1948年，King[1]首先报告采用螺钉进行腰椎关节突间固定，以加强腰椎的稳定性，但由于仅经关节突间固定，其强度较差，加之未采用有效的植骨技术，假关节的发生率较高，未能获得很好的临床运用。1 9 5 9年 B o u c h e r[2]在脊柱融合中使用长螺钉经椎板、关节突间至椎弓根进行固定。

　　1984年Magerl报道一组下胸椎和腰椎病例采用经椎弓根外固定的的同时进行椎板关节突螺钉固定技术(translaminar facet screw fixation TFSF)，即将螺钉自一侧棘突基底经对侧椎板、对侧下关节突固定至下位椎体上关节突、横突，并增加了后外侧植骨，从而大大提高了融合率。随着腰椎解剖的深入、影像技术的发展、操作技术的成熟以及生物力学实验的支持，近年来，TFSF 已大量地应用于下腰椎病变的固定融合治疗，成为除椎弓根螺钉固定技术以外应用于下腰椎病变又一重要的固定技术，现从应用解剖、生物力学、临床应用、置钉技术的演变、优缺点及手术适应症综述如下。

　　一、腰椎的应用解剖

　　腰椎椎板呈向外向下走行，上腰椎关节面的方向近似矢状，至腰骶部近似冠状。根据腰椎的解剖及影像学研究发现：椎板的走行与棘突基底及横突基底形成一平面，且此平面的中轴线正好位于椎板中部，而此中轴线可作为椎板关节突螺钉的的走行线。作椎板关节突螺钉固定前，应测量以下几个参数作为术中参考：

　　1、钉道长度：一侧棘突基底上中1/3至下一椎体对侧横突中线与上关节突外侧缘交点的连线长度;

　　2、椎板厚度：一侧棘突基底上中1/3至下一椎体对侧横突中线与上关节突外侧缘交点的连线中椎板最薄处的厚度;

　　3、椎板外斜角：一侧棘突基底上中1/3至下一椎体对侧横突中线与上关节突外侧缘交点的连线，连线与腰椎冠状面夹角;

　　4、椎板下倾角：一侧棘突基底上中1/3至下一椎体对侧横突中线与上关节突外侧缘交点的连线，连线与腰椎横断面夹角。在临床应用中，曾忠友等建议：在测量以上4个参数的基础上再测量棘突基底入点与棘突基底深面的距离以及横突交点距横突表面的距离，以提高椎板关节突螺钉置钉的准确性。

　　宗立本等通过腰椎椎板的解剖研究认为，上腰椎活动范围小，其椎板较厚长，而下腰椎活动范围大，椎板短且薄。李义凯等的测量结果显示：腰椎椎板的厚度大概5～6mm，腰2与腰3椎板最厚，其次为腰1和腰5，腰4最薄，而男性椎板厚度较女性大。 Lu等通过对30具尸体腰椎椎板的研究发现：从腰1至腰5其钉道长度及椎板外斜角逐渐增大。而曾忠友等通过影像测量获得的结果为：椎板、关节突的钉道长度自腰3/4至腰5骶1逐渐增大，椎板厚度腰3和腰4较腰5大，椎板外斜角腰3/4至腰5骶1渐减小，椎板下倾角腰4/5较腰3/4小，腰5骶1较腰4/5大。

　　男性椎板厚度及钉道长度较女性大，有统计学差异(P<0.05)，椎板外斜角及椎板下倾角男性与女性之间无统计学差异。与采用骨骼测量相比，曾忠友等[4]采用影像学测量方法具有测量简单、可操作性强、位置恒定、更加准确、数据个体化等特点，更具临床指导意义。通过患者影像学的测量，获得个体化数据，术前即能知道每例患者螺钉的入点、角度，所用螺钉的大概直径与长度，从而提高了手术的预见性和操作的精确性。

