椎弓根螺钉单运动单元内固定治疗胸腰椎骨折的疗效观察
2022-06-08
【摘要】 目的：探讨单运动单元内固定治疗胸腰椎骨折的可行性、安全性和疗效。方法：通过前瞻性研究方法，选取本院38例胸腰椎骨折患者行单运动单元内固定治疗。骨折按Denis分型：A型17例，B型19例，C型2例。按ASIA分级评定术前术后脊髓神经功能。测量并比较术前、术后1周、3个月、12个月的Cobb角。结果：38例均得到随访。术后脊髓神经功能较术前明显改善，差异有统计学意义（P<0.05）。Cobb角：术后1周平均（3.8±1.7）°；术后3个月平均（3.9±1.9）°；术后12个月平均（3.9±2.1）°。术前与术后Cobb角比较差异均有统计学意义（P<0.05）；术后各时段Cobb角比较差异无统计学意义（P>0.05）。结论：单运动单元内固定可用于治疗部分胸腰椎骨折。
【关键词】 胸椎； 腰椎； 脊柱骨折； 骨折固定术
【Abstract】 Objective：To investigate the feasibility，safety and therapeutic effects of monosegment pedicle instrumentation for the treatment of thoracolumbar fracture.Method：38 patients with thoracolumbar fracture were enrolled in this prospective study，all patients were treated with monosegment pedicle internal fixation.According to Denis classification，17 patients were type A，19 cases of tybe B and 2 cases of tybe C.ASIA were used to evaluate spinal cord function.Cobb angle were measured and compared at preoperatively，one week postoperatively，three months postoperatively，twelve months postoperatively.Result：All patients were followed up successfully.The postoperative ASIA grades were significantly better than the preoperative（P<0.05）.The average Cobb angle at one week postoperatively was （3.8±1.7）°，which was （3.9±1.9）° at three months postoperatively and （3.9±2.1）° at twelve months postoperatively，the differences were statistically significant in the Cobb angle between preoperatively and postoperatively（P<0.05），but there were no statistically significant differences in the Cobb angle at each period postoperatively（P>0.05）.Conclusion：Monosegment pedicle internal fixation can be used in part of thoracolumbar fracture.
【Key words】 Thoracic vertebrae； Lumbar vertebrae； Spinal fractures； Fracture fixation
First-author’s address：The Second People’s Hospital of Yibin City，Yibin 644300，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.05.035
