多项研究表明，除C2和C7外，颈椎应用椎弓根螺钉存在很高的神经血管损伤风险（表1），但同时，生物力学研究证实椎弓根螺钉较侧块螺钉在内的其它内固定方式具有更好的固定效果，其远期发生松动的可能更低，疲劳实验也表现出更有利的结果。在近期的SPINE杂志上，Kuniyoshi Abumi等日本研究人员对相关问题进行了综述，并结合自身经验提出了关于颈椎椎弓根螺钉手术的一些建议。
表1 椎弓根螺钉相关并发症资料
作者认为椎弓根螺钉固定术对于因解剖结构异常而不宜行椎板或侧块固定的患者尤其有益，而其禁忌征包括：1、颈椎后部结构感染；2、肿瘤或损伤波及椎弓根；3、椎弓根缺失或非常细小（图1）；4、椎动脉严重变异（图2）；5、椎弓根倾斜明显（矢状面）。
图1 椎动脉解剖变异。左：1例C5-C7前路融合后因相邻节段退变和不稳导致的颈髓受压。中：C5左侧横突孔向椎体侧变大，使椎弓根倾斜角度变大（白箭），在这种情况下，根据这一角度进行椎弓根螺钉固定将使椎动脉和脊髓受损的风险倍增。椎弓根骨皮质最薄处往往位于外侧（白箭）。右：本例磁共振血管造影提示双侧椎动脉较正常迂曲变形。
图2 同一颈椎双侧椎弓根直径差异，这往往意味着椎弓根较细小的一侧为椎动脉优势侧，其解剖结构类似图1与颈椎椎弓根螺钉直接相关的并发症包括：因向头侧或尾侧误置引起的神经根损伤、向外侧误置引起的椎动脉损伤或栓塞、向中线侧误置引起的硬膜囊或脊髓损伤。部分退行性疾病患者或类风湿性关节炎患者术前检查可发现椎间孔狭窄，对此类患者行复位等操作时可能因椎间孔狭窄恶化而导致医源性神经根损伤。手术医师应时刻警惕这种损伤发生的可能，必要时可考虑行预防性椎间孔成形术，术前斜位CT重建可以为此类患者的诊断提供帮助。
以往研究表明，大部分颈椎椎弓根直径均大于5mm，适于应用椎弓根螺钉，对于小于4mm的椎弓根，置钉将比较困难甚至无法完成，而需改用其它内固定物。推荐利用1.0-1.5mm层厚冠状面CT图像通过椎弓根宽度来精确评估椎弓根的直径，以选择合适直径、长度的螺钉并确定钉道方向。图2显示了双侧不对称的情况，椎弓根较细的一侧椎动脉为优势侧，手术医师应高度注意此侧的螺钉置入，应时刻牢记椎弓根骨壁最薄处往往位于外侧，内侧的骨皮质可以做为螺钉穿过峡部时的参考。Karaikovic和Reinhold等的研究表明，椎弓根轴和矢状面的夹角平均为46度（30-62度），夹角最小的为C2，最大的为C5。加大倾斜角度置钉是可能的，但会增加损伤脊髓的风险（图1）。
同样，术前仔细分析影像学资料对于预防椎动脉相关并发症也很重要，单侧椎动脉栓塞造成脑缺血的病例虽然较低，但如果是优势侧受损，则可能发生严重的神经系统并发症。磁共振血管造影可以帮助诊断优势侧并分辨椎动脉的解剖类型。椎动脉有时会在椎体附近发生复杂迂曲的解剖变异（图1），此时应避免在该侧行椎弓根螺钉固定，或选用其它固定方式。近期，Tomasino等通过研究表明：椎动脉和椎弓根的自身解剖形态、互相间的解剖学关系、安全操作区间等均表现出相当显著的个体差异，因此，对于椎弓根螺钉相关的神经血管损伤风险必须进行个体化评估。
建议手术医师站在头侧以确保置钉对称，助手通常站在患者左侧，C臂置于患者左侧近骨盆处以提供良好的视角，以绷带固定于肩峰的方法确保术中透视下颈椎时可以将患者双肩向尾端牵拉。
对于进钉点的确定，作者也结合图示介绍了一些技巧（图3，图4）。
图3 颈椎椎弓根螺钉进钉点，C2椎板上缘可以作为定位参考（星号）。为了确定C2进钉点，可以沿上缘以小探子伸入椎管探察椎弓根内壁。颈椎的关节突关节侧缘有小的凹陷（白箭），椎弓根的位置在C2，C3-C6略在凹陷下，在C7则位于凹陷处或略在其上方，进钉点（十字）距此凹陷约2-4mm。
图4 C7进钉点，各颈椎侧块外缘均有可供参考的凹陷，C7进钉点位于C6/C7小关节略下、凹陷略上，虚线表示侧块外缘，白箭指示暴露后的右侧C7上关节突，此例患者为C6/C7小关节紊乱；空心白箭指示C7的凹陷，十字为C7进钉点。