　　二、椎板关节突螺钉固定技术的生物力学

　　作为腰椎唯一真正意义上的活动关节―关节突关节具有较好的屈伸和旋转活动度，一般情况下，关节突关节承担的轴向载荷约为整个腰椎的10％～20％，由于椎板关节突螺钉走行较长，且垂直于关节面固定，其具有较强的抗屈伸及旋转能力。Kornblatt等[8]在国际上首次对TFSF进行了生物力学对比测试，通过对腰5骶1采用4种固定方法：

　　1、椎板关节突螺钉固定;

　　2、鲁克氏直角框固定;

　　3、采用加尔维斯顿技术固定至骨盆的鲁克氏固定;

　　4、组合的脊柱骨盆棒固定。结果为：椎板关节突螺钉固定后的脊柱刚度差于组合的脊柱骨盆棒固定方法，但好于鲁克氏直角框固定和采用加尔维斯顿技术固定至骨盆的鲁克氏固定法，四组方法的固定强度基本一致，即椎板关节突螺钉固定具有较好的稳定性。

　　其后，Heggeness等进一步采用更加科学的静态和动态循环加载的试验方式来证实椎板关节突螺钉固定的稳定性，结果表明：椎板关节突螺钉固定组较非固定组在屈曲载荷增加9倍时引起恒定的位移，经过5000次屈曲载荷的重复作用后固定组的强度出现轻度的下降。上世纪90年代中后期，BAK融合器的出现，使得椎板关节突螺钉固定联合椎间BAK植入技术成为可能，Rathonyi等使用6具人体尸体设定为四组：

　　1、完整脊柱组;

　　2、椎板关节突螺钉固定组;

　　3、经前路椎间植入BAK组;

　　4、经前路椎间植入BAK联合椎板关节突螺钉固定组。在轴向载荷作用下测量其各向活动度：经前路椎间植入BAK组其在前屈及侧屈方面有较好的稳定性，而辅助于椎板关节突螺钉固定后更是在后伸及轴向旋转方面明显地减少了椎间活动度，较之单纯经前路椎间植入BAK组，单纯椎板关节突螺钉组具有更好的旋转稳定性。

　　但作者同时指出：虽然不同的固定或手术方法其在某些活动方向上具有较好的稳定性，特别是经前路椎间植入BAK联合椎板关节突螺钉固定方式，但稳定的程度如何才能达到良好的骨融合之间并不是非常的清楚。至90年代中后期，椎弓根螺钉技术获得广泛的认可，大量地应用于胸腰椎内固定，Deguchi等通过9具新鲜绵羊标本对比了三种材料两种固定方式的稳定性：椎弓根螺钉固定术、经椎板关节突皮质骨螺钉固定术和可吸收螺钉固定术。

　　实验结果表明：双侧经椎板关节突皮质骨螺钉固定术具有与双侧椎弓根螺钉固定同样的稳定性，经椎板关节突可吸收螺钉固定术其稳定性虽然弱于前两者，但较之脊柱完整组，其明显地减少了固定节段的活动度。Burton 等的实验也得出相同的结果和结论：双侧椎板关节突螺钉联合椎间融合器植入明显地减少了固定节段的三维活动度，提供了与双侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合器植入相同的稳定性。单节段固定如此良好，双节段固定强度如何?

　　Eskander等和Fan等采用双侧椎板关节突螺钉联合椎间融合器植入与双侧椎弓根螺钉联合椎间融合器植入进行双节段固定的生物力学的对比，获得了同样的结果，即对于双节段固定，双侧椎板关节突螺钉联合椎间融合器植入与双侧椎弓根螺钉联合椎间融合器植入具有同样的稳定性。

　　相对于双侧固定，单侧椎板关节突螺钉固定其强度如何呢? Harris等采用5具新鲜冷冻人体尸体进行了四种固定方式的对比：经椎间孔减压椎间融合器植骨术(TLIF)、TLIF+对侧TFSF，TLIF+同侧椎弓根螺钉固定，TLIF+双侧椎弓根螺钉固定，其结果为：较之TLIF，TLIF+对侧TFSF在各向活动度有减少，但固定强度有限，而TLIF+双侧椎弓根螺钉固定稳定性最好。