胸腰椎骨折是一种常见的脊柱创伤，约占脊柱骨折的50%。目前对胸腰椎骨折的治疗仍以手术治疗为主，后路椎弓根螺钉固定是主要的手术方式之一。经典的后路椎弓根螺钉固定方式是双运动单元固定，即三节段跨伤椎固定，又称为短节段椎弓根螺钉固定，但存在手术创伤较大、多融合一个节段等缺点。近年来，有学者为解决上述问题提出单运动单元固定（monosegmental pedicle instrumentation，MSPI）[1-3]，即伤椎双椎固定。2008年10月-2014年6月，笔者应用单运动单元固定治疗胸腰椎骨折并获得完整随访资料的病例共38例，取得了满意的疗效，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 纳入标准：（1）年龄范围为18～50岁；（2）骨折椎体为单一椎体，骨折类型按Denis分型为A型、B型和C型；（3）双侧椎弓根完好；（4）一侧终板骨折；（5）椎体前缘高度压缩<50%；（6）脊髓神经功能按ASIA分级为Ⅴ级和单侧Ⅳ级。排除标准：（1）相邻一个以上的椎体骨折；（2）椎弓根有骨折、不完整；（3）上下终板均有骨折；（4）病理性骨折；（5）双侧有神经损伤表现者。选取2008年10月-2014年6月本院收治的38例胸腰椎骨折患者，其中男32例，女6例；年龄19～50岁，平均（39.6±10.7）岁；跌坠伤22例，车祸伤13例，砸压伤3例。骨折部位：T114例，T1211例，L119例，L23例，L31例。骨折按Denis分型：A型17例，B型19例，C型2例。脊髓神经功能按ASIA分级：Ⅳ级9例，Ⅴ级29例。Cobb角：5°～19°，平均（13.7±8.6）°。伤后至手术时间3～6 d，平均（4.1±1.8）d。 1.2 手术方法 患者在气管插管静脉复合全身麻醉下手术，俯卧位，胸部和骨盆部垫软枕，腹部悬空。C型臂X线机侧位透视下按压棘突后凸处进行手法复位，侧位透视定位需要固定的椎弓根及其椎弓根轴向并在体表作标记，消毒、铺无菌巾。单纯复位固定组27例：后正中切开皮肤、皮下组织，在腰背筋膜浅面潜行分离至棘突旁2 cm处，手指触摸关节突关节、钝性分离椎旁肌，略作进一步分离显露。C型臂X线机侧位透视以确定椎体定位准确。胸椎采用Roy-Camille定位法、腰椎采用“人字嵴”定位法，开孔、偏向终板完整侧插入椎弓根螺钉导针，再次C型臂X线机透视，钉道位置良好后扩孔植入椎弓根螺钉，体位复位和器械复位相结合，C型臂X线机透视证实复位满意后紧固螺帽。缝合腰背筋膜、皮下脂肪、皮肤。皮下置橡皮条引流。减压复位固定组11例：后正中入路切开皮肤、皮下组织和腰背筋膜，沿棘突、椎板剥离椎旁肌直至显露关节突外缘、横突基部。同上法先定位椎体、插入椎弓根螺钉导针、透视、植入椎弓根螺钉。切除相邻的部分椎板、关节突内侧1/2行椎板间开窗减压、L形嵌入器将移入椎管的椎体后缘骨块击回前方，探查椎管及神经根，确定压迫解除后紧固螺帽。将咬下的椎板、关节突制成细小骨粒植于关节突外侧、横突基部行后外侧融合，如骨量不够则混合同种异体骨。逐层关闭切口，创腔放置引流管。
1.3 术后处理 预防性使用抗生素24～48 h。橡皮引流条于术后24～48 h拔除，引流管于术后48～72 h拔除。所有患者于术后1周摄X片，术后3～4周佩戴支具下地行走，直至术后3个月，期间避免提物，避免过度弯腰。
1.4 随访 所有患者手术前以及术后1周、3个月、12个月行脊柱正侧位X线片检查，测量Cobb角。
1.5 统计学处理 采用spss 11.5软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
全组病例切口均一期愈合。随访时间12～15个月，平均13.6个月，未发现内置物松动、断钉、断棒病例。末次随访时脊髓神经功能（ASIA分级）：Ⅳ级1例，Ⅴ级37例，所有患者手术前后脊髓神经功能比较差异有统计学意义（P<0.05），说明单运动单元内固定结合椎板间减压能显著改善脊髓神经功能。Cobb角：术后1周平均（3.8±1.7）°；术后3个月平均（3.9±1.9）°；术后12个月平均（3.9±2.1）°。术前与术后Cobb角比较差异均有统计学意义（P<0.05）；术后各时段Cobb角比较差异无统计学意义（P>0.05）。说明单运动单元内固定能恢复伤椎椎体高度，且恢复的椎体高度不会随着康复过程而有所丢失。36例患者腰椎活动良好，无明显腰痛，且恢复正常生活；2例患者腰背部偶有疼痛，休息后缓解，无药物依赖。
3 讨论
3.1 经椎弓根内固定方式的发展 自Roy-Camille等[4]首先报道经椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折以来，椎弓根螺钉固定技术发展迅速，现仍然是胸腰椎骨折内固定最主要的固定方式之一[5-6]。跨伤椎4钉2椎体固定由于其操作相对简单且复位效果确切而成为经典的椎弓根螺钉固定方式，但随着临床应用的增多，与其固定方式本身相关的并发症亦日渐增多[7-10]。当伤椎节段前纵韧带、后纵韧带断裂时采用跨伤椎的4枚螺钉固定易出现过度撑开甚至脱位，钉与钉间的距离较长致连接棒纵向应力集中，在恢复过程中高度再丢失，出现腰椎后凸畸形，内固定松动率、断裂率增高[11-12]。为降低跨伤椎固定方式所引起的悬挂效应和四边形效应随后又出现了6钉3椎体的固定方式，且其临床应用有增多的趋势[13-16]。但无论是4钉2椎体还是6钉3椎体固定，均是双运动单元固定，不可避免地有加速邻近节段退变的固有缺点[17-18]。因此，目前临床上对胸腰椎骨折的治疗仍存在一定的争议[19-20]。鉴于此，近来有学者提出单运动单元固定技术，并取得了较好的临床效果[1-3]。笔者经过严格筛选病例，本组38例疗效均满意。脊髓神经功能由术前的9例Ⅳ级、29例Ⅴ级恢复至Ⅳ级1例、Ⅴ级37例。Cobb角术前平均（13.7±8.6）°，术后1周恢复至平均（3.8±1.7）°，末次随访时Cobb角平均（3.9±2.1）°。椎弓根螺钉单运动单元内固定能显著改善脊髓神经功能、恢复伤椎椎体高度，而且恢复的椎体高度不会随着康复过程而有所丢失。
