經(jīng)傷椎和跨傷椎椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定治療胸腰椎骨折

俞 陽，范海泉，陳 銘，黃宏杰

脊柱骨折常發(fā)生在脊柱的胸腰段(T10～L2) ，該節(jié)段是脊柱結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化的關(guān)鍵鏈和轉(zhuǎn)折點［1］，流行病學(xué)分析發(fā)現(xiàn)骨折多發(fā)部位依次為L1、T12和L2［2］。后路短節(jié)段固定是治療胸腰椎骨折廣泛應(yīng)用術(shù)式之一，療效滿意，但遠(yuǎn)期可能出現(xiàn)椎體高度降低、內(nèi)固定器松動斷裂等并發(fā)癥。目前經(jīng)傷椎置釘?shù)姆绞揭痍P(guān)注，本文就是否經(jīng)傷椎置釘內(nèi)固定對胸腰椎骨折治療效果的影響進(jìn)行探討。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

2007 年1 月～2010 年12 月，本院采用經(jīng)后路椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定治療胸腰椎骨折52 例，其中男34 例，女18 例;年齡為22～74 歲，平均43.9 歲;其中跨傷椎組(A 組)34 例，經(jīng)傷椎組(B 組) 18 例。損傷節(jié)段：T114 例，T1212 例，L131 例，L25 例。按AO 的Magerl 和Aebi 胸腰椎骨折分類［3］：A 型(椎體壓縮骨折)50 例，B 型(脊柱前或后部分牽伸性損傷)2 例。致傷原因：高處墜落傷49 例，交通事故3例。并發(fā)其他部位損傷27 例。入院時脊髓神經(jīng)功能按Frankel 分級［4］：C 級2 例，D 級2 例，E 級48例。手術(shù)時間在傷后6 h～7 d 進(jìn)行，平均2.6 d。所有病例均使用史賽克公司的Xia 和Diapasom 椎弓根釘棒系統(tǒng)復(fù)位內(nèi)固定，其中2 例行椎管探查減壓術(shù)。手術(shù)前后均做X 線、CT 和MRI 檢查，術(shù)中做透視了解復(fù)位和內(nèi)固定情況。

1.2 手術(shù)方法

采用脊柱后正中切口，以傷椎為中心暴露上下各1 個節(jié)段，行椎板骨膜下剝離，向兩側(cè)剝離骶脊肌至橫突。A 組在傷椎上下各1 個椎體，根據(jù)椎弓根解剖關(guān)系確定椎弓根螺釘置入點，置入2 枚椎弓根螺釘，進(jìn)釘深度為45 mm。B 組在傷椎上下各1 個椎體，置入2 枚椎弓根螺釘，進(jìn)釘深度為45 mm，再在傷椎均經(jīng)雙側(cè)椎弓根置入短釘35 mm。安棒撐開復(fù)位并矯正畸形。有神經(jīng)癥狀的患者在復(fù)位內(nèi)固定后行椎管探查減壓，椎板開窗。所有病例做固定節(jié)段后外側(cè)植骨或椎板上植骨(未行椎管探查減壓病例) ，植骨采用自體骨或自體異體混合骨。

1.3 術(shù)后處理

常規(guī)使用抗生素5 d，術(shù)后第2 天拔出引流管，術(shù)后第1 天開始下肢功能鍛煉，1 周后下床保護(hù)下行走，術(shù)后3 個月內(nèi)配戴腰圍。對于年齡＞50 歲的患者，特別是女性絕經(jīng)患者，予以抗骨質(zhì)疏松治療，肌肉注射鮭魚降鈣素2～4 周，口服鈣劑和二磷酸鹽類藥物。采用Frankel 分級評定手術(shù)后神經(jīng)功能恢復(fù)情況。采用SPSS 12.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.4 主要觀察指標(biāo)

采用傷椎椎體高度丟失率和傷椎后凸Cobb 角評價術(shù)后恢復(fù)情況。測量術(shù)前、術(shù)后及末次隨訪時側(cè)位X 線片上傷椎前緣高度; 測量相鄰上下椎體前緣高度，取平均值為正常椎體高度。椎體高度丟失率=(正常椎體高度-傷椎椎體高度) /正常椎體高度×100%。傷椎后凸Cobb 角為傷椎上下終板連線夾角。應(yīng)用疼痛視覺模擬量表(visual analogue scale，VAS)［5］對患者術(shù)前、術(shù)后及末次隨訪進(jìn)行評分，評估患者疼痛程度。

2 結(jié) 果

患者均獲得0.5～4 年隨訪，平均2.1 年?；颊咦≡簳r間為7～30 d，平均16.8 d; 手術(shù)時間80～150 min，平均105 min;術(shù)中出血量280～800 mL，平均430 mL;以上數(shù)據(jù)2 組間差別無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05) 。無術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生，患者切口均Ⅰ期愈合。

