基于患者特异性模板引导系统的颈椎椎弓根螺钉置入精准度分析及穿孔风险因素研究

本研究针对颈椎椎弓根螺钉(CPS)置入中穿孔风险高的问题，通过437枚螺钉的CT评估，验证了患者特异性模板引导系统(TGS)的临床精准度（穿孔率仅5.5%），并首次揭示体型、性别、术者经验及椎弓根宽度是穿孔关键风险因素。该成果为高风险节段（如C4）手术策略优化提供循证依据，发表于《European Spine Journal》。

　　

颈椎椎弓根螺钉置入的精准革命：模板引导系统如何突破临床瓶颈

颈椎椎弓根螺钉(CPS)因其卓越的生物力学优势成为脊柱固定术的“黄金标准”，但传统徒手技术6.7-25.6%的穿孔率如同悬在术者头顶的达摩克利斯之剑——每20枚螺钉中就有1枚可能损伤椎动脉或神经根。这种“毫米级误差，灾难性后果”的困境，在解剖复杂的C4节段尤为突出。当O-arm导航和机器人辅助仍面临15%以上的穿孔率时，日本北海道骨科纪念医院的Akira Fukushima团队另辟蹊径，将3D打印技术与患者骨骼拓扑完美融合，开创了模板引导系统(TGS)的新纪元。

这项发表于《European Spine Journal》的研究，通过80例患者437枚螺钉的大样本分析，首次证实TGS可将严重穿孔率压制到0.5%的极限水平。更突破性的是，团队解码了“小体型女性患者C4置钉”这一世界性难题的风险图谱——椎弓根宽度<5.1mm时穿孔风险激增3倍，而BMI<22.5kg/m²
的患者如同行走的“解剖雷区”。这些发现不仅改写了颈椎内固定安全标准，更为AI术前规划系统提供了关键参数库。

关键技术方法
研究采用前瞻性队列设计，纳入2018-2024年接受TGS手术的连续病例。基于1mm层厚CT数据，通过MySpine^?
软件三维重建椎体模型，定制贴合椎板-棘突复合体的尼龙模板。术中将模板压附于骨面，以12mm导钻建立初始通道，经20mm探针扩道后置钉。术后CT评估采用Gertzbein分级标准，并测量椎弓根宽度(PW)、螺钉横断角(PSTA)等12项参数。

结果精要
1. 置钉精准度

• 94.5%螺钉实现“零偏差”（Grade 0），显著优于机器人辅助的84.1%
• C4成为“高危雷区”：穿孔率达12.5%，是均值的2.3倍
• 2例Grade 2穿孔均发生在后纵韧带骨化症患者，揭示钙化组织对导钻轨迹的干扰

2. 解剖参数图谱

• C4展现“双高危特征”：椎弓根宽度(5.6±0.8mm)较C7窄15%，横断角(44.9±4.8°)却大38%
• TGS独创“内移-减角”策略：螺钉横断角较解剖角减小16.4°，规避椎旁肌干扰

3. 风险因素矩阵

• 女性患者穿孔率是男性的2.3倍（50.0% vs 21.8%）
• 低BMI组(<22.5kg/m²
  )穿孔风险升高2.1倍
• 进修医师操作失误率达16.3%，凸显“骨面暴露不足”是技术短板

临床启示录
这项研究构建了TGS时代的“安全操作范式”：对于PW<4mm的C3-4椎弓根，应优先选择侧块螺钉；而面对小体型女性患者，建议术前采用CT三维测量验证模板贴合度。更深远的意义在于，团队开发的“椎弓根-螺钉角度差”模型（PSTA-PTA=16.4°）为智能导航系统提供了物理校准参数。当全球脊柱外科迈向精准化时，这项研究证明——有时突破技术瓶颈的钥匙，不在昂贵的机器人手臂，而在贴合骨骼曲度的3D打印模板中。