术中三维导航技术辅助前路螺钉内固定治疗Ⅱ型齿状突骨折的临床疗效研究

陶晓晖 田伟 刘波

（北京积水潭医院北京大学第四临床医学院脊柱外科，北京 100035）

齿状突骨折是老年人群中最常见的颈椎骨折[1,2]，占颈椎骨折的7%～15%[3-5]，占所有脊柱骨折的1%～2%。目前，对于齿状突骨折尤其是Ⅱ型齿状突骨折的治疗仍存在较大争议[6]，骨折愈合率及并发症差异较大[7-9]。齿状突骨折可通过螺钉内固定术获得即刻稳定性，骨折愈合率大幅提高，但由于齿状突特殊的解剖位置及二维透视清晰度不高等原因，常规透视下置入螺钉的固定难度大，手术风险高，手术并发症多。随着术中三维计算机导航系统（computer navigation system,CAS）的出现和发展[10,11]，齿状突螺钉内固定术的技术难题有望得到解决。本研究回顾性分析2010年1月至2017年8月采用术中CAS辅助下前路螺钉内固定术治疗32例Ⅱ型齿状突骨折患者，评估其安全性、准确性以及治疗效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2010年1月至2017年8月经前路单枚空心螺钉内固定治疗的Anderson-Dalonzo II型齿状突骨折患者，排除Anderson I型或III型，或经后路治疗的齿状突骨折。共纳入32例齿状突骨折患者，男21例，女11例；年龄21～65岁，平均（39.1±12.4）岁。车祸伤18例，坠落伤10例，击打伤4例，其中7例合并脊柱其他部位骨折，3例合并四肢或锁骨骨折。28例为新鲜骨折，受伤至手术时间为4～21 d，平均（8.5±6.1）d；4例为陈旧性骨折，受伤至手术时间为1～3个月，平均（2.1±1.6）个月。患者均有颈部疼痛和颈部活动受限，入院后均拍摄颈椎张口正位、侧位X线片，并行颈椎CT检查等。

1.2 手术方法

患者全身麻醉，取仰卧位，头部中立，颈椎适度后伸，头部用Mayfield架固定，调整颈椎屈伸程度，透视下证实复位满意后开始手术（图1）。在C4、C5水平沿皮肤纹理做一横切口，切开皮肤和颈阔肌，经内脏鞘和血管鞘间隙钝性分离软组织、达到椎体前方，沿正中线切开椎前筋膜，向两侧分离颈长肌，安装自动拉钩，向头侧钝性分离至C2椎体下缘。在C4椎体上安置示踪器，采用Orbic-C型臂做三维190°扫描，扫描后数据自动传入导航机器（Stryker公司）。在模拟图像导航指引下，用尖锥确定入钉点位置和方向，钻开骨皮质，然后用开路器沿C2椎体下缘打入C2椎体，使之穿过骨折端到齿状突，沿通道插入导针将C2椎体和齿状突临时固定，透视确认位置良好后，用空心钻头沿导针扩大钉道，攻丝后将合适长度的空心拉力螺钉（Depuy Synthes产品，螺纹直径3.5 mm，螺钉杆直径2.5 mm。）拧入（图2）。在侧位和开口位透视满意后，去除示踪器，缝合伤口。记录手术时间、出血量。

1.3 随访计划及评价标准

术后3、6、12个月复查X线片，包括颈椎开口位和过伸过屈位；术后6个月或12个月时行颈椎CT检查，观察骨折愈合情况和上颈椎的稳定情况。骨愈合指骨折端出现连续皮质骨；纤维愈合指骨折端未出现连续皮质骨，但颈椎过伸过屈时骨折端未出现活动；骨折不愈合指骨折端存在明显间隙同时伴有异常活动。

图1 患者体位，头部尽量后仰

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差表示。

2 结果

本研究32例患者共置入螺钉32枚，出血量为30～160 ml，平均（60±57）ml；手术时间为70～135 min，平均（108±65）min。2例患者骨折块间仍有前后向移位，无成角畸形，无脊髓、食道、颈部血管损伤等并发症。

所有患者均获得随访，随访时间为3～16个月，平均（9.6±3.2）个月。末次随访时X线片、CT示螺钉位置良好，无螺钉断裂（图3）。X线片示29例获得骨性愈合，愈合率达90.6%，无临床不适症状。3例为纤维性愈合，无主诉不适，动力位X线示环枢椎稳定性无异常。

