后路短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定治療胸腰段爆裂骨折術后再發后凸的危險因素

侯國進，周 方，田 耘，姬洪全，張志山，郭 琰，呂 揚，楊鐘瑋，張雅文

(北京大學第三醫院骨科， 北京 100191)

胸腰段(T10～L2)解剖位置特殊，承受了更多的應力，其為脊柱最容易發生創傷性骨折的節段，約占脊柱骨折的90%[1-2]。胸腰椎穩定性爆裂骨折的治療方式選擇尚存在爭議，手術治療的目的在于恢復椎體的高度，矯正后凸畸形，為脊柱提供穩定的支撐，必要時進行椎管減壓[3]。椎弓根螺釘固定技術通過三柱固定，早期后凸矯正率高，后路短節段跨傷椎固定具有保留脊柱運動單元、創傷小、操作過程簡單等優點而得到廣泛的應用[4]，但短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定術后再發后凸[5](矯正度丟失>5°)并非罕見，常伴有腰背疼，甚至神經功能障礙[6]。

本研究通過回顧性分析2010年1月至2017年12月北京大學第三醫院采用短節段跨傷椎椎弓根螺釘治療的144例胸腰段爆裂骨折患者的臨床資料，探索內固定物取出術后再發后凸的危險因素，以指導臨床治療，提高胸腰段爆裂骨折的治療效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：年齡18～60歲，單節段胸腰段爆裂骨折，上終板壓縮型骨折，國際內固定研究會/創傷骨科協會(Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen/Orthopaedic Trauma Association，AO/OTA)分型為A3、B1、B2型，無神經功能損害，排除病理性骨折、骨折脫位和多發性創傷，傷后1周內進行手術治療，骨折采用后路短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定，排除術中進行椎板切除及植骨融合的患者，術后12～18個月取出內固定物并至少隨訪6個月。

共有144例患者納入本研究，其中男性74例,女性70例，平均年齡(39.1±13.2)歲，平均體重指數(24.0±3.5) kg/m2。傷椎分布在T12(42例)、L1(72例)和L2(30例)，骨折類型為A3(90例)、B1(25例)和B2(29例)。根據取出內固定物后末次隨訪矯正度丟失是否>5°，將患者分為再發后凸組和無再發后凸組，其中再發后凸組共納入92例，無再發后凸組共納入52例。

1.2 手術方法及隨訪

所有患者均采用全身麻醉，取俯臥位，腹部懸空，先在胸腰段背部后凸頂點處向腹側適當加壓進行體外復位，使用C形臂X線機透視椎體高度恢復情況。以骨折椎為中心的后正中切口，暴露雙側椎板及關節突。完成椎弓根螺釘置入，并通過C形臂X線透視確認螺釘位置。安裝連接棒，撐開恢復椎體高度，擰緊尾帽。留置負壓引流，48 h內拔除引流管。

麻醉恢復后開始股四頭肌等長收縮鍛煉及踝泵鍛煉，術后予多模式鎮痛。拔除引流后可佩戴胸腰段支具間斷下地活動，3周后開始進行腰背肌功能鍛煉。支具佩戴3個月，術后3個月復查后逐漸去除支具，過渡期為1個月；所有患者分別于術后3 d、3個月、6個月、12個月進行復查胸腰段正側位X線片；術后12～18個月取出內固定物并至少隨訪6個月。