3.2 单运动单元固定的稳定性 Hirano等[21]报道椎弓根提供了至少60%的拔出力强度和80%的轴向刚度，而椎体松质骨仅提供15%～20%的拔出力强度。魏富鑫等[22]报道单运动单元固定与经典的跨伤椎4钉2椎体固定均能明显提高胸腰椎骨折模型的稳定性，除前屈方位差异有统计学意义外，其余无明显差异。生物力学研究证明，经伤椎固定可以提高伤椎节段的刚度，固定至伤椎的螺钉能够通过后路连接棒承担部分应力传导，使伤椎所受应力降低，增加术后稳定性[13，23]。因此有理由认为，只要椎弓根完整，经伤椎行单运动单元固定和复位是可以满足临床应用的，虽不能承受正常载荷，但椎体内松质骨修复较快，通过适当延长患者卧床时间并避免负重，可确保其基本修复。本组病例没有发生内置物松动、断钉、断棒及Cobb角明显丢失，笔者认为主要与下列因素有关：病例选择符合经伤椎置钉的要求；术前选取2 mm薄层CT扫描椎弓根排除了椎弓根的隐形骨折；一次成功的精准置钉；椎板减压病例适当延长了卧床时间至术后3～4周才佩戴支具下床行走。海涌等[24]认为，由于单纯单运动单元固定病例骨折程度通常不严重，术后5 d即可佩戴支具下床。而对于椎板减压病例，骨折程度相对严重一些，椎板减压又一定程度地破坏了脊柱的稳定性，故需卧床1个月才可佩戴支具下床行走[25]。
3.3 单运动单元固定的适应证和注意事项 为保证单运动单元固定治疗胸腰椎骨折手术成功，笔者有以下主要体会：（1）按照以上纳入标准严格筛选病例。（2）椎体前缘高度压缩<50%是在复位措施实施前X片和CT矢状位扫描图片上测量的，避免了复位造成的假象。（3）麻醉后俯卧位按压后凸处手法复位。（4）单运动单元内固定术中应特别注意置钉技术，上位椎体的螺钉斜向椎体的上终板，下位椎体的螺钉斜向椎体的下终板，即所谓“终板法置钉”[26]。应先置入定位针再置钉，必须保证一次置钉成功，否则螺钉易松动。（5）术中尽可能不要通过螺钉的杠杆作用来复位残余后凸畸形。
【关键词】 胸椎； 腰椎； 脊柱骨折； 骨折固定术
【Abstract】 Objective：To investigate the feasibility，safety and therapeutic effects of monosegment pedicle instrumentation for the treatment of thoracolumbar fracture.Method：38 patients with thoracolumbar fracture were enrolled in this prospective study，all patients were treated with monosegment pedicle internal fixation.According to Denis classification，17 patients were type A，19 cases of tybe B and 2 cases of tybe C.ASIA were used to evaluate spinal cord function.Cobb angle were measured and compared at preoperatively，one week postoperatively，three months postoperatively，twelve months postoperatively.Result：All patients were followed up successfully.The postoperative ASIA grades were significantly better than the preoperative（P<0.05）.The average Cobb angle at one week postoperatively was （3.8±1.7）°，which was （3.9±1.9）° at three months postoperatively and （3.9±2.1）° at twelve months postoperatively，the differences were statistically significant in the Cobb angle between preoperatively and postoperatively（P<0.05），but there were no statistically significant differences in the Cobb angle at each period postoperatively（P>0.05）.Conclusion：Monosegment pedicle internal fixation can be used in part of thoracolumbar fracture.
