采用臨時短節(jié)段椎弓根螺釘固定聯(lián)合髂骨植骨治療青少年腰椎椎弓崩裂癥的臨床觀察

黃云飛 劉繼軍 郭磊 郝定均

腰椎椎弓崩裂癥，又稱腰椎峽部崩裂，是指腰椎椎體椎弓根于椎板連接處的斷裂骨不連。腰椎椎弓峽部裂會引起長期慢性腰背部疼痛，同時會造成滑脫及加速椎間盤的退變，發(fā)病率為5%～11.5%[1-2];青年運動員發(fā)病率可高達47%[3]。但腰椎峽部斷裂的具體原因目前尚不明確，多數(shù)人認為和長期慢性疲勞骨折有關;同時該病也有一定的遺傳性。腰椎在活動過程中進行的反復彎曲和伸展是造成腰椎峽部斷裂的主要原因[4]。雖然腰椎峽部裂在臨床上比較常見，但關于青少年型的腰椎峽部崩裂，目前治療觀點不一；因為絕大多數(shù)的青少年型腰椎峽部崩裂僅僅只是表現(xiàn)為慢性腰背部疼痛，不需要進行特殊的治療。但仍有10%～20%的患者經正規(guī)非手術治療無效而需要手術治療。然而，手術治療上臨床常規(guī)采取的是椎間植骨融合，椎體之間的骨移植融合將導致整個脊柱的生物力學的變化，這將增加相鄰節(jié)段椎間盤中的應力。導致相鄰階段的椎間小關節(jié)壓力增加，加速了相鄰階段椎間盤和小關節(jié)(ASD)的退化[5]。此外，青少年患者在日常社會活動中對脊柱腰椎的活動度有更高的要求，因此在治療過程中應盡量保持腰椎的活動功能，所以在治療過程中治療方式應有別于退變性疾病。目前在臨床上應用較多的峽部修補方法主要有：單純的峽部拉力螺釘固定，鋼絲捆扎固定，椎弓根螺釘結合鋼絲固定，椎弓根螺釘結合椎板鉤系統(tǒng)內固定[6]，均可取的良好的臨床效果。文獻中還報道，使用椎弓根螺釘系統(tǒng)進行單節(jié)段治療具有更好的穩(wěn)定性，更少的創(chuàng)傷，更容易的手術和更好的臨床效果[7-8]。本研究回顧性分析對因腰椎峽部崩裂癥患者采用全椎弓根螺釘固定聯(lián)合橫連裝置進行崩裂的峽部椎體和下位椎體進行堅強固定、對崩裂的峽部進行瘢痕清理和硬化骨處理，最后取自體髂骨進行峽部修補的臨床資料。

資料與方法

一、資料

1.病例選擇標準：(1)納入標準：①X線和CT顯示腰5單側或雙側峽部斷裂;②年齡18～40歲者；③腰椎間盤在磁共振上輕度退變，Pfirrmann 退變分級≤2級者；④椎體I度滑脫者；⑤對保守治療超過6個月無效者。(2)排除標準：①椎間盤退變嚴重，在磁共振上椎間盤Pfirrmann 分級≥3級者；②II度及以上滑脫者；③既往有腰椎手術，結核及感染者；④發(fā)育異常及嚴重腰椎結構畸形患者。

2.病例來源：2016年8月至2018年12月，在西安市紅會醫(yī)院脊柱外科因腰椎椎弓峽部裂被診斷和治療的42例患者，其中共有30例患者符合納入標準。平均年齡為23.5(18～27)歲，；平均病程16個月(1～2年)。臨床表現(xiàn)為長期的慢性腰骶部進行性腰痛，頑固性腰痛，臥床休息后不能緩解。平均VAS評分為7.23分；且所有患者均經過嚴格保守治療效果不佳。

