陳豪杰 黃小強 楊俊松 郝定均 何偉 陳林娜 張子龍 喬瑞 楊佳瑞

2009 年，Santoni 等提出皮質骨軌跡 （ cortical bone trajectory，CBT ） 螺釘內固定技術，其置釘方向在矢狀面存在頭傾角度、冠狀面向外傷傾斜。這一獨特的外八字置釘技術，其螺釘通過腰椎中線置入，具有椎旁肌剝離少、上關節(jié)突及乳突侵犯風險小、創(chuàng)傷小、術后發(fā)生感染機會少等優(yōu)勢，更重要的是，由于該軌跡遠離椎管，且同時穿過椎弓根內壁、椎弓根外壁和椎體外上壁三層皮質骨結構，具有安全且力學穩(wěn)定性可靠等優(yōu)點[1-9]。此外 CBT 可以與多種腰椎后路融合方式聯(lián)合治療脊柱外科疾病，尤其對于合并骨質疏松的腰椎退變疾病患者，其 CBT 螺釘生物力學穩(wěn)定，把持力強。然而掌握 CBT 內固定技術存在一定學習曲線，隨著計算機導航、影像學技術以及相關設備的進步，可以通過機器人、導航、3D 打印導板導航、三維 CT 術前規(guī)劃等手段輔助 CBT 螺釘安全置入。

一、CBT 內固定技術生物力學特點及影像學研究

1986 年，Steffee 等[10]提出一個術語“force nucleus”，指椎弓根、峽部、椎板、橫突及上關節(jié)突的聚集點。該區(qū)域有著高度匯集的皮質骨，因此可以提供強大的附著力。2004 年，Li 等[11]研究發(fā)現(xiàn)椎弓根上下壁及內側壁區(qū)域有高度匯集的皮質骨，相比與椎弓根內外壁，可以提供螺釘更強的把持力。2009 年，Santoni 等[6]提出 CBT 螺釘內固定技術，其進針點更靠近腰椎中線，置釘過程中軟組織侵犯少，而且與椎弓根上下壁及內側壁皮質骨接觸，螺釘把持力強。其中 CBT 螺釘在生物力學上提供了更強的單軸拔出、屈服載荷、插入扭矩約為傳統(tǒng)椎弓根軌跡技術的 1.7倍，且具有與 PS 相似的抗屈伸性能。但在抗側向彎曲和軸向旋轉方面效果欠佳。Delgado 等[12]研究發(fā)現(xiàn) CBT 螺釘在拔出強度、頭側和中外側負荷時具有更大的剛度、更好的抗屈伸性和更好的螺釘把持穩(wěn)定性。Mai 等[13]研究發(fā)現(xiàn)CBT 螺釘?shù)妮S向拔出力高于 PS 約 30%，主要因為 CBT 螺釘?shù)陌纬隽εc松質骨骨密度無顯著相關性，CBT 螺釘所處的皮質骨骨密度遠遠高于 PS。邵明昊等[14]通過三維有限元分析研究發(fā)現(xiàn) CBT 螺釘?shù)目拱纬隽?（ 1277.1±331.3 ） N較 PS 的抗拔出力 （ 1013.2±279.1 ） N 高出 26.04%。Li等[15]研究發(fā)現(xiàn) CBT 螺釘與 PS 相比，其最大插入扭矩 （ 自由度 = 30，t= 5.78，P＜ 0.001，0.333 N·mvs.0.188 N·m ）和更高的軸向拔出強度 （ 自由度 = 20，t= 7.41，P＜ 0.001，394 Nvs.241 N ） 均比 PS 高。此外，與 PS 相比，CBT 螺釘具有更好的抗疲勞性能，需要更多的循環(huán)次數(shù)超過 5 mm（ 自由度 = 9，t= 5.62，P＜ 0.001，6161 次循環(huán)vs.3639 次循環(huán) ）。置換螺釘?shù)钠茐妮d荷對于 CBT 螺釘也顯著大于PS （ 自由度 = 9，t= 5.75，P＜ 0.001，443 Nvs.317 N ）。說明與 PS 相比，CBT 螺釘在插入扭矩、拔出載荷和疲勞方面均優(yōu)于 PS。有關研究表明 CBT 螺釘與 PS 相比，CBT螺釘具有更高的插入扭矩及抗疲勞性，尤其在骨質疏松的椎體，螺釘移位載荷更大，而且其他學者證實了更短、更小的 CBT 螺釘能達到 PS 的相似生物力學固定[16-18]。Perez等[19]發(fā)現(xiàn) CBT 螺釘在側向彎曲時的螺釘強度明顯低于PS。Ninomiya 等[20]證明了脊椎峽部裂患者的平均插入力矩明顯低于無脊椎峽部裂的椎體水平 [ （ 4.25±1.74 ） in-lbvs.（ 8.24±0.89 ） in-lb，P= 0.040 ]。此外，作者發(fā)現(xiàn) 75 歲以上的女性 CBT 螺釘?shù)钠骄迦肱ぞ剌^低 [ （ 5.5±1.31 ）in-lbvs.（ 10±1.03 ） in-lb，P= 0.038 ]，而對伴脊椎峽部裂的 75 歲女性采用 CBT 內固定技術并不適合。Kojima 等[21]研究發(fā)現(xiàn) CBT 螺釘釘?shù)乐車琴|的 CT 值明顯高于 PS，其結果顯示 CBT 螺釘周圍 CT 值是 PS 的 4 倍，從而證明CBT 螺釘骨 - 螺釘界面強度更大，對老年骨質疏松癥患者尤其適用。Matsukawa 等[22]研究通過測量并發(fā)現(xiàn) 100 個成人腰椎標本中的 CBT 螺釘骨通道的直徑、長度、與椎體矢狀位、水平位的角度等均無明顯差異，從而得出腰椎 CBT 螺釘骨皮質通道具有穩(wěn)定的解剖學結構。解剖變異小。金海明等[23]通過椎弓根皮質骨螺釘固定與傳統(tǒng)椎弓根螺釘固定釘?shù)乐車琴| CT 值比較得出 CBT 螺釘周圍CT 值是 PS 的 1.7～2.3 倍。Kojima 等[21]對 222 例脊柱疾病患者進行腰椎 CT 掃描分析，測量螺釘周圍 CT 值較 PS更大，證實 CBT 螺釘把持力更強。

