椎間盤損傷的研究進展

鄒 巖，任 棟(綜述)，王鵬程(審校)(河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051)

·綜述·

椎間盤損傷的研究進展

鄒 巖，任 棟(綜述)，王鵬程*(審校)
(河北醫科大學第三醫院創傷急救中心，河北省骨科生物力學重點實驗室，河北 石家莊 050051)

脊柱骨折；椎間盤；綜述文獻

胸腰段脊柱骨折常伴有不同程度的椎間盤損傷。臨床醫師常根據脊柱穩定性及神經損傷情況選擇治療方案，但是在評估脊柱穩定性的過程中，多以骨折類型及后方韌帶復合體(posterior ligamentous complex,PLC)的完整性為依據，較少關注椎間盤損傷。Schnee等[1]認為椎管占位超過40%、椎體高度丟失40%以上或后凸畸形超過15°者應采取前路手術，而無神經損傷和輕度畸形的患者可考慮后路手術，未將椎間盤損傷納入評估標準。無論前路還是后路手術，充分減壓、穩定脊柱序列是治療的首要目的，而在臨床工作中，單純后路內固定治療胸腰段脊柱骨折在術后有一定的內固定失敗率及矯正角度丟失，主要由傷椎相鄰的椎間隙高度丟失所致[2-3]。這種現象與術中未正確處理受損的椎間盤密切相關，故術前通過MRI評價椎間盤損傷程度十分必要?，F將近年來椎間盤損傷的研究進展綜述如下。

1 椎間盤損傷的機制及病理學研究

椎間盤位于相鄰椎體之間，由上下軟骨終板、中心髓核及四周纖維環構成，成人椎間盤缺乏直接的血液供應[4]，是人體內最大的無血液供應組織。椎間盤可以承受并分散負荷，主要為抗壓作用，對張力及扭轉力量對抗較差。胸腰段脊柱骨折常由軸向暴力導致，同時可合并屈曲牽張、扭轉及側方剪切暴力，極易造成椎間盤損傷。當椎間盤承受過高的負荷時，髓核內壓力明顯增高，可致椎間盤破裂、出血；受損的椎間盤能通過骨折的終板疝入椎體，使得椎體后壁骨折塊向椎管移位，骨折片向周圍“爆裂”[5]。

Heyde等[6]研究指出胸腰段椎體骨折能夠誘導受損椎間盤中的細胞早期凋亡，同時指出除了長時間反常的機械負荷，椎間盤細胞早期凋亡也能導致椎間盤過早退變。趙小丹等[7]收集了24例經前路椎體切除減壓融合內固定治療患者的椎間盤組織，觀察創傷后軟骨終板的組織形態和免疫組織化學改變，指出胸腰段椎體爆裂骨折部位相鄰椎間盤軟骨終板有明顯的組織學損傷表現，且上位椎間盤軟骨終板比下位更易受損且損傷程度更重，同時在分子水平推測損傷后椎間盤退變過程與自然退變過程有所不同。張亮等[8]提出在Denis B型骨折中下位椎間盤組織形態學完整，具有保留價值，為胸腰段脊柱爆裂骨折的個體化治療提供了理論依據。

2 椎間盤損傷的影像學表現及損傷程度評價

MRI用來評價椎間盤損傷具有無創、快速、全面、準確等優點，能夠充分顯示損傷后椎間盤的信號、形態和高度的改變，同時能清楚顯示椎間盤膨出或突出、破入椎體等異常改變。Oner等[9]應用MRI檢查胸腰段脊柱骨折伴椎間盤損傷的尸體標本，證實了應用MRI評價椎間盤損傷是可靠的。正常的椎間盤在MRI影像上表現為T1WI上髓核呈中等信號，纖維環呈低信號；T2WI髓核呈高信號，纖維環呈低信號。受損的椎間盤損傷在T1WI上信號變化常不明顯，在T2WI上表現為信號增高；T2WI信號不均勻、呈低信號或混合信號時，提示椎間盤出血或撕裂，同時可清楚看到髓核和纖維環形態的改變。T2WI在早期診斷胸腰段脊柱骨折伴椎間盤損傷具有重要價值。

