新器械便携式经皮椎体复位外固定器械设计及应用范文
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【摘要】［目的］探讨便于携带、方便患者生活和护理的经皮椎体骨折复位外固定器械的设计及应用。［方法］采用自行研制的器械，在CT引导下完成置钉、复位，采用单纯外固定或同期、缓期联合椎体成形。［结果］本组56例，男41例，女15例，年龄18～72岁，平均40岁；置钉成功率100％；手术平均时间80min；所有椎体前缘压缩都有不同程度恢复，平均高度恢复至91％；术后平均随访16个月(9～38个月)，9例椎体前缘高度丢失5％～15%，平均9％，仅1例患者有腰部疼痛。［结论］器械设计合理、轻便实用；CT下操作置钉精准、穿刺成功率高、无并发症、疗效肯定。
【关键词】外固定器；胸腰椎骨折；CT定位
作者简介：关家文(1963-)，男，山东青州人，主任医师，研究方向：脊柱外科，(电话)13969084257脊柱外固定治疗胸腰椎骨折以其微创优势越来越受到关注，相关研究和报道逐渐增多。但因以往的外固定存在组件笨重，术后给病人护理、生活带来不便等不足，使其应用推广受到影响。本院自2004年研制出便携式复位外固定装置，并在CT引导下置钉，取得满意疗效，报道如下。
1器械结构
由螺钉、螺杆和横联组成（图1）。
螺杆结构：两端是呈前后扁的带螺纹部分，外翻10°角，其内开槽，其上有4个螺母；中间部分有横联孔（图2）。
横联结构：直径3mm，长5～10cm，带螺纹，靠螺母与螺杆固定。
螺钉结构：总长度有11～13cm的型号。后段骨外部分直径5mm，后端0.3cm呈方形，便于扭入。前段预置的骨内部分直径4mm，长度3～5cm，最前端是光滑的，便于敲入，后部1～2cm有螺纹，内径3.5mm，防止拔出（图3）。
2应用方法
2.1CT引导下置钉［1］
患者俯卧位，皮肤黏放定位网；TOP像上以伤椎上下相邻椎体的椎弓根轴线斜度作为置钉头尾倾斜角度（图5），沿其角度做全椎弓根断层扫描，选择出最佳置钉平面，在该平面上设计出最佳置钉途径，测量左右倾斜角度（图6）；定位网上合适金属条与CT定位线的交点为进钉点，皮肤做标记；消毒，铺单，局麻；同一椎体两侧椎弓根同时进钉，进钉点作0.5cm切口，将定向仪中心对准切口中点、水平放置于皮肤上，调整椎弓根钉方向，按设计的角度进入；穿至有骨性阻挡时，锤入少许，再CT扫描，确保方向无误的前提下改旋入至设计位置（图7～9）；同上法行另一椎体两侧椎弓根钉置入；安装螺杆，调整螺母位置，椎体复位满意后固定螺母和横联(图4)。
2.2其它处理
单纯复位外固定者，卧床1周后逐渐下床带架活动，4、6、8周复查X线片，证明伤椎愈合后卸除外固定；同期椎体成形者，于伤椎经椎弓根或椎弓根外途径穿刺，注入骨水泥，卧床3d可下床活动，7～10d卸架；缓期椎体成形者，卧床3～5d再行伤椎骨水泥注入，7～10d卸架。术后适量应用抗生素；注意钉孔护理，局部滴酒精，每日2次，及时更换敷料；带架活动期间注意钉、杆和螺母松紧，发现问题及时解决、调整。
3临床资料
