引用本文： 曹林虎, 谭伦, 林旭, 吴超. 光电导航系统引导经皮椎弓根螺钉内固定术治疗胸腰椎骨折近期疗效观察. 中国修复重建外科杂志, 2016, 30(6): 726-731. doi: 10.7507/1002-1892.20160148 复制
传统后路椎弓根螺钉内固定术为开放手术，其治疗胸腰椎骨折创伤大、并发症多。近年来经皮椎弓根螺钉内固定术（percutaneous pedicle screw，PPS）被逐渐接受，但患者和医务人员接受X线照射较多，且存在螺钉误植风险[1-6]，影响了术式的疗效及推广。因此，我们提出于光电导航系统引导下行PPS治疗胸腰椎骨折，并与常规PPS进行比较，分析导航引导下植钉准确性和疗效差异，为临床选择术式提供依据。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 外伤性T8～L5单椎体骨折患者，无脊髓和神经根损伤的神经系统症状和体征；② AO分型为A型；③ 术前评估能够耐受手术；④ 行PPS治疗。排除标准：① 术前影像学检查示，患椎后壁骨折片突入椎管，椎管占位 > 20%；② 年龄 > 70岁或伴有中度及以上骨质疏松；③ 其他病理性骨折。
2013年5月－2015年6月共39例患者符合选择标准纳入研究，分为光电导航系统（BrainL公司，德国） 引导组（试验组，20例）和C臂X线机（Siemens公司，德国）透视引导组（对照组，19例）。
1.2 一般资料
试验组：男15例，女5例；年龄36～68岁，平均51.0岁。致伤原因：高处坠落伤8例，交通事故伤12例。骨折椎体：T12 7例，L1 6例，L2 7例。骨折根据AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型3例。伤后至手术时间2～4 d，平均2.6 d。患椎前高压缩比（vertebral compression ratio，VCR）[7]为71.97%± 5.66%。
对照组：男13例，女6例；年龄37～70岁，平均50.5岁。致伤原因：高处坠落伤6例，交通事故伤13例。骨折椎体：T12 7例，L1 6例，L2 6例。骨折根据AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型2 例。伤后至手术时间2～3 d，平均2.5 d。VCR为73.50%±5.97%。
两组患者均有不同程度腰背部疼痛，无双下肢麻木及放射痛，双下肢及鞍区感觉、运动功能均无异常。术前X线片、CT、MRI检查显示患椎均不同程度压缩、相应节段椎管占位 < 20%、患椎明显水肿。两组患者性别、年龄、致伤原因、骨折椎体、AO分型、伤后至手术时间、术前疼痛视觉模拟评分（VAS）和VCR等一般资料比较，差异均无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。见表 1。
表1
两组患者临床评价指标比较（1.3 手术方法
两组手术均由同一组医师完成，采用北京富乐科技开发有限公司的经皮椎弓根螺钉内固定系统。
对照组：患者于全麻下取俯卧位，C臂X线机正位透视，标记患椎及上、下节段椎弓根的体表投影。于标记点稍外侧作长约2 cm纵切口，以带套筒的穿刺针探及横突和关节突，正位透视见穿刺针尖位于椎弓根投影外侧壁，以内倾15～20°进行穿刺。侧位透视见针尖达椎体后缘，正位针尖贴近椎弓根投影内侧壁，此时方向合适，否则需调整穿刺。取出穿刺针，套筒内置入导针继续穿刺至针尖达椎体前中份。同样方法将其余导针置入预定的椎弓根内。通过导针用中空攻丝扩大钉道后，拧入带U形开口钉座的椎弓根螺钉。正、侧位透视确认螺钉位置满意。通过植钉的上、下纵切口间作深部肌肉隧道，将长度合适的预弯纵向固定棒植入U形开口钉座内，植入固定螺帽行初步固定，撑开复位并矫正屈曲畸形后，锁紧螺帽。再次正、侧位透视确认螺钉、固定棒位置满意。折断螺钉钉座，全层缝合切口，敷料包扎。