目前臨床上常用的胸腰段脊柱骨折分型包括AO分型、Denis分型、載荷分享分類法(load sharing classification)、胸腰椎損傷分類及損傷程度評分(thoracolumbar injury classification and severity score，TLICS)對椎間盤損傷程度的描述均不夠詳細。

Oner等[10]收集75處胸腰段脊柱骨折的MRI影像,根據椎間盤形態、椎間隙變化和T2WI信號改變將椎間盤損傷分為6型。Type1,椎間盤形態基本正常，無明顯椎間隙高度丟失及信號改變；Type2,椎間盤形態基本正常，無明顯椎間隙高度丟失，椎間盤信號減低；Type3,Schmorl結節改變，椎間隙高度無明顯改變，信號無明顯減低；Type4,椎間盤前1/3膨出或髓核疝入終板，椎間隙前1/3高度不成比例丟失而中間和后方高度保持不變，髓核信號無明顯改變；Type5,大量髓核組織疝入終板中心，椎間隙前、后方高度丟失導致上下位椎體終板幾乎完全接觸，髓核組織信號較正常；Type6,椎間盤及椎間隙高度丟失，椎間盤信號減低。這種分型較復雜，不同觀察者間一致性較好(Kappa=0.77)。

Sander等[11]根據102例患者204個椎間盤MRI影像提出將椎間盤的損傷程度由輕到重分為4級。Grad 0，T1WI和T2WI沒有明顯信號和形態改變，無明顯損傷；Grad 1，T1WI無明顯信號改變，T2WI信號增高，主要特點是椎間盤水腫；Grad 2，T1WI等強度高信號，T2WI低信號伴病灶周圍高信號，其特點是椎間盤破裂伴隨椎間盤內出血；Grad 3，T1WI等強度高信號，T2WI低信號伴病灶周圍高信號，椎間盤侵犯到椎體，纖維環撕裂或者疝入終板。這種分級方法詳細描述了不同程度的椎間盤損傷在MRI影像上的表現，不同觀察者間一致性良好(Kappa=0.96)，其對臨床治療的指導意義尚需要前瞻性研究來驗證。

3 椎間盤損傷的臨床意義及治療進展

3.1 椎間盤損傷能夠影響胸腰段脊柱骨折后脊柱的穩定性及預后：Lin等[12]經過生物力學研究指出椎間盤損傷與椎體爆裂程度有關，在胸腰段脊柱爆裂骨折后的不穩定因素中，椎體本身占38%，上位椎間盤占35%，下位椎間盤占27%。Shi等[2]對52例應用后路切開椎弓根螺釘內固定技術治療的胸腰椎爆裂骨折患者進行了平均7年的隨訪，他們在隨訪中發現術后矯正角度丟失主要由傷椎上下椎間隙高度丟失所致，且上椎間隙丟失高度大于下椎間隙，而骨折的椎體高度丟失則相對較小。

椎間盤損傷導致術后椎間隙高度丟失的機制尚未明確。有學者[13-14]認為椎間盤損傷后，缺血的椎間盤組織不可能完全愈合，而由瘢痕組織取代，導致椎間盤強度下降，不能承受較大負荷，引起椎間隙變窄，導致晚期后凸畸形復發或加重，由于傷椎上位椎間盤及上終板損傷較重，因而上位椎間隙高度丟失較下位明顯；也有學者[3,15]認為在爆裂型骨折中，受損的椎間盤組織通過骨折的終板疝入椎體，后路椎弓根螺釘技術可使外周終板通過附著的纖維環間接復位，而終板的中心區域由于無纖維環附著復位不良，處于壓縮狀態，形成“杯”狀畸形，椎間盤組織填入其中導致椎間隙高度丟失。

雖然椎間盤損傷導致椎間隙高度丟失的機制尚未明確，但是它對胸腰段脊柱骨折手術方式的選擇及療效的影響已逐漸引起臨床醫師的重視。因而術前通過MRI評價椎間盤損傷程度對治療方案的選擇具有重大意義。

