三维CT值评估揭示腰椎关节面螺钉轨迹的骨密度优势：L4-L5椎体固定新策略

本研究针对传统骨密度评估方法（双能X线吸收测定法，DXA）因脊柱退变导致准确性不足的问题，通过三维CT重建技术量化比较经关节面螺钉（TAS）、传统轨迹（TT）和皮质骨轨迹（CBT）螺钉在L4-L5椎体的平均CT值。结果表明：CBT轨迹CT值最高（486.20±100.44 HU），TAS轨迹次之（373.16±77.61 HU），均显著高于TT轨迹（274.71±59.28 HU）（P<0.05），且性别与椎体节段存在特异性差异。该研究首次为L4-L5节段TAS螺钉应用提供了放射学理论依据，对优化骨质疏松患者内固定方案、降低螺钉松动风险具有重要意义。

　　

随着人口老龄化加剧，腰椎退行性疾病手术量激增，而骨质疏松导致的椎弓根螺钉松动成为术后主要并发症。传统骨密度评估方法双能X线吸收测定法(DXA)因受脊柱退变干扰，难以准确反映螺钉植入轨迹的骨质状况。更精准的评估手段迫在眉睫——计算机断层扫描(CT)值因其与骨密度(BMD)的高度相关性，成为预测螺钉稳定性的关键指标。然而既往研究多局限于二维平面测量，无法真实反映螺钉三维轨迹的骨质分布差异。在此背景下，吉林大学第一医院的研究团队创新性地采用三维重建技术，首次系统比较了经关节面螺钉(TAS)、传统轨迹(TT)和皮质骨轨迹(CBT)三种固定方式在L4-L5椎体的骨质差异，相关成果发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。

研究团队利用Mimics 21.0软件对300例21-70岁患者的腰椎三维CT数据进行重建，按年龄分层（5组，男女各30例）建立圆柱体模型，精确模拟三种螺钉轨迹：TT螺钉（直径6.5 mm，长度40 mm）沿椎弓根轴线平行终板植入；CBT螺钉（5.5 mm×35 mm）经关节突-峡部高密度骨通道；创新性设计的TAS螺钉（6.0 mm×35 mm）以关节面下外侧象限为进钉点，沿椎弓根下壁达椎体前壁。通过计算目标圆柱区域(TCA)的平均CT值（经ICC检验一致性>0.81），结合统计学分析揭示骨质分布规律。

研究结果精要

三维轨迹CT值排序

CBT组在L4椎体CT值达486.20±100.44 HU，显著高于TAS组（373.16±77.61 HU）和TT组（274.71±59.28 HU）（P<0.05），此趋势在L5椎体及所有年龄组一致。TAS轨迹CT值较传统TT提高34.8%，证实其通过关节面高密度骨区的优势。

椎体与性别特异性

• 同性别同年龄段内，L4与L5椎体相同轨迹CT值无差异（P>0.05）

• 21-30岁、51-70岁男性TT/CBT/TAS值均高于女性（P<0.05），而31-50岁人群性别差异不显著

• 51-60岁女性TAS/TT比值显著高于男性（P<0.05），提示老年女性TAS获益更明显

年龄相关性衰减

所有轨迹CT值随年龄增长递减，21-30岁组CBT值（486.99±79.09 HU）较61-70岁组（344.41±117.16 HU）下降29.3%，但CBT/TT比值随年龄上升，印证其抗骨质疏松优势。

结论与临床转化

本研究首次通过三维CT建模量化了腰椎TAS轨迹的骨密度特征，证实其CT值显著优于传统TT轨迹（P<0.05），为L4-L5节段应用TAS螺钉提供了放射学理论支撑。尤其值得注意的是：

1. 混合固定新思路：CBT与TAS螺钉组合（CBT-TASS）可兼顾高骨密度锚定与微创入路，避免传统TT广泛肌肉剥离

2. 个体化手术决策：51岁以上女性采用TAS轨迹获益更显著，而严重关节突退变患者仍首选CBT

3. 术前规划革新：基于患者CT值的有限元模型可预判螺钉松动风险，指导"轨迹-螺钉"个性化匹配

该研究突破二维测量局限，将螺钉轨迹评估推向三维精准时代。未来需通过生物力学实验验证TAS螺钉的实际固定强度，并探索人工智能辅助的术前规划系统，让骨质疏松患者的腰椎内固定更稳固、更微创。

（注：正文中作者姓名保留Yuanpeng Yue等原始格式，专业术语如"皮质骨轨迹(CBT)"在首次出现时标注英文缩写，上下标采用L₄/L₅规范格式）