试验组：患者于全麻下取俯卧位，穿刺前于皮肤上标记患椎节段，指导C臂X线机摄片范围。① 将光电导航固定参考架安置于患椎附近20 cm内，在参考架上固定反射球，使之位于双目红外线位置探测仪可探测范围。在C臂X线机图像增强器上固定校准板，将导航系统定位架固定于患椎附近，并使其头端处于C臂X线机拍摄范围。分别摄患椎节段正、侧位片，导入计算机工作站建立虚拟透视图像。在穿刺套针上安装手术器械示踪器，在计算机工作站内虚拟正、侧位透视图像上，按照导航系统注册方法进行图像配准和器械注册，注册成功后手术器械以光标形式显示在虚拟正、侧位透视图像上，并且可显示已注册器械的尖端在空间中的延长线。② 调整穿刺针使光标尖端（即穿刺针尖）位于椎弓根投影外侧壁，光标延长线在正、侧位片上均通过椎弓根中心，且在侧位片上与上终板平行，此时穿刺针与皮肤接触点为皮肤切口部位。于标记的穿刺点皮肤作小切口，穿刺针触探横突并内移至横突根部附近，检查穿刺针光标达到上述要求后进行穿刺，根据导航屏幕上模拟位置动态下引导进行穿刺，侧位图像上针尖到达椎体后缘时，正位图像见针尖贴近椎弓根投影内侧壁。见图 1。置入导针穿刺至椎体前中份，C臂X线机透视证实。③ 其余常规操作同对照组。
图1
光电导航系统引导下穿刺示意图 ⓐ 正位图像上穿刺针尖位于椎弓根投影外侧壁，光标延长线通过椎弓根中心 ⓑ 侧位图像上光标延长线通过椎弓根中心 图 2 试验组患者，男，36岁，L2椎体骨折行光电导航系统引导PPS ⓐ 术前正、侧位X线片 ⓑ 术前CT ⓒ 术后6个月正、侧位X线片示螺钉与上终板平行 ⓓ 术后6个月CT示双侧螺钉位置Ⅰ级 图 3 对照组患者，女，48岁，L2椎体骨折行常规PPS ⓐ 术前正、侧位X线片 ⓑ 术前CT ⓒ 术后6个月正、侧位X线片示螺钉与上终板成角 ⓓ 术后6个月CT示左侧螺钉位置Ⅲ级
Figure1.
The schematic diagram of puncture guided with photoelectric navigation ⓐ The puncture point at the lateral wall of the pedicle projection and the cursor extended line through the center of the pedicle at the frontal image ⓑ The cursor extended line through the center of the pedicle at the lateral image Fig. 2 A 36-year-old male patient with L2 fracture undergoing the photoelectric navigated PPS in trial group ⓐ Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ⓑ CT image before operation ⓒ Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screws were paralleled to upper-endplates ⓓ CT image at 6 months after operation, show ing that the screws at both sides were at grade Ⅰ Fig. 3 A 48-year-old female patient with L2 fracture undergoing the routine PPS in control group ⓐ Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ⓑ CT image before operation ⓒ Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screw and upper-endplate had angle ⓓ CT image at 6 months after operation, showing that the left screw was at grade Ⅲ
