Oarm联合三维导航系统在型神经纤维

引用本文:刘臻,邱勇,李洋,等.O－arm联合三维导航系统在Ⅰ型神经纤维瘤病合并营养不良性脊柱侧凸患者后路矫形手术中的临床应用[J].中华外科杂志,,55(3):-.DOI:10./cma.j.issn.-..03.

作者单位：南京大医院脊柱外科

Ⅰ型神经纤维瘤病(neurofibromatosistypeⅠ，NF1)又称VonRecklinghausen病，是一种涉及人体多个系统的常染色体显性遗传病[1]。神经纤维瘤病常合并脊柱侧凸，根据其椎体形态学特征可分为非营养不良性和营养不良性。NF1合并非营养不良性脊柱侧凸的临床表现类似特发性脊柱侧凸，而NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者的椎体会出现明显萎缩性改变，同时常伴有后凸畸形。值得注意的是，由于NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者萎缩区椎体解剖形态严重变异，如椎弓根狭小甚至缺如、顶椎区椎体严重旋转等，矫形手术过程中萎缩区椎体尤其是顶椎区置钉困难造成的置钉精确性差及植入物密度过低是此类手术的难点[2]。既往文献报道，由于置钉困难，NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者顶椎区植入物密度常低于30%，术后假关节形成、断棒及矫正丢失等发生率较高[3,4,5]。因此，提高萎缩区尤其是顶椎区置钉精确性及植入物密度对于提高矫形疗效及降低术后内固定相关并发症十分必要。

20世纪90年代以来，计算机辅助导航技术已成为推动脊柱外科向精准化、数字化方向发展的关键技术之一，该技术的应用显著提高了置钉精确性[6]。O－arm三维导航系统作为最新一代的三维术中影像导航系统，能够为术者提供分辨率更高、容积范围更广的导航地图，在各种复杂脊柱外科手术中有明显优势，尤其对于提高NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者萎缩区置钉精确性和植入物密度有很大帮助[7,8]。我们回顾性分析了我院采用O－arm三维导航辅助置钉和C形臂X线机透视下徒手置钉行后路矫形治疗NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者的临床疗效，现将结果报告如下。

一、一般资料

纳入标准：(1)通过全脊柱CT、全脊柱X线片及MRI影像学资料确定顶椎区存在营养不良性改变的NF1合并脊柱侧凸患者；(2)行一期后路全椎弓根螺钉矫形手术患者；(3)随访至少18个月。排除标准：非全椎弓根螺钉矫形手术及既往有脊柱手术史患者。其中我们定义"顶椎区"为包含顶椎在内的上下各两个节段[6]。

年6月至年10月在我院行手术治疗的NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者61例，其中符合纳入和排除标准的患者41例。因我院年10月开始开展O－arm三维导航置钉，故年10月至年10月收治的18例NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者均行O－arm导航引导下置钉，其中男性7例，女性11例，年龄11～24岁，平均(14.1±4.9)岁，冠状面主弯Cobb角平均为63.2°±8.7°。年6月至年10月于我院行手术治疗的NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者23例，均由徒手置钉完成，其中男性13例，女性10例，年龄12～27岁，平均(15.8±3.2)岁，冠状面主弯Cobb角平均为66.9°±7.4°。41例患者均表现为顶椎区椎弓根明显变细，31例伴有肋骨铅笔样变，28例有椎体扇贝样变，29例有椎体楔形变。

二、手术方法

(一)O－arm三维导航辅助置钉组

患者俯卧于手术台上，术野暴露后，导航参考架被固定在手术范围内合适的椎体棘突上，并尽可能靠近顶椎区。调整参考架的位置，注册并校准，同时连接StealthStationTreonplus导航系统和O－arm。O－arm就位并进行术中三维CT扫描，O－arm可自动旋转°采集幅数字点片图像并自动重建三维图像，整个图像采集过程耗时13s。重建的三维CT图像即刻被传送至导航系统Stealth并自动注册。术者根据椎体的实时CT三维图像选择椎弓根螺钉长度和直径，并设计合适的钉道，随后在术中实时三维重建图像引导下完成置钉。

