临床适应证
第三节 临床适应证
术中CT引导的手术导航系统的研究方兴未艾，特别是在脊柱手术中的应用正被更多的人士关注，它是综合多学科研究成果的产物，需要医师、计算机工程师、机械工程师和生物医学工程师等多方面人才的努力协作才能做好。目前CAS在脊柱手术中主要有三个方面的应用:①脊椎椎弓根螺钉的置入手术;②脊椎骨折碎片的固定;③提高脊椎活体解剖的性能。而以第一种为最多。Hering等人调查发现，21%～31%的传统脊柱椎弓根螺钉植入术中，椎弓根或椎体前缘骨皮质被椎弓根螺钉打穿，而术中CT引导能够让外科医师清楚地了解脊柱解剖结构和椎弓根螺钉要插入的准确位置及方向，并通过实时跟踪，将椎弓根螺钉固定于椎体的正确位置，提高手术的准确度。目前来说CAS应用的适应证包括脊柱骨折脱位、肿瘤、胸腰椎畸形矫正术等。
一、颈椎前路手术
由于人体颈椎解剖结构细微、复杂，毗邻脊髓、神经、血管等重要组织，是炎症、肿瘤以及创伤的高发部位，导致解剖结构更加复杂，手术风险高、难度大，在进行颈椎前路钢板内固定和颈椎前路融合等手术时，术前CT扫描获得患者颈椎的三维图像，术中导航时可在多幅图像上观察到手术器械的实时路径和器械尖端的实际位置，医师可以准确地控制钻头等工具的位置与深度。
二、齿状突骨折手术
齿状突骨折是交通事故中挥鞭损伤的常见骨折，手术难度及危险性大，传统的手术方法是用2台C形臂或1台G形臂，同时显示齿状突的正侧位图像进行螺钉固定，不但操作繁琐，还容易污染手术野。Foley和Smith描述了CT导航行C1/2螺钉植入融合术的效果。解剖学研究显示，20%的患者具有特异的椎体解剖结构，术中导航技术则有效提高了此类患者C1/2螺钉安全置入的成功率。Mandel等分析了C1/2联合体的形态学特征，认为C2关节突的关节宽度及高度如小于5mm，对于直径3．5 mm螺钉置入的安全通道来说过小。Bloch等分析了17具人体标本，采用传统的解剖标志和术中透视的方法置入经关节寰枢椎螺钉，23%的标本最少有一侧椎动脉损伤，而采用手术导航的方法由于定位的精确性，仅有6%的标本不适合经关节寰枢椎螺钉固定。由此他们得出结论，此项技术的精度使那些先前认为从技术上不能进行手术的患者从20%下降到6%。Weidner等人报道了115例关节突螺钉固定(Magerl术)的齿状突半脱位病例，其中37例采用CT介导的导航，78例采用传统技术，导航组中没有一枚螺钉位置错误，而常规组中有8枚螺钉位置错误。不过由于术前CT扫描时患者采用仰卧位，而术中的体位为俯卧位，这种体位的改变使得C1和C2的相对位置发生了改变，所以术中有必要用CT介导的导航了解这种改变的程度。同样的情况也存在于颈椎骨折的病例中。Welch等人报道了11例，包括经口齿状突切除、C1/2螺钉固定和肿瘤切除等，通过术前计划来确定切除范围和内固定植入等，没有一例出现并发症。
三、胸腰椎畸形矫正手术
经椎弓根螺钉内固定技术是目前胸腰椎畸形矫正手术中最常用的方法，但也存在很大的风险。文献报道椎弓根固定失败率达21%～31%。Weinstein等在8具尸体标本上，根据解剖标志和透视置入腰椎椎弓根螺钉，结果发现有21%的螺钉突破椎弓根皮质。Schlenzka等随访一批腰椎融合术后的患者，术后CT扫描发现有21%的螺钉穿透椎弓根皮质。而手术导航系统的应用，显著提高了该手术的成功率。1998年法国Merloz报告了导航系统辅助下的椎弓根固定技术。该组病例研究提示，A组(6例滑脱、2例骨折)由计算机辅助导航系统支持下行椎弓根螺钉置入，结果有7．7%的螺钉穿透骨皮质(4/52侧椎弓根)，无一例神经、血管损伤;B组(5例脊柱滑脱、21例骨折)采用传统定位方法进行椎弓根螺钉置入，结果有42．3%的螺钉穿透率(22/52例椎弓根)，评定指标为术后的三维CT扫描。根据Steinman报告的一组腰骶椎手术，椎弓根钉安置不准确、螺钉穿破骨皮质的发生率，由应用导航前的21%～31%降低至5．5%。胸椎由于椎弓根直径小、变异大等特点，增加了椎弓根螺钉置入的难度。实验研究和临床应用也证明传统胸椎椎弓根螺钉置入方法具有较大的失误率。
