《Orthopaedic Surgery》：The Anterolateral Transpedicular Transverse Process Screw Technique: Surgical Techniques, Biomechanical study and Preliminary Outcomes
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目的 鉴于当前斜外侧腰椎间融合术（OLIF）联合内固定存在手术时间长、失血量大及软组织损伤等局限，本研究旨在评估改良型前外侧经椎弓根横突螺钉（ALTTS）技术的可行性、初步疗效及生物力学特性。
方法 研究人员通过基于CT的模拟评估40例患者（L1–L5）的A
目的 鉴于当前斜外侧腰椎间融合术（OLIF）联合内固定存在手术时间长、失血量大及软组织损伤等局限，本研究旨在评估改良型前外侧经椎弓根横突螺钉（ALTTS）技术的可行性、初步疗效及生物力学特性。
方法 研究人员通过基于CT的模拟评估40例患者（L1–L5）的ALTTS螺钉置入成功率及关键椎体参数。构建L3–S1有限元模型，比较三种OLIF内固定构型：ALTTS联合双侧前外侧螺钉（ALTTS + BALS）、前侧补充固定（ASF）以及双侧椎弓根螺钉固定（BPSF）。在不同骨质量条件下评估活动度（ROM）、内固定器械应力及融合器应力。临床方面，对12例接受L5 ALTTS联合L4 BALS固定的OLIF患者进行评估，采用视觉模拟评分法（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）及影像学检查进行评价。
结果 在200个椎体中，81个（40.5%）适合ALTTS置入。L1–L2节段成功率为0%，L3节段因血管限制仅为2.5%，L5节段达97.5%，表明ALTTS主要适用于下腰椎，特别是L5节段。椎弓根宽度（PW）>10.21 mm是显著提高置入成功率的关键预测因素。生物力学方面，在正常骨密度条件下，OLIF联合ALTTS + BALS在ROM及应力分布方面与BPSF相当，且优于ASF。在骨质疏松条件下，其稳定性仍优于ASF，但逊于BPSF。临床方面，12例患者术后VAS及ODI评分显著改善，术后3个月CT扫描显示椎间融合，证实了初步安全性及短期疗效。
结论 ALTTS是一种以下腰椎为主的技术，在L5节段具有最高的安全性及置入成功率，尤其在PW > 10.21 mm时。生物力学上，OLIF联合ALTTS + BALS显著优于OLIF联合ASF。初步临床结果表明，这一新技术在6个月随访期内安全、可行且有效。
腰椎退行性疾病（Lumbar Degenerative Disease, LDD）是一类因腰椎结构自然老化退变所致的疾病，常伴有腰椎间盘突出、椎管狭窄及腰椎不稳等症状，严重影响患者生活质量，且手术率呈逐年上升趋势。斜外侧腰椎间融合术（Oblique Lateral Interbody Fusion, OLIF）通过利用腰大肌与腹部大血管之间的解剖间隙，实现对目标椎体及椎间隙前外侧面的直接暴露，有效避免了后方软组织和脊柱稳定性的破坏，在恢复生理前凸、减少出血、缩短手术时间及术后恢复等方面具有显著优势。在临床实践中，OLIF常需联合内固定以增强节段稳定性、降低术后融合器沉降风险。尽管双侧椎弓根螺钉固定（Bilateral Pedicle Screw Fixation, BPSF）被视为生物力学上的金标准，但其高刚性可能加速邻近节段退变，且术中需变换体位，增加了手术时间、出血量、切口数量及辐射暴露，同时存在后方软组织损伤和持续性腰背痛的潜在风险。为克服上述局限，经同一OLIF通道实施的前外侧螺钉固定（Anterolateral Screw Fixation, ASF）被提出并显示出令人满意的临床疗效，但其稳定性仍存在争议，术后融合器沉降及内固定失败风险高于BPSF。
基于此，研究人员提出了一种新型前外侧腰椎螺钉置入技术——前外侧经椎弓根横突螺钉（Anterolateral Transpedicular Transverse Process Screw, ALTTS）。该技术在传统前外侧椎体螺钉基础上，通过优化螺钉直径、增加锚固深度及增强皮质骨穿透来改进设计，以提升螺钉的刚度及抗拔出力。在此基础上，研究团队进一步开发了针对L4–5节段的新型前侧固定策略：L5椎体采用ALTTS固定，L4椎体采用两枚平行前外侧椎体螺钉固定，该配置缩写为"ALTTS + BALS"（ALTTS + Bilateral Anterolateral Screw）。
为验证该技术的安全性及有效性，研究人员开展了三方面的研究：首先，利用L3–S1有限元（Finite Element, FE）模型比较OLIF联合BPSF、ASF及ALTTS + BALS三种固定技术对L4–5节段稳定性、融合器应力及邻近节段行为的影响；其次，通过回顾性分析40例LDD患者的影像学资料，识别影响螺钉置入的因素；最后，对12例接受OLIF联合L4–5 ALTTS + BALS固定的患者进行短期疗效分析，初步评估该固定系统的临床可靠性。
