基于内镜超声的骨内超声评估胸腰椎椎弓根螺钉孔准确性的实验研究

为解决椎弓根螺钉误置导致的皮质骨损伤及神经血管风险，研究人员利用内镜超声(EUS)微型探头开展骨内超声(IOUS)技术评估胸腰椎椎弓根螺钉孔准确性的实验。结果表明，EUS-IOUS可实时、无辐射且高灵敏度地识别螺钉孔误置（包括皮质穿透），操作时间<15秒/孔，为微创脊柱手术(MISS)提供了一种低成本、易操作的辅助导航技术。

　　

椎弓根螺钉植入是脊柱融合手术的关键步骤，但传统自由手技术依赖术者经验，误置率高达30%，可能导致脊髓损伤或术后不稳。尽管导航机器人、增强现实(AR)等技术逐步应用，仍存在辐射暴露、设备昂贵及注册偏移等问题。为此，上海科技大学健康科学与工程学院联合上海东方医院等机构的研究团队，在《Acta Neurochirurgica》发表论文，探索了一种基于内镜超声(EUS)的骨内超声(IOUS)技术，为螺钉孔定位提供实时、低成本的解决方案。

研究采用2具山羊新鲜胸腰椎标本（T₂-S₁），制备76个椎弓根螺钉孔（直径3mm），其中63个故意偏离正确轨迹。通过EUS微型探头（直径2.4mm，频率12MHz）进行360°扫描，同步CT验证。三名盲法评估者独立分析超声图像，统计误判率与一致性。

结果部分

1. 准确性验证：CT显示13孔位置正确，63孔误置（含35孔穿透椎管）。EUS-IOUS对所有CT确认的误置孔均无漏诊，但出现6例假阳性（因双侧螺钉孔交叉干扰）。
2. 图像特征：
   • 正确定位孔呈完整宽环状回声（宽约2mm）；
   • 轻微误置（<2mm）表现为局部环状变形或回声增强；
   • 严重误置（≥4mm）则显示环状结构缺失，甚至对侧椎管壁回声（图4k-l）。
3. 操作效率：单孔扫描时间<15秒，显著快于传统IVUS（1分钟/孔）。

讨论与意义
该研究首次证实EUS-IOUS在狭窄骨道中的适用性：

• 技术优势：探头兼具柔韧性与抗弯性，适合经皮MISS；无需辐射或复杂注册，成本仅为IVUS的1/5。
• 临床潜力：可整合至钻头实现实时预警，降低神经损伤风险。
• 局限性：超声衰减与分辨率限制使其暂无法替代主流导航，但作为辅助工具具有显著学习曲线优势。

团队指出，未来通过材料革新与微流检测技术，IOUS或将成为脊柱手术安全性的“守门人”。研究为国产设备创新提供了实验基础，相关技术已申请国家自然科学基金支持（81871470）。