長節(jié)段內(nèi)固定治療胸腰椎骨折術(shù)后失敗原因分析

陳永和 王翔 瞿東濱 江建明

脊柱骨折約占所有脊柱損傷的 15%[1]，其中30%～60% 都發(fā)生在胸腰段 (T11～L2)[2]。對于無明顯脊髓神經(jīng)癥狀或穩(wěn)定性骨折可采用長期過伸臥位、支具制動等保守治療，但伴有明顯脊髓神經(jīng)癥狀或不穩(wěn)定性骨折則必須行外科手術(shù)治療[3]。目前，椎弓根釘棒內(nèi)固定技術(shù)是治療胸腰椎骨折最常用的方法，它能夠有效復(fù)位骨折椎體，恢復(fù)脊柱的穩(wěn)定性，促進骨折愈合[4]。然而，胸腰椎骨折經(jīng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后存在內(nèi)固定失敗的情況，主要表現(xiàn)為植入物松動、斷裂，骨折椎體高度丟失，進行性后凸畸形，骨不愈合等[5]。這會嚴重影響骨折愈合，并妨礙脊柱生物力學(xué)環(huán)境的修復(fù)。多數(shù)學(xué)者認為內(nèi)固定失敗與固定節(jié)段過短[6]、兩側(cè)螺釘固定角度不對稱[7]、傷椎未置釘[8]、椎弓根螺釘?shù)闹萌肱ぞ睾桶纬鰪姸冉档蚚9]等因素密切相關(guān)，但很少有人研究胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后脊柱力線恢復(fù)不良與內(nèi)固定失敗的關(guān)系。因此，本研究回顧性分析南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院 2004 年 1 月至 2015 年 1 月間收治的胸腰椎骨折病例 70 例，重點探討脊柱冠狀位及矢狀位力線對胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后的影響，并分析脊柱力線失衡與內(nèi)固定手術(shù)失敗的關(guān)系。

資料與方法

一、納入與排除標準

1. 納入標準：(1) 胸腰椎外傷性爆裂性骨折；(2) 不穩(wěn)定性骨折，AOSpine 骨折分型為 A3、A4、B、C 型；(3) 長節(jié)段固定，固定節(jié)段數(shù) ≥ 4 個椎體；(4) 術(shù)前無明確脊柱畸形病史；(5) 既往無胸腰椎骨折或胸腰椎手術(shù)史：(6) 年齡 ≥ 18 歲。

2. 排除標準：(1) 穩(wěn)定性骨折，AOSpine 骨折分型為 A1、A2 型；(2) 短節(jié)段固定，固定節(jié)段數(shù) ≤3 個椎體；(3) 脊柱結(jié)核、感染、腫瘤等導(dǎo)致的病理型骨折；(4) 嚴重骨質(zhì)疏松性壓縮性骨折。

二、一般資料

本研究共納入 70 例，均行胸腰椎骨折切開復(fù)位、椎間植骨融合內(nèi)固定術(shù)，其中男 41 例，女29 例，年齡 18～57 歲，平均年齡 (33.6±10.4) 歲。骨折節(jié)段分布：上胸椎 (T1～9) 6 例，胸腰段 (T10～L2) 49 例，下腰椎 (L3～5) 15 例。AOSpine 骨折分型：A3 型 23 例，A4 型 23 例，B 型 6 例，C 型 18 例。

三、手術(shù)方法

患者均在全麻下行后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后 36～72 h 傷口引流量＜50 ml / 24 h 時可拔除引流管；此后至少 3 個月需在支具保護下進行功能鍛煉。術(shù)后定期復(fù)查胸腰椎 X 線片。

四、參數(shù)測量

選取患者術(shù)前、術(shù)后 1 周及末次隨訪時的胸腰椎正側(cè)位 X 線片，在 PACS 醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)上測量椎體移位距離及傷椎側(cè) (后) 凸 Cobb’s 角。測量指標：(1) 椎體移位距離 (distance of the fractured vertebra shifting，DFVS)：在矢狀位上，以下位椎體后緣為標準，骨折椎體向前或向后移位的距離 (圖1a)。(2)傷椎側(cè)凸 Cobb’s 角 (scoliosis cobb’s angle)：在冠狀位上，上端椎上終板延長線的垂線與下端椎下終板延長線的垂線之夾角 (圖1b)。同時統(tǒng)計兩組患者固定節(jié)段及內(nèi)固定失敗的情況等。

