说明：
1. 翻译自Lawrence G Lenke, Daniel H. Kim, Alexander R. Vaccaro, et al.Spinal Instrumentation: Surgical Techniques 1st Edition.Thieme,2005.
一、前言
对于前路手术和需要节段固定和融合的后路减压手术后，椎弓根内固定已被证明是恢复后张力带的有价值的辅助手段。
美国得克萨斯州苏格兰礼仪式儿童医院（The Texas Scottish Rite Hospital,TSRH）内固定系统一直是脊柱器械系统刚性(rigidity)的金标准。
该系统能够在矢状面和冠状面上进行适当范围的矫正，这使得该系统非常通用，并且值得用于重建手术技术。
TSRH可变角度螺钉和T型螺栓已被证明是新型TSRH三维（3D）脊柱内固定系统的先驱。
这种改进的内固定系统通过背侧可调节性(dorsal adjustability)来提供下一节段的畸形矫正，这在之前是不可能的。
This improved system provides the next level of deformity correction by allowing dorsal adjustability that was previously unavailable.
连接器经过重新设计，适用于内外侧和矢状面的可变性，连接器的背侧可调节性沿着骨螺钉的光滑柄，以便于连接。 > Connectors have been redesigned for both mediolateral and sagittal variability with dorsal adjustability of the connector along a smooth shank of the bone screw to allow for ease of connection.
This new 3D connector allows for all planes of angulation to be addressed for 6 degrees of freedom for attachment to the pedicle screw.
较新的，低剖面的设计(Newer, low-profile designs)在不影响生物力学强度的情况下显著减少了体积(Fig. 82-1)。
新的偏移连接器(offset connectors)还能够保留邻近节段的小关节。
预先弯棒，以便更好地拟合脊柱节段的前凸。 > Rods have been precontoured to approximate the appropriate lordosis of the spinal segment better.
螺钉可变的长度和直径，不同的杆的长度，小型、中型和大型连接器，提供了各种植入物的不同组合，用于脊柱节段的稳定。
二、适应证和禁忌证
TSRH 3D系统适用于节段性椎弓根固定。该内固定系统可用于下胸椎和腰椎的所有节段。
该系统适用于涉及使用椎弓根内固定的所有节段的稳定步骤。
这些适应症包括腰椎退行性疾病的节段稳定，脊柱不稳，腰椎畸形(包括脊柱侧凸和后凸)，先前的非内固定融合，以及在后路减压、前路椎体稳定和融合术后张力带的恢复。
TSRH 3D的相对禁忌证包括： 解剖学上，没有椎弓根能够置入
存在金属异物时已知的复发性感染 对钛金属的罕见过敏反应
三、内固定系统构成的描述
TSRH 3D脊柱固定系统包括以下组成部分：
TSRH 3D连接器：这些体积小，超低轮廓的钛连接器提供了显著的强度，使外科应用非常可预测。
These reduced-volume, ultralow-profile titanium connectors provide significant strength to make surgical application quite predictable.
TSRH 3D连接器允许从任何方向，任何角度和任何高度进行螺钉连接，从而减少了杆的廓形，消除了对垫圈和垫片(washers and spacers)的需求，同时仍允许在现场进行调整和节段性操作。
该内固定系统预先用连接器装配在患者体外的杆上，以减少手术（operating room,OR）时间并提高效率 (Fig. 82–2)。
小型，中型和大型连接器提供内侧和外侧的偏移，可以在不同患者的解剖结构中实现最佳使用(Figs. 82-3 and 82-4)。
Medial and lateral offsets are available in small, medium, and large connectors
90°偏移的连接器能够保留上关节面，同时保持强度，低轮廓设计，易于连接(Fig. 82-5)。
TSRH 3D椎弓根螺钉的足迹最小，便于去除皮质骨和螺钉周围的植骨，并且易于插入杆-螺栓连接器(rod bolt connectors)。
这些螺钉是自攻螺钉(self-tapping)，具有光滑的柄，能够接受小型，中型和大型连接器。
螺钉由钛制成，直径为5.5,6.5,7.5和8.5 mm，长度为20至60 mm。
可用的预切割的廓形杆，能够减少手术时间（弯棒和剪棒的时间）。
大多数单节段或者两个节段的患者，能够获得具有合适前凸程度和长度的预切割的棒。 > Most one- and two-level cases have precut rods in the appropriate lordosis and length available within the tray.