經(jīng)手術(shù)復(fù)位，傷椎上下終板成角、椎體前緣高度的比值均明顯改善，椎體前緣高度恢復(fù)3～19 mm，平均12.6 mm。與術(shù)后相比，末次隨訪時A 組有11例椎體前緣高度降低，4 例內(nèi)固定失敗;B 組有3 例椎體前緣高度降低，無內(nèi)固定失敗發(fā)生。

2 組術(shù)前、術(shù)后及末次隨訪時傷椎椎體高度丟失率和傷椎后凸Cobb 角比較見表1、2。2 組術(shù)前傷椎椎體高度丟失率和傷椎后凸Cobb 角與術(shù)后及末次隨訪相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05) 。術(shù)后傷椎椎體高度丟失率和傷椎后凸Cobb 角與末次隨訪相比，A 組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05) ，B 組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05) 。2 組之間比較，術(shù)前、術(shù)后及末次隨訪時傷椎椎體高度丟失率和傷椎后凸Cobb 角差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05) 。2組之間比較，術(shù)前與末次隨訪傷椎椎體高度丟失率差值及傷椎后凸Cobb 角差值，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05，見表3) 。2 組之間比較，內(nèi)固定失敗情況差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05) 。

表1 傷椎椎體高度丟失率Tab.1 Height loss of injured vertebrae

表2 傷椎后凸Cobb 角Tab.2 Cobb’s angle of injured vertebrae

表3 術(shù)前與末次隨訪傷椎椎體高度丟失率、傷椎后凸Cobb角差值比較及內(nèi)固定失敗情況比較Tab.3 Comparison of height loss of compressed vertebral bodies，Cobb’s angle and fixation failure before operation and at final follow-up

所有患者術(shù)前VAS 評分平均8.4 分;術(shù)后VAS評分明顯降低，平均3.1 分; 末次隨訪時VAS 評分平均1.0 分。脊髓神經(jīng)功能的恢復(fù)，1 例C 級病例恢復(fù)至D 級，其他病例無變化，無術(shù)中脊髓神經(jīng)損傷病例。典型病例影像學(xué)資料見圖1。

圖1 L1 骨折患者影像學(xué)資料Fig.1 Radiologic data of a patient with L1 fracture

3 討 論

對于胸腰椎骨折，后路椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定可提供三維矯正和堅固的內(nèi)固定［6］，具有力學(xué)強(qiáng)度大、穩(wěn)定性高的特點，極大改善了脊柱后路融合的療效［7］。椎弓根螺釘最初由Roy-Camile 和Demeulenaer發(fā)明，Dick 在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展出短節(jié)段的后路脊柱內(nèi)固定器［8］。后路跨傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)即椎弓根釘通過傷椎上下相鄰各1 個正常椎體擰入起到錨定作用，這種錨定是通過短節(jié)段內(nèi)椎弓根釘和縱向連接棒的撐開、加壓等作用力提供三維矯正和堅固的內(nèi)固定，恢復(fù)脊柱的正常序列［9］，同時最大程度地保留了脊柱的活動節(jié)段，這是其他任何非椎弓根內(nèi)固定技術(shù)所不能達(dá)到的［10］。當(dāng)后縱韌帶和椎間盤纖維環(huán)未完全斷裂時，通過撐開傷椎上下椎體，借助后縱韌帶的伸展，使附著在椎體上的纖維環(huán)和軟組織牽引骨塊使其復(fù)位。文獻(xiàn)［11］表明軸向撐開力是使椎管內(nèi)骨折塊復(fù)位的主要力量，特別是胸腰椎骨折脫位時，通過軸向撐開復(fù)位更加重要。

后路跨傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)運(yùn)用多年來，術(shù)后出現(xiàn)的椎體塌陷、后凸畸形和釘棒松動斷裂等問題引起廣泛觀注。McLain 等［12］報道應(yīng)用短節(jié)段經(jīng)椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)治療胸腰椎不穩(wěn)定骨折，19 例患者中10 例出現(xiàn)內(nèi)固定失敗，而且內(nèi)固定失敗大多發(fā)生在術(shù)后6 周內(nèi)。本研究跨傷椎組中有11 例發(fā)生椎體前緣高度的降低，4 例發(fā)生內(nèi)固定失敗。究其原因：①胸腰段是脊柱活動的轉(zhuǎn)換點，負(fù)重應(yīng)力集中于此，跨節(jié)段固定，負(fù)荷大部分集中在2 枚椎弓根螺釘之間，易造成應(yīng)力疲勞，導(dǎo)致內(nèi)固定失敗。②McLain 等［12］的研究認(rèn)為后路切開復(fù)位內(nèi)固定后，雖然X 線片示椎體高度恢復(fù)，但椎體內(nèi)被擠壓后破壞的骨小梁無法復(fù)位，傷椎內(nèi)存在空隙，即“蛋殼樣”椎體，尤其是爆裂型骨折，髓核和破碎的終板擠入椎體內(nèi)影響椎體愈合。前中柱不穩(wěn)造成后路內(nèi)固定器持續(xù)負(fù)荷，導(dǎo)致內(nèi)固定失敗和椎體高度丟失。內(nèi)固定失敗的判斷標(biāo)準(zhǔn)是椎弓根釘和/或連接棒的移位、斷裂，釘帽的脫落，造成椎體復(fù)位高度的丟失。進(jìn)而有學(xué)者提出了經(jīng)傷椎的6 枚短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定。

