胸腰椎骨折分型的發展過程及臨床意義

矯健航，張善勇，陳 曦，吳敏飛*

（1.吉林大學第二醫院，長春 130041；2.吉林市中心醫院，吉林 吉林 132001）

脊柱骨折分型史要追溯到上世紀30年代，自Bohler[1]首次對脊柱損傷節段特征進行歸納描述，對脊柱骨折分型的研究從未停止過。不同分型方法的提出，很大程度上得益于醫學影像學的發展，以及臨床醫生對脊柱損傷生物力學機制理解的不斷加深。建立胸腰椎骨折分型方案的根本目的是指導臨床治療：保守還是手術，前方入路還是后方入路，融合還是非融合，都需要醫生依據損傷情況做出及時合理的選擇。全面系統的胸腰椎骨折分型方式可以簡化醫生的診療過程，從而迅速為患者制定出標準化的治療方案，并有助于對疾病進展和預后做出判斷[2]。理想的分型方式可以概括為：簡單、全面、可重復。實際上，現有的分型形式仍無法充分滿足上述要求。有的過于簡化，有的在臨床應用中又過于復雜或應用起來模凌兩可。考慮到目前的胸腰椎骨折的分型方式尚沒有一種能夠在業內廣泛接受，加深對這些脊柱脊髓損傷分型的理解意義深遠[3]。本文簡要的回顧了從胸腰椎骨折理論的提出至現今的發展歷程。

1 胸腰椎骨折的解剖和生物力學基礎

胸腰椎，特別是胸腰段（T10～L2）是脊柱脊髓損傷的好發部位。超過半數的脊柱骨折發生在該處，其中L1椎體骨折發病率最高，T12其次[4]。 高發病率是由該部位的解剖特點決定的：1）該區域脊柱活動度大，這種易活動的特征導致多種暴力形式如壓縮、屈伸和旋轉等均會成為致傷因素，即損傷的易感性高；2）該區域較陡直，承啟相對固定胸椎和活動度較大的腰椎，是脊柱胸椎后凸和腰椎前凸的移型區，且不同于胸段脊柱，缺乏肋骨的限制導致穩定性下降；3）該部位是小關節面朝向變化的交界處，胸段脊柱的關節面呈冠狀排列，很大程度上限制了屈伸活動，而腰椎的小關節面呈矢狀排列易于屈伸活動。關節面朝向改變的特征也進一步導致該部位骨折發生率高[5]。

2 胸腰椎骨折分型的發展史

2.1 早期骨折分型 基于損傷的機制和骨折形態特征，Boehler[1]在1929年創建了首個胸腰椎骨折分型系統。該分型將骨折分為五類：壓縮骨折，屈曲－牽張損傷（椎體壓縮合并后方結構牽張損傷），伸展型損傷，剪力損傷，旋轉力損傷。

1938 年，Watson[6]最初在分型中引入了穩定性的概念，并強調了后方韌帶復合體（Integrity of the posterior ligamentous complex，PLC）的重要性。通過觀察252例臨床病例，Watson將胸腰椎骨折分為4型：1）單純楔形骨折；2）粉碎性骨折；3）骨折移位；4）過伸傷。Watson觀察到椎體粉碎性骨折患者疼痛癥狀并不嚴重，而嚴重的楔形壓縮骨折疼痛明顯，認為正是由于前方的塌陷造成后方小關節的高張力導致疼痛發生。Watson進一步強調，如果脊柱的序列得不到恢復，30%～40%的患者會長期遭受較嚴重的疼痛困擾。而嚴重粉碎性骨折常伴間盤撕裂，會引發椎間隙狹窄導致臨近椎體融合從而減輕疼痛。

Nicolle[7]對Watson的分型系統進行了驗證，指出解剖學復位是脊柱骨折治療成功的關鍵。基于162例胸腰椎骨折病例，Nicolle發現胸腰椎骨折疼痛的關鍵并不在于小關節的損傷復位，而是髓核刺激脊髓神經結構所致。如果間盤結構仍完整，楔形壓縮骨折引起的疼痛主要源于骨折造成后方韌帶的張力性損傷。因此，Nicolle建議：不論何種損傷，都要對如下4種結構進行單獨的評估：椎體，間盤，小關節和棘間韌帶。該學者在1949年提出了新的胸腰椎骨折分型系統：1）前方楔形變；2）側方楔形變（屈伸旋轉損傷）；3）骨折移位：常伴有棘間韌帶損傷和小關節骨折－脫位；4）椎弓損傷：旋轉損傷伴峽部裂。于此之外，Nicolle進一步對穩定性的概念進行了闡述。他認為輕中度的前方和側方楔形骨折以及椎板骨折在L4水平以上是穩定的，保守治療不會增加畸形和脊髓損傷發生的風險；在L4水平以下、嚴重的楔形骨折和雙側椎板骨折則為不穩定骨折。

