左右傾斜角度  圖7  釘至入骨點X線片  圖8  釘至椎弓根X線片  圖9  釘至椎體器械結(jié)構(gòu)X線片   4  討  論   4.1  經(jīng)皮椎體復(fù)位的原理及要點分析   外固定架行椎體復(fù)位基本上利用的是杠桿原理，胸腰椎骨折屈曲壓縮型較

9、多，一般存在椎體前部壓縮、椎間小關(guān)節(jié)脫位和局部后突畸形。當(dāng)椎弓根釘置入后，同側(cè)兩釘呈前窄后寬狀，本外固定裝置安裝后即構(gòu)成以外螺母為作用力點、內(nèi)螺母為支點、兩點間的螺釘長度為力矩、支點以遠(yuǎn)螺釘部分為力臂的杠桿結(jié)構(gòu)。兩螺母的夾壓力使兩釘尾相互靠近，釘前部產(chǎn)生撐開力，作用于傷椎相鄰椎體，通過椎體及韌帶拉開壓縮椎體，達到復(fù)位目的。經(jīng)臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)螺桿兩端外翻10°結(jié)構(gòu)與直螺桿相比，一方面釘桿角度發(fā)生了變化，在螺母同等大小的情況下，兩螺母間的螺釘長度增加，即加長了力矩，具有使復(fù)位省力的作用；另一方面當(dāng)支點與入骨點平行時，直桿結(jié)構(gòu)的撐開力為零，而外翻結(jié)構(gòu)尚保持能使椎弓根釘再撐開10°的作

10、用力，使椎弓根釘?shù)那岸藫伍_范圍加大，有利于椎體充分復(fù)位。            自然狀態(tài)下安裝外固定架后，支點間距大于入骨點間距，究竟是采取撐開還是加壓的方式進行復(fù)位呢？探討若支點固定于自然狀態(tài)位或繼續(xù)外移作撐開復(fù)位的操作時，力臂上的每一點都產(chǎn)生向外的撐開力和位移，其結(jié)果是椎間關(guān)節(jié)脫位不但得不到糾正，還有加重可能，同時影響遠(yuǎn)端撐開的阻力也明顯加大，不利傷椎復(fù)位；而若縮短兩支點間距到等于或小于兩入骨點間距作加壓復(fù)位操作時，一方面釘遠(yuǎn)端不產(chǎn)生（直螺桿型）或產(chǎn)生較小（外翻螺桿型）撐開力，不利傷椎復(fù)位，

11、另一方面椎間小關(guān)節(jié)將成為支點，其緊縮后縮小了上下兩椎體間距，也不利于傷椎復(fù)位，進而還可使上下兩椎體后緣產(chǎn)生擠壓傷椎趨勢，加大了傷椎后緣骨折塊突入椎管的可能性。因此外固定杠桿原理在椎體復(fù)位的應(yīng)用并非簡單、單純的加壓或撐開，要統(tǒng)籌考慮小關(guān)節(jié)復(fù)位、骨折塊移位、椎體壓縮角度與后突角度等相關(guān)因素。我們體會支點的位置（即內(nèi)螺母的放置）非常關(guān)鍵，它不應(yīng)該是固定的，而是動態(tài)變化的，正確的復(fù)位方法應(yīng)是：內(nèi)螺母在自然狀態(tài)下先作為支點，適當(dāng)加壓各外螺母，再逐個內(nèi)調(diào)內(nèi)螺母，以小關(guān)節(jié)突復(fù)位為限點，固定內(nèi)螺母，最后逐漸、逐個加壓扭緊外螺母使傷椎復(fù)位。整個過程始終保持椎弓根釘?shù)膿伍_力和傷椎后緣無壓力，最終椎弓根釘前端仍保持

12、較大撐開力，傷椎后緣和小關(guān)節(jié)有一定撐開力。這樣的操作，也經(jīng)本組病例證明，在傷椎恢復(fù)高度的過程中，傷椎后緣及其周圍骨折塊也會不同程度的隨之復(fù)位（圖18、19）。   4.2  本方法優(yōu)點   經(jīng)皮椎體復(fù)位外固定或聯(lián)合椎體成形術(shù)拓展了胸腰椎骨折的治療手段，較傳統(tǒng)的保守療法具有復(fù)位可靠、減少畸形和疼痛優(yōu)勢；較開放手術(shù)具有微創(chuàng)優(yōu)勢，患者可早期帶架下床活動，外固定的彈性固定既能維持傷椎高度，又能使傷椎得到一定縱向壓力刺激，有利骨折愈合和減少長期臥床的并發(fā)癥；本套器械較以往的釘板2和釘桿結(jié)構(gòu)3有明顯優(yōu)點 ：螺桿呈扁狀、內(nèi)空型，在保證強度的基礎(chǔ)上，最大程度的