(二)徒手置钉组

所有椎弓根螺钉均为徒手置入，当针道穿出椎弓根皮质时，则不植入螺钉；当植钉针道位置良好时，选择合适长度和直径的螺钉植入。

两组患者术中的内固定位置和侧凸矫形满意后，拧紧螺帽，使用自体原位骨及同种异体骨行植骨融合，放置引流后逐层关闭切口。整个手术过程均在多参数神经电生理检测设备(美国Nicolet公司)监护下进行，由神经电生理检测专业人员操作，采集相应数据，同时检测体感诱发电位和肌电图。

三、评估方法

术后对所有患者的固定节段进行螺旋CT扫描(美国GE公司)，扫描条件：kV、mA、层厚10mm，然后利用软件拆薄为1mm层厚。在PACS系统上通过PacsClient软件在能看清椎弓根螺钉的CT图层进行测量和分析。根据术后CT椎弓根螺钉位置，采用修正后的Upendra等[9]和Modi等[10]分级方法评估螺钉精确性，分为3级：椎弓根螺钉在位无偏差或突破椎弓根皮质2mm为优；螺钉突破椎弓根皮质2～4mm为良；螺钉突破椎弓根皮质4mm为差。其中优和良被认为是安全的[11]。

收集两组患者术前、术后和末次随访时站立位全脊柱X线片，比较患者主弯Cobb角变化、矢状面胸椎后凸变化及术后随访矫正丢失率。

四、统计学方法

采用SPSS19.0软件包进行分析。计量资料以±s表示，采用t检验进行统计学分析。采用行×列χ2检验分析不同手术组螺钉置入的准确性，"优"和"良"视作为置钉安全，与置钉精确性"差"组进行χ2检验。以P0.05为差异有统计学意义。

一、两组患者术中情况

O－arm导航组和徒手置钉组术中情况见表1。两组手术时间和出血量的差异均无统计学意义(P值均0.05)。O－arm导航组顶椎区平均植入物密度为(64.1±10.8)%，而徒手置钉组为(44.3±15.3)%，差异有统计学意义(t＝4.，P0.05)。徒手置钉组中1例患者术中出现脑脊液渗漏症状，发现后使用骨蜡封堵钉道，不予置钉，术后患者未见明显不适症状。

二、随访结果

随访截至年6月，平均随访(20.9±3.4)个月(18～26个月)。O－arm导航组术后侧凸平均矫正率为(61.8±10.1)%，平均随访(20.3±3.1)个月(18～28个月)，末次随访平均矫正丢失4.4°±1.6°；徒手置钉组术后侧凸平均矫正率为(52.1±12.4)%，平均随访(21.4±5.5)个月(19～36个月)，末次随访平均矫正丢失6.3°±2.6°。两组侧凸矫正率及术后末次随访矫正丢失率的差异均有统计学意义(P值均0.05)。

O－arm导航组18例患者顶椎区共置入枚螺钉，其中优89枚(72.9%)，良27枚(22.1%)，差6枚(4.9%)，优良率为95.1%。徒手置钉组23例患者对应节段共置入枚螺钉，优66枚(48.5%)，良39枚(28.6%)，差31枚(22.8%)，优良率为77.2%。O－arm导航组置钉的优良率高于徒手置钉组，差异有统计学意义(χ2＝10.，P0.05)。

两组患者术后均未出现明显神经和血管并发症。

三、典型病例

O－arm导航组典型病例的影像学检查图像见图1。

图1

Ⅰ型神经纤维瘤病合并营养不良性脊柱侧凸患者(男性，14岁)接受后路矫形手术前后影像学检查图像：图A、B　分别示患者术前X线正、侧位片，可见主弯Cobb角为78°，后凸61°；图C　示术前顶椎区X线片，可见椎体旋转明显；图D　示术前CT图像，可见椎弓根细小；图E、F　分别示O－arm导航下行后路椎弓根矫形内固定植骨融合术后正、侧位X线片，可见手术矫正率为60.2%；图G、H　分别示术后19个月正、侧位X线片，未见明显矫正丢失

