便携式术中CT结合3D计算机导航与徒手透视辅助技术在胸腰椎脊柱手术中放置椎弓根螺钉的准确性对比

《Injury》：Accuracy of portable intraoperative CT with 3D computer navigation versus freehand fluoroscopy-assisted pedicle screw placement in thoracolumbar spine surgery

本研究对比了便携式CT三维导航（3D-N-iCT）与传统自由手荧光透视（FH-F）在胸腰椎手术中椎弓根螺钉置入的准确性与并发症。结果显示3D-N-iCT组置入准确率98%显著高于FH-F组的93%（p=0.010），术后神经缺陷和并发症发生率分别为0%和0.5%，显著低于FH-F组的5%和8%（p<0.01）。该技术未延长操作时间，且安全性更高。

　　

陈侯松|薛瑶玲|潘成堂|吴瑞文

台湾高雄长庚纪念医院及长庚大学医学院骨科手术系

摘要

准确放置椎弓根螺钉对于避免神经损伤或血管损伤等并发症至关重要。螺钉通常在透视引导下手工放置。最近，结合了3D导航技术的便携式CT（3D-N-iCT）被开发出来用于指导椎弓根螺钉的放置。本研究比较了在胸腰椎手术中，使用3D-N-iCT与传统手工透视引导放置椎弓根螺钉的准确性。回顾性分析了2017年11月至2022年12月在高雄长庚纪念医院接受胸腰椎手术并放置椎弓根螺钉的患者的记录。患者被分为使用3D-N-iCT组和使用手工透视引导（FH-F）组。比较了两组的螺钉放置准确性（采用Gertzbein分类标准）和术后并发症情况。共有244名患者纳入研究，其中3D-N-iCT组182名，FH-F组62名。3D-N-iCT组的螺钉放置准确性显著更高，98%的螺钉被归类为0级（表示位置完全正确），而FH-F组为93%（p = 0.010）。两组之间的放置时间相似（36.0分钟 vs 33.0分钟，p = 0.120）。3D-N-iCT组的术后神经缺陷发生率显著较低（0% vs 5%，p = 0.016），并发症发生率也较低（0.5% vs 8%，p = 0.004）。总之，与手工技术相比，使用3D-N-iCT在胸腰椎手术中能够提高椎弓根螺钉放置的准确性，且不会延长放置时间。

引言

自20世纪70年代Roy-Camille引入椎弓根螺钉系统以来，它已成为脊柱手术的基石，主要是因为其能够在较短的融合长度内提供牢固的固定[1]。然而，椎弓根螺钉放置的准确性仍然是一个重要问题，因为位置不当的螺钉可能导致严重的并发症，如神经损伤和血管损伤[2]。传统的椎弓根螺钉插入技术（如基于解剖标志的手工方法）在胸腰椎手术中的准确性报告范围很广，从28%到98%不等[3,4]。二维（2D）透视的引入在一定程度上提高了螺钉放置的准确性；然而，与三维（3D）成像系统（如O臂或传统计算机断层扫描（CT）相比，其效果仍不尽如人意[5,6]。

近年来，将新的导航系统引入脊柱手术变得越来越流行，特别是那些基于术前CT的3D成像系统[7,8]。这些系统在提高椎弓根螺钉放置准确性方面表现出色，3D成像在减少螺钉错位方面明显优于2D技术[9]。然而，术前CT导航受到患者从成像到手术期间体位变化的影响，这可能会影响螺钉放置的准确性[10]。这在涉及脊柱柔性的情况下尤为重要，例如青少年脊柱侧弯患者，麻醉后的体位变化可能会改变目标椎骨的对齐情况[11]。

为了解决这些问题，开发了实时术中成像技术（如便携式术中CT（iCT）与3D计算机导航的结合。这种方法可以在手术过程中提供成像和调整，从而可能提高椎弓根螺钉放置的准确性和安全性[12]。因此，我们假设在胸腰椎手术中使用便携式iCT结合3D计算机导航辅助（3D-N-iCT）会比传统的手工透视引导（FH-F）技术具有更高的椎弓根螺钉放置准确性。因此，本研究的目的是比较这两种方法的准确性和并发症发生率。

研究设计和数据收集

回顾性分析了2017年11月至2022年12月在高雄长庚纪念医院接受胸腰椎手术并放置椎弓根螺钉的患者的记录。患者被分为使用3D-N-iCT组和使用手工透视引导（FH-F）组。本研究在获得机构审查委员会（IRB：201900667B0D001）批准的情况下进行，无需患者同意。

研究对象

纳入标准：

患者

2017年11月至2022年期间，共有302名患者接受了使用3D-N-iCT或FH-F方法进行胸腰椎手术并放置椎弓根螺钉。其中57名患者未进行术后CT成像，或他们的CT图像未保存在存档系统中，另有1名患者的手术部位超过髂骨范围，这些患者被排除在外。因此，共有244名患者被纳入分析。

患者特征

患者的中位年龄为68.0岁，54%为女性。

讨论

本研究显示，与传统的透视引导手工技术相比，使用3D导航系统和术中CT显著提高了胸腰椎手术中椎弓根螺钉放置的准确性。此外，接受3D-N-iCT治疗的患者的术后并发症发生率较低。尽管使用3D导航的放置时间略长，但差异在统计学上不显著。这些发现表明...

结论

本研究表明，与传统的透视引导手工技术相比，使用便携式iCT结合3D计算机导航可以提高胸腰椎手术中椎弓根螺钉放置的准确性。3D导航系统不仅降低了螺钉错位的发生率（包括侧向和内侧错位），还降低了术后并发症（如神经功能缺损）的发生率。放置时间没有显著差异...

数据和材料的获取

本研究使用和/或分析的数据集可向相应作者索取。

伦理批准和参与同意

本研究在获得机构审查委员会（IRB：201900667B0D001）批准的情况下进行，无需患者同意。

资金

本研究未获得任何资助。

作者贡献声明

陈侯松：概念构思、项目管理、监督、验证、可视化。薛瑶玲：数据整理、正式分析、研究方法、方法学。潘成堂：研究方法、方法学、资源、软件、验证、可视化。吴瑞文：数据整理、正式分析、方法学、软件。