二、方法

1.手術：在同一節(jié)段直接修復峽部，采用全椎弓根螺釘系統(tǒng)。(1)暴露及置釘：全身麻醉后，患者俯臥位。C臂定位后，常規(guī)脊柱后正中入路暴露手術節(jié)段的峽部椎體和下位椎體。暴露椎板和雙側小關節(jié)，在L5/S1雙側椎弓根植入椎弓根螺釘。椎弓根螺釘進釘點的選擇較Weinstein定位法更靠外，以減少對固定節(jié)段雙側小關節(jié)的影響。(2)峽部瘢痕清理及植骨床的處理：徹底清除裂峽部之間的增生瘢痕組織，并使用電動球磨鉆去除峽部的硬化骨并制備植骨床。(3)取髂骨塊植骨：取髂骨部位選擇來自患者的髂后上棘。在同一傷口內，顯露髂后上棘，取適當大小的髂骨塊，修剪成適合大小并植入斷裂峽部，輕輕敲擊，使髂骨塊和峽部斷裂處緊密貼合。(4)連接棒連接：選取適當長度連接棒進行連接。再用高速磨鉆在棘突上打孔，量取適當長度橫向連接棒穿過棘突于兩側連接棒進行連接，將棘突和椎板牢固地固定在椎體上(圖1)。本研究采用全椎弓根螺釘固定聯(lián)合橫連裝置進行崩裂的峽部椎體和下位椎體進行堅強固定、對崩裂的峽部進行瘢痕清理和硬化骨處理，最后取自體髂骨進行峽部修補。本研究獲得西安市紅會醫(yī)院倫理文員會批準。

圖1 手術方法 A,B 暴露及置釘，術中神經探針處為峽部斷裂處 C 峽部瘢痕清理及植骨床的處理 D～F 取髂骨塊植骨 G,H 腰5雙側峽部斷裂植骨修補，橫連裝置及椎弓根釘棒系統(tǒng)將棘突、椎板于椎體堅強固定為一體

2.術后處理：術后常規(guī)拔除引流管后，患者可在腰部支具的保護下活動，腰背部支具佩戴3周。術后定期隨訪，待峽部植骨融合后再次給予內固定取出，恢復固定節(jié)段活動度。

3.復查：術后定期復查，使用疼痛視覺模擬評分(visual analogue score,VAS)和Oswestry(ODI)評分來評估手術前后腰椎的活動和生活方式。使用Henderson標準評估患者的術后結果。所有患者待峽部骨性愈合后，適時取出內固定，恢復固定階段活動度。復查內容包括：腰椎正側位及雙斜位片和過度伸展和過度屈曲的X線片、腰椎CT、腰椎MRI、疼痛VAS評分。

4.椎體終板和椎間盤的退變判定：對所有患者進行內固定固定期間及內固定取出術后腰椎 MRI檢查，并將其和術前腰椎 MRI進行對比，觀察內固定對固定節(jié)段椎間盤和椎體終板的影響。參考評價標準為采用椎間盤pfirrmann分級法，椎體終板的改變采用Modic改變來判斷。

5.術后觀察指標及功能評價：計算手術時間、術中出血量和手術并發(fā)癥。包括：內固定置入失敗、神經根損傷、硬脊膜撕裂、腦脊液漏、取髂骨處疼痛感、植骨融合情況、融合時間、融合率、終末內固定取出時內固定斷裂情況、內固定取出后固定階段活動情況、固定階段的終板 modic改變及椎間盤變化。

結 果

完整隨訪30例。男女比例為18∶12。體質量指數(shù)(BMI)為(23.8±3.5)。平均隨訪時間24(18～36)個月。平均年齡為24.4(24.4±3.7)歲。平均手術時間為107(107±23)min。平均出血量為126(126±30)ml。平均融合時間為13(13±6)個月；融合率為100%。固定節(jié)段術后活動保留率為88.5%。16例術后固定節(jié)段的終板modic改變減輕，14例無變化。術后固定節(jié)段椎間盤Pfirrmann分級無變化。

在最后一次隨訪與首次入院VAS評分與ODI指數(shù)進行比較，對比結果有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；其中25例優(yōu)，5例良，優(yōu)良率為100%。

所有患者X線及CT片均提示峽部骨性融合。內固定裝置取出后，對患者進行腰椎過伸過屈位X線片檢查，動力位片顯示固定階段活動度保持良好?；顒佣缺Ａ袈蕿?8.5%。腰椎MRI顯示，固定階段椎間盤組織無明顯退變變化(圖2)。