20世纪90年代以来，导航技术不断发展。早期学者们曾报道使用术前CT影像来降低术中不良置钉率[12,13,14]。但根据术前CT图像确定的椎体间解剖学关系可能与术中的发现有所不同，从而造成误差。之后，基于C臂机的术中X线透视导航技术应运而生，但其所提供的二维图像仍不能满足严重脊柱侧凸矫形术的要求，且给术者和患者带来较大辐射[13]。近年来，三维X线透视导航系统的问世使得术者可以在术中实时获得三维重建图像，但有学者认为术中获得的重建图像质量较差，不足以准确反映脊柱的解剖结构[13]。O－arm联合StealthStation三维导航系统是目前最先进的术中导航系统之一，与传统导航技术相比，O－arm导航系统的优势主要表现在：(1)可以获得与术前CT影像质量相当的术中CT三维重建图像，对于螺钉的选择及钉道的制定意义重大。尤其在提高NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者顶椎区椎弓根螺钉植入的精确性方面优势显著。Jin等[2]比较了O－arm导航技术与徒手置钉技术治疗NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者顶椎区椎弓根钉置钉的精确性，发现使用O－arm联合三维导航技术可提高该类患者顶椎区置钉的精确性。(2)O－arm与StealthStation导航系统无缝连接，无需注册，并采用完整°自动环形扫描取像，能够在启动后13s内完成拍摄，大大缩短了操作时间。此外，O－arm三维导航系统还具有操作简单、安全性高、可移动性强等优点[15]。

关于术中O－arm导航技术提高置钉精确性及手术安全性的研究国内已有报道。曲哲等[16]比较了O－arm导航与徒手置钉在上颈椎椎弓根螺钉置入的精确性，发现O－arm导航技术并不能避免置钉时螺钉轻度穿破骨皮质。而亦有研究者发现，O－arm导航技术能有效提高胸腰椎椎弓根螺钉置入的精确性[17,18,19]。在本研究中，我们治疗NF1合并营养不良性脊柱侧凸时使用O－arm三维导航系统，顶椎区置钉的优良率达到95.1%，而传统徒手置钉的优良率仅为77.2%，说明O－arm三维导航系统可明显提高此类患者置钉的精确性。本研究结果与Jin等[2]的研究结果相似，但置钉精确性低于Silbermann等[15]报道的结果。究其原因，可能是由于Silbermann等[15]将破壁6mm以上定义为严重破壁，评价标准较为宽松；另外，我们的研究对象为NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者，顶椎萎缩性改变使得其椎弓根细小并伴有明显的旋转半脱位，椎弓根钉植入更为困难。

应用O－arm三维导航系统除了能够提高顶椎区置钉精确性外，还可通过增加顶椎区凸凹侧植入物密度，进而提高侧凸畸形矫形率。本研究中O－arm导航组顶椎区植入物密度高达(64.1±10.8)%，高于徒手置钉组的(44.3±15.3)%。既往研究结果显示，较高的顶椎区植入物密度可以提高内固定系统的矫形效果[20,21,22]。Suk等[23]认为在凹侧适当提高植入物密度可减少术中去旋转过程中螺钉拔出及术后断棒的风险并可使侧凸矫正率提高10%。本研究中，O－arm导航组侧凸矫正率高于徒手置钉组，且在随访中O－arm导航组矫正丢失也低于徒手置钉组。我们认为，这是因为NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者的骨质较为疏松且存在顶椎区萎缩性改变，而顶椎区过低的植入物密度无法达到满意的矫形效果，同时远期随访过程中矫正丢失率较高。关于两组患者的手术费用，由于导航组置钉密度较徒手置钉组高，因此，导航组患者住院期间费用高于徒手置钉组。

综上所述，通过本研究结果我们发现，应用O－arm三维导航技术可提高NF1合并营养不良性脊柱侧凸患者的置钉精确性，提高顶椎区植入密度。与术中应用徒手置钉的患者的治疗效果相比，O－arm三维导航技术可提高矫形效果并降低术后矫正丢失的发生率。同时，术中应用O－arm三维导航技术在提高矫形手术安全性及提供良好矫形效果的同时，并未延长手术时间及增加术中出血量。但鉴于本研究随访时间相对较短，故长期的疗效还有待进一步研究。

（参考文献略）

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