五、脊柱力線失衡評定標準及分組

術(shù)后 1 周及末次隨訪時均常規(guī)復(fù)查胸腰椎正側(cè)位 X 線片。(1) 在側(cè)位 X 線片上，以下位椎體后緣為參照，當椎體向前或向后移位距離＞2 mm[10]時可定義為矢狀位力線失衡 (圖1a)；椎體移位距離介于0～2 mm 之間時為矢狀位力線恢復(fù)良好。(2) 在正位X 線片上，椎體存在側(cè)向移位或成角 (Cobb’s 角測量法)，且傷椎側(cè)凸 Cobb’s 角＞3° 時為冠狀位力線失衡；Cobb’s 角介于 0°～3° 之間時為冠狀位力線恢復(fù)良好。根據(jù)脊柱冠狀位及矢狀位力線的恢復(fù)情況進行分組。術(shù)后 1 周及末次隨訪兩次測量，力線均恢復(fù)良好者納入力線良好組 (A 組)；凡有一次力線恢復(fù)不良者納入力線失衡組 (B 組)。

圖1 a：椎體移位距離；b：傷椎側(cè)凸 Cobb’s 角Fig.1 a: DFVS; b: Scoliosis Cobb’s angle

六、統(tǒng)計學(xué)處理

采用 SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，所有計量資料用 x-±s 表示。計數(shù)資料采用 χ2檢驗，組間計量資料的比較采用獨立樣本 t 檢驗，手術(shù)前后組內(nèi)計量資料的比較采用配對樣本 t 檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

兩組患者在性別、年齡、骨折部位、AO 骨折分型和固定節(jié)段數(shù)等方面的差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05) (表1)。組內(nèi)比較：A 組患者手術(shù)前后傷椎移位距離、脊柱側(cè) (后) 凸 Cobb’s 角差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.001)；B 組患者手術(shù)前后傷椎移位距離、脊柱后凸 Cobb’s 角差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＝0.001)，而脊柱側(cè)凸 Cobb’s 角無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。組間比較：兩組患者術(shù)前傷椎移位距離、脊柱側(cè) (后) 凸 Cobb’s 角的差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P＞0.05)。術(shù)后 1 周，A、B 兩組患者傷椎移位距離和脊柱側(cè)凸 Cobb’s 角的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。末次隨訪時，A、B 兩組患者傷椎移位距離差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.001) (圖2～4)。

本組患者獲得 12～45 個月的隨訪，平均 20 個月。B 組 21 例中，矢狀位力線失衡 9 例，冠狀位力線失衡 7 例，矢狀位力線合并冠狀位力線失衡5 例。術(shù)后并發(fā)癥情況：A 組患者中釘棒斷裂 2 例，脊柱后凸畸形 5 例，末次隨訪均達到骨性愈合；B 組患者中釘棒松動 2 例，釘棒斷裂 3 例，脊柱后凸畸形 4 例，輕度脊柱側(cè)凸畸形 2 例，骨不愈合1 例，其中需二次翻修 2 例。兩組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05) (表1)。

表1 兩組患者一般情況對比Tab.1 Comparisons between Group A and B in terms of baseline characters

圖2 兩組患者手術(shù)前后傷椎移位距離 (mm) 對比 (A 組術(shù)后與術(shù)前比較，P ＜ 0.001；B 組術(shù)后與術(shù)前比較，P = 0.001；*與 A 組比較，P ＜ 0.001)Fig.2 DFVS (mm) comparison pre-op and post-op in 2 groups(Post-op compared with pre-op in Group A, P ＜ 0.001; Post-op compared with pre-op in Group B, P = 0.001; *Compared with Group A, P ＜ 0.001)

圖3 兩組患者手術(shù)前后脊柱側(cè)凸 Cobb’s 角對比 (A 組術(shù)后與術(shù)前比較，P ＜ 0.001；B 組術(shù)后與術(shù)前比較，P ＞ 0.05；*與 A 組比較，P ＜ 0.001)Fig.3 Scoliosis Cobb’s angle comparison pre-op and post-op in 2 groups (Post-op compared with pre-op in Group A, P ＜ 0.001;Post-op compared with pre-op in Group B, P ＞ 0.05; *Compared with Group A, P ＜ 0.001)

圖4 兩組患者手術(shù)前后脊柱后凸 Cobb’s 角對比 (A 組術(shù)后與術(shù)前比較，P ＜ 0.001；B 組術(shù)后與術(shù)前比較，P = 0.001；B 組與A 組比較，P ＞ 0.05)Fig.4 Kyphosis Cobb’s angle comparison pre-op and post-op in 2 groups (Post-op compared with pre-op in Group A, P ＜ 0.001; Postop compared with pre-op in Group B, P = 0.001; Group B compared with Group A, P ＞ 0.05)