二、CBT 螺釘內固定技術置釘技術與方法

CBT 螺釘置釘方式有別于 TT 螺釘內固定技術，CBT螺釘以外八字置釘軌跡靠近腰椎中線為進針點。目前 CBT螺釘內固定技術缺乏易于識別和可復制的進釘點標志來指導徒手植入 CBT 螺釘。大多數(shù)研究學者認為理想的進釘點位于橫突下緣 1 mm 水平線與上關節(jié)突中垂線連接處，其釘?shù)儡壽E由尾向頭傾斜 25°～30° 并向外側傾斜 10°～20°[6,24-27]。Sheng 等[28]認為胸椎 CBT 螺釘進針點：T3～4和 T7～8進針點位于上關節(jié)突中線和橫突中線的交點，T5～6的位置作為上關節(jié)突中線與上橫突中線 1 / 3 的交點，置釘軌跡為尾端到頭端呈 15°～20°，橫向垂直于椎板。Matsukawa 等[18]認為腰椎 CBT 螺釘釘?shù)婪较蚴怯蓛认蛲庵冕斣谑笭钗幌蝾^端傾斜 8°～9°，橫斷面向外傾斜 25°～26°。同時 Matsukawa 等[29]認為骶椎 CBT 螺釘，其進針點位于 S1上關節(jié)突中心的交界處，在 L5下關節(jié)突最下緣下方約 3 mm 處。在軸面上方向是垂直向前的，在矢狀面上以頭傾角 30° 成角，螺釘直接穿透骶骨終板的中部。對于術中腰椎異位骨化嚴重造成進釘點難于辨識的患者，Iwatsuki 等[30]認為 CBT 進釘點應選擇上關節(jié)突內下緣向遠端、向內各 2 mm 處作為進釘點為宜。左如俊等[31]認為人字嵴內側嵴與椎板移行部形成的弧形邊緣下方 1 mm、內側 3 mm 處是理想的進釘點。此處很少退變增生，便于術中直視辨識，能夠有效地減少術中置釘時間與透視次數(shù)。