两组患者共植入椎弓根钉174枚，对照组83枚（平均每例4.4枚），其中植入4枚14例，5枚3例，6 枚2例；试验组91枚（平均每例4.6枚），其中植入4枚13例，5枚3例，6枚4例。
1.4 术后处理
两组术后常规使用抗生素预防感染，术后当天指导患者卧床行患肢等张性肌肉收缩锻炼，卧床1 周后在支具保护下逐渐下地活动。
1.5 疗效评价指标
1.5.1 临床评价
① 记录手术时间（从术者开始标记穿刺点或穿刺节段至敷料包扎）、术中出血量（血纱布总重量－干纱布总重量，以1 g=1 mL为换算标准）以及X线透视次数（包括定位、穿刺及确认植钉的摄片总次数）；② 记录术后7 d、6个月VAS评分，并与术前比较；③ 记录术中植钉一次性成功率（one-time success rate，OSR），指首次穿刺并成功植钉，不包括椎弓根突破调整穿刺后植钉成功；④ 观察术后双下肢及鞍区感觉、运动功能情况。
1.5.2 影像学评价
手术前后摄胸腰椎正、侧位X线片和CT，均以Dicom格式保存，采用MiniViewer Version1.0软件（Millennium Systems公司，埃及）测量以下指标。① 侧位X线片上测量并计算VCR[7]，VCR=患椎前缘高度/[（患椎上位相邻椎体前缘高度+患椎下位相邻椎体前缘高度）/2]×100%。② 侧位X线片上测量螺钉与上终板夹角（endplate-screw angle，ESA），取上终板与椎体前、后缘交点连线作为上终板线，其与螺钉轴位夹角即为ESA。③ 于CT横断面按照Ringel等[4]的分级标准评估螺钉与椎弓根关系（pedicle-screw relationship，PSR）：椎弓根螺钉位于椎弓根内为Ⅰ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根 < 2 mm为Ⅱ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根2～4 mm为Ⅲ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根 > 4 mm为Ⅳ级；定义Ⅰ、Ⅱ级为优良植钉，Ⅲ、Ⅳ级为不良植钉。④ CT上观察植钉节段有无异常阴影，了解是否有血管损伤。
1.6 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；组内各时间点间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用SNK检验；计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验；检验水准α=0.05。
2 结果
两组患者手术时间及术中出血量比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）；对照组X线透视次数显著多于试验组，比较差异有统计学意义（t=-15.658，P=0.000）；见表 1。试验组OSR为95.60%（87/91），明显优于对照组的86.75%（72/83），差异有统计学意义（χ2=4.323，P=0.038）。术后患者切口均Ⅰ期愈合，无切口感染等早期并发症发生。两组患者均获随访，试验组随访时间6～11个月，平均7.6个月；对照组7～11个月，平均7.8个月。术后均无神经、血管损伤等相关植钉并发症；双下肢及鞍区感觉、运动功能均无异常。术后7 d、6个月两组VAS评分比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）；组内术后2个时间点VAS评分均较术前显著改善，术后6个月时评分低于7 d时，比较差异有统计学意义（P < 0.05）。
术后6个月试验组和对照组VCR分别为94.75%±5.10%和92.40%±5.09%，均较术前显著改善，差异有统计学意义（t=11.865，P=0.000；t=11.359，P=0.000）；术后两组间比较差异无统计学意义（t=1.442，P=0.158）。术后6个月试验组和对照组ESA分别为（1.82±1.13）°和（3.36±2.43）°，比较差异有统计学意义（t=5.421，P=0.000）。术后6个月，试验组PSR分级为Ⅰ级83枚、Ⅱ级6枚、Ⅲ级2枚，优良植钉率为97.80%；对照组Ⅰ级54枚、Ⅱ级19枚、Ⅲ级7枚、Ⅳ级3枚，优良植钉率为87.95%；两组比较差异有统计学意义（χ2=18.347，P=0.000）。CT观察示植钉节段均无血肿等异常阴影。见图 2、3。