　　为了增加固定强度，有作者进行了单侧椎弓根螺钉并对侧椎板关节突螺钉固定方式的生物力学试验，结果显示：单侧椎弓根螺钉并对侧椎板关节突螺钉固定联合椎间融合器植入其三维运动范围明显减少，刚度增加，对增加腰椎节段强度和稳定性十分有效，与单侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合器植入组相比，其各向活动度减少，而刚度增加，差异有统计学意义;而与双侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合器植入组相比，其各向活动度无明显增加，且刚度无明显下降，两者差异无统计学意义，意即对于单节段固定，单侧椎弓根螺钉并对侧椎板关节突螺钉固定联合椎间融合器植入与双侧椎弓根螺钉固定联合椎间融合器植入具有相同的稳定性。

　　三、临床应用及疗效

　　椎板关节突螺钉固定技术最早报道是作为辅助性固定用于下胸椎和腰椎的骨折治疗，但后来作为主要的固定方法多应用于下腰椎及腰骶部的固定融合，以增强其稳定性，提高融合率。1986年，Kornblatt等在生物力学测试的基础上将其应用于一组腰5骶1病例的固定并进行后外侧植骨，同时与其它几种不同固定方式就影响融合率的因素、临床结果及融合时间三个方面进行临床对比发现：椎板关节突螺钉固定和组合的脊柱骨盆棒固定明显地减少了假关节的发生，大大缩短了融合时间。

　　Jacobs等报道自1983年1月～1986年3月对88例进行腰骶部融合的病例同时进行椎板关节突螺钉固定，其中43例病例获得12个月以上的随访，平均融合时间为6个月，随访病例中，93％的病例获得了较好的临床改善，91％的病例获得良好的骨性融合，作者认为：对比以前未采用内固定的融合病例，加用椎板关节突螺钉固定明显地改善了临床结果、缩短了融合时间，而且未增加手术风险。

　　同样，Heggeness等[9]在获得生物力学实验支持后，选择35例腰骶部融合的病例采用椎板关节突螺钉固定，其中18例获得了两年以上的随访，而18例病例中有12例进行了双节段的固定融合，18例病例均获得了骨性融合，作者认为：椎板关节突螺钉固定提供了较好的生物力学稳定性，是一种有价值的内固定方法。随后多位作者进行了应用并获得了较好的早期临床结果。

　　1998年，Humke 等[23]报道了一组经52～83个月(平均68个月)随访的173例病例，其中单节段固定的占57％，双节段固定的占40％，三节段或以上固定的占3％，采用椎板关节突螺钉固定并后外侧植骨，94％病例获得影像学上的融合，螺钉松动率为3％，出现螺钉断裂2枚，疼痛评分由术前的7.6至术后的2.9，99例结果优秀，70例结果满意，4例结果差，作者认为：椎板关节突螺钉固定可提高固定节段的即刻稳定性，而且无神经并发症，对于腰椎及腰骶部融合是一有效而价廉的固定方法。

　　Aepli等对1987年至2004年共643名患腰椎各种退化性疾病行经椎板关节突螺钉固定腰椎融合术进行问卷调查，476例(74％)完成并交回问卷，并用多因素logistic回归分析，结果：在平均随访10年(2-20年不等)期间，352例(74％)效果很好或较好，124例(26％)效果不明显或较差椎间融合器的出现使得椎板关节突螺钉固定联合椎间融合器植骨获得了广泛的应用[25]，两者的联合不仅进一步加强了固定节段的稳定性，而且大大地提高了融合率。Pavlov等[26]报道采用经前路椎间融合器植骨联合后侧椎板关节突螺钉固定治疗32例病例，经过4年的随访，所有病例骨性融合，病变椎间高度和腰椎前凸获得良好的恢复与保持，且VAS 和Oswestry评分获得明显改善。

　　同时，有较多的文献报道，相对于椎弓根螺钉固定联合椎间融合器植骨，椎板关节突螺钉固定联合椎间融合器植骨不仅具有切口小、创伤小、费用省，而且明显降低了术后并发症。但是，临床上由于下腰椎退行性病变往往合并一侧或双侧神经根症状，术中需要进行一侧的椎板间隙减压及通过此间隙植入椎间融合器，因此，部分病例只能作一侧椎板关节突螺钉固定。曾忠友等通过严格的病例选择，先后报道了采用单侧椎板关节突螺钉固定而椎间植骨方式不同的两组病例，均获得了良好的骨性融合和临床结果。