經(jīng)傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定在生物力學(xué)上是否可行。①椎弓根是椎體最堅強(qiáng)的部分，Hirano等［13］發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘固定大部分的強(qiáng)度在椎弓根部，椎弓根提供≥60%的拔出力強(qiáng)度及80%的軸向剛度，說明通過短釘行傷椎椎弓根固定脊柱能獲得復(fù)位和穩(wěn)定。②呂夫新等［14］通過生物力學(xué)實驗證實6 釘固定(經(jīng)傷椎固定) 較4 釘固定可增加脊柱生物力學(xué)穩(wěn)定性，有助于椎體高度保持和復(fù)位。Dick 等［15］也報道在牛腰椎模型上行6 釘固定和4釘固定生物力學(xué)實驗比較，發(fā)現(xiàn)6 釘固定具有明顯優(yōu)勢，軸向承載能力增加160%，抗屈曲能力增加48%，抗扭轉(zhuǎn)能力增加38%，說明6 釘固定比4 釘固定有更好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。③傳統(tǒng)的跨傷椎短節(jié)段4 釘固定形成雙平面的平行四邊形和懸掛效應(yīng)，使傷椎楔形變矯正不滿意且易丟失，并且水平移位矯正困難;而6 釘形成3 個平面，力學(xué)上降低了內(nèi)固定平行四邊形和懸掛效應(yīng)，減少應(yīng)力集中，維持傷椎的后凸矯正效果，糾正傷椎的水平移位。但是魏富鑫等［16］通過生物力學(xué)實驗卻得出傳統(tǒng)4 釘固定與6釘固定在脊柱前屈、后伸、左右側(cè)彎、左右軸向旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動范圍及剛度值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究經(jīng)傷椎置釘組病例僅3 例出現(xiàn)椎體前緣高度降低且無內(nèi)固定失敗，說明經(jīng)傷椎6 釘固定能夠增強(qiáng)脊柱穩(wěn)定性，維持后凸畸形矯正的效果。本研究中有多個病例隨訪時出現(xiàn)椎體前緣高度降低和內(nèi)固定失敗，可能與病例大多數(shù)是青壯年、農(nóng)民工，手術(shù)0.5年后繼續(xù)參與體力勞動有關(guān)。

應(yīng)用后路經(jīng)傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定的適應(yīng)證，本研究主要選擇前中柱損傷而不是三柱損傷伴有旋轉(zhuǎn)的病例，按AO 分型為以椎體壓縮的A 型為主和部分B 型骨折，并且傷椎兩側(cè)椎弓根相對完整。但對于前柱破壞嚴(yán)重?zé)o重建條件的，應(yīng)避免短節(jié)段內(nèi)固定。田耘等［17］隨訪了134 例胸腰段骨折后路椎弓根固定患者，對比短節(jié)段固定組和長節(jié)段固定組鄰近椎體上下終板夾角矯正和丟失、傷椎椎體上下終板夾角矯正和丟失及手術(shù)療效，認(rèn)為AO分型中A 型和B1 型骨折可以選擇短節(jié)段固定，B2、B3 及C 型骨折應(yīng)考慮長節(jié)段固定。

內(nèi)固定后植骨充分與否關(guān)系到遠(yuǎn)期治療的效果。最終的穩(wěn)定需通過植骨融合來實現(xiàn)，內(nèi)固定的作用是短暫的。如不進(jìn)行有效植骨，有可能在晚期發(fā)生內(nèi)固定疲勞失敗或骨折椎體的塌陷和矯正度的丟失［18］。也有研究顯示不減壓非融合治療胸腰椎骨折與植骨融合組效果無明顯差異［19］。本研究中對于未做椎管減壓的患者在椎板上植骨; 做椎管減壓的患者在橫突間植骨。

