骶1椎弓根螺钉固定方式
今天我们讨论一个较为基础但非常重要的问题，在做脊柱手术的时候经常需要,固定到第一骶骨（以下称S1），这时候我们经常使用椎弓根钉（以下简称螺钉）。但是骶1螺钉的植入方式，在临床实践中，存在着一些不同。首先我们来看下面这张片子。
这是一张腰5/骶1椎间盘突出合并椎管狭窄TLIF的术后片子，大家看有什么问题呢？有人可能会觉得片子好像没什么问题，平时自己也是这么干的。今天的题目是S1螺钉，那咱们对这个片子上的S1螺钉的固定方式上有没有什么不一样的看法呢？
我们先来简单复习一下骶骨的解剖以及周围的解剖结构：
骶骨由5块骶椎融合而成，分骶骨底、侧部、骶骨尖、盆面和背侧面，呈倒三角形，我们从盆面看比较主要的结构就是上关节突、骶翼、还有骶骨岬。
从背侧面看，也能看到上关节突，耳状面，骶骨粗隆，中间的是骶正中脊，骶正中脊两侧分布4对骶孔，有骶神经的前后支通过。
骶骨周围比较重要的神经结构有，骶骨岬两侧的臀上、下神经，骶孔有骶神经前、后支通过，骶骨邻近的神经还有腰骶干、腰5脊神经。
血管主要分布在盆面，主要有在骶骨岬最中间的骶正中动、静脉，腹主动脉在L5椎体前缘处往下分支成髂总动、静脉，再往下是髂内、外动、静脉，这是我们在手术中要密切注意避免损伤的血管。
这里有一个安全区域的概念，就是髂内静脉到骶骨岬正中间，平均宽度约为24.5mm，如果我们从后路第一骶孔上缘向前进针，为了不伤及前方血管，角度需要保持在偏内7°到38°之间，这个后面还会提到。
接下来我们看骶1螺钉固定的进针点，一般有第一投影区和第二投影区两个区域，他们的界限就像这个图上表示的：
第一区：（上）骶骨翼上切迹（下）第一骶孔上缘（外）S1关节突外侧缘（内）外侧缘向内约11mm。
第二区的上下界和第一区是相同的，它的内侧缘就是第一区的外侧缘，它的外侧缘呢就是向外约15mm。
找到进针点以后咱们就要明确进针方向，从矢状面看呢大体分为3种：
1、由骶骨后缘第一投影区与骶骨底平行，向骶骨岬钻入
2、第二种和第一种的区别只有进针点不同，进针点选择第2投影区
3、由骶骨后缘第二投影区为进针点使用PTSF螺钉置入技术（骶骨螺钉钻向前内侧朝向骶骨岬, 穿过腰5骶1椎间盘直至腰5椎体前缘, 但并不穿透腰5前缘的骨皮质的一种方法），多用于中重度的椎体滑脱
关于选择内侧置钉还是外侧置钉，从早期到现在都存在争论，国内外的医生们都持不一样的态度，但是我所了解到的现在的主流还是向内侧置钉。
早期的生物力学研究表明：
1、在完全拔出力方面，向内侧置钉比向外侧大；
2、而产生的剪切力或者说可以承受的剪切力向外侧置钉是40kg，正中是50kg，而向内侧是70kg；
3、扭矩方面也是向内侧置钉大于向外侧置钉
结果表明：向内侧置入螺钉可提供更坚强的力学固定作用。
如果向内侧置钉，角度怎么选择呢，这里就出现了刚才说的进针方向安全区域的问题，从影像学的研究表明，如果我们从后路第一骶孔上缘，大概在第1投影区的进针点向前进针，角度需要保持在偏内7°到38°之间，可以很大程度避免前方血管或者椎管损伤的风险。
这里有一张片子，是前两天科室主任给我分享的一个接到的网上咨询病例
患者术后腰骶部疼痛，大家从片子上分析存在什么问题呢？我个人的分析是：首先看这个S1螺钉，是偏向外侧的，如果螺钉穿透的皮质，那钉尖或者愈合后形成的骨痂可能会刺激到骶骨岬两侧的臀上、臀下神经，这个可以通过CT平扫来验证。
另外从矢状位观察，这个S1螺钉的钉子并没有很长，结合片子看患者存在一定程度的骨质疏松，钉子的把持力不佳，可能会形成假关节导致不稳定，也可能是疼痛的原因之一。
另外这里也不除外骶髂关节损伤的可能。
关于螺钉穿透皮质的层数问题，早期的生物力学实验表明：椎弓根螺钉力量的60%在于椎弓根本身，椎体内松质骨可增加另外15%-30%的力量，一般认为没有必要常规穿透第二层骨皮质，这样可避免损伤前方结构，如穿透椎体前皮质又可增加20%-35%的力量，可以得到更理想的固定强度。
根据大多数研究，许多学者建议螺钉穿出骶骨前骨皮质1-2mm，可以增加60%的抗拔除力。
我们再回过头来看最早这张片子，大家看这张片子有什么问题？或者存在哪些可以更精进的地方？