　　虽然单侧椎板关节突螺钉固定并椎间植骨获得了较好的临床效果，但生物力学实验显示：单侧固定较双侧固定其强度较弱，因此，单侧椎弓根螺钉联合对侧椎板关节突螺钉固定成为可能，Sethi采用本方法治疗19例下腰椎病例，经过15～54个月(平均32个月)的随访，所有病例均获得骨性融合，作者认为：单侧椎弓根螺钉联合对侧椎板关节突螺钉固定并椎间融合方法在获得较好的临床效果的同时大大降低了治疗费用。

　　曾忠友等报道采用此方法治疗35例下腰椎病变，其中30例得到一年以上平均22.5个月的随访，除1例不能明确外，其余29例获得椎间融合，融合率为96.7％。随访过程中椎弓根螺钉与椎板关节突螺钉未出现松动、移位、断裂，椎间融合器亦无移位现象，JOA评分由术前的10～16(平均12.98分)分提高到22～27(平均25.2分)，改善率为61.7％～90.5％，平均72.5％。其结论为：单侧椎弓根螺钉联合对侧椎板关节突螺钉固定并椎间融合器植骨方法具有创伤小、固定牢固、融合率高和费用省等优点，是部分下腰椎病变固定融合治疗的较好选择。

　　四、置钉技术的演变

　　椎板关节突螺钉固定技术其早期均采取开放置钉，随着对腰椎解剖的深入、影像设备的发展及操作技术的成熟，其置钉技术逐渐进展为经皮置入。1 9 9 8 年 H u mk e等[23]首次提到经皮微创置人椎板关节突螺钉的概念。Kumar等于2000年报道通过术中采用不同角度的影像投照方法并辅助于小切口置入椎板关节突螺钉，未发现螺钉穿透的问题。Shim等 报道自2001年至2002年采用经前路椎间融合器植骨，而后在X线引导下经皮置入椎板关节突螺钉治疗20例下腰椎退行性病例，术中出血100～520ml,平均222.5ml，均未输血。

　　共置入65枚螺钉，其中7枚螺钉偏离椎板骨质，但未造成神经压迫或损害，融合率为100％，作者认为：X线引导下经皮置入椎板关节突螺钉是一可行的技术，而且是前路融合器植骨后一有效的、微创的后路加强方法。Kang等于2002年12月至2003年8月，经前路椎间融合器植骨后在CT引导经皮置入椎板关节突螺钉治疗18例下腰椎病变，所有螺钉都获得精确的置入，无并发症发生，其结论为：这种新的方法相对椎弓根螺钉固定的是一较好的选择。

　　虽然，相对开放置钉，影像监视下经皮置钉技术其螺钉位置更加精确，创伤亦进一步减少，但无论影像引导下置钉或开放置钉，均存在以下不足：

　　1、准确性和安全性不够，可能需要反复调整导针或钻孔，易出现螺钉松动，特别是如操作不慎，将出现严重并发症，如马尾神经、神经根或椎体侧方大血管的损伤;

　　2、操作时间长和存在放射线损害。如何进一步简化操作，提高螺钉置入的准确性和安全性?早在2003年，Jang等发明了一种导向器械，并报道了前路椎间融合器植骨后，在此导向器械引导下经皮椎板关节螺钉固定治疗18例下腰椎退变患者，经1～13个月(平均6个月)的随访，术后采用CT扫描评价螺钉位置，结果显示所有螺钉位置良好，未出现螺钉穿透椎板进入椎管或损伤神经等并发症，最后随访时结果优良。