3 讨论
与传统开放手术相比，PPS治疗胸腰椎骨折具有创伤小、出血少、手术时间短、风险低、恢复快等优点[3, 8-9]，但仍有1.9%～4.0%患者发生与椎弓根螺钉误植相关的神经、血管损伤等并发症[1, 4-6]。因此，提高植钉准确性仍是PPS至关重要的问题。此外，传统PPS在C臂X线机引导下进行，常需透视数十次才能完成穿刺植钉[10-11]。虽然通过穿戴防护服、增加防护距离等方法可减少医务人员所受辐射量[11-12]，但对患者难以采取有效防护措施；并且，C臂X线机只能采集单平面二维静态图像，无法在立体空间上对穿刺过程进行实时引导。因此，寻求一种动态引导、低辐射乃至无辐射的导航方式尤为重要。
PPS植钉的准确性主要从X线片和CT上进行评价。Weinstein等[13]认为螺钉位于椎弓根内，且尽量与上终板平行可获得更好的稳定性，即ESA为0°时螺钉可获得最佳固定强度，这一观点已被大多数医生认同。而通过CT评价螺钉位置的方法较多，目前尚无统一标准。Youkilis等[14]根据螺钉与椎弓根关系将其分为未突破、≤2 mm及 > 2 mm 3级；Raley等[1]将植钉并发症纳入分级范畴，只要有相关并发症发生均视为严重不良植钉；也有学者认为螺钉植入深度亦需纳入评价[15]。本研究采用Ringel等 [4]的分级标准，主要从影像学图像进行螺钉位置分析，植钉相关并发症进行单独记录。由于此分级方法中Ⅰ、Ⅱ级螺钉的把持力未受到明显影响，Ⅲ、Ⅳ级螺钉固定强度可能不足，故将前两者视为优良植钉，后两者视为不良植钉。此外，椎弓根穿刺次数对植钉准确性也有一定影响，如穿刺过多可能损伤椎弓根壁形成假道，易引起螺钉位置不良，甚至发生脊髓神经损伤等严重并发症。所以，我们选择了OSR作为评价植钉准确性的指标之一。
近年来，脊柱外科导航系统逐渐应用于临床，图像采集方式可基于C臂X线机、O臂X线机、CT以及MRI[16-20]。虽然后三者可对术中穿刺过程进行三维引导，但由于设备昂贵难以推广。而基于C臂X线机的光电导航系统应用较多，其在辐射量、准确性等方面较传统透视方式更佳[10, 19-20]。但也有学者认为非导航下手术效果与导航下手术效果类似，甚至更优[21]。杨阳等[22]报道采用单纯前后位透视引导PPS，在降低辐射和保证植钉准确性方面均有较好表现。Kim等[19]发现导航下椎弓根植钉耗时较长，但总体手术时间较常规透视下植钉短。因此，为进一步探讨光电导航系统用于PPS的价值，我们进行了比较研究。
本研究采用基于C臂X线机的光电导航系统，可同时注册多个平面的虚拟图像，且为实时导航，因此对术中穿刺植钉过程可进行空间动态引导。当侧位导航图像上针尖到达椎体后缘时，正位导航图像上针尖贴近椎弓根投影的内侧壁，即为合适植钉方向；如穿刺时未达到前述要求，需在导航图像上对穿刺方向进行实时调整，对于穿刺过程的把握更直观。术中试验组仅在图像采集及术中需透视确认的情况下摄片，穿刺植钉过程中可脱离辐射，因此透视次数明显少于对照组；两组术中出血量、术后VAS评分及VCR无明显差异，均获得满意的临床疗效。本研究中两组手术时间亦无明显差异，考虑与早期设备注册不熟悉有关，后期设备操作熟练后手术时间有望减少。而试验组OSR和ESA均明显优于对照组，不良植钉率试验组（2.20%）也低于对照组（12.05%）及既往报道（6.6%～23%）[1, 5]。提示，光电导航系统应用于PPS中可明显提高穿刺及植钉准确性。
但是，光电导航系统具有光学示踪技术的通病，即在参考架松动等情况下会发生图像漂移造成误差，主要与术者设备操作不熟练有关。本研究试验组有2 枚螺钉植入位置不佳，均发生在导航系统使用早期阶段。因此，早期应用光电导航系统时可结合术者经验进行判断，必要时透视证实，每次穿刺前均将注册器械与标准件进行比对、校准，以有效避免类似情况发生。