13、減輕了重量，便于攜帶活動；桿內(nèi)空槽為椎弓根釘提供了充足的間距活動范圍，椎弓根釘在桿槽內(nèi)直接通過螺母擠壓固定，結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作方便；椎弓根釘制作成前細(xì)后粗型，既避免骨外部分因受力較大而彎曲，又易于前部通過椎弓根，而前段入骨部分光滑與淺螺紋相間的特殊設(shè)計，使操作既無需套管引導(dǎo)又能防止其拔出、既可敲入又可扭入。不同長度型號的椎弓根釘避免了術(shù)中再剪除多余部分的操作，患者術(shù)后還可以仰臥。   圖10  術(shù)前X線片  圖11  術(shù)中復(fù)位X線片  圖12  術(shù)后X線片   圖13  術(shù)后18個月X線片&#

14、160; 圖14  術(shù)前X線片  圖15  病椎復(fù)位后穿刺CT下注入骨水泥  圖16  術(shù)后X線片  圖17  術(shù)后1年X線片  圖18  復(fù)位前CT片  圖19  復(fù)位后CT片   4.3  置釘質(zhì)量是手術(shù)關(guān)鍵   椎弓根解剖關(guān)系特殊：與脊髓、神經(jīng)根、血管關(guān)系密切；其橫徑有限，且中軸線與矢狀面和冠狀面均存在夾角，并且每個人、每個椎體均不恒定，這就使得椎弓根釘置入既有難度又有風(fēng)險，而椎弓根釘置入過程的安全性和準(zhǔn)確性直接影響到傷椎復(fù)位、手

15、術(shù)成敗。理想的置釘位置要求沿著椎弓根軸線進入，包括定位、定向、定深、對稱等方面。目前國內(nèi)大多報道在X線下操作，僅依靠椎弓根“眼影”做為參照而進釘，顯然難以準(zhǔn)確無誤。CT下操作能精準(zhǔn)地顯示椎弓根橫徑和設(shè)計進釘途徑，再借助導(dǎo)航儀定向，可保證椎弓根釘省時、安全、準(zhǔn)確的置入，且操作者無須受X線傷害。整個置釘過程相當(dāng)直觀，本組成功率100%,無1例并發(fā)癥。在置釘過程中應(yīng)盡量避免掃描次數(shù)，但在置釘途徑上的風(fēng)險區(qū)和關(guān)鍵深度點的掃描不能省，如入骨點和椎弓根處的掃描是不能省略的，當(dāng)?shù)竭_入骨點時先錘擊進入少許，再次掃描確定方向無誤后，才能進入預(yù)定深度，一旦方向有誤可及時調(diào)整，否則輕者使置釘失敗，重者進入椎管造成危

16、險。   4.4  椎體復(fù)位后的形態(tài)維持   椎體復(fù)位的含義一般僅指傷椎壓縮高度的恢復(fù)，而椎體骨折卻不僅僅丟失高度，其內(nèi)部骨小梁結(jié)構(gòu)存在不同程度的破壞，傷椎復(fù)位后并不能同時恢復(fù)其內(nèi)部原有結(jié)構(gòu)，常呈“空心椎”、“蛋殼椎”樣改變4。怎樣使復(fù)位的椎體保持高度、強度，不再塌陷和丟失矯正度是臨床研究的重要課題，目前采取的措施有長期固定、注射人工骨5、灌注骨水泥等。長時間固定或臥床，會給患者和護理帶來很大不便，還可能出現(xiàn)一些并發(fā)癥；灌注PMMA骨水泥是維持椎體高度、強度的有效措施，能避免術(shù)后椎體塌陷，有助于早期下地，減少并發(fā)癥，提高療效。但鑒于其滲漏等可能

17、的并發(fā)癥，使術(shù)者產(chǎn)生顧慮，應(yīng)用受到影響。通過本組實踐證明：對老年體弱、骨質(zhì)疏松患者，因骨折修復(fù)功能差，應(yīng)行骨水泥灌注；而年輕患者，單純外固定既可獲得滿意療效。   4.5  治療時機與方法選擇   傷后按急癥立即手術(shù)，其好處在于椎體復(fù)位固定后能緩解疼痛和縮短治療期，但存在著因手術(shù)操作的雙重打擊，患者往往配合不佳，不適合年老體弱者，另外骨水泥易沿骨折線滲漏，因此不能同期進行骨水泥灌注，緩期灌注又將增加操作次數(shù)；若等病情平穩(wěn)后或傷后較長時間再手術(shù)，好處是患者和操作者有充分的思想準(zhǔn)備，有利于配合，更好的完成手術(shù)，且可同期進行骨水泥灌注，減少操作次數(shù)，但存在椎體復(fù)位困難甚至失敗的可能。作者的體會是：對于年輕、不需灌注骨水泥的患者，可行急癥手術(shù)；計劃灌注骨水泥者，傷后35 d為最佳手術(shù)時機，此時患者病情平穩(wěn)，骨折塊易動，骨折線已被血凝塊填塞，既不影響復(fù)位又能有效防止骨水泥滲漏，可同期完成椎體復(fù)位和骨水泥灌注?！緟⒖嘉墨I】  1 關(guān)家文，孫海濤，辛 健. CT引導(dǎo)下脊柱后路穿刺導(dǎo)航儀的研制及應(yīng)用J.中國矯形