3.2 椎間盤損傷的治療進展：對于胸腰段脊柱骨折伴椎間盤損傷的患者，為防止晚期椎間隙高度丟失、后凸畸形加重，無論采取何種術式，重建前中柱的支撐能力成為手術的重要目標。傳統的前路切開減壓植骨融合術能夠方便處理受損的椎間盤及粉碎的椎體，重建前中柱的支撐能力，但其手術創傷較大，出血和并發癥較多，因而通過微創技術或后路一個切口完成前中柱的重建成為手術研究的方向，同時由于受損椎間盤的病理改變及最終轉歸還缺乏足夠的研究，如何處理受損的椎間盤成也為討論的熱點。

胸腔鏡輔助下前路減壓植骨融合術是近年來脊柱外科領域較熱門的一項微創技術，利用單肺通氣使肺組織塌陷，空曠的胸腔對胸椎尤其是下胸椎能夠很好地顯露，使術者能夠安全有效地完成與傳統前路手術相同的手術步驟，獲得與傳統前路手術相似的療效，同時并發癥更少。Beisse[16]報道應用胸腔鏡技術治療胸腰段脊柱骨折，擴展了胸腔鏡技術的應用范圍。何海龍等[17]報道胸腔鏡輔助下前路減壓植骨融合術治療合并椎間盤損傷的下胸椎椎體爆裂骨折患者11例，手術時間3.5～8.0h，平均(5.2±1.6)h，術中出血600～3 800mL，平均(1 195±576)mL，2例患者胸腔閉式引流管術后24h拔出，余9例術后48h拔出，無感染、肺不張、神經功能惡化等并發癥，術后隨訪36～65個月，術后24個月CT證實均骨性融合，無內固定松動、斷裂等并發癥，臨床療效良好。然而胸腔鏡手術與傳統前路手術相比，平均手術時間較長，術中出血量較多，與術者的操作技術及嫻熟程度密切相關。術前需認真評估患者肺功能，要求能耐受單肺通氣，因而對合并嚴重肺損傷或血氣胸的患者則不適用該術式。

后路經關節突保留椎弓根入路最早用于胸椎間盤切除術，其避免了前路手術并發癥，患者恢復較快，逐漸被應用于脊柱損傷。它具有以下優點。①術中暴露較充分，無需牽拉硬膜即可直達受損的椎間盤，有效防止脊髓損傷；②減壓徹底，可經側后方切除受損的椎間盤及軟骨終板并植骨，可行相鄰節段固定及橫突間植骨，恢復前中柱支撐能力同時固定融合后柱，減小了后路內固定失敗率，避免了前路手術并發癥；③減少了固定節段，盡可能保留脊柱活動度，降低了后期脊柱固定節段相鄰椎間盤的退變；④避免了單純后路手術殘留椎間盤組織的可能。張新軍等[18]報道經關節突保留椎弓根入路手術治療胸腰椎椎間盤損傷患者7例，其病例特點為不伴椎體骨折的胸腰椎椎間盤損傷，重者可合并關節突關節骨折或脫位，或并發脊髓損傷，屬于AO分型中B型或C型損傷，由牽張及扭轉暴力所致。術中先于受損椎間盤上下椎體內置入椎弓根螺釘，切斷關節突及部分椎板到達病變椎間隙，充分顯露硬膜囊及肋間神經根，探查受損椎間盤，新鮮受損椎間盤纖維環破裂，髓核脫出，無硬化及粘連，較易剝離，直視下摘除，刮除殘存椎間盤組織及軟骨終板，取自體髂骨植骨融合，最后安裝鈦棒固定，橫突間植骨。所有患者平均隨訪1.1年，均無切口感染、脊髓損傷加重、后凸畸形及內固定失敗等并發癥，脊柱解剖序列正常，獲得椎間堅強融合，治療效果滿意。