综上述，光电导航系统引导下PPS治疗胸腰椎骨折可提高术中穿刺及植钉的准确性、减少术中X线透视次数、维持良好的椎体复位，且未延长手术时间、增加出血量，可获得较好近期疗效，远期疗效有待进一步观察明确。
传统后路椎弓根螺钉内固定术为开放手术，其治疗胸腰椎骨折创伤大、并发症多。近年来经皮椎弓根螺钉内固定术（percutaneous pedicle screw，PPS）被逐渐接受，但患者和医务人员接受X线照射较多，且存在螺钉误植风险[1-6]，影响了术式的疗效及推广。因此，我们提出于光电导航系统引导下行PPS治疗胸腰椎骨折，并与常规PPS进行比较，分析导航引导下植钉准确性和疗效差异，为临床选择术式提供依据。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 外伤性T8～L5单椎体骨折患者，无脊髓和神经根损伤的神经系统症状和体征；② AO分型为A型；③ 术前评估能够耐受手术；④ 行PPS治疗。排除标准：① 术前影像学检查示，患椎后壁骨折片突入椎管，椎管占位 > 20%；② 年龄 > 70岁或伴有中度及以上骨质疏松；③ 其他病理性骨折。
2013年5月－2015年6月共39例患者符合选择标准纳入研究，分为光电导航系统（BrainL公司，德国） 引导组（试验组，20例）和C臂X线机（Siemens公司，德国）透视引导组（对照组，19例）。
1.2 一般资料
试验组：男15例，女5例；年龄36～68岁，平均51.0岁。致伤原因：高处坠落伤8例，交通事故伤12例。骨折椎体：T12 7例，L1 6例，L2 7例。骨折根据AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型3例。伤后至手术时间2～4 d，平均2.6 d。患椎前高压缩比（vertebral compression ratio，VCR）[7]为71.97%± 5.66%。
对照组：男13例，女6例；年龄37～70岁，平均50.5岁。致伤原因：高处坠落伤6例，交通事故伤13例。骨折椎体：T12 7例，L1 6例，L2 6例。骨折根据AO分型：A1型16例，A2型1例，A3型2 例。伤后至手术时间2～3 d，平均2.5 d。VCR为73.50%±5.97%。
两组患者均有不同程度腰背部疼痛，无双下肢麻木及放射痛，双下肢及鞍区感觉、运动功能均无异常。术前X线片、CT、MRI检查显示患椎均不同程度压缩、相应节段椎管占位 < 20%、患椎明显水肿。两组患者性别、年龄、致伤原因、骨折椎体、AO分型、伤后至手术时间、术前疼痛视觉模拟评分（VAS）和VCR等一般资料比较，差异均无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。见表 1。
表1
两组患者临床评价指标比较（1.3 手术方法
两组手术均由同一组医师完成，采用北京富乐科技开发有限公司的经皮椎弓根螺钉内固定系统。
对照组：患者于全麻下取俯卧位，C臂X线机正位透视，标记患椎及上、下节段椎弓根的体表投影。于标记点稍外侧作长约2 cm纵切口，以带套筒的穿刺针探及横突和关节突，正位透视见穿刺针尖位于椎弓根投影外侧壁，以内倾15～20°进行穿刺。侧位透视见针尖达椎体后缘，正位针尖贴近椎弓根投影内侧壁，此时方向合适，否则需调整穿刺。取出穿刺针，套筒内置入导针继续穿刺至针尖达椎体前中份。同样方法将其余导针置入预定的椎弓根内。通过导针用中空攻丝扩大钉道后，拧入带U形开口钉座的椎弓根螺钉。正、侧位透视确认螺钉位置满意。通过植钉的上、下纵切口间作深部肌肉隧道，将长度合适的预弯纵向固定棒植入U形开口钉座内，植入固定螺帽行初步固定，撑开复位并矫正屈曲畸形后，锁紧螺帽。再次正、侧位透视确认螺钉、固定棒位置满意。折断螺钉钉座，全层缝合切口，敷料包扎。
