微创经皮椎弓根螺钉内固定术

       椎弓根螺钉技术由于其在脊柱三柱固定生物力学方面的优越性，使得它在脊柱外科手术中被广泛应用。但常规开放椎弓根固定融合手术需要对椎旁肌进行广泛的剥离和长时间的牵拉，这样往往导致椎旁肌肉的去神经和萎缩，引起脊柱融合病的发生。Kawaguchi等分析了术中拉钩叶片的压力和牵拉时间对椎旁肌肉的作用，结果发现肌肉损伤相关的磷酸肌酐激酶水平与拉钩牵拉的压力强度和持续的时间成正比。Gejo等对80例腰椎手术患者术后的MRI和腰背肌肉力量进行了比较，结果证实腰椎肌肉结构的破坏与术中牵拉时间明显相关，而且腰痛发生的比例在长时间肌肉牵拉的病人中更高。Rantanen等人则发现，腰椎患者术后功能恢复状况与其椎旁肌肉的病理改变显著相关。近年来，随着现代医学科学技术的进步，人们在力求椎弓根螺钉植入的安全和准确的同时，又探索运用微创的手段经皮植入椎弓根螺钉，从而有效的减少人为损伤。1982年，Magerl首先报道了经皮椎弓根钉系统固定技术，主要用于治疗脊柱的创伤，钉的连接装置位于皮外，属于外固定装置，其缺点是感染的风险较大。1995年，Mathews将经皮椎弓根钉及连接杆在直视下埋于皮下筋膜，减少了感染的风险，但有较高的骨不连发生，可能与力臂过长有关。而且固定装置位于皮下，患者感到不舒服。2001年得克萨斯州立大学神经外科研究中心的Kevin T.Foley在当年的Neurosurgery上报道了经前路进行腰椎椎间融合，数周后再进行后路经皮植入椎弓根螺钉微创固定系统治疗腰椎滑移症的方法，其可视化的椎弓根螺钉植入设备以及固定装置后来被Medtronic公司采用并生产，成为Sextant系列。这也是目前最常用的经皮穿刺椎弓根螺钉内固定系统。随着经皮椎弓根螺钉技术与计算机辅助技术和内窥镜技术相结合，它开始被更多地应用于腰椎滑脱、脊柱骨折、慢性下腰痛、脊柱肿瘤的外科诊断和治疗，而且由于经皮椎弓根螺钉技术的出现避免了传统脊柱后路内固定植入手术的大切口、肌肉剥离多，术后康复慢等的缺点，目前它已经逐渐成为微创脊柱外科的基本技术手段之一。

第一节   外科相关解剖

一、腰背部肌肉

       背阔肌，位于腰背部和胸部后外侧的皮下，为全身最大的阔肌。以腱膜起自下位6个胸椎棘突、全部腰椎棘突、骶中嵴、骼嵴外唇，止于肱骨小结节嵴。受胸背神经支配。

       竖脊肌，又称骶棘肌，为背肌中最粗大者，以肌腱或肌束形式起自骶骨背面、腰椎棘突、骼嵴后部及胸腰筋膜，分为三个纵形的肌束，外侧者叫骼肋肌，中间者叫最长肌，内侧者称棘肌，每部分又自上而下分为三部。受脊神经后支的外侧支支配。

       横突棘肌，其肌纤维起自于下位椎骨横突，斜向内上方止于上位椎骨的棘突。由浅而深分为三层，半棘肌、多裂肌、回旋肌。受脊神经后支的内侧支支配。

       横突间肌，起止于相邻横突，颈部和腰部较发达，受脊神经后支支配。

       棘间肌，一般位于颈部，起止于相邻棘突的分叉部，但腰背部也有发现，受脊神经后支支配。

       胸腰筋膜，分为浅深两层，浅层居斜方肌、背阔肌、下后锯肌的深层，遮盖骶棘肌和背深肌的短肌，深层位于竖脊肌的深面，向上附着于第十二肋下缘，向下附着于骼嵴，内侧附着于腰椎横突，外侧与该筋膜浅层结合，构成腹肌的起始腱膜，该筋膜上部位于第十二胸椎和第一腰椎之间特别发达又称腰肋筋膜。胸腰筋膜的深浅层共同围成竖脊肌的肌纤维鞘。