2.2 二柱理論 通過1000例胸腰椎骨折患者的治療觀察，Holdsworth[8]在1970年革命性的提出了胸腰椎骨折二柱理論。該理論將脊柱分為了前柱和后柱，前者由椎體和間盤構成，后者由小關節和后方韌帶復合體構成。具體的分型分案為：1）前柱壓縮骨折；2）旋轉骨折伴脫位；3）伸展性損傷；4）剪切力傷；5）爆裂骨折。Holdsworth同樣強調了后方韌帶復合體在維持脊柱穩定性上的重要作用，并指出即便X線片檢查不能明確，當后方可觸及棘間間隙增寬仍提示骨折不穩。他將楔形骨折和爆裂性骨折劃分為穩定性骨折，認為治療上可以采用數天至數周的石膏背心制動。對于粉碎性骨折，則需要行融合手術并延長制動時間。因為韌帶結構多愈合不良，單純的脫位，即便不存在骨折仍屬不穩定，推薦融合手術。

2.3 Denis三柱理論 隨后的另一大突破是一直沿用至今的Denis三柱理論[9]。Denis在1983年通過對412例胸腰椎骨折患者行回顧性分析，將Holdsworth的二柱理論擴展為三柱理論, 其所引入的中柱：椎體后壁，后方纖維環，后縱韌帶； 前柱：前總韌帶，前方纖維環，椎體的前部；后柱：后方韌帶復合體及其伴隨的骨性結構，后柱構成與此前Holdsworth描述相同。后方韌帶復合體：棘上韌帶、棘間韌帶、黃韌帶和關節囊。區別于Holdsworth，Denis 認為，對不累及后縱韌帶、后方椎體和后方纖維環的單純后方韌帶復合體損傷并不會引起不穩。脊柱損傷可分為微小損傷（橫突骨折、關節突骨折、峽部骨折、單純棘突骨折）和嚴重損傷。嚴重損失可以分為4類：1）壓縮骨折；2）爆裂骨折；3）安全帶型骨折；4）骨折脫位。各分型又再細分為多個亞型。 Denis認為輕中度壓縮骨折屬于穩定狀態，可以早期下床活動。嚴重的壓縮骨折或安全帶型損傷屬于I度不穩，爆裂骨折為II度不穩，嚴重爆裂骨折伴神經癥狀或骨折脫位為III度不穩。對于III度不穩的患者，推薦手術減壓固定治療。

基于前人的胸腰椎分型理論，McAfee進一步觀察了100例胸腰椎骨折接受保守治療患者的CT掃描結果，分析其損傷機制和形態學改變，在1983年又發展了新的分型方法[10]。他的貢獻主要體現在骨折發生的力學分析，提出了軸向壓縮力、軸向牽張力和橫向力三種致傷形式。同時McAfee首次將爆裂骨折進一步分為兩型：穩定型爆裂骨折（前中柱損傷不涉及后柱）和不穩定型爆裂骨折（骨折累及后柱，如小關節半脫位或后弓骨折）。McAfee又進一步將安全帶型損傷分為Chance骨折和其它僅累及韌帶結構的屈曲牽張型損傷。不穩定型爆裂骨折常需手術治療。

2.4 Load-sharing分型 19世紀末，隨著短節段椎弓根后路固定的逐漸普及，McCormack總結了短節段固定的缺點，如內固定失敗和進行性的脊柱后凸畸形。在對以往病例進行回顧性分析后，McCormack在哥倫比亞大學醫學院骨科中心總結了一種評分系統用于評估后路短節段固定失敗的風險，即載荷評分系統（Load-sharing classification system）[11]。該分型系統可用于指導脊柱外科醫生對固定節段的選擇，如選擇單純的后路短節段還是后前路聯合手術，長節段固定還是短節段固定。臨床應用結果表明該載荷評分系統可靠性高[12]。然而，也有學者指出該系統的局限性，即該系統并沒有納入韌帶和神經功能損傷情況，一定程度上限制了其臨床應用價值[13]。