从冠状面看是向前内侧进钉的没错，通过以上内容的学习，从矢状位看的话S1螺钉的长度如果能再长一点，到骶骨岬，可能固定效果会更好，这个需要留给远期随访来观察。
下面分享一些我们科室近期做的一些案例，在陶惠人教授的教育和影响下，我们是把钉子向内侧倾斜，并尽量打向骶骨岬，甚至穿出一些，从上面的解剖内容的复习我们知道这个地方是安全区域。钉子的长度基本在45mm或以上，经常会用到50mm、55mm的螺钉。结合前面的一些理论，我们认为这个固定效果是可靠的。
最后总结一下：
1、S1螺钉向前内侧进钉风险更小，更牢固。
2、如果钉尖能穿透骶骨岬或前方皮质，则可获得更强的固定效果。
参考文献：
[1] Zindrick M R, Wiltse LL, W idell EH, et al.A biomechanical study of intrapedicular screw fixation in the lumbosacral spine [J].Clin Orthop, 1986, 203: 99- 112.
[2] Stuik JP. Techniques of internal fixation for degenerative conditions of the spine [J]. Clin Orthop, 1986, 203: 2019- 2022.
[3] Meyer Carolin,Pfannebecker Peter,Siewe Jan et al. The sacral screw placement depending on morphological and anatomical peculiarities.[J] .Surg Radiol Anat, 2019, undefined: undefined.
[4] Zhu Q,Lu W W,Holmes A D et al. The effects of cyclic loading on pull-out strength of sacral screw fixation: an in vitro biomechanical study.[J] .Spine, 2000, 25: 1065-9.
作者简介
黄政基， 深圳大学总医院脊柱骨病科 住院医师
吉林大学白求恩医学院七年制本硕连读专业硕士，熟悉急危重症抢救流程及操作，对颈椎病、腰椎间盘突出症等脊柱常见疾病的诊治有一定经验，同时掌握四肢骨折及骨关节疾病的鉴别诊断。
作者简介
段春光，深圳大学总医院脊柱骨病科 副主任医师
（原工作单位）
诊疗特长：腰椎间盘突出症椎间孔镜下髓核摘除术、腰椎管狭窄的微创治疗、腰椎滑脱症的微创治疗、颈椎病的微创治疗、脊柱侧弯的保守及手术治疗、强直性脊柱炎的治疗、腰腿痛、颈肩痛的治疗
详细介绍：
段春光，男，副主任医师，医学博士，原工作单位为骨科。1998年本科考入医疗系，2009年博士毕业后在骨科从事临床和科研工作。参加承担国家级及省部级科研课题10余项，其中作为主要完成人参加国家“863”主题项目1项、国家自然科学基金4项，作为课题负责人承担“全军医学科技青年项目”1项、陕西省自然科学基金2项。近年来，发表高质量研究论文10余篇，作为第一作者发表SCI/EI论文6篇，其中IF>5.0 1篇，参编（译）《骨科实验技术》、《简明骨科学》、《洛克伍德-格林成人骨折》等专著3部。曾作为中华医学会组织的“全国青年骨科医师出国培训计划”首批20名人员之一，赴美国顶尖的医学机构梅奥医学中心和美国明尼苏达大学附属医院交流学习。回国后现已完成脊柱微创、脊柱侧弯等复杂脊柱手术数百例，治疗效果达到国际先进水平。
学术任职：
国际矫形与创伤外科学会（SICOT）中国部委员、中国医师协会骨科分会青年讲师团讲师、中国残疾人康复协会青年委员、中国残疾人康复协会脊柱微创学会委员，中国医药生物技术协会骨组织库分会委员，中国研究型医院学会骨科创新与转化专业委员会，国际矫形与创伤外科学会（SICOT）中国部数字骨科学会广东省分会委员、广东省健康管理学会脊柱专业委员会第一届感染学组委员、陕西省医药教育协会骨科专业委员会。
研究方向：
再生医学、医学人工智能研究、手术机器人研究