这种预弯曲还可以降低钛棒过度弯曲造成的缺口敏感性。 > This pre-bending also reduces notch sensitivity from excessive bending of titanium rods. > 缺口敏感性(notch sensitivity)：材料由于存在缺口（切口、尖角、沟槽、横孔等截面急剧变化之处）所引起的局部应力集中导致其名义“强度”降低的程度；此处所说的“强度”，可以是抗拉强度、抗弯强度、冲击韧度或疲劳强度等。
棒的直径分别为5.5和6.35毫米，用不同的颜色编码以便于识别，增量为1cm，从3厘米到10厘米(Fig. 82–6)。
三、手术技术
（一）术前准备
术前计划对于帮助确认适当的椎弓根解剖结构和手术过程中可能遇到的陷阱非常重要。
CT和MRI有助于在椎弓根内固定之前确定骨结构的解剖异常。它们还有助于确定所需的椎弓根螺钉的相对尺寸和直径。
在椎弓根螺钉置入之前，内侧至外侧的宽度和上至下的椎弓根高度是重要的考虑因素。这两项测量量对于计划的椎弓根螺钉直径至关重要。
在椎体的峡部测量椎弓根的宽度。分别进行两次测量(Figure
2,3)。合适的螺钉直径是完全填充椎弓根的骨内皮质骨通道(即Figure 3中的C)。
侧位片上，螺钉长度应达到椎体的50％至80％。对于L5，最常用的TSRH-3D椎弓根螺钉的直径为6.5 mm，长度为40 mm。
（二）麻醉
患者通常俯卧在X线可透过的框架上，以便于术中透视。Foley导管用于大多数后路椎弓根内固定手术。
在麻醉诱导前30至60分钟给予标准的术中预防性抗生素。
（三）体位
患者俯卧位。可以利用脊柱手术框架来避免压力和腹部结构的压迫以帮助降低腔静脉的压力(Fig. 82-7)。将患者放置在臀部伸展的框架上能够增加腰椎的前凸。
也可以使用膝-胸位，然而，这个体位弯曲臀部并减少了腰骶前凸(Figure 4)。
在患者手术期间需要保持适当的脊柱前凸(腰椎)。
必须注意研究术前站立时的侧位X线片，以确保在完成内固定之前恢复至正常的腰椎前凸。
然而，如果在手术过程中不进行减压，则腰椎过度前凸可能导致关节突关节过度的叠瓦覆盖(excessive
shingling of the facets)，从而导致相对狭窄。 
在消毒和铺单之前，可以通过X线检查患者的位置，以确定椎弓根相对于水平的轴向角度。 > axial direction of the pedicle relative to the horizontal
（四）定位
在L5-S1行内固定的术前计划也很重要。
由于L5相对于骶骨段的脊柱前凸，必须提前规划螺钉的轨迹，使得这些螺钉在椎弓根螺钉的平面不会彼此接近。 > Because of the lordosis of the L5 relative to sacral segment, a trajectory must be planned such that these screws do not approach each other at the aspect of the pedicle screws.