本组56例，男41例，女15例，年龄18～72岁，平均40岁。致伤原因：坠落伤37例，摔伤伴骨质疏松8例，压砸伤6例，车祸伤5例。部位：T11骨折5例，T1222例，L124例，L25例，均为单节段骨折。程度：椎体前缘高度压缩≤25％者9例，26%～50%者40例，51％～75％者7例；爆裂骨折累及椎体后缘者29例，其中有椎管占位者15例；后突畸形10°～35°，平均18.4°，影像显示有小关节脱位者50例；均无神经损伤表现。治疗方式：采用直螺杆器械13例，采用外翻螺杆治疗者43例；采用单纯外固定治疗者11例，同期骨水泥椎体成形者30例，缓期椎体成形者15例。结果：手术时间60～90min，平均80min；注射聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）者，每个椎体2～5ml，平均3ml。1例L1压缩并爆裂性骨折患者术中见少量骨水泥椎体前缘渗漏，立即停止注射，术后无症状；术后所有椎体前缘压缩都有不同程度恢复，其中达原高度50％～75％者6例，75％以上44例，6例完全复位，平均椎体高度恢复至91％；本组病例置钉成功率100％，均安全完成手术，无钉孔感染、脊髓、神经损伤等并发症；术后平均随访16个月(9～38个月)，9例椎体前缘高度丢失5％～15%，平均9％，1例有经常性腰部疼痛。（典型病例影像见图10～17）。
图1器械结构正面观图2器械结构侧面图3螺钉图4本器械安装示意图图5置钉头尾倾斜角度图6置钉左右倾斜角度图7钉至入骨点X线片图8钉至椎弓根X线片图9钉至椎体器械结构X线片
4讨论
外固定架行椎体复位基本上利用的是杠杆原理，胸腰椎骨折屈曲压缩型较多，一般存在椎体前部压缩、椎间小关节脱位和局部后突畸形。当椎弓根钉置入后，同侧两钉呈前窄后宽状，本外固定装置安装后即构成以外螺母为作用力点、内螺母为支点、两点间的螺钉长度为力矩、支点以远螺钉部分为力臂的杠杆结构。两螺母的夹压力使两钉尾相互靠近，钉前部
产生撑开力，作用于伤椎相邻椎体，通过椎体及韧带拉开压缩椎体，达到复位目的。经临床应用发现螺杆两端外翻10°结构与直螺杆相比，一方面钉杆角度发生了变化，在螺母同等大小的情况下，两螺母间的螺钉长度增加，即加长了力矩，具有使复位省力的作用；另一方面当支点与入骨点平行时，直杆结构的撑开力为零，而外翻结构尚保持能使椎弓根钉再撑开10°的作用力，使椎弓根钉的前端撑开范围加大，有利于椎体充分复位。
自然状态下安装外固定架后，支点间距大于入骨点间距，究竟是采取撑开还是加压的方式进行复位呢？探讨如下：若支点固定于自然状态位或继续外移作撑开复位的操作时，力臂上的每一点都产生向外的撑开力和位移，其结果是椎间关节脱位不但得不到纠正，还有加重可能，同时影响远端撑开的阻力也明显加大，不利伤椎复位；而若缩短两支点间距到等于或小于两入骨点间距作加压复位操作时，一方面钉远端不产生（直螺杆型）或产生较小（外翻螺杆型）撑开力，不利伤椎复位，另一方面椎间小关节将成为支点，其紧缩后缩小了上下两椎体间距，也不利于伤椎复位，进而还可使上下两椎体后缘产生挤压伤椎趋势，加大了伤椎后缘骨折块突入椎管的可能性。因此外固定杠杆原理在椎体复位的应用并非简单、单纯的加压或撑开，要统筹考虑小关节复位、骨折块移位、椎体压缩角度与后突角度等相关因素。我们体会支点的位置（即内螺母的放置）非常关键，它不应该是固定的，而是动态变化的，正确的复位方法应是：内螺母在自然状态下先作为支点，适当加压各外螺母，再逐个内调内螺母，以小关节突复位为限点，固定内螺母，最后逐渐、逐个加压扭紧外螺母使伤椎复位。整个过程始终保持椎弓根钉的撑开力和伤椎后缘无压力，最终椎弓根钉前端仍保持较大撑开力，伤椎后缘和小关节有一定撑开力。这样的操作，也经本组病例证明，在伤椎恢复高度的过程中，伤椎后缘及其周围骨折块也会不同程度的随之复位（图18、19）。
4.2本方法优点