　　因而作者认为在此导向器械引导下经皮置入椎板关节突螺钉具有安全、精确和创伤小等优点。但此导向器械不能根据每位患者的椎板外斜角及椎板走行与横突交点的变化进行个体化调整。经过对尸体腰椎椎板关节突标本和影像学的研究可以发现：椎板与棘突基底及横突构成一平面，此平面的中轴线基本位于椎板中心。根据两点成一线的原理，曾忠友等设计了一种可调节深度和角度的椎板关节突螺钉瞄准器，经临床应用[31]及与开放置钉的对比研究，作者认为，此种可根据个体化数据而进行调整的瞄准器具有更好的精确性和安全性，而且大大简化了手术操作。

　　Lieberman等和Togawa等先后报告了微型机器人在椎板关节突螺置入中的实验研究， 先对尸体脊柱标本进行CT扫描收集三维数据，手术操作中在脊柱棘突及髂嵴上分别建立数据收集点，术中运用X-RAY引导，并将术中收集的X-RAY数据与术前CT扫描数据进行匹配、修正，根据收集的数据引导机器人完成经皮椎板关节突螺钉的置入，对置入的螺钉进行影像学评价，结果证明螺钉位置良好。作者认为：微型机器人的使用提高了椎板关节突螺钉置入的精确性，但要求术前和术中充分的数据收集及完善的置钉计划。

　　五、手术适应证、禁忌症及局限性

　　主要应用于腰椎和腰骶部病变的前、后路融合术中.以提高植骨融合率。如椎管狭窄、腰椎间盘退变伴有顽固性下腰痛、 巨大型腰椎间盘突出症、极外侧型椎间盘突出、退变性滑脱Ⅰ°或退变性不稳、医源性腰椎不稳或腰椎再次手术者和腰骶畸形，较少用于创伤性或创伤后胸腰椎不稳，但Grob等[20]及殷渠东等将TLSF作为辅助固定手段用于胸腰椎骨折治疗。目前普遍认为对二节段或以下融合较佳。使用经椎板关节突螺钉原则上要求保持后柱骨性结构 ( 主要是椎板和关节突关节) 的完整性。

　　若手术中必须行椎板切除减压，则应保留大部分椎板才能使用该方法。由于椎板关节突螺钉固定的解剖和生物力学特点，其不适合于腰椎椎弓峡部裂伴或不伴椎体滑脱、肥胖患者、多节段(两节段以上)病变、腰椎退行性滑脱Ⅱ度或以上、腰椎管狭窄需行全椎板切除或双侧椎板间隙开窗减压、腰椎三维畸形、严重骨质疏松、椎板或关节突发育不良。另外，椎板关节突螺钉固定技术也有其自身局限性，表现在：

　　( 1 ) 对退行性病变的减压需要部分或全部去除椎板和关节突，而这些结构是经椎板关节突螺钉固定所需要，因而需对常规减压方法进行改良，以进行有限椎板、关节突切除。

　　( 2 ) 相对椎弓根螺钉技术提供的三柱固定，TFSF不能将后方结构的应力通过椎弓根峡部和椎弓根传至椎体和前部结构，因而不具备对前、中柱的稳定性，且不具备提拉功能，复位效果较差。

　　( 3 ) 不能直接增加椎间孔的容积，只能通过置放椎间融合器而间接增加其容积，不能提供椎间压缩和撑开能力。

　　六、椎板关节突螺钉固定技术的发展方向

　　与椎弓根螺钉相比，经椎板关节突螺钉固定具有创伤小、出血少、操作简便、手术时间短、费用低等优点，特别在腰骶部位，经椎板关节突螺钉应用具有独特的优势，只要严格选择手术适应证，TFSF作为一个微创、安全、有效、价廉的内固定方式必将会有越来越广泛的应用和发展空间。

　　特别是：随着医用材料的不断发展，具有较好力学性能和更好生物相容性的可降解螺钉也开始应用于该项技术。而在操作技术方面：随着影像诊断技术的进步和生物工程的发展，透视下的经皮置钉、CT导航下的经皮置钉、椎板关节突螺钉瞄准器的研制和微型机器人引导下的操作等技术的出现，以及其与椎弓根螺钉技术的结合应用[32、33]不仅使得TFSF更加安全、简单，而且为T F S F的发展提供了更为广阔的空间。