三、CBT 螺釘內固定技術在脊柱外科疾病的臨床應用

近年來 CBT 內固定技術應用逐漸廣泛，并在多種類型脊柱外科疾病中取得良好的臨床療效。適用性廣泛：CBT 內固定技術能聯(lián)合多種腰椎融合術治療腰椎退變性疾病獲得良好的臨床效果。張世浩等[7]通過 CBT 內固定技術聯(lián)合斜外側椎間融合術 （ obique lateral interbody fusion，OLIF ） 治療腰椎退變性疾病，手術創(chuàng)傷小、術后并發(fā)癥少，患者術后獲得了良好的臨床效果。左如俊等[31]通過 CBT 螺釘與 PS 固定行腰椎后路椎體間融合 （ posterior lumbar interbody fusion，PLIF ） 治療腰椎退行性疾病患者對比研究中，其中 CBT 螺釘組手術時間、術中出血量、術后引流量、臥床時間、術后住院時間均低于 PS 組，差異均有統(tǒng)計學意義 （P＜ 0.05 ），隨訪 1 年以上術后均無手術并發(fā)癥，而且 CBT 螺釘組骨融合率 100%，臨床改善效果良好。劉光普等[32]研究中，CBT 內固定技術聯(lián)合 PLIF 治療鄰椎病臨床效果改善良好，在不取出原內固定前提下置入 CBT 螺釘，降低了手術創(chuàng)傷和手術花費。付榮華等[33]通過比較 CBT 螺釘與 PS 內固定技術分別聯(lián)合 PLIF 在治療腰椎退行性疾病合并骨質疏松癥患者的臨床療效對比研究中兩組臨床改善均獲良好，而 CBT 組在術中出血量、手術時間方面優(yōu)于 PS 組，且術后未發(fā)生一例并發(fā)癥。李孝靜等[34]認為 CBT 螺釘固定結合改良 PLIF 治療腰椎退變性疾病手術時間短、術中出血量少、創(chuàng)傷小、術后恢復快，臨床療效滿意。Takenaka 等[35]研究發(fā)現(xiàn)在 PLIF中 CBT 內固定技術能夠獲得 PS 相同的臨床療效，且術中失血量更少及術后恢復更快。王強等[36]比較經椎間孔入路腰椎椎間融合術 （ transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF ） 中應用 CBT 內固定技術與 PS 內固定技術的臨床療效，研究結果顯示與 PS 螺釘組比較，CBT 螺釘組切口更小、術中失血量更少，差異均有統(tǒng)計學意義 （P＜ 0.05 ），末次隨訪時兩組患者均獲得骨性融合，術后 3 個月兩組下肢痛、腰痛的疼痛視覺模擬評分 （ visual analogue scale，VAS ） 以及術后 1 年 Oswestry 功能障礙指數(shù) （ oswestry disability index，ODI ） 均較術前明顯改善 （P＜ 0.05 ），但兩組間 VAS 評分、ODI 評分比較無統(tǒng)計學差異 （P＞ 0.05 ）。Mizuno 等[24]提出 CBT 螺釘聯(lián)合腰椎中線融合術 （ midline lumbar fusion，MIDLF ） 治療 12 例單節(jié)段腰椎滑脫癥患者獲得了良好的手術效果，該技術主要包括后正中小切口、微創(chuàng)椎板減壓及 CBT 螺釘固定，單一入路同時減壓融合，符合微創(chuàng)理念。在隨后的許多研究采用 CBT 螺釘聯(lián)合 MIDLI 治療多種腰椎退變性疾病均獲得良好的手術效果與微創(chuàng)價值[37-43]。