3 讨论

Ⅱ型齿状突骨折的骨折线位于齿状突腰部，血供较少，易出现骨折不愈合，外固定治疗效果差、并发症多、愈合率低[12,13]。近年来随着脊柱内固定技术的进步，多建议采用手术治疗。内固定相比于外固定可以取得坚强固定，术后很快可以恢复正常的工作和生活，但存在麻醉和手术的风险以及骨折不愈合的可能。齿状突骨折手术治疗的不愈合率高达27%[14]。文献报道不愈合与骨折移位的程度和成角大小、骨折线方向、骨折类型、患者年龄等相关[15]。

虽然齿状突骨折的手术治疗方式很多，前路螺钉固定术是最常用的治疗方法[16]。与后路寰枢关节融合术相比，前路螺钉固定术有诸多优点，如手术创伤少、术后患者痛苦小、能对骨折进行直接固定，从而有效促进骨折愈合[17-19]。此外，前路螺钉固定术能最大限度保存寰枢椎的生理活动范围，是治疗齿状突骨折较为理想的手术方式。但当患者骨质疏松严重，术中无法解剖复位，骨折线从后上向前下走形或粉碎骨折等情况时，容易出现内固定失效、骨折不愈合，上述情况下应选择后路手术。

图2 术中导航引导下植入螺钉

上颈椎解剖结构复杂，螺钉位置毗邻脊髓、椎动脉等重要结构。螺钉通道缓冲空间狭小，手术风险大。传统C型臂X线机透视下置钉，术中只能获取二维图像，存在螺钉误置的风险，且术中需要反复透视，增加患者和医师的辐射损伤。此外齿状突骨折块体积较小，若螺钉植入位置欠佳则很难再次更改，螺钉植入过程中的并发症包括螺钉位置不良、螺钉豁出以及神经血管损伤等，手术因素也可导致局部延迟愈合或不愈合，如螺钉位置欠佳、拧入螺钉后仍存在骨折间隙或骨折端未紧密接触等。有研究[20]提倡采用2枚齿状突螺钉，但生物力学研究表明2枚螺钉和1枚螺钉的生物力学稳定性和骨折愈合率无明显差异，并且在很多情况下很难安全置入2枚齿状突螺钉，置入1枚螺钉相对比较安全。因此，目前建议采用1枚齿状突螺钉治疗齿状突骨折。因此，齿状突骨折前路螺钉内固定术应选择合适的手术适应证，术中骨折解剖复位、螺钉精准植入以及骨折间螺钉确切加压才能获得良好的手术效果。

CAS利用卫星导航的原理将立体定向技术、现代影像技术、计算机技术与人工智能相结合，用于引导手术医师精确的手术规划和操作。计算机辅助导航系统可获取手术区域的三维图像，术前可进行个体化手术规划，确定螺钉植入的最佳进针位置、方法、所需螺钉的长度和直径，术中能实时准确地判断导航工具与患者解剖结构的准确位置，因此能够极大提高手术准确性和安全性。同时，安全、准确的螺钉植入可有效减少骨折不愈合发生率。术中三维导航辅助可大大减少反复透视的次数，缩短了手术时间，减少了患者和手术医师的放射线暴露，CAS辅助脊柱手术已经成为未来的发展趋势[21]。

本研究中29例患者最终获得骨性愈合；3例患者为纤维愈合，较为稳定，无临床症状，无手术相关并发症，愈合率高于国外文献报道。研究结果体现了CAS的优势，但同时需要注意本研究患者相对年轻，且大部分为新鲜骨折，而年龄和骨折的新鲜程度被认为是齿状突骨折不愈合的可能危险因素。

图3 男，44岁，摔倒致齿状突骨折，行齿状突螺钉内固定术，术后复查见螺钉位置良好，骨性愈合

导航引导下齿状突螺钉固定手术，术中依赖导航做为手术置钉的引导，因此术中保持导航系统的稳定是减少手术误差降低手术风险的关键。首先，在术中扫描完成后应尽量避免改变患者的颈部的相对位置，同时在手术操作过程中应尽量轻柔避免因用力操作使颈部产生不可恢复的相对位移，手术操作过程中应避免碰触患者示踪器以影响导航的准确性。其次，在使用导航器械操作时应避免人为遮挡导航器械上的红外线发射点，影响导航相机对导航器械的监控，增大手术误差。第三，在使用导航开路锥打钉道的时候，因导航专用开路锥有一定的直径又不够锋利，有时在操作的过程中可能无法进入齿状突，为防止术中过度用力将齿状突顶开，在导航专用开路锥无法通过时有时仍需使用克氏针引导，在这一操作步骤时仍需透视辅助确认克氏针的路径是否精确。第四，由于导航存在一定的误差，且术中可能因手术操作影响患者示踪器的位置从而使误差增大和失准，为保证手术的安全性和精确性，术者在操作过程中应具备及时发现问题的能力，同时在术中可以辅助透视帮助确认。因此，了解导航的特性和其相关器械的特点，可以充分发挥导航的优势，安全且精确的完成颈前路齿状突空心螺钉内固定术。