二、腰椎后方微创入路的血管解剖特点

       节段动脉主要为腰横动脉，其又分为前支和后支。其后支在椎间孔的上外方绕向后下方，相当于椎体的下方水平，走行于脊神经的下方和下位脊椎上关节突的外方，分为内外两支穿行于腰部深层肌肉。节段动脉的后支滋养腰背部深层肌肉，关节突，棘突，椎板以及相关的韧带。节段静脉后支于同名动脉伴行，并与对侧、相邻节段同名静脉在棘突和横突部位构成静脉丛。

三、腰椎后方微创入路的神经解剖特点

       脊神经后支由脊神经发出，长约0.5～1cm，在下位椎体横突的上缘，上关节突的外侧向后下走行，呈60°角分为两支即内侧支和外侧支。内侧支经下位椎体的横突根部及上关节突外侧向下经骨纤维管下行，在关节突的外缘到达横突根部，附着于副乳突韧带和横突间韧带，沿途支配横突棘肌，在中线附近穿腰背筋膜至皮下。

       脊神经后支的解剖特点决定了其易受机械刺激。在脊柱后路椎弓根固定系统的手术时，传统的后路正中切口必将椎旁肌肉分离至关节突外缘，甚至暴露横突，以取得植入椎弓根螺钉的解剖标志，另外还需用椎板撑开器持续侧向牵开，此时脊神经后支的内侧支由于附着于横突间韧带和乳副突韧带，位置较固定，易损伤而导致横突棘肌的失神经。脊神经后支主干和外侧支也处于张力状态，此时如操作粗暴，脊神经后支极易被牵拉损伤，从而导致主要的背深层肌肉的失神经营养。如果多节段损伤，失去侧支神经营养，术后将因此而致相应的症状，严重者发生椎旁筋膜间室综合征。经皮椎弓根螺钉植入时无侧向的强力持续牵拉，不易导致脊神经后支的内侧支和外侧支损伤。

四、腰椎椎弓根的定位点

       经椎弓根内固定手术成败的关键是螺钉能否准确地经椎弓根到达椎体。因此从后路正确地找到椎弓根标志，进以确定螺钉的入点及进针方向极为重要。目前文献中报道了以下几种定位方法: A: Roy-Camille 提出以下述两条线的交点为进针点：垂直线为关节突关节的延长线，水平线为横突中轴线。B: Magerl 采用的进钉标志为沿固定椎体上关节突外缘的垂线与横突中轴线交点。C:Krag 对Magerl 方法进行了改进，进钉点较Magerl方法更靠外，其水平线为横突上2/ 3 与下1/ 3 的交界线。D: AO推荐的腰椎椎弓根定位点为上关节突外缘的切线与横突中轴线的交点，该交点位于上关节突与横突基底之间的交角处。E: Weinstein 建议定位点应避免损伤关节突关节，以免影响非固定节段的运动，他推荐的进钉点为上关节突的外下角，称其为“上关节突的项部”。由于各家选择的进钉点不同，所以进钉角度及深度也不相。Roy-camille 建议螺钉与椎体上下终板平行拧入椎弓根，螺钉不向内侧成角，与矢状面平行，即“直线朝前”法( Straight Ahead) ，螺钉进入约50 %～ 60 %的椎体前后径的深度；Magerl 提出螺钉与椎体终板平行，螺钉与矢状面呈15°的夹角，向内倾斜经椎弓根进钉至椎体前皮质下；Krag 则提出方向朝内上，上界以不穿破上终板为限；AO推荐在胸腰联合部，螺钉应向中线倾斜5°，L2～L5则倾斜10°～15°进钉。

第二节 适应证和禁忌证

一、手术适应证

       经皮椎弓根螺钉内固定术的主要适应证是: 1.退行性腰椎间盘突出伴节段腰椎不稳者；2. Ⅰ、Ⅱ度以内的腰椎滑脱症；3. 椎间盘源性腰痛；4. 合并椎管狭窄的腰椎间盘突出症。通常的手术方式是经前路Mini-ALIF或其他方式前路椎间融合后再行后路经皮椎弓根螺钉内固定，或者后路的内镜下减压后再行经皮椎弓根螺钉内固定手术。