微創(chuàng)性與有效性：國外眾多研究表明在短期臨床療效中，CBT 螺釘內固定技術能獲得與 PS 內固定技術在治療腰椎退變性疾病能獲得相同的臨床效果，術后并發(fā)癥發(fā)生率低且更具有微創(chuàng)價值。Hung 等[44]通過 CBT 內固定技術與 PS 內固定技術比較中，臨床改善效果沒有區(qū)別，其中32 例患者中僅顯示較輕微的多裂肌損傷。Kotheeranurak等[45]認為這種微創(chuàng)內固定技術可作為治療 L5～S1相鄰節(jié)段病變的替代方法，不僅能取得良好的臨床改善效果，而且能減少手術創(chuàng)傷，其基本原理是盡量減少因傷口再暴露和 （ 或 ） 移除先前器械而造成的組織損傷。Wang 等[46]通過一項薈萃分析研究得出在 ODI （P= 0.02 ）、日本骨科協(xié)會 （ Japanese orthopaedic association，JOA ） 評分恢復率（P＜ 0.000 01 ） 和患者滿意度 （P= 0.001 ） 方面，CBT 優(yōu)于PS。此外，與 PS 內固定技術相比，CBT 內固定技術在上小關節(jié)破壞和癥狀性 ASD 的發(fā)生率更低。與 PS 組相比，CBT 組手術時間短、出血少、切口短、住院時間短、并發(fā)癥發(fā)生率低 （P＜ 0.05 ）。最后，CBT 與 PS 在融合率、翻修手術率等方面均接近。Dabbous 等[25]在一系列前瞻性研究中。25 例的結果與先前發(fā)表的關于 PS 內固定技術的研究進行了比較，發(fā)現(xiàn) CBT 內固定技術手術時間更短，出院更快，但安全性和有效性相同。其它的比較研究證實了 CBT 與 PS 內固定技術在聯(lián)合腰椎融合術有相同臨床療效[47-53]。Takenaka 等[35]通過比較 42 例接受 CBT-PLIF 和77 例接受 PS-PLIF 的患者臨床效果，其臨床結果和融合率方面相似，但 CBT-PLIF 在減少失血、減少術中肌肉損傷、減少圍術期疼痛和早期恢復正?；顒臃矫婢哂蓄~外的優(yōu)勢。Lee 等[54]在一項回顧性研究中描述了 CBT 技術與傳統(tǒng) PS 內固定技術在鄰椎病治療中的比較。CBT 組術后1 個月的患者滿意度 （P= 0.03 ） 和術后 1 個月內的疼痛強度 （P= 0.04 ） 明顯優(yōu)于 PS 組。手術并發(fā)癥方面，CBT 組出血量明顯減少，手術時間和住院時間明顯縮短，切口明顯縮小而在臨床功能改善評價參數(shù)結果無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05 ）。Elmekaty 等[55]通過 CBT-TLIF 與 MIS-PLF、MIS-TLIF 之間的比較，其結果顯示 CBT-TLIF 組手術時間較短 （ 111 min ），出血較少 （ 112.5 ml ），C-反應蛋白（ C-reactive protein，CRP ） 和肌酸激酶 （ Creatine Kinase，CK ） 的值較其它兩種方法低。三組患者的總體功能結果無顯著性差異。CBT-TLIF 融合可使腰椎前凸角增大。與MIS-PLF 相比，CBT 和 MIS-TLIF 使椎間盤中部高度顯著增加。CBT 和 MIS-TLIF 組的融合率為 100%，MIS-PLF 組的融合率為 90%。MIS-PLF 組螺釘松動發(fā)生率為 10%，MIS-TLIF 組為 7.14%，CBT-TLIF 組為 4.76%。