后路經椎弓根椎體次全切除三柱重建術具有前后路聯合入路手術的優點，同時后路入路解剖簡單、椎管減壓充分、創傷小、手術時間短、危險性低，有利于神經功能回恢復。與傳統的前后路聯合手術相比，后路經椎弓根椎體次全切除三柱重建術具有以下優點。①單一后路，無需改變體位，通過一個切口、一期手術即可達到前后路聯合手術的目的；②后入路解剖簡單，技術成熟，手術創傷小、耗時少；③經椎弓根可270°椎管減壓，能夠徹底清除壓迫脊髓的骨塊及受損的椎間盤，同時無需處理節段血管，減少脊髓圓錐血運障礙問題；④后路椎弓根螺釘三柱固定，鈦網重建前、中柱支撐能力，后外側植骨融合，實現了三柱穩定。Sasani等[19]應用此項技術治療胸椎或腰椎爆裂骨折，取得了良好的療效。周成洪等[20]應用此項技術治療嚴重胸腰椎爆裂骨折伴椎間盤損傷患者25例，手術時間2.3～5.0h，平均3.4h，術中出血980～3 800mL，平均1 380mL，術后腦脊液漏4例，經延長引流時間、換藥等處理后愈合，無血管、神經損傷、感染等并發癥。術后隨訪時間12～24個月，平均14.6個月，未見內固定失敗病例，無假關節形成及后凸畸形發生，椎體高度、曲度及椎管容積無明顯丟失，均獲得骨性融合。

有學者[3,14-15]指出單純后路固定術后椎間隙高度丟失，是由于終板中心區域復位不佳，形成“杯”狀畸形，受損的椎間盤組織填入其中所致，在后路椎弓根螺釘固定基礎上結合球囊輔助終板復位可以直接復位終板至接近解剖形態，同時應用骨水泥給予有效支撐防止椎間盤組織進入椎體，從而防止矯正角度丟失[21]。

在治療胸腰段脊柱骨折的手術中，張力帶原則是一條重要的生物力學原則。棘突間植骨融合防止棘突在應力作用下分離，這種術式可用于治療腰椎管狹窄及椎體滑脫，但很少用于治療胸腰段脊柱骨折，其生物力學機制尚不清楚。He等[22]通過三維有限元分析及小規模臨床試驗驗證后路椎弓根內固定聯合雙側關節突關節及棘突間植骨能否預防胸腰段脊柱骨折伴椎間盤損傷術后晚期矯正角度丟失。與椎弓根內固定關節突關節融合模型相比，聯合棘突間植骨融合加強后柱張力帶結構，能夠預防后凸畸形的發生。此種術式不適用于椎體骨折粉碎的病例(load-sharing score≥7)，棘突間植骨的融合率是不確定的，與術者關系密切。

4 結 語

椎間盤損傷對胸腰段脊柱骨折手術方式的選擇及療效的影響已逐漸引起臨床醫師的重視。目前受損的椎間盤病理改變及最終轉歸缺乏足夠研究，如何處理受損的椎間盤仍存在爭議。術前通過MRI評價椎間盤損傷程度具有重大意義，應將椎間盤損傷程度與胸腰段脊柱骨折分型結合起來綜合評價，建立一套新的評價標準，指導臨床治療。

[1] SCHNEE CL,ANSELL LV.Selection criteria and outcome of operative approaches for thoracolumbar burst fractures with and without neurological deficit[J].J Neurosurg,1997,86(1):48-55.

[2] SHI J,MEI X,LIU J,et al.The influence of correction loss in thoracolumbar fractures treated by posterior instrumentation: a minimum 7-year follow-up[J].J Clin Neurosci,2011,18(4):500-503.

[3] MARTINIANI M,VANACORE F,MECO L,et al.Is posterior fixation alone effective to prevent the late kyphosis after T-L fracture?[J].Eur Spine J,2013,22(Suppl 6):S951-956.

[4] 樊國峰,劉創建,王丹,等.白細胞介素-1、腫瘤壞死因子-α與腰椎間盤退變的研究進展[J].河北醫科大學學報,2008,29(4):624-627.

[5] VALENTINI MC,BUSCH R,FERRARIS MM,et al.The role of imaging in the choice of correct treatment of unstable thoraco-lumbar fractures[J].Eur J Radiol,2006,59(3):331-335.