二、手术禁忌证

       相对于传统手术方法而言，经皮穿刺椎弓根螺钉技术无绝对手术适应证，但是该技术对术者的操作要求较高，需要将传统的直视手术转换成为根据解剖位置的体表投影及透视下的解剖关系来进行操作的手术。这种技术的相对手术禁忌证为：1.严重心肺疾病的老年患者；2.严重的骨质疏松的患者；3.明显的腰椎或胸腰椎脊柱侧凸患者；4.椎弓根发育不良患者；5.术前定位不明确的患者；6.其他如：峡部裂，椎体滑脱Ⅱ度及以上，二次手术局部粘连严重等。

第三节 外科手术技术

       本节主要对目前较常用的经皮椎弓根螺钉系统CD HORIZONTM SEXTANT系统的外科手术操作要点进行介绍。

一、主要工具和植入物

       SEXTANT是专门为经皮植入而从CD HORIZONTM发展而来的一套椎弓根螺钉系统，它采用CDM8的中空万向螺钉，螺钉直径有5.5mm，6.5mm和7.5mm，长度为35mm-55mm。它的连接棒也是特殊的5.5mm预弯钛棒，长度为30-90mm。为了便于经皮植入椎弓根螺钉，SEXTANT专门配备了系列的手术操作器械，这些器械包括置棒器组套，螺钉延长杆，缩紧螺塞套管，置棒器，各种不同直径的扩张器，丝攻，棒尖，量棒器，开口器、探针、导丝、PAK针和各种规格的起子、压缩手柄等。

二、手术操作技术

       术前计划对于选定正确的进针点和螺钉方向非常有用。完善的术前影像学检查，可以有效防止术中出现多次置钉或置钉失败。从前后位片可以判断皮肤进针点，一般皮肤进针点应该位于椎弓根体表投影的外缘，不在椎弓根的正上方。

       患者采取俯卧位，使用可透视床，软垫保护锁骨、胸壁及髂棘。手术操作前要保证椎弓根在前后位和侧位片上可以正确地显示。手术消毒区域在头侧尽可能的长，因为棒的入皮点会远离手术操作区域。

       以22号脊柱穿刺针确定皮肤进针点，通过前后位的引导将穿刺针置于椎弓根的正上方，然后向外侧平移1-2cm后穿入皮肤，达到小关节和横突的交点。再通过前后位片和侧位片共同确定正确的进针点。由于椎弓根为一圆柱体结构，最理想的椎弓根进针点位于小关节和横突交界处（圆柱体的外缘）。进针方向应该指向圆柱体内壁，但是不要太接近。而且将螺钉头置于小关节的外侧缘还有一个优点就是可以防止破坏上关节突，有助于降低螺钉切迹，同时可以配合椎弓根的倾斜角度。

       如果有导航设备，则可以使用导航系统协助椎弓根螺钉的植入。使用导航系统的优势在于可以利用虚拟的导针路径保证各种方向椎弓根钉的植入，在进行椎弓根操作之前就可以知道其路径。另一个优势是可以在较少射线暴露下通过各个角度观察椎弓根。CDHORIZONTM SEXTANT系统工具的设计完全与导航系统相互兼容，拥有额外的套件来配合导航系统的使用。如果没有导航系统，则可以使用C型臂来代替此步骤。

       也可以使用PAK针来定位和达到椎弓根，将其置于小关节和横突的交界处后，可以部分穿入椎弓根，这时使用前后位透视可以显示针尖在进针点处位于椎弓根的外缘，针穿过椎弓根后，针尖应该处于前后位片上椎弓根的中心。也可以在进行下一步骤操作前，先放置好两个或多个PAK针，因为在放置第一个PAK针后，第二个及以后的椎弓根更容易找到。

       取下PAK针的内芯后，将导针置入椎弓根，此时要非常小心导针的位置，因为无目的置针会造成严重后果。

       一旦导针成功置入后，可以移除PAK针管。如果没有PAK针，则可以使用“快速连接开口器”来达到椎弓根，首先将“快速连接开口器”置入“开口器/探针套管”中，然后将开口器放在小关节和横突交界处后，用“开口器/探针套管”把持住椎弓根，将开口器部分穿入椎弓根。