Liljenquist等通过CT扫描随访32例特发性脊柱侧凸病人，借助脊柱X线片共置入120枚椎弓根螺钉，其中25%的螺钉穿透椎弓根或椎体前缘骨皮质。2000年，Laine等人进行了一项临床随机对照研究，以评估计算机导航与传统方法在胸腰椎椎弓根螺钉植入时的精确度。计算机导航组和传统方法组分别为41和50名患者，椎弓根螺钉的数量分别为219枚和277枚，两组患者在年龄、性别、诊断、手术类型、手术时间和出血量等方面均无统计学差异，但计算机导航组的螺钉植入时间明显长于传统方法组，术后由一位独立的放射科医师根据CT结果进行评估。传统方法组的椎弓根穿透率为13．4%，而计算机导航组的椎弓根穿透率为4．6%，两组存在显著差异(P= 0．006)。其中传统方法组中有4枚螺钉的穿透误差超过了4mm(1．4%)，而计算机导航组则没有这种情况发生。所以，他们认为与传统方法相比，计算机影像导航可以显著提高胸腰椎椎弓根螺钉植入的精确度。Putzier等人比较了100名用光点导航和100名用传统方法植入椎弓根螺钉的患者，术后MRI结果显示两组的螺钉穿透率分别为4．8%和15．4%。Gebhard等人则进行了一项用胸椎和腰椎比较CT介导的导航和C形臂介导的导航精度的研究，结果显示，CT介导的导航在胸腰椎的精度分别为1．4mm和1．8mm，而C形臂介导的导航精度为2．6mm和2mm。他们认为对中上段胸椎，由于椎弓根直径比较小，C形臂介导的导航精度又比CT介导的导航精度差，所以不适宜用C形臂导航，而在腰椎中两者没有明显差异。
四、经皮椎体成形术
该手术无须传统的皮肤切口，导航下穿刺针直接穿刺到病变的椎体内，通过特制的导管向被破坏的椎体内注入骨水泥，加固椎体，减轻或消除疼痛。这项新技术主要是针对骨质疏松引起的脊柱压缩性骨折，对于因肿瘤转移而引起椎体病变的患者，还可起到杀死肿瘤细胞的作用。使用导航系统进行该手术，可大大降低医师和患者的X线辐射量。王黎明等采用红外线透视导航下经皮椎体成形术治疗骨质疏松性压缩骨折22例，认为计算机导航系统具有显著的优点:①更好地计划和模拟手术步骤;②提高手术精确度，减少手术失误;③可对多个椎体和单个椎体双侧一次进行图像注册并同时进行手术;④能大幅度减少术中医师和患者的放射线接受剂量;⑤减少手术中创伤，缩短手术时间;⑥扩大了手术适应证。
五、经皮椎弓根内固定术
计算机辅助导航系统使用CT三维图像，引导经皮穿刺螺钉的置入，通过经皮穿刺小创口直接置入腰椎椎弓根钉和棒，钉棒置入的解剖位置与开放式手术入路的位置相近。在不影响脊柱内固定效果的前提下，大大减小了手术创伤。田伟等报道应用CT三维导航法进行经皮椎弓根螺钉植入术，平均手术时间98分钟，他们认为脊柱微创内固定的最大问题是不能直视下找到骨性结构作为参考，固定部位的定位困难。而三维导航可以非常快捷地辅助定位，微创下进行患者示踪器的固定也很容易，两者结合有非常好的应用前景。
六、脊柱脊髓肿瘤切除和重建手术
脊柱脊髓肿瘤是一类严重威胁人类健康的疾病，传统的手术常常难以完整切除瘤体，而且术后常发生不同程度的神经功能障碍，导航系统配合微创技术可对病变进行精确定位，帮助判断肿瘤切除的范围，尤其是在瘤体与正常组织分界不清、病灶解剖结构复杂、结构变异或二次手术解剖标志无法辨别时，导航系统具有无可比拟的定位优势，为术者提供视野以外的重要位置信息，指导术者寻找或回避重要的神经和血管，可减少手术副损伤，提高肿瘤切除的彻底性，缩短手术时间及减少术后并发症。杨俊等报告14例导航系统辅助下切除椎管内肿瘤，认为:①导航系统定位准确，损伤小;②技术熟练后，有利于缩短手术时间;③导航技术提高了术者对脊柱解剖结构的辨别能力。
影像导航技术问世之前，脊柱外科医师在术中凭借人体的脊柱解剖特点、术前患者的影像学资料(X线片、CT、MRI)和术中的X线透视进行定位，手术者的实践经验就非常重要。但是解剖变异或解剖标志的缺乏等往往会导致脊柱手术中的定位偏差，即使是经验丰富的骨科医师，用传统方法进行需精确定位的手术时也可能出现偏差。临床和实验研究已经显示用传统定位方法行腰椎椎弓根钉植入的失误率为21%～31%，而应用计算机影像导航技术，椎弓根钉植入的失误率只有0～4%。近年来计算机辅助影像导航系统用于术前制定手术计划和术中导航，有许多不可替代的优越性，已被越来越广泛地应用于脊柱手术中，帮助骨科医师更精确和更安全地进行多种复杂手术。
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