2.5 AO分型 與McCormack同時，Magerl等通過對1445例胸腰椎骨折患者的骨折情況進行細致分析后又總結出一套更為全面的胸腰椎骨折分型系統，即AO分型[14]。該分型根據損傷機制（壓縮、牽張、旋轉）、影像學表現和脊柱軟組織損傷情況將胸腰椎骨折情況進行綜合評估。分型主要通過3-3-3的模式展開。首先分為A、B、C 3型，每一型又各自分成3組，每組又相應的分為3個亞組。從A型到C型以及各亞型間，嚴重程度逐級增加。A型骨折的特點是椎體壓縮，后柱結構多無明顯損傷，表現為輕中度疼痛無皮下血腫。B型骨折多表現為明顯的局部壓痛、腫脹和皮下血腫。B1和B2型損傷可觸及棘突間隙增寬或臺階感。C型骨折是在A或B型基礎上的旋轉暴力所致。

AO分型共包含53個亞型，分型較繁瑣，記憶困難且可重復性較低，可信度研究表明AO的主型間觀察可信度僅67%，亞型間則更低，對臨床的指導意義有限[15]。此外，該分型一方面未對“穩定性”做出明確定義，也沒有將神經功能障礙情況納入到評分標準中。后續的研究也表明，AO所提示的不穩狀態與MRI通過觀察后方韌帶復合體所提示的脊柱不穩呈低相關[16]。

2.6 Thoracolumbar Injury Classification System（TLICS）分型系統 對胸腰椎骨折分型的研究一直未有終止，美國脊柱創傷研究所的Vaccaro等學者總結了現有分型的主要問題：過于繁瑣、臨床應用不變，對后方韌帶復合體的重要性認識不足，未能將神經功能障礙程度納入到評分系統中，未給予明確的治療指導意見幾方面問題，提出了新的TLICS分型[17]。Vaccaro等認為損傷的形態學改變代表當前的機械力學不穩情況，后方韌帶復合體的損傷情況代表著長期穩定狀態，而傷后即刻的神經功能狀態決定著最終的神經功能預后。將這三方面因素結合到一起能更為客觀的反應脊柱的穩定性及預后。就手術入路的選擇，Vaccaro等也提出了幾點建議：前方壓迫導致不完全神經功能障礙時應選擇前路手術，后方韌帶復合體損傷應選擇后路，而二者同時存在時應選擇聯合入路[18]。通過結合形態學、后方韌帶復合體和神經功能評估，TLICS確實比較客觀的反應了損傷的嚴重程度并給出了相應治療方案[19]。TLICS是目前比較可靠實用的胸腰椎骨折評分系統，值得提出的一點是，在后方韌帶復合體的完整性的判斷上，有時不同的脊柱外科醫生會有差異[19]。

3 小結

骨折的分型史也一定程度上反映了骨折臨床治療的發展史，隨著醫學影像學的不斷發展、對骨折生物力學理解的不斷加深以及臨床上治療上的推陳出新，舊的骨折分型逐漸難以適應臨床需要，新的分型方案應運而生。越來越多的脊柱骨折分型方案也使醫生面臨著選擇的困難。目前臨床上應用較廣泛的分型方式包括：Danis 分型、Load-sharing 分型、AO分型和TLICS分型[20]。迄今對各分型的評估尚缺乏能夠廣泛認可的結果，之前的測試結果表明不同分型系統的可信度很大程度上與脊柱外科醫生的工作年資正相關[21]。這也說明各分型系統有其各自的特點及優缺點，需要脊柱外科醫生在應用中加深理解，才能更有效的指導治療。同時，各分型系統對于脊柱穩定性的評價依據往往代表其各自的精髓，也是其決定治療方案的關鍵所在。有學者對胸腰椎骨折患者依據骨折分型系統行手術治療和保守治療2年后的療效進行了隨訪。研究表明手術治療確實改善了患者的后凸畸形，然而就疼痛緩解，神經功能恢復及重返工作崗位的情況并沒有統計學差異。就固定節段的選擇而言，長節段固定不可避免的增加了手術時間、風險和出血量，同時犧牲了脊柱活動度。相比之下短節段的固定失敗率更高，畸形矯正情況更差[22]。因此，脊柱外科醫生在選擇分型方案時要能從充分理解到熟練應用，要全面評估胸腰椎骨折的損傷機制、神經功能改變、后方韌帶復合體的完整性、基于影像學分析的形態學改變、基礎疾病及創傷應激對全身各器官的影響，從而為患者擬定出最佳的治療方案。