【Key words】 Thoracic vertebrae； Lumbar vertebrae； Spinal fractures； Fracture fixation
First-author’s address：The Second People’s Hospital of Yibin City，Yibin 644300，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.05.035
胸腰椎骨折是一种常见的脊柱创伤，约占脊柱骨折的50%。目前对胸腰椎骨折的治疗仍以手术治疗为主，后路椎弓根螺钉固定是主要的手术方式之一。经典的后路椎弓根螺钉固定方式是双运动单元固定，即三节段跨伤椎固定，又称为短节段椎弓根螺钉固定，但存在手术创伤较大、多融合一个节段等缺点。近年来，有学者为解决上述问题提出单运动单元固定（monosegmental pedicle instrumentation，MSPI）[1-3]，即伤椎双椎固定。2008年10月-2014年6月，笔者应用单运动单元固定治疗胸腰椎骨折并获得完整随访资料的病例共38例，取得了满意的疗效，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 纳入标准：（1）年龄范围为18～50岁；（2）骨折椎体为单一椎体，骨折类型按Denis分型为A型、B型和C型；（3）双侧椎弓根完好；（4）一侧终板骨折；（5）椎体前缘高度压缩<50%；（6）脊髓神经功能按ASIA分级为Ⅴ级和单侧Ⅳ级。排除标准：（1）相邻一个以上的椎体骨折；（2）椎弓根有骨折、不完整；（3）上下终板均有骨折；（4）病理性骨折；（5）双侧有神经损伤表现者。选取2008年10月-2014年6月本院收治的38例胸腰椎骨折患者，其中男32例，女6例；年龄19～50岁，平均（39.6±10.7）岁；跌坠伤22例，车祸伤13例，砸压伤3例。骨折部位：T114例，T1211例，L119例，L23例，L31例。骨折按Denis分型：A型17例，B型19例，C型2例。脊髓神经功能按ASIA分级：Ⅳ级9例，Ⅴ级29例。Cobb角：5°～19°，平均（13.7±8.6）°。伤后至手术时间3～6 d，平均（4.1±1.8）d。 1.2 手术方法 患者在气管插管静脉复合全身麻醉下手术，俯卧位，胸部和骨盆部垫软枕，腹部悬空。C型臂X线机侧位透视下按压棘突后凸处进行手法复位，侧位透视定位需要固定的椎弓根及其椎弓根轴向并在体表作标记，消毒、铺无菌巾。单纯复位固定组27例：后正中切开皮肤、皮下组织，在腰背筋膜浅面潜行分离至棘突旁2 cm处，手指触摸关节突关节、钝性分离椎旁肌，略作进一步分离显露。C型臂X线机侧位透视以确定椎体定位准确。胸椎采用Roy-Camille定位法、腰椎采用“人字嵴”定位法，开孔、偏向终板完整侧插入椎弓根螺钉导针，再次C型臂X线机透视，钉道位置良好后扩孔植入椎弓根螺钉，体位复位和器械复位相结合，C型臂X线机透视证实复位满意后紧固螺帽。缝合腰背筋膜、皮下脂肪、皮肤。皮下置橡皮条引流。减压复位固定组11例：后正中入路切开皮肤、皮下组织和腰背筋膜，沿棘突、椎板剥离椎旁肌直至显露关节突外缘、横突基部。同上法先定位椎体、插入椎弓根螺钉导针、透视、植入椎弓根螺钉。切除相邻的部分椎板、关节突内侧1/2行椎板间开窗减压、L形嵌入器将移入椎管的椎体后缘骨块击回前方，探查椎管及神经根，确定压迫解除后紧固螺帽。将咬下的椎板、关节突制成细小骨粒植于关节突外侧、横突基部行后外侧融合，如骨量不够则混合同种异体骨。逐层关闭切口，创腔放置引流管。
1.3 术后处理 预防性使用抗生素24～48 h。橡皮引流条于术后24～48 h拔除，引流管于术后48～72 h拔除。所有患者于术后1周摄X片，术后3～4周佩戴支具下地行走，直至术后3个月，期间避免提物，避免过度弯腰。
1.4 随访 所有患者手术前以及术后1周、3个月、12个月行脊柱正侧位X线片检查，测量Cobb角。
1.5 统计学处理 采用spss 11.5软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