试验组：患者于全麻下取俯卧位，穿刺前于皮肤上标记患椎节段，指导C臂X线机摄片范围。① 将光电导航固定参考架安置于患椎附近20 cm内，在参考架上固定反射球，使之位于双目红外线位置探测仪可探测范围。在C臂X线机图像增强器上固定校准板，将导航系统定位架固定于患椎附近，并使其头端处于C臂X线机拍摄范围。分别摄患椎节段正、侧位片，导入计算机工作站建立虚拟透视图像。在穿刺套针上安装手术器械示踪器，在计算机工作站内虚拟正、侧位透视图像上，按照导航系统注册方法进行图像配准和器械注册，注册成功后手术器械以光标形式显示在虚拟正、侧位透视图像上，并且可显示已注册器械的尖端在空间中的延长线。② 调整穿刺针使光标尖端（即穿刺针尖）位于椎弓根投影外侧壁，光标延长线在正、侧位片上均通过椎弓根中心，且在侧位片上与上终板平行，此时穿刺针与皮肤接触点为皮肤切口部位。于标记的穿刺点皮肤作小切口，穿刺针触探横突并内移至横突根部附近，检查穿刺针光标达到上述要求后进行穿刺，根据导航屏幕上模拟位置动态下引导进行穿刺，侧位图像上针尖到达椎体后缘时，正位图像见针尖贴近椎弓根投影内侧壁。见图 1。置入导针穿刺至椎体前中份，C臂X线机透视证实。③ 其余常规操作同对照组。
图1
光电导航系统引导下穿刺示意图 ⓐ 正位图像上穿刺针尖位于椎弓根投影外侧壁，光标延长线通过椎弓根中心 ⓑ 侧位图像上光标延长线通过椎弓根中心 图 2 试验组患者，男，36岁，L2椎体骨折行光电导航系统引导PPS ⓐ 术前正、侧位X线片 ⓑ 术前CT ⓒ 术后6个月正、侧位X线片示螺钉与上终板平行 ⓓ 术后6个月CT示双侧螺钉位置Ⅰ级 图 3 对照组患者，女，48岁，L2椎体骨折行常规PPS ⓐ 术前正、侧位X线片 ⓑ 术前CT ⓒ 术后6个月正、侧位X线片示螺钉与上终板成角 ⓓ 术后6个月CT示左侧螺钉位置Ⅲ级
Figure1.
The schematic diagram of puncture guided with photoelectric navigation ⓐ The puncture point at the lateral wall of the pedicle projection and the cursor extended line through the center of the pedicle at the frontal image ⓑ The cursor extended line through the center of the pedicle at the lateral image Fig. 2 A 36-year-old male patient with L2 fracture undergoing the photoelectric navigated PPS in trial group ⓐ Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ⓑ CT image before operation ⓒ Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screws were paralleled to upper-endplates ⓓ CT image at 6 months after operation, show ing that the screws at both sides were at grade Ⅰ Fig. 3 A 48-year-old female patient with L2 fracture undergoing the routine PPS in control group ⓐ Anteroposterior and lateral X-ray films before operation ⓑ CT image before operation ⓒ Anteroposterior and lateral X-ray films at 6 months after operation, showing that the screw and upper-endplate had angle ⓓ CT image at 6 months after operation, showing that the left screw was at grade Ⅲ
两组患者共植入椎弓根钉174枚，对照组83枚（平均每例4.4枚），其中植入4枚14例，5枚3例，6 枚2例；试验组91枚（平均每例4.6枚），其中植入4枚13例，5枚3例，6枚4例。