经皮椎体复位外固定或联合椎体成形术拓展了胸腰椎骨折的治疗手段，较传统的保守疗法具有复位可靠、减少畸形和疼痛优势；较开放手术具有微创优势，患者可早期带架下床活动，外固定的弹性固定既能维持伤椎高度，又能使伤椎得到一定纵向压力刺激，有利骨折愈合和减少长期卧床的并发症；本套器械较以往的钉板［2］和钉杆结构［3］有明显优点：螺杆呈扁状、内空型，在保证强度的基础上，最大程度的减轻了重量，便于携带活动；杆内空槽为椎弓根钉提供了充足的间距活动范围，椎弓根钉在杆槽内直接通过螺母挤压固定，结构简单、牢固、操作方便；椎弓根钉制作成前细后粗型，既避免骨外部分因受力较大而弯曲，又易于前部通过椎弓根，而前段入骨部分光滑与浅螺纹相间的特殊设计，使操作既无需套管引导又能防止其拔出、既可敲入又可扭入。不同长度型号的椎弓根钉避免了术中再剪除多余部分的操作，患者术后还可以仰卧。
图10术前X线片图11术中复位X线片图12术后X线片
图13术后18个月X线片图14术前X线片图15病椎复位后穿刺CT下注入骨水泥图16术后X线片图17术后1年X线片图18复位前CT片图19复位后CT片
4.3置钉质量是手术关键
椎弓根解剖关系特殊：与脊髓、神经根、血管关系密切；其横径有限，且中轴线与矢状面和冠状面均存在夹角，并且每个人、每个椎体均不恒定，这就使得椎弓根钉置入既有难度又有风险，而椎弓根钉置入过程的安全性和准确性直接影响到伤椎复位、手术成败。理想的置钉位置要求沿着椎弓根轴线进入，包括定位、定向、定深、对称等方面。目前国内大多报道在X线下操作，仅依靠椎弓根“眼影”做为参照而进钉，显然难以准确无误。CT下操作能精准地显示椎弓根横径和设计进钉途径，再借助导航仪定向，可保证椎弓根钉省时、安全、准确的置入，且操作者无须受X线伤害。整个置钉过程相当直观，本组成功率100%,无1例并发症。在置钉过程中应尽量避免扫描次数，但在置钉途径上的风险区和关键深度点的扫描不能省，如入骨点和椎弓根处的扫描是不能省略的，当到达入骨点时先锤击进入少许，再次扫描确定方向无误后，才能进入预定深度，一旦方向有误可及时调整，否则轻者使置钉失败，重者进入椎管造成危险。
4.4椎体复位后的形态维持
椎体复位的含义一般仅指伤椎压缩高度的恢复，而椎体骨折却不仅仅丢失高度，其内部骨小梁结构存在不同程度的破坏，伤椎复位后并不能同时恢复其内部原有结构，常呈“空心椎”、“蛋壳椎”样改变［4］。怎样使复位的椎体保持高度、强度，不再塌陷和丢失矫正度是临床研究的重要课题，目前采取的措施有长期固定、注射人工骨［5］、灌注骨水泥等。长时间固定或卧床，会给患者和护理带来很大不便，还可能出现一些并发症；灌注PMMA骨水泥是维持椎体高度、强度的有效措施，能避免术后椎体塌陷，有助于早期下地，减少并发症，提高疗效。但鉴于其渗漏等可能的并发症，使术者产生顾虑，应用受到影响。通过本组实践证明：对老年体弱、骨质疏松患者，因骨折修复功能差，应行骨水泥灌注；而年轻患者，单纯外固定既可获得满意疗效。
4.5治疗时机与方法选择
伤后按急症立即手术，其好处在于椎体复位固定后能缓解疼痛和缩短治疗期，但存在着因手术操作的双重打击，患者往往配合不佳，不适合年老体弱者，另外骨水泥易沿骨折线渗漏，因此不能同期进行骨水泥灌注，缓期灌注又将增加操作次数；若等病情平稳后或伤后较长时间再手术，好处是患者和操作者有充分的思想准备，有利于配合，更好的完成手术，且可同期进行骨水泥灌注，减少操作次数，但存在椎体复位困难甚至失败的可能。作者的体会是：对于年轻、不需灌注骨水泥的患者，可行急症手术；计划灌注骨水泥者，伤后3～5d为最佳手术时机，此时患者病情平稳，骨折块易动，骨折线已被血凝块填塞，既不影响复位又能有效防止骨水泥渗漏，可同期完成椎体复位和骨水泥灌注。
【参考文献】
［1］关家文，孙海涛，辛健.CT
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