全组病例切口均一期愈合。随访时间12～15个月，平均13.6个月，未发现内置物松动、断钉、断棒病例。末次随访时脊髓神经功能（ASIA分级）：Ⅳ级1例，Ⅴ级37例，所有患者手术前后脊髓神经功能比较差异有统计学意义（P<0.05），说明单运动单元内固定结合椎板间减压能显著改善脊髓神经功能。Cobb角：术后1周平均（3.8±1.7）°；术后3个月平均（3.9±1.9）°；术后12个月平均（3.9±2.1）°。术前与术后Cobb角比较差异均有统计学意义（P<0.05）；术后各时段Cobb角比较差异无统计学意义（P>0.05）。说明单运动单元内固定能恢复伤椎椎体高度，且恢复的椎体高度不会随着康复过程而有所丢失。36例患者腰椎活动良好，无明显腰痛，且恢复正常生活；2例患者腰背部偶有疼痛，休息后缓解，无药物依赖。
3 讨论
3.1 经椎弓根内固定方式的发展 自Roy-Camille等[4]首先报道经椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折以来，椎弓根螺钉固定技术发展迅速，现仍然是胸腰椎骨折内固定最主要的固定方式之一[5-6]。跨伤椎4钉2椎体固定由于其操作相对简单且复位效果确切而成为经典的椎弓根螺钉固定方式，但随着临床应用的增多，与其固定方式本身相关的并发症亦日渐增多[7-10]。当伤椎节段前纵韧带、后纵韧带断裂时采用跨伤椎的4枚螺钉固定易出现过度撑开甚至脱位，钉与钉间的距离较长致连接棒纵向应力集中，在恢复过程中高度再丢失，出现腰椎后凸畸形，内固定松动率、断裂率增高[11-12]。为降低跨伤椎固定方式所引起的悬挂效应和四边形效应随后又出现了6钉3椎体的固定方式，且其临床应用有增多的趋势[13-16]。但无论是4钉2椎体还是6钉3椎体固定，均是双运动单元固定，不可避免地有加速邻近节段退变的固有缺点[17-18]。因此，目前临床上对胸腰椎骨折的治疗仍存在一定的争议[19-20]。鉴于此，近来有学者提出单运动单元固定技术，并取得了较好的临床效果[1-3]。笔者经过严格筛选病例，本组38例疗效均满意。脊髓神经功能由术前的9例Ⅳ级、29例Ⅴ级恢复至Ⅳ级1例、Ⅴ级37例。Cobb角术前平均（13.7±8.6）°，术后1周恢复至平均（3.8±1.7）°，末次随访时Cobb角平均（3.9±2.1）°。椎弓根螺钉单运动单元内固定能显著改善脊髓神经功能、恢复伤椎椎体高度，而且恢复的椎体高度不会随着康复过程而有所丢失。
3.2 单运动单元固定的稳定性 Hirano等[21]报道椎弓根提供了至少60%的拔出力强度和80%的轴向刚度，而椎体松质骨仅提供15%～20%的拔出力强度。魏富鑫等[22]报道单运动单元固定与经典的跨伤椎4钉2椎体固定均能明显提高胸腰椎骨折模型的稳定性，除前屈方位差异有统计学意义外，其余无明显差异。生物力学研究证明，经伤椎固定可以提高伤椎节段的刚度，固定至伤椎的螺钉能够通过后路连接棒承担部分应力传导，使伤椎所受应力降低，增加术后稳定性[13，23]。因此有理由认为，只要椎弓根完整，经伤椎行单运动单元固定和复位是可以满足临床应用的，虽不能承受正常载荷，但椎体内松质骨修复较快，通过适当延长患者卧床时间并避免负重，可确保其基本修复。本组病例没有发生内置物松动、断钉、断棒及Cobb角明显丢失，笔者认为主要与下列因素有关：病例选择符合经伤椎置钉的要求；术前选取2 mm薄层CT扫描椎弓根排除了椎弓根的隐形骨折；一次成功的精准置钉；椎板减压病例适当延长了卧床时间至术后3～4周才佩戴支具下床行走。海涌等[24]认为，由于单纯单运动单元固定病例骨折程度通常不严重，术后5 d即可佩戴支具下床。而对于椎板减压病例，骨折程度相对严重一些，椎板减压又一定程度地破坏了脊柱的稳定性，故需卧床1个月才可佩戴支具下床行走[25]。
3.3 单运动单元固定的适应证和注意事项 为保证单运动单元固定治疗胸腰椎骨折手术成功，笔者有以下主要体会：（1）按照以上纳入标准严格筛选病例。（2）椎体前缘高度压缩<50%是在复位措施实施前X片和CT矢状位扫描图片上测量的，避免了复位造成的假象。（3）麻醉后俯卧位按压后凸处手法复位。（4）单运动单元内固定术中应特别注意置钉技术，上位椎体的螺钉斜向椎体的上终板，下位椎体的螺钉斜向椎体的下终板，即所谓“终板法置钉”[26]。应先置入定位针再置钉，必须保证一次置钉成功，否则螺钉易松动。（5）术中尽可能不要通过螺钉的杠杆作用来复位残余后凸畸形。