       取出开口器并维持套管位置，如果需要进一步传入，可以将“快速连接探针”插入套管继续插入椎弓根。移除探针后，将“导针中位套管”插入“开口器/探针套管”，然后插入导针，移除全部套管。

       扩张肌肉和筋膜以放置螺钉。利用3个扩张器完成一个合适的通道，然后移除前两个扩张器，留下第三个作为攻丝过程中的保护套，通过导丝在第三个扩张套管中插入丝攻，对椎弓根进行攻丝。在骨质比较坚硬的时候，螺钉的旋入会很困难，要保证使用与螺钉相同直径的丝攻，以防止螺钉的损坏。在攻丝的过程中可以使用C型臂保证导丝和丝攻的位置。螺钉的长度可以通过丝攻柄上的刻度读出。攻丝之后移除扩张器，保留导丝。

       打椎弓根螺钉之前，万向螺钉必须被安装在“螺钉延长杆”中。首先，将锁紧螺塞的光滑端放入“锁紧螺塞套管”的远侧端，注意保证螺塞的螺纹端不要放在套管内；其次，将“锁紧螺塞套管”插入“螺钉延长杆”中，插入之初先按下“螺钉延长杆”尾端的两个按钮，当“锁紧螺塞套管”部分插入后松开按钮，这时会听到弹响声，表明“锁紧螺塞套管”处于正确的位置，要保证套管的正确放置，因为这样才能使棒正确插入螺钉钉槽内。

       CD HORIZONTM M8的中空螺钉安装在“螺钉延长杆”的远端，使用“联合螺塞起子”旋入螺塞，“锁紧螺塞套管”可以防止螺塞被过度旋入M8螺钉钉槽内。在植入之前，目测检查或者将棒插入螺钉钉槽以确定螺塞是否处于正确的位置。

       螺钉从“螺钉延长杆”和“锁紧螺塞套管”组成的“螺钉组套”上方插入，起子的头部通过锁紧螺塞进入万向中空螺钉的头部。由于螺钉起子的头部穿过锁紧螺塞，所以要格外小心在此操作过程中不要改变螺塞的位置。

       整个“螺钉组套”（包括“锁紧螺塞套管”，“螺钉延长杆”，锁紧螺塞和螺钉）通过导丝进入椎弓根。如果螺钉旋入困难，那么移除“螺钉组套”保留导丝位置不变，再次使用与螺钉相同直径的丝攻，以保证椎弓根内的钉道准备充分，防止损坏螺钉起子。将“螺钉组套”旋入椎弓根后，移除导丝以防止其被连带旋入，一定要防止“螺钉组套”被过度旋入。如果M8万向空心螺钉钉尾紧贴骨皮质，就会失去万向功能，使得后续操作变得困难。同法安装同侧的第二根螺钉。两根螺钉安装完毕后，皮肤外面的两个“螺钉组套”应该处于同一高度，而且可以自由移动。

       旋转“螺钉延长杆”，使其尾端两个平面相对，并通过其表面的接口卡在一起，这样两个“螺钉延长杆”之间没有任何缝隙。一旦两个“螺钉延长杆”充分结合为一体，就可以连接“置棒器”了。通过连接“置棒器”上的突起和“螺钉组套”上的凹槽将二者安装在一起，旋转“置棒器”上的螺母，使得二者紧密连接。退出并按压“置棒器”头端的螺母，以便将“棒尖”推入“置棒器”的尖端。“棒尖”到位后，锁紧头端螺母以稳定“棒尖”。棒尖的作用是在筋膜和肌肉之间穿出一个通道，抵达钉槽。皮肤做一个小切口，在侧位片的指引下，将“棒尖”穿过皮肤和肌肉直达第一螺钉钉槽。

       将“量棒器”分别连接在两个“螺钉延长杆”尾端以测量棒的长度。如果“量棒器”的读数大于某个刻度，则选择大一号的棒，确定合适的长度棒后，移除“量棒器”，然后再移除“棒尖”，代以上步测量中决定的合适长度棒。按照安装相反的步骤移除“棒尖”。在侧位X光片下，将尖头植入棒依次穿过第一个螺钉钉尾和第二个螺钉钉尾，穿棒时候不可以使用任何额外的外力（比如使用锤子），如果棒不能轻易地穿过两个螺钉的头部，要重新评估状况。