四、計算機導航輔助置入 CBT 螺釘精準度研究

隨著計算機導航系統(tǒng)及相關設備的發(fā)展進步，機器人、3D 導板導航、導航、術前三維 CT 規(guī)劃軌跡輔助置入CBT 螺釘彌補徒手置釘精準度不足的問題，提高了 CBT螺釘內固定技術在脊柱外科應用精度性與安全性。在以往研究中機器人輔助置入 CBT 比徒手置釘精準度更高，其中機器人輔助組可接受置釘為 98.3%，徒手組為 84.5%，差異有統(tǒng)計學意義 （P＜ 0.05 ）；此外機器人輔助組術中失血量及手術時間低于徒手組，而術后兩組癥狀改善效果相似[56]。有關研究表明機器人輔助組 CBT 螺釘位置良好為 87.2%，而徒手組中 CBT 螺釘位置良好為 66.9%，比較差異有統(tǒng)計學意義，而兩組間上關節(jié)突關節(jié)侵犯發(fā)生率無明顯差異。機器人組手術時間和失血量略大于徒手組。兩組術后住院時間差異無統(tǒng)計學意義。機器人組的平均累積輻射時間大于徒手組，但機器人組外科醫(yī)師收到的輻射劑量明顯低于徒手組。Marengo 等[57]采用 3D 打印導板導航輔助置入 CBT 螺釘研究中，85.2% 螺釘放置在術前規(guī)劃的軌跡，實際進針點與計劃進針點始終在 2 mm 誤差內。刺破骨皮質 A 級 （ ＜ 2 mm ），無 B、C 級穿孔。有學者通過3D 打印導航導板與徒手在尸體中上胸椎輔助置入 CBT 螺釘一項對比研究中，導板組中放置 Ⅰ 區(qū) 3 枚螺釘、Ⅱ 區(qū)55 枚螺釘和 Ⅲ 區(qū) 2 枚螺釘，徒手組放置 Ⅰ 區(qū) 7 螺釘、Ⅱ區(qū) 45 枚螺釘、Ⅲ 區(qū) 8 枚螺釘。其中導板組穿破骨皮質有5 枚，徒手組穿破骨皮質 19 枚，比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05 ），且認為 CBT 螺釘在導板的輔助下插入中上胸椎是安全和簡單的[58]。王希驥等[59]通過 3D 導板、導航、徒手三種輔助方式下 CBT 螺釘內固定技術治療合并骨質疏松癥的腰椎退變性疾病的置釘精準度對比研究中，3D打印組置釘優(yōu)良率為 100%，其中 0 級 38 枚，1 級 6 枚，無 2 級或 3 級不良置釘；導航組置釘優(yōu)良率為 100%，其中 0 級 47 枚，1 級 5 枚，無 2 級或 3 級不良置釘；徒手置釘組置釘優(yōu)良率為 87.5%，其中 0 級 27 枚，1 級 8 枚，2 級 3 枚，3 級 2 枚；3 組間置釘精確性分級差異有統(tǒng)計學意義 （P= 0.010 ）；3D 打印組和導航組組間差異無統(tǒng)計學意義 （P= 0.540 ），兩組均優(yōu)于徒手置釘組 （P= 0.034；P= 0.005 ）；三組患者相比，術中導航組平均住院日少于3D 打印組和徒手置釘組 （P= 0.001；P= 0.009 ），3D 打印組術中出血量少于徒手置釘組 （P= 0.005 ），術中導航組的手術時間長于其它兩組 （P= 0.004；P= 0.026 ），認為 3D打印及導航技術輔助技術輔助置入 CBT 螺釘精準度高，同時可以減少術中失血量。有學者認為采用導航輔助 CBT螺釘進行腰椎融合術可減少上關節(jié)突關節(jié)侵犯發(fā)生率，提高置釘精準度[60-61]。