[6] HEYDE CE,TSCHOEKE SK,HELLMUTH M,et al.Trauma induces apoptosis in human thoracolumbar intervertebral discs[J].BMC Clin Pathol,2006,6:5.

[7] 趙小丹,劉浩,龔民,等.胸腰椎爆裂骨折上下位椎間盤軟骨終板的分子病理改變[J].中國組織工程研究與臨床康復,2008,12(37): 7215 -7218.

[8] 張亮,靳安民,高粱斌,等.胸腰椎爆裂性骨折Denis B型傷椎下位椎間盤組織學及影像學特點[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14(26):4841-4844.

[9] ONER FC,VD RIJT RH,RAMOS LM,et al.Correlation of MR images of disc injuries with anatomic sections in experimental thoracolumbar spine fractures[J].Eur Spine J,1999,8(3):194-198.

[10] ONER FC,VAN DER RIJT RR,RAMOS LM,et al.Changes in the disc space after fractures of the thoracolumbar spine[J].J Bone Joint Surg Br,1998,80 (5): 833-839.

[11] SANDER AL,LAURER H,LEHNERT T,et al.A clinically useful classification of traumatic intervertebral disk lesions[J].AJR Am J Roentgenol,2013,200(3):618-623.

[12] LIN RM,PANJABI MM,OXLAND TR.Functional radiographs of acute thoracolumbar burst fractures:a biomechanical study[J].Spine (Phila Pa 1976),1993,18(16):2431-2437.

[13] 郝勇,周躍,任先軍,等.嚴重胸腰椎骨折合并椎間盤損傷的手術治療[J].骨與關節損傷雜志,2003,18(1):14-17.

[14] 徐寶山,唐天駟,楊惠林.經后路短節段椎弓根內固定治療胸腰椎爆裂型骨折的遠期療效[J].中華骨科雜志,2002,22(11): 641-647.

[15] AEBLI N,TIMM K,PATRICK M,et al.Short-segment posterior instrumentation combined with anterior spondylodesis using an autologous rib graft in thoracolumbar burst fractures[J].Acta Orthop,2014,85(1):84-90.

[16] BEISSE R.Video-assisted techniques in the management of thoracolumbar fractures[J].Orthop Clin North Am,2007,38(3):419-429.

[17] 何海龍,葉曉健,譚俊銘,等.胸腔鏡輔助下前路減壓植骨融合術治療合并椎間盤損傷的下胸椎椎體爆裂骨折[J].中華骨科雜志,2011,31(10):1128-1131.

[18] 張新軍,陳方民,田榮娜,等.經關節突保留椎弓根入路手術治療胸腰椎椎間盤損傷[J].濱州醫學院學報,2011,34(6):452-453.

[19] SASANI M，OZER AF.Single-stage posterior corpectomy and expandable cage placement for treatment of thoracic or lumbar burst fractures[J].Spine (Phila Pa 1976),2009,34(1):E33-40.

[20] 周成洪,龍亨國,沈萬祥,等.改良經后路三柱重建融合治療嚴重胸腰椎爆裂骨折伴椎間盤損傷的療效分析[J].浙江醫學,2012,34(9): 722-724.

[21] VERLAAN JJ,VAN HELDEN WH,ONER FC,et al.Balloon vertebroplasty with calcium phosphate cement augmentation for direct restoration of traumatic thoracolumbar vertebral fractures[J].Spine (Phila Pa 1976),2002,27(5):543-548.

[22] HE D,WU L,CHI Y,et al.Facet joint plus interspinous process graft fusion to prevent postoperative late correction loss in thoracolumbar fractures with disc damage: finite element analysis and small clinical trials[J].Clin Biomech (Bristol,Avon),2011,26(3):229-237.

(本文編輯：趙麗潔)

2014-03-12；

2014-04-01

河北省衛生廳醫學科學研究重點課題(zd2013032)

鄒巖(1986-)，男，河北保定人，河北醫科大學第三醫院醫學碩士研究生，從事創傷骨科疾病診治研究。

*通訊作者。E-mail：wpcheng999@hotmail.com

R683.2

A

1007-3205(2014)12-1475-05

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.12.042