       通过前后位片，侧位片和斜位片证实棒位于两个螺钉钉尾内，然后锁紧螺母。注意在锁紧螺母之前必须将“锁紧螺母套管”下移，按压“螺钉延长杆”尾端的按钮，以将“锁紧螺母套管”下移，这一步骤使得锁紧螺母接触到棒，“压缩手柄”可以用来临时缩紧。如果安装两个“压缩手柄”，则可以进行压缩，维持和临时锁紧。使用“最终锁紧起子”进行最终锁紧，直至锁紧螺母被折断，折断的部分会保留在“锁紧螺母套管”内。螺塞在旋转1-1/4圈后会锁紧，如果没有锁紧，说明棒没有完全压入螺钉头的底部。

       将“置棒器”从“螺钉组套”上取下来，在“置棒器”从棒上脱下来之后，才能将其从病人体内取出，然后摄前后位片和侧位片最终观察内固定的位置。在对侧完成相同的操作后间断缝合筋膜及皮肤切口。CD HORIZONTM M8万向空心螺钉的螺塞可以使用CD HORIZONTM  SEXTANTTM 工具中的“联合螺塞起子”逆时针旋转取出。M8万向空心椎弓根螺钉可以使用CD HORIZONTM M8SEXTANTTM 工具中的“M8万向螺钉起子”或“延长杆再连接起子”逆时针旋转取出。

       使用多节段的CD HORIZONTMM8 SEXTANTTM 工具可以使医生用微创的方法治疗多节段的脊柱病变。

第四节   注意事项

       经皮穿刺椎弓根螺钉内固定手术的并发症和常规开放手术相似，经椎弓根内固定手术的关键是掌握好进针点及进针角度，准确地将螺钉经椎弓根拧入椎体。由于脊柱的解剖复杂,错误的进针可导致严重的并发症如: 1.脊髓和硬膜囊损伤：术中进针时向内角度大于15°，易造成脊髓和硬膜囊锐性损伤；2.神经根损伤：椎弓根螺钉方向偏外侧及下方，螺钉靠近或部分通过椎间孔, 有可能损伤神经根；3.导针损伤内脏或大血管：由于术者只能在正位投照下操作，而不能进行侧位观察，导针易穿破椎体前缘皮质，伤及内脏和大血管；4.内固定物折断：术后过早负重活动或内固定物质量问题可导致内固定物断裂。所以在应用SEXTANT系统完成经皮穿刺椎弓根螺钉内固定操作时，应注意以下几个方面。

       一、术前规划及准备时，必须严格把握手术适应证，完善术前影像学检查，有条件时应完成需治疗节段的三维螺旋CT重建，这样通过不同影像学的检查可以在术前规划时预估选用螺钉的直径及长度，以及明确患者有无椎弓根变异，防止术中出现多次置钉或置钉失败。

       二、强调经皮椎弓根螺钉置入必须在透视引导下完成，标准正侧位检查准确定位螺钉置入点和监控螺钉置入轨迹, 才能避免错误放置导致神经根损伤。经皮操作时器械的深度难以准确判断，因此在椎间盘的清除、软骨终板的刮除过程中一定要在C 型臂X 线机监控下进行, 并注意操作器械上的刻度, 以免穿破椎间盘而损伤腹腔脏器；用丝攻穿过导针经椎弓根丝攻时, 因导针有时会跟随丝攻穿破椎体，因此应在透视下检查导针的深度，避免导针穿破椎体后损伤腹腔脏器和血管。

       三、术中打入导针及置钉时需同时注意进针角度、螺钉头的位置。最理想的椎弓根进针点位于小关节和横突的交界处，进针方向应指向圆柱体内壁，但不应该太接近。将螺钉头置于小关节突的外侧缘，这样可以防止破坏上关节突，同时可以配合椎弓根的倾斜角度。进钉点过于靠内有可能伤及脊髓和硬膜囊，在正位投照时，钉尖接近或超越脊柱中线，螺钉就有可能进入稚管，应稳妥地退出螺钉或导针。如有脑脊液溢出，说明已伤及硬膜或脊髓，在钉道填塞明胶海绵与骨蜡，重新调整角度，术后密切观察运动感觉及括约肌功能。