典型病例：患者，男，42 歲，T7、T8椎體爆裂性骨折并脫位，術(shù)后 1 周脊柱冠狀位力線失衡，術(shù)后 2 年冠狀位力線失衡較前加重 (圖5)。

討 論

脊柱解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它在軀干屈伸、左右側(cè)屈、軸向旋轉(zhuǎn)等功能上發(fā)揮著重要作用[11]，并能夠承受和傳遞載荷，在維持人體直立行走中起關(guān)鍵作用，其中胸腰段脊柱發(fā)揮著極其重要的作用[12]。因此，當胸腰椎爆裂性骨折時，脊柱生物力學(xué)環(huán)境的穩(wěn)定性遭到破壞，必須復(fù)位骨折椎體，重建脊柱穩(wěn)定性，恢復(fù)脊柱冠狀位及矢狀位力線的平衡，為進一步康復(fù)訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。部分學(xué)者認為，對于穩(wěn)定性骨折或不伴有明顯神經(jīng)脊髓癥狀的胸腰椎骨折可采用保守治療[13]。然而，對于不穩(wěn)定性骨折、嚴重脊髓神經(jīng)壓迫等癥狀的胸腰椎骨折必須行外科手術(shù)治療[14]。盡管后路椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)在骨折復(fù)位和脊柱穩(wěn)定性的恢復(fù)方面具有明顯優(yōu)勢；但這種固定技術(shù)術(shù)后存在內(nèi)固定失敗的情況，并在某種程度上影響骨折愈合及脊柱生物力學(xué)功能的恢復(fù)[5,15]。

圖5 患者，男，42 歲 a～b：術(shù)前 X 線片示 T7、T8 椎體爆裂性骨折并脫位，脊柱側(cè)凸 Cobb’s 角為 10.45°；c：術(shù)前 CT 示AOSpine 骨折分型為 C 型；d～e：術(shù)后 1 周 X 線片提示脊柱冠狀位力線失衡，Cobb’s 角為 4.61°；f：術(shù)后 2 年側(cè)位 X 線片提示冠狀位力線失衡較前加重，Cobb’s 角為 9.33°Fig.1 A 42-year-old male patient a - b: Preoperative X-ray films showed T7, T8 burst fracture with dislocation, the scoliosis Cobb’s angle was 10.45°; c: Preoperative CT showed AOSpine type C; d - e:1 week postoperatively, X-ray films showed imbalanced coronal alignment, the Cobb’s angle was 4.61°; f: 2 years postoperatively,X-ray films showed the imbalanced coronal alignment (worse than post-op), the Cobb’s angle was 9.33°

多數(shù)學(xué)者認為手術(shù)方案選擇不當或患者自身因素，如短節(jié)段固定、跨傷椎置釘、椎體骨密度低下等都會導(dǎo)致內(nèi)固定失敗的發(fā)生。McLain 等[16]認為長節(jié)段固定較短節(jié)段固定而言，前者可有效分散椎弓根螺釘?shù)膽?yīng)力集中，減輕內(nèi)固定負荷，避免植入物疲勞，降低拔釘、斷釘?shù)娘L(fēng)險。Anekstein 等[17]通過動物實驗得出，傷椎置釘可顯著增加脊柱生物力學(xué)的穩(wěn)定性，降低內(nèi)固定失敗的風(fēng)險。Tan 等[9]發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘僅在初次置入釘?shù)罆r才具有最大穩(wěn)定性，若拔出后再次置入同一釘?shù)溃渲萌肱ぞ睾桶纬鰪姸葘⑤^初次下降約 36%。Bühler 等[18]認為椎弓根螺釘?shù)闹萌肱ぞ嘏c體內(nèi)螺釘?shù)陌纬鰪姸群凸潭ǖ姆€(wěn)定性成正相關(guān)。因此，如果螺釘反復(fù)旋入旋出造成釘?shù)罃U大、螺釘固定不穩(wěn)，很容易導(dǎo)致螺釘松動、骨折復(fù)位不良等內(nèi)固定失敗的表現(xiàn)。此外，椎體骨密度與椎弓根螺釘固定的穩(wěn)定性呈正相關(guān)，其骨密度越高，穩(wěn)定性越好，螺釘松動率越低；反之，螺釘松動率越高[19]。