术中根据椎弓根尺寸选择3.5-4.5mm直径螺钉，C3-C7椎弓根螺钉长度为20-22mm。除C2外，钉尖穿透椎体前侧皮质都是危险的。在C2处，可考虑使用长于24mm的螺钉突破前侧皮质增强固定效果，螺钉与板或棒的连接处采用锁定装置获得刚性固定以确保固定效果。
作者介绍其常于进钉点处应用高速磨钻开斗形入口，椎弓根解剖轴在横断面的方向由C2至C5渐增大，入钉时倾斜角度可较实际解剖轴小（作者介绍其常用置钉角度由C3-C7为25-45度）。作者认为，斗形入口可以使手术医师调整角度的范围变大（图5），入钉点处理后，在侧位透视引导下依次先后置入探针、攻丝、螺钉，作者建议应用椎弓根探针确定钉道（图6A-C）。
图5 颈椎椎弓根螺钉进钉点和进钉方向。白色虚线为椎弓根解剖轴线，螺钉可于两个白色箭头间置入；在进钉点处进行去皮质并以高速钻头制造斗形进钉点后，可以获得更大角度的操作空间，即可沿两个黑色箭头间置入。此例，椎弓根解剖轴为45度，进行以上处理后，螺钉甚至可以以小于25度的角度置入。
图6 C臂透视下置钉；A B D虚线显示椎弓根的上下边界，探针、攻丝、螺钉必须控制在此范围内。C 作者推荐在攻丝等操作后以椎弓根探子确定钉道。
置钉方向在C5-C7应在矢状面上平行于头侧终板，而在C2-C4略向头侧偏。应避免应用钻头处理钉道，当椎弓根靠椎体端进入探针困难时可应用克式针或最细的高速钻石钻头进行处理，但要严格控制进入深度。硬化明显或椎弓根直径极窄的患者不宜行螺钉固定，因其误置率较高；侧块严重退行性变的患者可能难以确定进针点，必要时可以高速磨钻先处理赘生物以暴露进针点（图7）。
图7 严重退行性变换着的螺钉置入。左图：颈椎侧块处明显退行性变，为确定进针点带来很大困难。右图：对于这样的患者，高速磨钻处理增生病变后可以更安全的置钉。
在连接板或棒之前，应该完成椎板切除或成型等减压手术，以避免复位过程中出现神经损伤，植骨前需要进行去皮质操作暴露植骨床。板固定装置适用于1-2个节段的固定（图8），棒则可用于更长范围（图9），通过旋紧螺母或者旋棒等操作可以纠正后凸畸形，但应注意，这种纠正会导致颈椎后柱相对变短，变短如过度可能造成神经根受压。
图8 单阶段固定，此患者因C5/C6脱位接受后路椎弓根螺钉+钢板固定，术前术后图对比可见患者脱位纠正良好，螺钉位置佳。
图9 后路减压后凸畸形矫正。A 侧位X线片和磁共振图像显示颈椎病患者合并后凸畸形；B施行椎板切除术以对颈髓减压，并纠正后凸畸形，前后位、侧位X线片显示置钉位置好，后凸矫正效果好；术后MRI图像显示减压彻底；C 术后CT图像显示各椎体内螺钉位置好。
计算机导航技术已经被引入脊柱外科领域，早期的计算机辅助影像引导系统对入钉点的确定尚比较有帮助，但不能精确地在椎弓根内部引导探针、攻丝和螺钉，而且这些系统术前计划耗时长，术中注册环节繁琐。而目前的计算机导航系统则可以在每个环节提供即时三维信息，大大提高了手术的效率和安全性。此外，CT图像处理、专用导航模板等多种辅助工具也已经开始在颈椎手术中发挥作用。
总之，椎弓根固定术在各种颈椎疾患的重建术中均能发挥可靠的生物力学作用。但椎弓根和椎动脉的解剖多样性一定程度上限制了其应用。可能的直接并发损伤包括神经根、椎动脉、硬膜囊或脊髓，间接并发症包括医源性椎间孔狭窄相关的神经受损。虽然这些并发症并不能完全避免，但通过充分术前规划、术中仔细操作可以尽量降低其发生率。另外，计算机导航等新技术也为颈椎精确置钉提供了帮助。
【编者按】：个人以为，椎弓根螺钉系统应该是脊柱外科相关器械中最重要的发明之一，其优势是显而易见的，而如何更好的应用这一利器，也是所有脊柱外科医师关心的问题。如所有手术一样，术前详细的规划，术中精确的操作是负责人的外科医师必须做到的，而各种新技术的应用也可能为以往的手术方式带来新的突破。如作者在最后所提到的，计算机导航技术的发展也许就会在不久的将来使脊柱外科手术的质量和效果实现惊人的飞越。
Reconstruction of the Subaxial Cervical Spine Using Pedicle Screw Instrumentation. pg. E349-E356
