骨折椎垂直應力螺釘在胸腰椎骨折中的應用

陸愛清，施建東

(張家港市中醫醫院 骨科，江蘇 張家港 215600)

脊柱椎弓根系內固定技術的發展使后路內固定技術成為治療胸腰椎骨折的主要手段。以往對大多數胸腰椎椎體骨折應用傳統四釘內固定系統以器械撐開達到間接復位目的，大都得到滿意療效，但也有一部分患者出現術中、術后復位不滿意，復位丟失，內固定斷裂等問題。為避免及減少這些并發癥我院自2007年2月起應用六釘(骨折椎應用椎弓根螺釘)內固定系統治療胸腰椎骨折，效果良好，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2007年2月至2009年12月行骨折椎應力螺釘治療胸腰椎骨折22例。其中男15例，女7例；年齡21～73歲，平均38.2歲。致傷原因：交通傷10例，墜落傷8例，砸傷4例。骨折部位包括：T112例，T123例，L15例，L27例，L34例，L41例。按Denis分類，均為爆裂性骨折。按ASIA脊髓神經功能障礙分級標準：A級2例，B級3例，C級4例，D級5例，E級8例。受傷至手術時間：8 h～7 d，平均2.1 d。

1.2 手術方法

對22例患者均采用包括骨折椎及相鄰椎體在內的6枚螺釘固定法，使用1個橫連接。患者全麻，俯臥位，先C-臂透視定位，取以骨折椎為中心的后正中切口，顯露椎板及關節突。術中骨折椎上一、下一椎體的椎弓根人字脊入點進釘，使螺釘平衡于上終板，骨折椎體選擇稍短(較上一椎螺釘短0.5 cm)萬向釘，入釘點稍偏向下(3或9點位置)，斜向骨折椎下終板。連接棒根據不同腰椎骨折部位預彎前凸或后凸，先擰入上下正常椎體的椎弓根螺釘，后擰入骨折椎弓根螺釘，置入連接棒，擰入椎弓根螺帽，旋轉預彎棒，利用中間骨折椎螺釘作為支點，將骨折椎向前推，下壓骨折椎螺釘并提拉上正常椎體椎弓根螺釘，使骨折椎體受到垂直應力方向向前加壓，后凸矯正，前柱高度恢復。術中透視如中柱高度恢復欠佳，可行骨折椎體和上一正常椎體之間平行撐開，撐開時先擰緊上位正常椎體螺釘。由于螺釘與連桿的垂直連接關系，上位正常椎體與骨折椎體的扇形撐開，使得撐開力量主要集中在骨折椎，以獲得骨折椎體前、中柱和椎體形狀的恢復。對有神經癥狀者術中根據椎管造影椎管通暢與否決定是否行椎管減壓。最后取同種異體骨加切除的椎板骨植骨。行2～3個椎體橫突加小關節間植骨融合8例，行椎板關節突植骨14例。術中X線透視確定螺釘進入深度以及傾斜角度。

1.3 影像學評估

術前、術后及隨訪時行正、側位X線攝片用于骨折大體分類、骨愈合觀察、畸形測量(包括矢狀面Cobb角、傷椎高度、水平位移，并轉化為正常的百分比)。術前常規對傷椎椎體及椎弓根做CT掃描，觀察椎弓根是否完整、突入椎管內骨塊的形態。對伴有神經癥狀者采用術中椎管造影來確定椎管內骨塊復位，手術后傷椎CT掃描，觀察骨折椎弓根螺釘是否位于椎弓根內、傷椎骨折愈合情況及椎管內骨折塊復位。

1.4 統計學處理

采用SAS 6.0軟件進行統計分析。手術前后平均傷椎高度、水平位移、椎間隙高度比、手術前后矢狀面Cobb角均采用Wilcoxon檢驗，α值取0.05。

2 結 果

所有患者隨訪6～40個月，平均20.3個月。傷椎

高度和水平位移，術前、術后比較兩組間差異有統計學意義(u為7.48、5.68，均P<0.01)；術后2周與術后1年比較兩組間差異無統計學意義(u=1，P>0.05)。矢狀面Cobb角，術前、術后兩組間差異有統計學意義(u=9.76，P<0.01)。見表1。結果表明傷椎高度、水平位移和畸形角均較術前有顯著改善。末次隨訪時傷椎高度、畸形角度、水平位移無明顯變化(圖1)。椎間隙高度：術前與術后2周兩組間傷椎上一椎間隙前緣高度差異有統計學意義，下一椎間隙后緣高度差異有統計學意義；傷椎上一椎間隙后緣高度，下一椎間隙前緣高度差異無統計學意義。術后2周與術后1年兩組間椎間隙高度差異無統計學意義。見表2。

表1腰椎爆裂性骨折內固定術后復位情況

檢測時點傷椎前緣高度/%傷椎后緣高度/%水平位移/%矢狀面Cobb角/(°)術前48.381.217.126.5術后(2周)95.796.30.61.6術后(1年)93.595.80.63.1

圖1腰椎骨折術前后影像比較

表2腰椎爆裂性骨折內固定術后椎間隙變化情況

檢測時點傷椎上一間隙高度/%前緣后緣傷椎下一間隙高度/%前緣后緣術前23.918.832.719.3術后(2周)38.421.534.324.6術后(1年)35.219.133.322.0