X线透视可用于识别S1椎弓根的合适的轨迹角度。
四、手术步骤
手术入路通常是棘突上方的标准后正中入路。
如果不需要减压，可以向横向的muscle-splitting切口，从而可以获得后外侧的直接椎弓根入路。
应保留棘上和棘间韧带，特别是在内固定区域的上方，因为这些是重要的后方稳定结构。分离椎旁肌肉直至横突的外缘。
骨膜剥离器和Cobb器械的使用能够在所定义的解剖学平面进行骨膜下技术和精细的止血。
然后使用软组织牵开器来牵拉肌肉组织以提供足够的椎弓根解剖结构的可视化。
显露小关节以实现后外侧椎弓根结构的可视化。该位置是三种不同解剖结构的转换。
This location is a conversion of three distinct anatomical structures
横突中线，上关节突和峡部(pars interarticularis)在椎弓根的背侧会聚。
这种会聚也能够通过横突中线和上关节突外侧缘两条线的交点来识别。
确定这些点后，可以使用小磨钻(burr)或咬骨钳清除软组织并在坚硬的皮质骨表面形成安全着陆区，以接受骨骼器械对椎弓根的探查(Fig. 82-8)。
（一）椎弓根置入
骶骨椎弓根螺钉置入的进钉点位于关节突关节的外缘，把ala当作横突。
S1椎弓根的进钉点靠近尾端，位于上关节面的稍外缘，外展25°~30°，使螺钉的尖端朝向骶骨终板 (Fig. 82–9)。
进钉点靠近尾端，螺钉的尖端朝向骶骨终板，能够确保S1螺钉不会干扰到相邻L5螺钉的放置。 > 注意：由于L5的置钉区域小于S1的置钉区域，因此外科医生应首先放置L5螺钉。
至于L5-S1的脊柱前凸，这个进钉点应该是椎弓根螺钉中最靠近尾端的(Fig. 82–9)。 > As to the lordosis of L5–S1, this entry port should be the most caudal portion of the pedicle (Fig. 82–9).
在矢状面上，进钉的角度应平行于相邻的椎体终板(Figure 12 A)。在靠近构造头端的椎体中，进钉点应该靠近椎弓根的尾部，并且探针应该在头部方向上成一定的角度(Figure 12 B)，使得进钉点远离未融合的上关节突。
（二）试探(Probing)
用锥子(awl)在椎弓根进钉点开口，在TSRH
3D内固定装置组合中，有弯曲的球形手柄探针，直的蛋形手柄探针，以及弯曲和直的Holt探针，以帮助准备正确的椎弓根通道。应注意不要穿透椎弓根壁并避免损伤邻近的神经和血管结构。
应在术前和术中计算螺钉进入椎弓根的合适轨迹，以避免穿透椎弓根壁。
位于construct上端的椎弓根螺钉应在其进钉点的外侧，以避免对关节突关节的任何破坏。
还应计算螺钉的长度，避免穿透椎体前缘的皮质骨，从而导致腹内脏器的损伤。但是，在许多情况下可能需要双皮质螺钉。
The pedicle canal is prepared by passing a probe into the pedicle by using either a slight tapping or probing force.然后将探针(probe)沿椎弓根通道向下移动，并且该通道的产生的触觉感像是穿行在松质骨中。
如果遇到明显的阻力，可能是侵犯了椎弓根壁，可能需要改变或调整椎弓根探查的角度(Fig.
82-10)。 
（三）决定椎弓根螺钉的长度
在使用手动和成像技术进行可接受的探查和验证之后，可以通过直的或弯曲的螺栓探针(bolted
probe)确定螺钉的长度。确定螺钉长度后，攻丝(tapping)是可选的，不是必须的。然而，它可能有助于将螺钉置于骨质硬化的椎弓根中。提供四个尺寸的攻丝：4.5,5.5,6.5和7.5
mm，对应于相应螺钉的直径。不攻丝能够增加螺钉在骨质疏松骨中的拔出强度。
（四）椎弓根螺钉的选择
选择合适的螺钉并将其放置在带有套筒和棘轮手柄(ratcheting handle)组件的螺丝刀轴(screwdriver shaft)上。
The post of the screw is attached to the hex end of the 3.2mm
screwdriver shaft (Figure 17a). The screw is held to the screwdriver
shaft by advancing the screwdriver sleeve over the screw until the
shaded area on the proximal end of the screw is fully covered (Figure
17b). 