五、CBT 螺釘內固定技術適應證與禁忌證

參考以往研究，CBT 內固定技術的適應證包括：（ 1 ）腰椎退變性疾病患者，合并骨質疏松患者固定效果更佳；（ 2 ） 肥胖、腰背肌發(fā)達以及高髂嵴患者；（ 3 ） 傳統(tǒng)椎弓根螺釘植釘術后出現(xiàn)的鄰椎??；（ 4 ） 椎弓根螺釘松動拔出、固定失敗后的補救性植釘；（ 5 ） 以椎體前中柱破壞為主的疾病，如腰椎結核，椎間隙感染等；（ 6 ） 胸腰椎骨折；（ 7 ） 兒童脊柱外科疾病 （ 包括脊柱側彎、脊柱峽部裂、滑脫、脊柱腫瘤、不穩(wěn)定性胸腰椎創(chuàng)傷性骨折 ） 的微創(chuàng)置釘；（ 8 ） 與傳統(tǒng)椎弓根螺釘混合的內固定技術；（ 9 ） 合并骨質疏松癥的腰椎側彎的矯形內固定。禁忌證：（ 1 ） 缺少 CBT 螺釘錨定點或者釘?shù)酪哑茐娜缂韧中g導致峽部缺如；或骨質破壞性疾病導致椎板或峽部區(qū)域骨質破壞；（ 2 ） 以旋轉為主的脊柱畸形。

六、CBT 螺釘內固定技術的優(yōu)勢與不足

優(yōu)勢：（ 1 ） 螺釘把持力強[6,10-23]；（ 2 ） 微創(chuàng)性：CBT 螺釘靠近腰椎后路中線進針，椎旁肌肉剝離少，相比 PS 術中出血量更少、住院時間更短，術后 CK 升高水平更低、脂肪浸潤更小以及術后影像學復查腰背肌肉橫截面積更大，手術相關并發(fā)癥更少[4-6,46,61-62]；（ 3 ） 安全性：遠離椎管及重要神經、血管；（ 4 ） 有效性：聯(lián)合多種腰椎融合術治療多種腰椎退變性疾病以及脊柱創(chuàng)傷、腫瘤、感染及脊柱畸形等多種脊柱疾患的脊柱重建，且臨床效果顯著。不足之處：（ 1 ） 學習曲線長，徒手置釘困難，螺釘容易刺破椎弓根及椎體骨皮質；（ 2 ） 對椎弓根較細的患者，容易造成椎弓根骨折；（ 3 ） 進針點毗鄰脊椎峽部，螺釘容易騷擾到脊柱峽部，對于青少年型的先天性腰椎峽部裂滑脫行修補內固定術尤其不利；（ 4 ） 徒手植釘技術要求高，釘?shù)婪较虼_定后改道困難；（ 5 ） 峽部和椎弓根骨折風險無法避免；（ 6 ） 存在上位及下位神經根損傷風險；（ 7 ） 長節(jié)段固定時釘棒連接困難；（ 8 ） 需要相關輔助設備，術中透視次數(shù)多。CBT 內固定技術其優(yōu)越的生物力學以及微創(chuàng)的置釘特點在治療合并骨質疏松的脊柱外科疾病中優(yōu)勢更顯著。隨著計算機導航系統(tǒng)技術的成熟與普及，3D 打印導航、三維導航、機器人導航輔助置入 CBT 螺釘可以減少置釘錯誤引起的并發(fā)癥，可以彌補 CBT 螺釘內固定技術的不足，使 CBT 螺釘內固定技術治療脊柱外科疾病的應用前景更加廣闊。

七、結語

CBT 螺釘內固技術是一種近期流行的新型置釘技術，其微創(chuàng)的置釘方式，較好的螺釘把持力，在不同輔助置釘方式下聯(lián)合多種融合方式治療多種脊柱疾病，而且還可以作為 PS 螺釘失敗的補救方式，臨床適應證逐漸增寬。但CBT 內固定技術概念出現(xiàn)較晚及有關臨床研究并不多，而且遠期的臨床療效與相關并發(fā)癥未見報道，因此仍然需要長期、大樣本、前瞻性研究進一步揭示其遠期并發(fā)癥與遠期融合率問題。最后 CBT 螺釘內固定技術作為傳統(tǒng) PS 螺釘內固定技術的補充，在嚴格把握 CBT 內固定技術的適應證與禁忌證前提下，治療脊柱外科疾病是個不錯的選擇，值得臨床推薦。