傷椎上下椎間隙高度：分別測量傷椎上下椎間隙前后緣高度與傷椎上下椎體前后緣高度的比值。

脊髓神經功能變化：12例不全截癱患者全部有ASIA分類1級以上的脊髓神經功能改善，其中B級1例，C級3例,D級5例,進步到E級；2例A級有1例進步到E級，1例無恢復；無術后脊髓神經功能障礙加重。術后隨訪22例無斷釘斷棒發生。

3 討 論

3.1 椎體骨折四釘內固定的缺點

用椎弓根螺釘內固定系統治療胸腰椎骨折最大的優點是既能起到固定作用又能起到復位作用。利用脊椎的前、后縱韌帶和椎間盤的纖維環的牽拉作用，通過脊柱過伸或器械撐開使骨折椎體間接復位，恢復原有的脊柱排立及椎管容量，減輕對硬膜囊和神經的壓迫。

大多數胸腰椎骨折采用四釘內固定系統(雙平面固定)復位固定，但常遇到以下問題：(1) 骨折椎體復位欠佳，尤以下腰椎為甚；(2) 有時因追求復位而加大撐開力量導致未受累的椎體椎間盤高度增加；(3) 平行四邊形效應，側向不穩；(4) 懸掛效應，上下椎體前緣距離減少使骨折椎體后移，產生后凸畸形，后期復位丟失；(5) 四釘內固定系統固定骨折椎體的上下椎體，脊柱上力的傳導不通過患椎，而經過椎弓根螺釘內固定系統傳至患椎下一椎體，椎弓根螺釘受力最大，易發生內固定斷裂及松脫后期復位丟失。

3.2 骨折椎應力螺釘使用的優點

1995年Hitehon等[1]報道腰椎骨折患者采用經骨折椎椎弓根固定取得了較好效果。后路經骨折椎椎弓根螺釘內固定系統治療胸腰椎骨折，對骨折椎體應用椎弓根螺釘向垂直應力方向向前加壓，扇形撐開，有利骨折復位。根據胸腰椎骨折有限元分析，暴力型骨折致椎體骨折骨塊后移大都發生在椎弓根及其以上平面，由于可利用上位椎體和骨折椎椎弓根螺釘撐開復位，復位力量直接，復位可靠；同時可防止下一未受累的椎間盤高度增加，三點固定避免懸掛效應[2]，骨折椎體有向前力，防止骨折椎體后移，避免產生后凸畸形，Cobb角恢復良好。植骨融合能防止遲發性后凸畸形發生[3]。本組待骨折愈合后取出內固定，Cobb角均無明顯丟失。

3.3 骨折椎應力螺釘固定后椎間隙高度的變化

從表2中可以看到術后2周較術前椎間隙高度均有增加，但以上一椎間隙前緣高度和下一椎間隙后緣高度的增加為顯著。我們認為，上一椎間隙前緣高度顯著增加與我們在手術中通過旋轉預彎棒來達到復位的操作方式有關，下一椎間隙后緣高度顯著增加與骨折椎用的是萬向釘，復位時我們擰緊螺釘是依次從上至下鎖定，由于棒是經過預彎的，在鎖緊最下方一枚螺釘時有“自動撐開”有關。

3.4 骨折椎應力螺釘固定的生物力學分析

骨折椎體垂直應力置入椎弓根螺釘，受力時承受壓力，產生向前推力，承擔部分力矩，比傳統做法(雙平面固定)的內力有所減少，位移減少，增加了其在軸向負荷、屈伸和扭曲的牢固性，避免側向不穩，從而增加穩定性，防止內固定斷裂及松脫。Dick等[4]在動物腰椎模型上測試6釘固定與4釘固定的生物力學差異，結果6釘固定組優勢明顯，其軸向載荷、屈曲負荷、抗扭轉載荷能力分別增加160%、48%、38%。此實驗說明在骨折椎體置入螺釘可顯著提高抗應力，固定穩定性大大增強。袁強等[2]通過計算機模擬進行結構力學分析表明：(1) 在骨折椎置入螺釘其上、下位螺釘所受的彎矩明顯減少，為4釘固定的50%～70%。(2) 傳統4釘固定脊柱不傳遞彎矩，全部彎矩由內固定承擔；在骨折椎置入螺釘后34%～44%的彎矩通過脊柱傳遞。此實驗說明在骨折椎體置入螺釘可顯著改善螺釘的應力分布，減少螺釘負荷。

4 結 論

對合適患者應用經骨折椎椎弓根螺釘多平面固定系統治療腰椎骨折能增強內固定牢固性，減少斷釘斷棒機會，有利于后凸畸形的矯正和維持矯正效果。

[1] HITEHON P W，FOLLETT K A.Transpedicular screw fixation of the thoracic and lumbar spine[M]//HITEHON P W，TRAYNELIS V C，RENGAEHARY S.Techniques in spinal fusion and stabilization.New York:Thieme Medical Publishers，1995:240-247．

[2] 袁強，田偉，張貴林，等.骨折椎垂直應力螺釘在胸腰椎骨折中的應用[J].中華骨科雜志，2006，26:217-222．

[3] 邱勇，朱鋒，錢邦平，等.胸腰椎骨折術后并發遲發性后凸畸形的危險因素和后路脊柱縮短術[J].中華創傷雜志，2006，22(1)：11-14．

[4] DICK J C，JONES M P，ZDEHLICK T A，et al.A biomechanical coinparison evaluating the use of intermediate screws and cross-linkage in lumbar pedicle fixation[J].J Spinal Disorders，1994，7(5)：402-407．