圖2 術后隨訪 A,B 為術后6個月，可見峽部植骨愈合良好，峽部斷裂處骨折線模糊，骨小梁存在，髓腔出現(xiàn) C～E 為取出內固定裝置后，再次進行X線和CT檢查，結果顯示雙側斷裂峽部植骨融合良好 F,G 為內固定裝置取出后行腰椎過屈過伸位檢查，可見L5-S1階段活動度良好，腰5骶1過屈過伸位下存在15°的活動度 H～K 為24歲男性患者的腰峽前MRI：腰5骶1節(jié)段，骶1上終板輕度modic 3型改變，腰5骶1椎間盤Pfirrmann 2級；在峽部修復和固定兩年后，腰椎MRI在取出內固定后1年，腰5骶1節(jié)段，骶1上終板輕度modic 3型改變，椎間盤Pfirrmann 2級 L～O 為患者腰5椎體雙側峽部崩裂峽部固定術前MRI情況：術前腰5骶1階段，骶1上終板為Modic 3型改變，腰5骶1椎間盤Pfirrmann分級1級；手術后1年內未取出內固定患者的腰椎MRI：骶1上終板為仍然為 Modic 3型改變，但骶1上終板 T1及 T2像上低信號范圍較術前縮小(分析可能為固定后腰5骶1階段應力減少所致)，腰5骶1椎間盤 Pfirrmann分級1級，短節(jié)段固定植骨修復

討 論

腰椎椎弓崩裂癥是青少年長期慢性腰背痛的常見原因，腰椎椎弓崩裂峽部假關節(jié)的形成和周圍瘢痕刺激是腰痛的主要原因。骨折處的纖維軟骨組織在正常骨組織周圍增殖和生長，然后在局部炎癥介質的刺激下引起疼痛[9]。有癥狀的峽部裂患者在MRI上可以觀察到：局部炎癥水腫信號，并且炎癥介質范圍可以擴散到鄰近的小關節(jié)突關節(jié)[11]，局部麻醉藥物和激素可消除腰痛。而腰椎椎弓崩裂的產生則與多因素有關，目前多數(shù)學者認為這與解剖因素、遺傳、疲勞骨折、外傷等多因素有關[10]。多數(shù)情況下，絕大多數(shù)患者并沒有明顯的臨床癥狀。多數(shù)患者只表現(xiàn)為慢性下腰痛，少數(shù)累計周圍神經根或峽部瘢痕刺激神經根造成坐骨神經痛才造成下肢腿部癥狀。如果峽部瘢痕增生及骨贅增生造成椎管神經根管狹窄可表現(xiàn)為間歇性跛行等臨床表現(xiàn)。目前關于腰椎峽部裂的治療仍存在諸多爭議。因為大多數(shù)患者并沒有明顯的臨床癥狀或者僅僅伴有輕微的慢性腰背痛，因此不需要治療或者可以采取保守治療。通過采取保守治療，加強腰背部肌力鍛煉及改變生活方式就可以達到緩解癥狀的效果。但也有部分學者認為腰椎峽部結構，在維持腰椎穩(wěn)定性方面起到至關重要的作用；因為它不僅起到連接上下關節(jié)的作用，而且還可以阻滯椎體向前滑移。如果峽部斷裂，上位椎體失去了關節(jié)的阻滯作用，在長期壓應力的作用下椎間盤組織高度降低，后方小關節(jié)退變加重，進而導致滑脫。峽部直接修補手術即直接去除峽部增生的瘢痕組織和增生硬化的骨贅，隨后進行峽部斷端處植骨融合。為了促進其峽部植骨融合，內固定裝置被應用到峽部修補術中[12-13]。