完全插入后，这些螺钉位于椎体的50％到80％之间。螺钉的螺纹通常完全位于椎弓根内 (Figure 18)，留下螺钉的光滑外部以便插入棒-螺钉连接器(rod-screw connectors)。
注意：使用4.5毫米的螺钉时，将连接器放在螺钉的锥形部分(tapered
portion)上方。将连接器放置在螺钉锥形部分或其下方会损害构造的强度(Figure
19)。 
（五）植骨融合床的准备
“融合床”中的所有剩余的骨结构均去除皮质骨，以备用于骨移植。在插入杆或连接器(rod or connectors)之前，可以放置移植骨。
（六）弯棒
在完成融合之后，然后进行杆的选择，切割和弯曲。有两种类型的杆可供选择。
一种是带有prelordotic弯曲的预切割成型杆(precut contoured rod)，另一种是25 cm直杆，用于脊柱前凸(lordosis)需要特定测量和弯曲的较长构造(constructs)。这两种类型的杆均有两款，直径分别为5.5和6.35毫米。大多数单节段和2个节段的手术适合预切割和成型杆，并最大限度地减少手术期间对杆的操纵。
为25厘米的直杆提供了一个特定的棒切割器，以便进行精确的测量和棒的准备(Fig. 82-11)。
French rod benders用于适当的脊柱前凸。通过将连接器放置在患者体外的杆上来组装构造。
The construct is assembled by placing the connectors on the rod outside of the patient.
连接器具有连接到每个连接器的双六角断开锁定螺钉(double hex breakoff lock screws)，并确定每个椎弓根螺钉的特定位置是否需要小型，中型或大型连接器。
90°的偏移连接器(Ninety-degree offset connectors)通常用于构造(construct)的近端螺钉。
此时使用螺钉延伸器(Screw extenders)将椎弓根螺钉的顶部带到皮肤切口区域，以便于构造(construct)的置入。
在螺钉延伸器放置到位的情况下，将构造放置在这些延伸器上，以向下滑向椎弓根螺钉的光滑面。 > With the screw extenders in place, the construct is then placed over these extenders to slide down toward the smooth aspect of the pedicle screw.
延伸器有助于引导连接器正确对齐并与椎弓根螺钉的光滑面接合。 > Extenders help to guide the connections into the proper alignment and to engage the smooth aspect of the pedicle screw.
在大多数情况下，杆通常位于椎弓根螺钉的内侧，但在特殊情况下，可以横向放置。
然后在构造就位(construct is seated)后移除螺钉延伸器，并且将杆进行适当的旋转以矫正脊柱节段的畸形，并且还改善脊柱节段的适度前凸。
（七）撑开和压缩(Distraction and Compression)
在以相似的方式放置两个杆之后，可以使用特定的装置进行每个节段的撑开和/或压缩。
当进行最后的压缩和撑开时，螺丝刀用于部分地拧紧每个锁定构造。 > The screwdriver is used to tighten each locking mechanism partially as final compression and distraction techniques are performed.
在最终锁紧之前，椎弓根螺钉可以进一步推进到椎体中或者基于在最终锁紧之前进行的透视而略微退出。
（八）最终锁紧(Final Tightening)
如果螺钉的位置可以接受，则执行双六角断开锁定螺钉的最终拧紧和断开。 > Should the position become acceptable, final tightening and breakoff of the double-hex breakoff lock screws is performed.
This final tightening occurs at about 80 to 90 inch-pounds using the T-handle with socket wrench assembly and the countertorque（反转矩） instrument.
（九）椎体滑脱复位
可以使用特定的装置和螺钉(bolts)来减少脊柱的滑脱。
有一个腰椎滑脱复位钳(spondylolisthesis reduction clamp)，能够实现L5-S1滑脱复位所需要的posting，撑开和复位操作。
这可以与腰椎滑脱TSRH 3D螺钉结合使用，其具有更长，更光滑的轴以便于滑脱的深度。 > This may be used in conjunction with a spondylolisthesis TSRH 3D bolt, which has a longer, smooth shaft to facilitate the depth of an anterolisthesis.
使用脊柱复位螺钉或脊柱复位装置有助于计划中脊柱滑脱的复位操作。
The use of spondy-reduction bolts or spondy-reduction instruments may facilitate the reduction maneuver for a planned reduction in spondylolisthesis.