1.4 术后处理
两组术后常规使用抗生素预防感染，术后当天指导患者卧床行患肢等张性肌肉收缩锻炼，卧床1 周后在支具保护下逐渐下地活动。
1.5 疗效评价指标
1.5.1 临床评价
① 记录手术时间（从术者开始标记穿刺点或穿刺节段至敷料包扎）、术中出血量（血纱布总重量－干纱布总重量，以1 g=1 mL为换算标准）以及X线透视次数（包括定位、穿刺及确认植钉的摄片总次数）；② 记录术后7 d、6个月VAS评分，并与术前比较；③ 记录术中植钉一次性成功率（one-time success rate，OSR），指首次穿刺并成功植钉，不包括椎弓根突破调整穿刺后植钉成功；④ 观察术后双下肢及鞍区感觉、运动功能情况。
1.5.2 影像学评价
手术前后摄胸腰椎正、侧位X线片和CT，均以Dicom格式保存，采用MiniViewer Version1.0软件（Millennium Systems公司，埃及）测量以下指标。① 侧位X线片上测量并计算VCR[7]，VCR=患椎前缘高度/[（患椎上位相邻椎体前缘高度+患椎下位相邻椎体前缘高度）/2]×100%。② 侧位X线片上测量螺钉与上终板夹角（endplate-screw angle，ESA），取上终板与椎体前、后缘交点连线作为上终板线，其与螺钉轴位夹角即为ESA。③ 于CT横断面按照Ringel等[4]的分级标准评估螺钉与椎弓根关系（pedicle-screw relationship，PSR）：椎弓根螺钉位于椎弓根内为Ⅰ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根 < 2 mm为Ⅱ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根2～4 mm为Ⅲ级，椎弓根螺钉穿破椎弓根 > 4 mm为Ⅳ级；定义Ⅰ、Ⅱ级为优良植钉，Ⅲ、Ⅳ级为不良植钉。④ CT上观察植钉节段有无异常阴影，了解是否有血管损伤。
1.6 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；组内各时间点间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用SNK检验；计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验；检验水准α=0.05。
2 结果
两组患者手术时间及术中出血量比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）；对照组X线透视次数显著多于试验组，比较差异有统计学意义（t=-15.658，P=0.000）；见表 1。试验组OSR为95.60%（87/91），明显优于对照组的86.75%（72/83），差异有统计学意义（χ2=4.323，P=0.038）。术后患者切口均Ⅰ期愈合，无切口感染等早期并发症发生。两组患者均获随访，试验组随访时间6～11个月，平均7.6个月；对照组7～11个月，平均7.8个月。术后均无神经、血管损伤等相关植钉并发症；双下肢及鞍区感觉、运动功能均无异常。术后7 d、6个月两组VAS评分比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）；组内术后2个时间点VAS评分均较术前显著改善，术后6个月时评分低于7 d时，比较差异有统计学意义（P < 0.05）。
术后6个月试验组和对照组VCR分别为94.75%±5.10%和92.40%±5.09%，均较术前显著改善，差异有统计学意义（t=11.865，P=0.000；t=11.359，P=0.000）；术后两组间比较差异无统计学意义（t=1.442，P=0.158）。术后6个月试验组和对照组ESA分别为（1.82±1.13）°和（3.36±2.43）°，比较差异有统计学意义（t=5.421，P=0.000）。术后6个月，试验组PSR分级为Ⅰ级83枚、Ⅱ级6枚、Ⅲ级2枚，优良植钉率为97.80%；对照组Ⅰ级54枚、Ⅱ级19枚、Ⅲ级7枚、Ⅳ级3枚，优良植钉率为87.95%；两组比较差异有统计学意义（χ2=18.347，P=0.000）。CT观察示植钉节段均无血肿等异常阴影。见图 2、3。
