脊柱内固定基本原理

脊柱内固定基本原理 王先祥

脊柱内固定最初是从下肢体骨折的外固定支架构思而来的，作为临时复位系统并辅助脊柱融合。上世纪60年代， Harrington和Luqne问世后，扩大到脊柱创伤治疗上世纪70年代，椎弓根螺钉装置，例如Dick钉、RF钉杆装置上世纪80年代，由法国的Cotrel和Dubousset发明了C-D钉棒结合装置系统。 近年来随着脊柱外科技术的发展，特别是材料技术的发展，内固定技术在治疗脊髓脊柱病变方面越来越受到重视。本文主要重点介绍临床常用的与神经外科关系密切的的神经脊柱内固定的前路和后路常用的方法技巧，仅供我们共同参考学习。 一、 颈椎内固定 1. 颈椎后路固定 颈椎后路固定可通过颈椎重建固定板或钉棒系统来完成。这些技术均基于 侧块螺钉的应用。 所谓侧块，亦称关节突侧块，为脊柱后外侧柱较为短小的部分，在颈椎侧 块垂直方向为圆柱状，前后方向稍微扁平，前内侧与椎弓根相连，前方为横突后 根，内侧为椎板，通常每一阶段均与神经根相邻，C3至C6阶段同时与椎动脉相 邻。矢状面直径约12-18mm。 1.1上颈椎后路固定(C1-C2) 1.1.1 C1侧块螺钉的置入 C1侧块进针点和C2侧块进针点在同一直线上，正好位于C1后椎板的下方，C1/2关节间隙的上方。通过神经剥离子，剥离C1椎板下的软组织，显露C1侧块，进针点为侧块中点，钻头与C1后弓平行向C1前方，通常具有10゜-20゜（根据术中C臂定位）向上的倾斜角度。在矢状面上，钻头向内侧倾斜约10゜，必须穿过双层皮质，在侧位片上，当钻头至C1前结节约3mm处时停止钻入，探子探查，并测量长度，必要时进行攻丝，双皮质置入3.5mm , 多轴螺钉。 1.1.2 C2侧块螺钉置入 C2侧块峡部做骨膜下剥离，显露侧块的上下椎间关节和侧块内外侧缘， 进针点为侧块中点。矢状面上位于C2关节突中垂线的上下关节面连线的 中点，钻头向上倾斜约25゜，向内侧倾斜15゜-25゜，一般选择3.5mm 螺钉。 1.2下颈椎侧块螺钉置入（C3-C7） 下颈椎的C3-C6，一般均置入侧块螺钉，极少经过椎弓根。 手术是经后路显露，先辨别侧块的界限，内侧界限为椎板和侧块交界处的沟，上下界限分别为上下关节面，方法较多，以Mager法l最常用。 Magerl方法：进针点位于侧块中心点内侧和上方各约2mm 处，进针方向为向外侧倾斜20゜-25゜，向头端倾斜35゜-40゜基本与关节突关节面平行，这也术中X线定位的参考标志（与关节突关节面平行）。或通过关节间隙插入一细的剥离子来确认头端的角度。 进针点确认后，用2.5mm钻头进行皮质钻孔，可将钻头导向器深度开始设置为14 mm,然后每次增加2mm,直至穿透前缘皮质，探测器确认深度，采用3.5 mm对皮质进行攻丝。 C7椎弓根螺钉的置入。由于颈椎椎弓根横径较小，一般情况下不常用，然而C7阶段，椎弓根的横径较大，且椎动脉也不穿过C7横突孔。与侧块螺钉相比，在C7选择椎弓根螺钉固定具有更佳的效果。进针点位于C7椎体上关节突下缘，或关节面中点向上约1mm，可咬出C6下关节突下半部分。垂直线上通过这一表面的中点。角度头尾端为0度。与矢状面夹角为15-45゜，术前应根据CT确认椎弓根的宽度和进针方向与矢状面的夹角。螺钉直径一般推荐3.5-4.0mm。 2. 颈椎前路固定 颈椎前路固定，需要熟悉，颈前部几个解剖学标志：  甲状软骨---相当于C4-C5颈椎水平。颈动脉在此分为颈外动脉和颈内动脉。  舌骨---位于甲状软骨上方约1.5cm处，相当于C3椎体水平。  环状软骨---位于甲状软骨下方，相当于颈6椎体水平。 或：  C3-C4间隙---平舌骨下缘，位于舌骨和甲状软骨之间，安全区域小  C4-C5间隙---平甲状软骨中部。  C5-C6间隙---甲状软骨下缘和环状软骨之间。  C6-C7间隙---环状软骨下缘。 颈前路固定，首先要熟悉颈前如来的血管和神经的关系，一般选择无大血管和神经区域。另外椎体前方有前纵韧带连接，前纵韧带起到张力带的作用。前路显露椎间盘时，必须与该阶段的上下终板水平做2个横切口，切断前纵韧带。但不应将前纵韧带从相邻上位或下位椎间盘上分离，同时注意不应将固定板遮盖相邻的椎间盘，哪怕是一点都不可以（作者在德国学习时教授的原话）。 2.1颈前路钢板： 临床上使用的颈前路钢板系统有很多种，但目前使用较广泛的颈前路钢板有两类：（1）以AO Orozco钢板及Caspar钢板为代表的双皮质螺钉（皮质骨螺钉）类型；（2）以Morscher钢板及Orion window AST钢板为代表的单皮质螺钉（松质骨螺钉）类型。AO钢板由H型钢板发展而来，4个固定螺钉尾部各有一个锁定螺钉，中间螺钉位置固定。Caspar钢板呈现梯形，无锁定螺钉，中间螺钉位置可适当调整。这两种钢板的共同特点是两端的固定螺钉与椎体垂直，并穿透椎体后皮质。