研究采用的技术方法主要包括：（1）基于CT影像的计算机辅助手术规划：通过三维重建确定ALTTS螺钉置入的安全窗口，定义了最优平面（Plane 1）及其上下4 mm的极限平面（Planes 2–3），利用几何构造法（包括圆a、b、c及切线A、B、C等辅助线）确定理论及实际螺钉入点，并测量椎弓根宽度（PW）、高度（PH）、长度（PL）、横突椎弓根角（TPA）、椎体前后径（APD）及椎弓根间距（IPD）等参数；（2）有限元建模与分析：基于健康成年男性志愿者的L3–S1 CT数据，在Mimics 21.0及Geomagic Wrap 2021软件中进行分割、平滑及曲面重建，在SolidWorks 2024中组装内固定系统，导入Ansys 2022赋予材料属性、定义接触对及韧带约束，构建完整的功能性脊柱有限元模型，模拟OLIF手术过程，设置正常骨密度及骨质疏松两种条件，施加预载荷及纯力矩模拟六种生理运动，评估ROM、内固定器械等效应力峰值（ESPFI）及融合器等效应力峰值（ESPC）；（3）初步临床验证：纳入2023年12月至2024年8月期间12例LDD患者，采用VAS、ODI评分及Bridwell融合分级进行术后6个月短期随访评估。
影像学研究结果：研究纳入40例患者共200个椎体，ALTTS总体螺钉置入成功率为40.5%。L1及L2节段均无成功病例（0%），L3节段理论成功率25%但实际仅2.5%（因血管限制），L4节段理论成功率77.5%但实际17.5%，L5节段理论及实际成功率均达100%及97.5%。成功与失败椎体在PW、PH、PL、TPA、APD及IPD等参数上存在显著差异。多因素回归分析显示，仅PW具有预测价值（OR: 802.182），PW > 10.21 mm为最佳临界值（Youden指数0.958，灵敏度100%，特异度95.8%）。相关性分析显示PW与最小螺钉置入角度呈负相关（r = ?0.894），与可用角度范围呈正相关（r = 0.908）。
初步临床结果：12例患者平均年龄64.83 ± 5.72岁，平均失血量115 ± 38.49 mL，平均手术时间142.08 ± 14.22分钟。术后ODI评分从术前67.42%降至术后3个月27.59%及6个月20.92%；VAS腰背痛评分从7.83降至2.42及1.75；VAS腿痛评分从7.25降至2.42及1.67，各时间点均较术前显著改善（p < 0.05）。术后6个月CT显示椎间融合，无严重血管并发症。
有限元研究结果：正常骨密度条件下，三种手术模型L4–5节段ROM均较完整模型降低超过75%。OLIF + ASF组在屈伸方向的ROM最高，OLIF + BPSF组最低，OLIF + ALTTS + BALS组介于两者之间且在多数方向与BPSF组相当。ESPFI方面，OLIF + ASF组在屈伸及侧屈方向应力最高（峰值435.47 MPa），OLIF + BPSF组整体最低，OLIF + ALTTS + BALS组较ASF组在多数方向降低约30%–60%。ESPC方面，OLIF + ASF组 fusion器应力最高，BPSF组最低，ALTTS + BALS组介于两者之间。邻近节段L3–4 ROM在三种模型中均增加，L5–S1变化较小。骨质疏松条件下，三模型ROM均增加、ESPFI及ESPC均升高，但ALTTS + BALS仍优于ASF、逊于BPSF。
讨论部分总结如下：ALTTS技术以下腰椎为主，L5节段具有最高的螺钉置入成功率及安全性，PW > 10.21 mm可显著提高置入成功率。CT模拟显示PW是决定置入可行性的最关键解剖参数，其与最小置入角度负相关、与可用角度范围正相关，这为术前规划提供了量化依据。生物力学研究表明，OLIF联合ALTTS + BALS在正常骨密度条件下的节段稳定性、内固定应力分布及融合器应力控制方面均显著优于传统ASF，且接近金标准BPSF；在骨质疏松条件下虽逊于BPSF，但仍优于ASF。这一优势源于ALTTS的多层皮质骨穿透、更大直径螺钉、更长锚固路径及多螺钉单棒构型设计，有效分散了应力并增强了抗旋转能力。邻近节段运动学分析显示融合术后代偿性活动增加主要发生在头侧（L3–4），这与临床上邻近节段退变更易发生于头侧的现象一致，提示新的内固定设计并未改变邻近节段生物力学特征。初步临床结果证实了该技术的安全性及短期有效性，6个月内无严重并发症且功能评分显著改善。
研究结论：ALTTS技术主要适用于下腰椎，用于L5椎体前外侧固定时具有最高的螺钉置入成功率及安全性。当椎弓根宽度大于10.21 mm时，螺钉置入成功率显著提高。生物力学研究表明，与OLIF联合ASF相比，OLIF联合ALTTS + BALS技术提供了显著增强的生物力学性能。该新型固定技术在6个月随访期内表现出令人满意的临床结果。