一、與以往手術方式的對比

相對于以下這些手術方式，本研究的臨時短節(jié)段堅強椎弓根螺釘固定聯(lián)合髂骨植骨方法均避免了這些手術方式的缺點和不足：(1)對比于 Buck螺釘法，本研究方法采用椎弓根螺釘固定，不占用峽部斷裂處的植骨面積。它可以保證峽部斷端最大的骨移植面積，有利于術后植骨融合。(2)對比Morscher帶鉤螺釘法：避免了椎板鉤造成椎板斷裂及直接誤入椎管的風險；減少椎板黃韌帶的清理，避免硬脊膜損傷腦脊液漏的風險，堅強固定減少了假關節(jié)的發(fā)生率。(3)Scott鋼絲結扎與椎弓根螺釘法的比較：本研究直接椎弓根螺釘固定，不采用鋼絲捆扎，不需要術中大范圍的暴露橫突及周邊組織，減少術中出血；降低橫突骨折及神經根損傷的風險。(4)單椎體椎弓根螺釘和桿系統(tǒng)內固定方法的比較：本研究為雙椎體椎弓根螺釘固定，固定更堅固及牢靠，也不用進入椎管，減少椎管內硬膜損傷，腦脊液漏和棘突骨折的風險。(5)Isobar TTL系統(tǒng)于 Dynesys系統(tǒng)都試圖采用人工模擬的方式來替代局部后方張力帶的作用，但都只是用在椎間融合手術的替代及緩解臨近階段的退變；不適于單純用于峽部斷裂的替代上，臨床上并未有見實質性的報道。

二、對周圍小關節(jié)及固定階段活動度的影響

本研究中最重要的一點是盡可能地保護固定節(jié)段的關節(jié)突小關節(jié)和相鄰節(jié)段的關節(jié)突小關節(jié)。因此本研究采用對關節(jié)突影響最小的 Weinstein法[14]，且對其進釘點進行了改良。椎弓根螺釘?shù)倪M入位置比Weinstein方法更靠外，并且螺釘?shù)奈册斶h離關節(jié)。本研究的標準是釘尾不要接觸小關節(jié)面，保持釘尾和小關節(jié)面之間的距離為3 mm，植骨只為峽部斷裂處植骨，不進行關節(jié)突關節(jié)和椎間植骨，從而保留關節(jié)突關節(jié)的活動度。因此本手術方式需要二次手術取出內固定裝置，術后完好的恢復了固定節(jié)段的活動度。本研究中，患者峽部融合后，取出內固定，進行腰椎伸展和屈曲X線檢查。測量固定段活動度并于手術前進行比較，固定節(jié)段的活動度保留率為88.5%。

三、對固定節(jié)段椎間盤的影響

本研究最重要的一點也是爭議較大的一點就是采用椎弓根螺釘固定，將上下椎體進行堅強固定，同時清理峽部，最后取髂骨進行峽部骨移植修復。對“臨時”的定義是去除內固定前活動段的活動是為了獲得穩(wěn)定的骨愈合環(huán)境，并在峽部完全愈合后取出內固定。因此對固定節(jié)段椎間盤及椎體終板的研究是本研究的另一個重點觀察。椎間盤退變機制沒有統(tǒng)一的標準。椎體的上下端板是中央凹入的，可以更好地承受相鄰椎間盤傳遞的壓力。這種終板中央凹陷允許身體長時間適應壓縮應力，以及分散軸向應力[15]。研究表明，隨著年齡的增加，終板軟骨凹陷會加深，主要是由于椎體退化和內部骨質疏松。在此過程中，內部孔結構變得更加不規(guī)則和明顯。凹陷的中央終板有一種終生未骨化的透明軟骨終板覆蓋，軟骨終板周圍有軟骨環(huán)。軟骨終板，在骨性終板的外部提供一層保護。終板與相鄰的椎間盤緊密相連，這限制了部分椎間盤組織的突出進入椎體，使椎間盤受力均勻。大多數(shù)學者認為腰椎間盤退化的主要影響因素是內部營養(yǎng)的減少和局部壓力的增高。兩者都可能導致蛋白多糖和內部含水量的減少，從而導致由椎間盤引起的對周圍組織的損害，然后將突出髓核組織擠向周圍組織[16]。因此，當腰椎間盤退化時，相鄰的終板將相應地逐漸改變以適應這種情況。

使用磁共振T2加權成像可將椎間盤的信號改變分為4個等級：髓核信號的0級設為正常;Ⅰ級輕微下降;II級的大幅下降;椎間狹窄分為Ⅲ級[17]。Pfirrmann 等[18]提出了基于大量先前研究的更詳細的分類。具體表現(xiàn)為:Ⅰ級椎間盤髓核具有高信號均勻性，清晰的內部結構和高度的正常性；Ⅱ類是非均勻高信號，具有清晰的內部結構和正常高度；III級為中度信號不均勻，內邊界不清晰，椎間盤高度略有減弱;Ⅳ級為中低信號不均勻，內邊界不清晰，高度降低程度適中；Ⅴ級信號不均勻，內邊界不清，椎間隙嚴重狹窄。