3 讨论
与传统开放手术相比，PPS治疗胸腰椎骨折具有创伤小、出血少、手术时间短、风险低、恢复快等优点[3, 8-9]，但仍有1.9%～4.0%患者发生与椎弓根螺钉误植相关的神经、血管损伤等并发症[1, 4-6]。因此，提高植钉准确性仍是PPS至关重要的问题。此外，传统PPS在C臂X线机引导下进行，常需透视数十次才能完成穿刺植钉[10-11]。虽然通过穿戴防护服、增加防护距离等方法可减少医务人员所受辐射量[11-12]，但对患者难以采取有效防护措施；并且，C臂X线机只能采集单平面二维静态图像，无法在立体空间上对穿刺过程进行实时引导。因此，寻求一种动态引导、低辐射乃至无辐射的导航方式尤为重要。
PPS植钉的准确性主要从X线片和CT上进行评价。Weinstein等[13]认为螺钉位于椎弓根内，且尽量与上终板平行可获得更好的稳定性，即ESA为0°时螺钉可获得最佳固定强度，这一观点已被大多数医生认同。而通过CT评价螺钉位置的方法较多，目前尚无统一标准。Youkilis等[14]根据螺钉与椎弓根关系将其分为未突破、≤2 mm及 > 2 mm 3级；Raley等[1]将植钉并发症纳入分级范畴，只要有相关并发症发生均视为严重不良植钉；也有学者认为螺钉植入深度亦需纳入评价[15]。本研究采用Ringel等 [4]的分级标准，主要从影像学图像进行螺钉位置分析，植钉相关并发症进行单独记录。由于此分级方法中Ⅰ、Ⅱ级螺钉的把持力未受到明显影响，Ⅲ、Ⅳ级螺钉固定强度可能不足，故将前两者视为优良植钉，后两者视为不良植钉。此外，椎弓根穿刺次数对植钉准确性也有一定影响，如穿刺过多可能损伤椎弓根壁形成假道，易引起螺钉位置不良，甚至发生脊髓神经损伤等严重并发症。所以，我们选择了OSR作为评价植钉准确性的指标之一。
近年来，脊柱外科导航系统逐渐应用于临床，图像采集方式可基于C臂X线机、O臂X线机、CT以及MRI[16-20]。虽然后三者可对术中穿刺过程进行三维引导，但由于设备昂贵难以推广。而基于C臂X线机的光电导航系统应用较多，其在辐射量、准确性等方面较传统透视方式更佳[10, 19-20]。但也有学者认为非导航下手术效果与导航下手术效果类似，甚至更优[21]。杨阳等[22]报道采用单纯前后位透视引导PPS，在降低辐射和保证植钉准确性方面均有较好表现。Kim等[19]发现导航下椎弓根植钉耗时较长，但总体手术时间较常规透视下植钉短。因此，为进一步探讨光电导航系统用于PPS的价值，我们进行了比较研究。
本研究采用基于C臂X线机的光电导航系统，可同时注册多个平面的虚拟图像，且为实时导航，因此对术中穿刺植钉过程可进行空间动态引导。当侧位导航图像上针尖到达椎体后缘时，正位导航图像上针尖贴近椎弓根投影的内侧壁，即为合适植钉方向；如穿刺时未达到前述要求，需在导航图像上对穿刺方向进行实时调整，对于穿刺过程的把握更直观。术中试验组仅在图像采集及术中需透视确认的情况下摄片，穿刺植钉过程中可脱离辐射，因此透视次数明显少于对照组；两组术中出血量、术后VAS评分及VCR无明显差异，均获得满意的临床疗效。本研究中两组手术时间亦无明显差异，考虑与早期设备注册不熟悉有关，后期设备操作熟练后手术时间有望减少。而试验组OSR和ESA均明显优于对照组，不良植钉率试验组（2.20%）也低于对照组（12.05%）及既往报道（6.6%～23%）[1, 5]。提示，光电导航系统应用于PPS中可明显提高穿刺及植钉准确性。
但是，光电导航系统具有光学示踪技术的通病，即在参考架松动等情况下会发生图像漂移造成误差，主要与术者设备操作不熟练有关。本研究试验组有2 枚螺钉植入位置不佳，均发生在导航系统使用早期阶段。因此，早期应用光电导航系统时可结合术者经验进行判断，必要时透视证实，每次穿刺前均将注册器械与标准件进行比对、校准，以有效避免类似情况发生。
综上述，光电导航系统引导下PPS治疗胸腰椎骨折可提高术中穿刺及植钉的准确性、减少术中X线透视次数、维持良好的椎体复位，且未延长手术时间、增加出血量，可获得较好近期疗效，远期疗效有待进一步观察明确。