盡管目前國內(nèi)外學(xué)者對胸腰椎骨折內(nèi)固定手術(shù)失敗的相關(guān)原因有較多的研究，但是他們并未過多關(guān)注術(shù)后脊柱力線恢復(fù)不良與內(nèi)固定失敗的關(guān)系。本組 70 例中，21 例出現(xiàn)不同程度的脊柱力線失衡，其中釘棒松動 2 例，釘棒斷裂 3 例，椎體高度丟失導(dǎo)致的脊柱后凸畸形 4 例，輕度脊柱側(cè)凸畸形 2 例，骨不愈合 1 例，其中需二次翻修 2 例。而力線良好組患者中釘棒斷裂 2 例，椎體高度丟失導(dǎo)致的后凸畸形 5 例。這表明，胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后脊柱冠狀位及矢狀位力線失衡的現(xiàn)象在臨床上非常多見，這可能是導(dǎo)致內(nèi)固定失敗發(fā)生率增加的重要因素。對于胸腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后冠狀位力線而言，雖然其 Cobb’s 角度數(shù)不如脊柱側(cè)凸 (Cobb’s角 ≥ 10°) 明顯，但對脊柱穩(wěn)定同樣有重要意義。因此，對于不穩(wěn)定性胸腰椎骨折的患者而言，外科手術(shù)治療的一個重要目的就是恢復(fù)脊柱冠狀位和矢狀位力線的平衡，重建脊柱正常序列。

脊柱力線失衡除了與骨折特別嚴重有關(guān)之外，還與單個椎體螺釘使用個數(shù)較少、左右側(cè)螺釘置釘角度不對稱、左右側(cè)螺釘固定失衡、術(shù)中不合理撐開或加壓等因素有關(guān)[7,20]。研究表明，對于 AOSpine C 型胸腰椎骨折行長節(jié)段固定的患者而言，其單個椎體螺釘使用個數(shù)越多，即固定節(jié)段越短，螺釘使用數(shù)目越多，其螺釘固定的穩(wěn)定性越強，脊柱矢狀位和冠狀位力線恢復(fù)越好，越不容易導(dǎo)致螺釘松動、斷釘斷棒等并發(fā)癥的發(fā)生[20]。Dick 等[7]認為在椎弓根置釘時，螺釘縱軸應(yīng)與矢狀面保持 15° 的外傾角，它可增加椎骨與螺釘?shù)慕佑|面積，增強螺釘固定的穩(wěn)定性。若椎體置釘角度過大或過小，其骨－螺釘接觸面積會相應(yīng)減少，螺釘固定不穩(wěn)，容易導(dǎo)致椎體復(fù)位失敗，并使椎體發(fā)生移位，引起脊柱矢狀位力線失衡。另外，術(shù)者在骨折復(fù)位過程中，若在椎體一側(cè)過度撐開或加壓，會使椎體發(fā)生側(cè)向移位或成角，進而導(dǎo)致冠狀位力線失衡，并會產(chǎn)生代償性脊柱側(cè)凸畸形，增加內(nèi)固定失敗的風(fēng)險。

總之，導(dǎo)致胸腰椎骨折長節(jié)段內(nèi)固定術(shù)后失敗的原因有很多，其中脊柱冠狀位及矢狀位力線失衡是導(dǎo)致內(nèi)固定失敗的重要因素。脊柱矢狀位和冠狀位力線失衡會引起脊柱不穩(wěn)，它不但會影響骨折愈合，阻礙脊髓神經(jīng)功能的恢復(fù)，加重患者疼痛，延長住院時間；而且會促進假關(guān)節(jié)形成，并在局部產(chǎn)生微動效應(yīng)，增加內(nèi)固定負荷，容易導(dǎo)致釘棒松動斷裂、椎體高度或后凸角度丟失等并發(fā)癥的發(fā)生。同時，本研究存在一些不足。一方面，缺乏多中心的大樣本研究；另一方面，沒有對術(shù)者操作的熟練程度進行評估，其熟練程度的高低也會影響脊柱力線的恢復(fù)。

因此，在治療不穩(wěn)定性胸腰椎骨折時，應(yīng)盡可能復(fù)位骨折椎體，重建脊柱穩(wěn)定性，恢復(fù)脊柱矢狀位和冠狀位力線平衡。只有這樣才能更好地促進骨折愈合和患者脊髓神經(jīng)功能的恢復(fù)，減輕患者疼痛，并減少內(nèi)固定失敗的發(fā)生率。

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