       四、骨质疏松患者，椎弓根螺钉难以锚状固定，此时极易松脱。需在椎弓根内植入碎骨或注入骨水泥，做椎弓根强化后再行螺钉固定。另外，骨质疏松患者单位面积骨小梁减少，开钉道后有一定的导向误差，导针置入时力求准确并争取一次开钉道成功，此时操作要求较高。

       五、术中置入连接棒时，不应该给予任何额外的外力，如果连接棒不能顺利轻易的穿过螺钉头部时，需重新评估整个手术操作。经皮椎弓根螺钉固定时, 在冠状面和矢状面上, 应保持2 枚螺钉的尾端在同一水平面上，否则将导致钉棒置入的困难与错位；钉棒安装完毕后应在C 型臂X 线机监控下行正、侧位透视以确保钉棒安装无误, 以免发生螺钉与螺棒的分离。

第五节 临床疗效评价

       Lowery等对80例患者应用前路小切口行ALIF，后路行经皮椎弓根螺钉系统固定，结果10例（12.5%）患者椎弓根钉位置错误，需要重新翻修，7例患者重新置入螺钉，3例取出椎弓根钉，在这3例患者中（3.8%）有2例出现持续的足下垂，其中1例足下垂恢复，96%的患者获得骨性融合。Foley等应用Sextant系统对15例椎间盘退变患者行PLIF，获得了良好的效果。平均手术时间为290min，平均出血190ml，平均住院时间为2.4d，术后所有患者症状均得到缓解，放射学检查均融合，无手术并发症。Khoo等应用Sextant系统在尸体上进行实验，未发现椎弓根钉位置不正，并成功治疗了3例患者，平均手术时间为324min，失血185ml，平均住院时间为2.8d。

       Kim等对经皮和开放椎弓根螺钉内固定手术中多裂肌的肌力和萎缩情况进行了比较。19例患者中11例行开放椎弓根螺钉内固定手术，8例行经皮椎弓根螺钉内固定手术。他们对两组患者术前、术后多裂肌横切面积、T2加权上信号强度、躯干肌肉伸展力量和临床疗效进行了研究，结果发现：开放手术组术后多裂肌横切面积较术前比有明显的减少，而经皮椎弓根螺钉固定组术后多裂肌横切面积和术前相比无明显变化，而且经皮手术组术后躯干肌肉力量明显优于开放手术组。两者临床疗效相似，但经皮手术组出血更少，而且术后不需要止痛药物。Park等比较了经皮椎弓根螺钉内固定手术与传统开放手术在治疗单节段腰椎病变中的疗效。61例患者中32例采用后路的内窥镜下减压、椎间融合加经皮椎弓根螺钉内固定手术，29例患者则采用传统的开放后路椎间融合、椎弓根螺钉内固定术。随访一年后发现两者间临床和放射学结果无明显差异，但经皮手术组与开放手术组相比较具有术中出血和输血少、术后腰痛轻、恢复快、卧床时间短的优点。另外，经皮手术组手术时间较长，并发症略高于开放手术组。

       总的来说，与传统的开放性手术相比，经皮穿刺椎弓根螺钉内固定技术具有术中出血和输血少，肌肉及软组织剥离少，术后疼痛轻，恢复快，切口和疤痕小，住院时间短等优点。但由于其技术要求比较高，学习曲线比较陡峭，因此开展此类手术时必须严格把握手术适应证，根据自身和医院的条件谨慎地开展。

第六节  脊柱后路微创经皮穿刺椎弓根钉内固定系统的研发

一、 手术工具与植入物

       本节介绍的同济大学附属东方医院彭庄医师研发的经皮穿刺椎弓根钉固定系统是专门为脊柱后路微创手术而自行研制的配套手术器械。植入椎弓根钉分单向钉与万向钉，钉尾置棒开口为封闭椭圆形，而非目前使用的“U”形开口状，旋紧螺帽时不存在张开现象，固定强度大大增强。长度40，45，50mm，直径6.0，6.5，7.0mm可供选择。连接棒为预弯弧形，棒前端为顿尖形，便于穿入椎弓根钉尾的椭圆形孔内，棒尾有锁扣可与穿棒器结合。为方便术者实施经皮置入椎弓根钉和连接棒，我们还专门设计了配套手术工具。包括开口锥、分级套筒、置钉套筒、置钉器、穿棒器、测量尺、撑开钳、压缩钳、螺帽扳手、扩孔器、探针以及丝锥等。