本研究采用Pfirrmann分級來觀察本研究所有患者的固定節(jié)段的椎間盤的變化。在峽部修復手術前、術后1年、內固定術后和內固定取出術后3個月，進行腰椎磁共振檢查;因為考慮到患者體內存有金屬內固定裝置。為排除金屬偽影的影響，所有患者進行的磁共振檢查均為0.35T場強；所有患者對比結果顯示：固定節(jié)段的腰椎間盤組織退變并未加重，分析原因為固定段的力傳導由椎弓根釘棒系統(tǒng)承擔。

四、對固定椎體終板的影響

與以前的固定方法不同，本研究是研究全椎弓根螺釘固定對固定節(jié)段椎體終板的影響。它是否會加劇終板的退化，在研究中也進行了觀察。觀察到結果中，有16例患者固定節(jié)段的終板Modic改變較術前減輕；而堅強固定并未對固定節(jié)段的終板有所影響。分析原因為，固定后應力經螺釘傳導，從而減輕椎間盤的壓力以及椎間盤對終板的應力。

五、本研究的不足

雖然本研究采用盡可能靠外的椎弓根螺釘進釘點來保護后方關節(jié)突關節(jié)囊，植骨融合只是針對峽部進行峽部植骨修補。待峽部骨折愈合后，再次將內固定取出，恢復固定節(jié)段的活動度。但是本手術仍存在需要二次手術取出內固定裝置；二次手術瘢痕對部分患者來說會造成術后慢性腰背痛。而且植骨材料為自體髂骨，植骨塊來自患者髂后上棘；這樣勢必會造成取骨區(qū)的慢性疼痛；隨訪的相當一部分患者報告自發(fā)性慢性取骨區(qū)疼痛。本研究是一項回顧性研究，沒有設計隨機雙盲對照組。本研究當中部分患者存在二次手術前內固定的斷裂，多數(shù)為骶1固定椎體的椎弓根螺釘；這樣造成部分患者斷裂的內固定無法完整取出。雖然對患者并未造成任何傷害，但終歸有金屬物殘留在患者體內，對患者會造成一定的心理影響。

總結本研究，在手術技術上：(1)椎弓根螺釘?shù)闹踩胧且环N經典的 Weinstein定位方法(而我們的螺釘進釘點更加偏外，減少對后方關節(jié)突關節(jié)的影響)；加之近10多年脊柱外科技術的發(fā)展，椎弓根螺釘?shù)闹踩爰夹g非常成熟，操作相對簡單。(2)固定方法是真正的三柱固定，固定牢固。使用橫向連接裝置可以直接加壓棘突，使峽部的骨折斷端與植骨塊緊密結合。將固定節(jié)段真正的固定為一體，提高了穩(wěn)定性，減小骨折端間的微動，為植骨融合創(chuàng)造有利條件。(3)相對于單椎體釘鉤系統(tǒng)來說，不存在鉤螺釘法的椎管占位現(xiàn)象。由于內固定不通過骨折區(qū)域，因此不會占據(jù)植骨面積，增加了峽部骨移植物的接觸面積，為峽部骨愈合提供了良好的骨移植條件。(4)本手術的植骨融合是單純的峽部植骨融合，并不涉及小關節(jié)及椎板和椎間隙的融合。待1～2年峽部愈合后，取出內固定裝置，再次恢復固定節(jié)段的活動，保持節(jié)段活動度。且通過連續(xù)MRI觀察，短節(jié)段椎弓根堅強固定并不會加速固定節(jié)段椎體終板及椎間盤的退變。對于本手術的技術操作性及優(yōu)缺點分析，認為本手術操作簡單、固定牢靠、植骨充分、融合率高、不影響其腰椎活動度及不影響固定節(jié)段椎間盤及終板的退變等特點，值得其在臨床進行推廣。