本文為2 組對照設(shè)計的臨床研究，經(jīng)傷椎置釘椎弓根釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定手術(shù)開展時間不長，病例數(shù)較少，隨訪時間短，因此對于經(jīng)傷椎置釘是否比跨傷椎置釘遠(yuǎn)期固定更穩(wěn)固，脊柱序列的恢復(fù)和后凸畸形的改善是否更加理想，仍有待進(jìn)一步的臨床觀察與總結(jié)。

總之，對于胸腰椎骨折，短期隨訪顯示后路經(jīng)傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定較跨傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定有更好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，能顯著減少術(shù)后傷椎前緣高度降低和內(nèi)固定失敗的發(fā)生。雖然經(jīng)傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定治療胸腰椎骨折遠(yuǎn)期療效有待進(jìn)一步觀察，但隨著椎弓根內(nèi)固定理論和技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)傷椎短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)會逐步完善。

［1］Gertzbein SD.Scoliosis Research Society.Multicenter spine fracture study［J］.Spine (Phila Pa 1976) ，1992，17(5) ：528-540.

［2］韋興，侯樹勛，史亞民，等.661 例胸腰椎骨折患者的流行病學(xué)分析［J］.中國脊柱脊髓雜志，2004，14(7) ：403-405.

［3］Magerl F，Aebi M，Gertzbein SD，et al.A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries［J］.Eur Spine J，1994，3(4) ：184-201.

［4］Frankel HL，Hancock DO，Hyslop G，et al.The value of postural reduction in the initial management of closed injuries of the spine with paraplegia and tetraplegia.I［J］.Paraplegia，1969，7(3) ：179-192.

［5］Huskisson EC.Measurement of pain［J］.Lancet，1974，2(7889) ：1127-1131.

［6］Gayet LE，Pries P，Hamcha H，et al.Biomechanical study and digital modeling of traction resistance in posterior thoracic implants［J］.Spine (Phila Pa 1976) ，2002，27(7) ：707-714.

［7］Liljenqvist U，Hackenberg L，Link T，et al.Pullout strength of pedicle screws versus pedicle and laminar hooks in the thoracic spine［J］.Acta Orthop Belg，2001，67(2) ：157-163.

［8］Olerud S，Karlstr?m G，Sj?str?m L.Transpedicular fixation of thoracolumbar vertebral fractures［J］.Clin Orthop，1988 (227) ：44-51.

［9］翁習(xí)生，邱貴興，張嘉，等.椎弓根內(nèi)固定技術(shù)的遠(yuǎn)期療效評價［J］.中華骨科雜志，2001，21(11) ：662-665.

［10］Denis F.The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injures［J］.Spine (Phila Pa 1976) ，1983，8(8) ：817-831.

［11］Parker JW，Lane JR，Karaikovic EE，et al.Successful shortsegment instrumentation and fusion for thoracolumbar spine fractures：a consecutive 41/2-year series［J］.Spine (Phila Pa 1976) ，2000，25(9) ：1157-1170.

［12］McLain RF，Sparling E，Benson DR.Early failure of shortsegment pedicle instrumentation for thoracolumbar fractures.A preliminary report［J］.J Bone Joint Surg Am，1993，75(2) ：162-167.

［13］Hirano T，Hasegawa K，Takahashi HE，et al.Structural characteristics of the pedicle and its role in screw stability［J］.Spine(Phila Pa 1976) ，1997，22(21) ：2504-2509.

［14］呂夫新，黃勇，張強(qiáng)，等.胸腰椎骨折傷椎椎弓根內(nèi)固定生物力學(xué)研究與臨床應(yīng)用［J］.脊柱外科雜志，2008，6(4) ：229-233.

［15］Dick JC，Jones MP，Zdeblick TA，et al.A biomechanical comparison evaluating the use of intermediate screws and crosslinkage in lumbar pedicle fixation［J］.J Spinal Disord，1994，7(5) ：402-407.

［16］魏富鑫，劉少喻.后路短節(jié)段椎弓根釘內(nèi)固定治療胸腰椎骨折的進(jìn)展［J］.脊柱外科雜志，2006，4(2) ：112-115.

［17］田耘，周方，姬洪全，等.胸腰段骨折后路椎弓根固定節(jié)段長度選擇［J］.中華創(chuàng)傷雜志，2010，26(5) ：397-402.

［18］Cho DY，Lee WY，Sheu PC.Treatment of thoracolumbar burst fractures with polymethyl methacrylate vertebroplasty and shortsegment pedicle screw fixation［J］.Neurosurger，2003，53(6) ：1354-1360.

［19］Wang ST，Ma HL，Liu CL，et al.Is fusion necessary for surgically treated burst fractures of the thoracolumbar and lumbar spine?：a prospective，randomized study［J］.Spine (Phila Pa 1976) ，2006，31(23) ：2646-2652.