二、术前定位

       开展脊柱手术术前准确确定病变的椎体至关重要，传统定位方法主要有：（1）术前摄片法用手触摸背部骨性标志贴上金属标记后再拍片确定患椎位置，需提前1天完成而且病人睡觉体位变动使标记移动或脱落则定位失败。（2）术中透视法   术中利用C型臂X线机从骨性标志明显的骶椎或十二胸椎肋骨开始透视，逐渐寻找患椎，费时费力，射线辐射多而且准确度低。（3）术中摄片法  将金属标记固定在骨或椎间盘中术中摄片或透视，准确率高，但它是手术进行过程中获得的信息，并非术前定位图像。

       为解决传统定位方法的种种缺陷，使确定患椎更准确方便，我们设计了脊柱定位尺。它呈矩形框架结构，短边上有两个滑块，两根长克氏针分别穿在滑块中，左右移动滑块可使克氏针与脊柱纵轴平行。长边上有刻度和五对滑块，五个“L”形克氏针分别穿在五对滑块中，上下移动滑块可使克氏针与脊柱纵轴垂直，“L”形针的另一端连接有△、○、□、◇、☆五种形状标记，用于侧位透视定位椎体。正位透视图像以第十二肋骨为依据确定伤椎及其邻椎，根据第一张透视图像，移动定位尺上的滑块调整横行与纵行克氏针位置使其交点对准拟穿刺椎弓根椭圆形中心。脊柱定位尺将有刻度的矩形金属框和两对可上下左右移动的克氏针组合在一起，只需透视1-2次即可方便准确找到病椎、确定椎弓根的体表投影，从而决定切皮和穿刺的部位。

三、手术操作技术

       1、体位与麻醉：脊柱后路手术多采用气管插管麻醉，俯卧位，胸部及两髂棘部垫枕使腹部悬空，若是胸腰椎骨折，可将腰桥置于伤椎处便于脊柱后伸使压缩的椎体复位。

       2、定位：将脊柱定位尺平放在后背脊柱正中，先正侧位透视确定T12、S1等解剖标志明显的椎体，移动定位尺上下左右滑块，使横向和纵向克氏针交点对拟行固定的椎体椎弓根椭圆形中点（椭圆形影为椎弓根体表投影），用记号笔在皮肤上画出椭圆形的体表投影。

       3、穿刺：在椭圆形标记外缘1cm纵行切开皮肤1.5cm。血管钳钝性分开椎旁肌，左手食指插入触摸确定关节突外缘和撗突中点，右手持穿刺针在食指引导下于椎弓根入口处开口，内倾10°～15°刺入1cm，同法在其它椎弓根入口置入穿刺针。正位透视确认穿刺针针尖对准椎弓根椭圆形影中央，侧位位于椎弓根中央并与椎体终板平行。

       4、攻丝：在穿刺针外由小到大置入分级套筒和置钉套筒，助手固定置钉套筒把手。注意套筒置入深度必须触及底部骨质上，如此扩张可将肌肉逐步分开，以显露椎弓根开口处。取出1、2号套筒和穿刺针，插入扩孔器扩孔，再用探针确定钉道四壁及探针头部均为骨质，沿探针置入中空丝锥攻丝2cm。

       5、椎弓根钉选择与组装：根据伤椎选择合适单向钉或万向钉，一般胸椎6×45mm，腰椎6.5×50mm（也可根据探针插入深度决定）。单向钉与置钉器组装：将钉尾椭圆孔对准置钉器椭圆形开口插入，将钉尾固定杆通过中空的置钉器另一端拧入钉尾完成组装。万向钉与置钉器组装：第一步组装方法同上，第二步是将钉干固定杆通过中空的钉尾固定杆插入万向钉的十字形凹槽中，再用固定套筒锁住钉尾固定杆完成组装。