综上所述，计算机辅助导航技术可以更好的提升齿状突骨折前路螺钉内固定术的准确性和安全性，具有较大的优势，是脊柱手术的发展方向。

[1] Ryan MD,Henderson JJ.The epidemiology of fractures and fracture-dislocations of the cervical spine.Injury,1992,23(1):38-40.

[2]Hadley MN,Dickman CA,Browner CM,et al.Acute axis fractures:a review of 229 cases.J Neurosurg,1989,71(5):642-647.

[3]Denaro V,Papalia R,Di Martino A,et al.The best surgical treatment for type II fractures of the dens is still controversial.Clin Orthop Relat Res,2011,469(3):742-750.

[4]Scheyerer MJ,Zimmermann SM,Simmen HP,et al.Treatment modality in type II odontoid fractures defines the outcome in elderly patients.BMC Surg,2013,13:54.

[5]Vasudevan K,Grossberg JA,Spader HS,et al.Age increases the risk of immediate postoperative dys-phagia and pneumonia after odontoid screw xation.Clin Neurol Neurosurg,2014,126:185-189.

[6]Joaquim AF,Patel AA.Surgical treatment of Type II odontoid fractures:anterior odontoid screw fixation or posterior cervical instrumented fusion?Neurosurg Focus,2015,38(4):E11.

[7]Aebi M,Etter C,Coscia M.Fractures of the odontoid process.Treatment with anterior screw fixation.Spine(Phila Pa 1976),1989,14(10):1065-1070.

[8]Clark CR,White AA 3rd.Fractures of the dens.A multicenter study.J Bone Joint Surg Am,1985,67(9):1340-1348.

[9]Fairholm D,Lee ST,Lui TN.Fractured odontoid:the management of delayed neurological symptoms.Neurosurgery,1996,38(1):38-43.

[10]Lang Z,Tian W,Liu Y,et al.Minimally invasive pedicle screw fixation using intraoperative 3-dimensional fluoroscopy-based navigation(CAMISS Technique)for Hangman fracture.Spine.2016,41(1):39-45.

[11]Tao X,Tian W,Liu B,et al.Accuracy and complications of posterior c2 screw fixation using intraoperative three-dimensional fluoroscopy-based navigation.Chin Med J(Engl),2014,127(14):2654-2658.

[12]Shen Y,Miao J,Li C,et al.A meta-analysis of the fusion rate from surgical treatment for odontoid factures:anterior odontoid screw versus posterior C1-C2 arthrodesis.Eur Spine J,2015,24(8):1649-1657.

[13]Schroeder GD,Kepler CK,Kurd MF,et al.A systematic review of the treatment of geriatric type II odontoid fractures.Neurosurgery,2015,77 Suppl 4:S6-S14.

[14]Andersson S,Rodrigues M,Olerud C.Odontoid fractures:high complication rate associated with anterior screw fixation in the elderly.Eur Spine J,2000,9(1):56-59.

[15]Cho DC,Sung JK.Analysis of risk factors associated with fusion failure after anterior odontoid screw fixation.Spine(Phila Pa 1976),2012,37(1):30-34.

[16]Robinson Y,Robinson AL,Olerud C1.Systematic review on surgical and nonsurgical treatment of type II odontoid fractures in the elderly.Biomed Res Int,2014,2014:231948.

[17]Apfelbaum RI,Lonser RR,Veres R,et al.Direct anterior screw xation for recent and remote odontoid fractures.J Neurosurg,2000,93(2 Suppl):227-236.

[18]Dailey AT,Hart D,Finn MA,et al.Anterior fixation of odontoid fractures in an elderly population.J Neurosurg Spine,2010,12:1-8.

[19]Platzer P,Thalhammer G,Ostermann R,et al.Anterior screw fixation of odontoid fractures comparing younger and elderly patients.Spine(Phila Pa 1976),2007,32(16):1714-1720.

[20]Jenkins JD,Coric D,Branch CL Jr.A clinical comparison of one-and two-screw odontoid fixation.J Neurosurg,1998,89(3):366-370.

[21]Tian W,Boden SD.Minimally invasive spine surgery(MISS)in China.Spine(Phila Pa 1976),2016,41 Suppl 19:B1.