Morscher钢板即CSLP（cervical spine locking plate），由AO钢板改进而来，两端固定螺钉分别与椎体平面呈12°角，上下各两个锁定螺钉。Orion钢板即ACLPS（anterior cervical locking plate system），钢板的冠状面与矢状面有一定弧度以适应椎体的生理曲度，可紧贴椎体。两端固定螺钉分别与椎体平面呈15°角，上下各一个锁钉螺钉，中间螺钉与椎体垂直，位置可调整。这两种钢板的共同特点是两端的螺钉与椎体成一定角度，和钢板一同形成弓形，不穿透椎体后皮质。 单皮质骨螺钉钢板是通过螺钉与椎体成一定角度而固定，较双皮质螺钉钢板安全，操作也简便，还能缩短钢板的长度。带锁钢板的优点是螺钉钢板连为一体，钢板可阻止螺钉退出，即使螺钉松动并从椎体退出时，也会和钢板一同移动，螺钉尾部不会独自从钢板中脱出，减少了损伤食道的危险。内固定材料使用钛合金已成为一种趋势，其强度是普通钢板的80%-90%，优点是重量轻，生物相容性好，不易腐蚀，无磁性，对MRI和CT检查影响小。 二、 胸椎内固定 与神经外科密切相关的是胸椎的后路固定，目前后路固定的主要形式是椎弓根螺钉-钉棒系统，同颈椎一样在置入椎弓根螺钉时，关键是进针点和进针方向以及进针深度。根参考文献作者对20具尸体表本研究，胸椎椎弓根自上而下的中轴均位于上关节突关节面的下缘，即上关节突关节面下缘与横突上脊之间。根据上述解剖数据: 进针点 T1--T11的进针点为横突上缘的水平线与经过上关节突中点或上关节突中外1/3的垂线的交点。该交点位于椎板后凹基地部外侧的2—3mm。上位椎体的下关节突不是一个恒定的标志，其下部可用一个薄形的骨刀切除，从而显露下位椎体的上关节突。 T12胸椎由于缺少横突而比较特殊。然而它却有着如腰椎“乳突”样的骨 性结构，成为重要的解剖标志。在该结构的下方也存在一个小的突起。椎弓根 的进针点可位于这两个骨性突起之间。 在确认进针点后，可将定位针浅表的插入椎骨皮质，然后进行前后位X线透视。定位针的尖端应当位于椎弓根卵园区域的中央或中央和外侧之间。 进针方向 矢状面上：一般来说矢状面上的螺钉方向应垂直于钻孔节段的生理弯曲。 但多需要内固定的椎体存在病变，术中应在透视下进行：侧位片显示胸椎各节段椎弓根螺钉进钉方向与椎体上缘平行。 横断面上：进针方向与矢状面的夹角：T1 20゜-25゜，T2 15゜-20゜，T3 10゜-15゜，T4-T12 5゜-10゜ 进针深度 螺钉植入的深度各学者意见不一致。Magerl和Aebi置螺钉达椎体前皮质 下；Roy-Camille使螺钉约进入50%-60%的骨一螺钉通道长度，唐天驷主张以 80%的骨螺钉通道植入深度较为合适，Kreg分别对螺钉通道全长（上关节关节 面后缘至椎体前缘的长度）的50%、80%和100%进行模拟脊柱屈，扭转导致螺 钉松动的加载强度测定，80%的深度较50%深度抵抗加载强度增加32.5%，有显著性的差异（P>0.05）。100%深度较80%深度强度增加，但无显著性差异，螺钉穿透椎体后有可能损伤腹主动脉、下腔静脉等重要结构。因此，80%的骨一螺钉通道插入深度是较佳的选择方法。 三、 腰椎内固定 与神经外科关系密切的是后路椎弓根螺钉固定。腰椎关节突基本呈矢状位， 略向上向外。 进针点 腰椎的进针点位于上关节突关节面后方止点的外侧缘，平乳突水平或向外2mm,乳突和附突之间。 S1的进针点位于骶骨关节突关节的尾侧和外侧缘 在选择进针点时，应让所有的进针钉尾能拍成一直线，便于固定棒的连接。 矢状面方向，螺钉的置入方向，应尽可能平行椎板，一般情况下与脊柱的 弧度向垂直，S1矢状面上不应平行与椎板，而应使其轻微的倾向S1的终板前缘，这样使螺钉有更好的把持力。 冠状面上与矢状面的夹角：一般为10゜-15゜，L1到L5逐渐增加。 脊柱内固定的方法很多，上述介绍只是其中的很小的一部分。涉及到脊柱的生理、解剖、脊柱力学、脊柱骨质的发生学等多方面内容，作为神经外科医生我们要学习的知识很多。希望和全省的同仁们共同学习，为我省神经脊柱外科的发展奉献一份汗水。 在本文完稿时，笔者经过德国的专项学习后，我科已经在我省成功独自开展了5例椎管内肿瘤显微切除脊柱内固定术。这是我科近年来在省内继率先开展神经内窥镜手术后，再次在省内神经外科率先开展神经脊柱内固定手术，为我省神经脊柱技术的发展奠定了基础，开创了先河。 在此向大家拜个早年，祝各位同仁：新年快乐，万事如意！

主要参考书目： 1. Daniel H.Kim,Gun Choi ,Sang-Ho Lee.Endoscopic Spine Procedures. 2. Kern Singh,Alexander R.Vaccaro.Procket atlas of spine surgery. 3. Max Aebi,Vincent Arlet,John K Webb.Aospine manual.