（十）横联(Crosslinks)
可以通过使用credit card测量装置或较新的横联测量装置进行测量。
有两种横联。一种是具有可变长度的传统实心横联，如果跨越两个棒所需的横联有明显的旋转或角度，则需要弯曲。
另一种是较新的横联，在横联中间有另一个旋转轴，其能够实现横联的旋转和角度要求。
然后拧紧并拆下所有双六角断开锁定螺钉。
在切口区域进行冲洗，并放置引流管。
五、术后护理
在手术后24小时和48小时记录血细胞比容水平，以确定临床趋势。
如果术后使用引流管，通常在24-48小时内停用，许多外科医生在引流期间更喜欢使用静脉注射抗生素。
术后很快就让患者尽可能活动，并鼓励其在术后尽快开始行走计划。
鼓励患者在术后的前2周内避免过度弯曲，举重，扭转(twisting)和坐着超过半小时。
在2周时鼓励随访，以确保切口愈合和物理治疗，包括等长收缩运动(isometrics)，并且通常在手术后的前2个月内使用支具。
六、并发症和规避
（一）术中并发症
Failure to position the patient in the appropriate lordotic position may begin a process of segmental stabilization and relative kyphosis.
显露不充分，椎弓根螺钉开路时无法调整到合适的角度，因此穿透椎弓根的前壁、内壁和外壁。
椎弓根螺钉的尺寸(长度或直径)计算失误导致椎弓根破裂。
无意中因椎弓根螺钉置入导致神经源性转诊症状(neurogenic referred symptoms)或继发于椎弓根螺钉错位导致的直接神经源性损伤。
使用节段性椎弓根内固定时，未能适当地进行撑开或压缩，导致未能够达到近似的合适的脊柱前凸或压缩(appropriate lordosis or compression)，如同使用椎体间稳定装置一样。
未能正确地拧紧锁定装置，未充分剥离螺纹从而将杆连接器固定到螺钉上
Failure to tighten the locking mechanism appropriately, stripping the threads inadequately to secure the rod connector to the screw
未能将连接装置拧紧到杆或螺钉上，因为杆太短，杆连接器与杆的结合不够，或者由于螺钉置入得太深而导致螺钉对连接器的把持力不足，并且螺钉在螺钉-杆结合机制上没有把持力。 > Failure to tighten the connecting mechanism to the rod or screw because of either a rod that is too short and there is inadequate engagement from the rod connector to the rod, or inadequate purchase of the screw to the connector because the screw is placed too deeply and the screw does not have purchase on the screw-rod connecting mechanism
杆或椎弓根螺钉构造上非故意的应力导致融合失败：使用杆或椎弓根螺钉时，应该是不会发生断裂的。然而，如果发生内固定系统前方支撑不足或不愈合以及疲劳失效，理论上这对于任何内固定系统都是可能发生内固定断裂。
however, this is theoretically possible with any system if inadequate anterior support or nonunion and fatigue failure of the fixation system occur.
继发于置钉，开路或解剖分离神经技术导致的硬脊膜撕裂或神经源性损伤。
因冗长的外科手术，使得肌肉组织过度收缩，产生软组织损伤，可能会导致术后肌肉损伤和疾病。
（二）术后并发症
- 因骨质疏松，骨质较差导致的内植物松动，或因螺钉-连接器界面或杆-连接器界面之间未能锁紧导致的椎弓根内固定解体。
- 因融合失败或节段不稳定导致的骨不愈合。
七、讨论
TSRH 3D系统显著改善了胸腰椎和腰椎的节段固定。
连接器的可调节性在于，从小型，中型，大型和偏移连接器(offset connectors)到smooth posted screw，使外科医生能够将杆连接到螺钉上，并在螺钉周围进行解剖和手术融合，这种螺钉low profile, zero footprint，非常易于去除骨皮质和植骨。
预廓形棒易于使用，适用于腰椎短节段固定，但是，长杆可用于定制轮廓和成型。