       6、置入椎弓根钉：助手固定置钉套筒，取出其余分级套筒和丝攻，顺丝攻通道拧入椎弓根钉，置钉深度根据置钉器上刻度决定。同法置入其它椎弓根钉，再次透视确认钉位置和方向。

       7、穿入连接棒：将同侧两个置钉器的“U”臂顶端小孔重叠，用穿棒器上螺栓穿过小孔与置钉器连接在一起。将测量尺的两个测量脚插入钉尾固定杆内，读出测量尺上刻度数，根据刻度选择合适长度开路锥和连接棒。将开路锥安装在穿棒器上，在预定穿入皮肤处切开1cm小孔，旋转穿棒器，使开路锥在软组织内开通一隧道并穿过同侧两个椎弓根钉尾椭圆孔。取下开路锥，换上连接棒，旋转穿棒器将连接棒置入椎弓根钉尾内，通过中空的置钉器或透视确认连接棒已进入钉尾椭圆孔内。

       8、撑开：术前若计划实施撑开或压缩椎体，则同侧两个椎弓根钉不能都选择万向钉，而且在实施撑开或压缩之前必须先将螺帽拧入万向钉钉尾锁紧钉棒，之后再将撑开器两个撑开脚分别插入置钉器侧壁小孔内适度撑开（切忌超过预定撑开的数值，否则有可能过度撑开，椎弓根钉尾脱出连接棒）。卸下穿棒器和钉尾固定杆，通过置钉器置入螺帽锁紧，取出置钉器，缝合切口。同法置入对侧椎弓根钉棒。

四、注意事项

       1、该系统是利用C臂机透视而非导航引导确定进定点，术前应用脊柱定位尺可以方便确定病椎或拟固定的椎弓根体表投影，从而决定皮肤切口位置。

       2、皮肤切口并非在椎弓根的体表投影正上方，由于置入椎弓根钉要内倾10°～15°，所以皮肤切口大约在体表投影外1.5cm。

       3、置钉器直径1.5cm，作这样一个小切口刚好可以插入食指引导置入穿刺针，尽量减少透视次数。但食指触摸关节突关节和撗突需要事先熟悉腰椎后路解剖，否则引导穿刺仍然很盲目。

       4、分级套筒和置钉套筒都是为了建立一个置钉通道，它是逐级套在穿刺针外扩张软组织而形成的。所以，一旦最后套上置钉套筒后，在椎弓根钉置入前都必须保持其位置恒定不动。

       5、虽然有食指引导穿刺，但穿刺针也只能先进入1cm左右，为保证准确置入椎弓根钉，还需根据正侧位透视图像调整穿刺针的角度和位置。确保正位透视穿刺针针尖对准椎弓根椭圆形影中央，侧位位于椎弓根中央并与椎体终板平行。

       6、扩孔器及探针的操作方法和开放手术是一样的，其目的是再次确定已扩出的钉道四壁及前端都是骨质，防治椎弓根钉穿破椎体前端、椎弓根内侧壁和下壁损伤大血管或脊髓神经等重要脏器。

       7、置入椎弓根钉时，助手要固定好置钉套筒，术者持置钉器顺着攻丝通道拧入椎弓根钉，置入深度尽量一致，置钉器侧壁上有刻度可作参考。所有椎弓根钉都置入后再次透视确认位置和角度。

       8、穿棒器与置钉器的组装切忌使用暴力，以免损坏穿棒器，影响穿棒精度。连接棒穿入钉尾时有金属通过的感觉，若有两次金属感说明连接棒已经通过两个钉尾。此外，也可通过中空的钉尾固定杆或透视观察连接棒的穿入情况。

       9、万向钉钉尾可以活动，无法实施撑开或压缩操作。同侧两个椎弓根钉若一个单向钉，一个万向钉，则必须先固定万向钉再实施撑开或压缩操作。撑开时根据撑开钳上的刻度进行，切忌过度撑开导致椎弓根钉滑出连接棒。

       10、刻度尺所显示的数值已经包含了连接棒预留在两个椎弓根钉外的部分（各1cm），若要撑开1cm，则需在刻度尺测量的数值上再加1cm。