1.3 測量指標及方法

1.3.1X線檢查 分別于術前、術后、術后12個月及末次隨訪各個時期，通過站立、側位X線片進行測量(圖1)。測量傷椎前緣和后緣高度(H2a、H2p)、傷椎上椎體前緣和后緣高度(H1a、H1p)、傷椎下椎體前緣和后緣高度(H3a、H3p)，并計算傷椎前緣理論高度H2A=(H1a+H3a)/2，傷椎后緣理論高度H2P=(H1p+H3p)/2，計算椎體前緣的高度比A%=H2a/H2A和椎體后緣的高度比P%=H2p/H2P。測量節段后凸角(segmental kyphosis，SK，傷椎上位椎體的上終板與下位椎體的下終板之間的夾角)、傷椎楔形角(vertebral wedge angle，VWA，骨折椎體上終板與下終板的夾角)、Gardner畸形(Gardner deformity，GD，傷椎上位椎體的上終板與傷椎下終板之間的夾角)，并測量上位椎間盤角(upper intervertebral angle，UIVA，傷椎上終板與上位椎體下終板之間的夾角)和下位椎間盤角(lower intervertebral angle，LIVA，傷椎下終板與下位椎體上終板之間的夾角)。

A, measurement of the height of the anterior/posterior border of vertebral body; B, ∠α, segmental kyphosis; C, ∠γ, vertebral wedge angle; D, ∠β, Gardner deformity.

1.3.2CT檢查 通過CT檢查明確上終板是否骨折及骨折形態、移位程度、椎管侵占情況，并通過測量CT值評估患者的骨量[7]。

1.3.3MRI檢查 通過MRI檢查T2抑脂像，判斷后方韌帶復合體(posterior ligament complex，PLC)的損傷情況，并通過Sander法評判椎間盤是否損傷，0級判定為無椎間盤損傷，1級判斷為不確定，2、3級判定為椎間盤損傷[8]。

1.3.4骨折分型及載荷分享評分 根據X線、CT及MRI綜合評估，采用AO/OTA胸腰段骨折分型，并采用載荷分享評分(load-sharing classification，LSC)[9]對椎體損傷的嚴重程度(椎體的粉碎程度、骨折塊的移位程度、后凸畸形需要矯正的程度)進行評分(表1)。

表1 胸腰段脊柱骨折的載荷分享評分

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 不同時期各指標的測量結果

患者的平均隨訪時間為28(20～113)個月。所有患者無內固定物松動、斷裂等并發癥。分別于術前、術后3 d、術后12個月及末次隨訪各個時期，通過站立、側位X線片進行相關參數測量(表2)。

通過組間比較，傷椎前緣高度比術后較術前明顯改善(P<0.001)，術后1年復查較術后有丟失(P=0.014)， 取釘后傷椎前緣高度比不再出現明顯丟失(P=0.249)；傷椎后緣高度比術后較術前明顯改善(P<0.001)，術后1年復查較術后無明顯變化(P=0.378)，取釘后傷椎后緣高度比不再明顯變化(P=0.158)；傷椎上、下間盤高度比術后與術前無明顯變化(P=0.597)，術后1年復查可見上位椎間盤較術前塌陷(P=0.012)，并在取釘后末次隨訪進一步塌陷(P=0.004)；局部后凸角術后較術前明顯改善(P<0.001)，但在術后1年及末次隨訪均出現后凸進行性加重(P=0.002，P<0.001)；傷椎楔形角術后較術前明顯改善(P<0.001)，術后1年復查可見傷椎楔形角加大(P=0.015)，取釘后傷椎后緣高度無明顯變化(P=0.432)；Gardner畸形術后較術前明顯改善(P<0.001)，但在術后1年及末次隨訪均出現后凸進行性加重(P<0.001，P=0.001)；傷椎上間盤角術后較術前明顯改善(P<0.001)，但在術后1年及末次隨訪均出現后凸進行性加重(P<0.001)；傷椎下間盤角術后較術前無明顯變化(P=0.172)，術后1年復查較術后無明顯變化(P=0.083)，但在取釘后末次隨訪出現變化(P<0.001)。

表2 不同時期各指標的測量結果

2.2 單因素分析

該研究144例患者中92例患者出現再發后凸，發生率為63.9%，再發后凸組和無再發后凸組患者的一般情況如表3所示，通過單因素分析可見，再發后凸組和無再發后凸組患者的性別、年齡、上位椎間盤損傷、CT值、術前節段后凸角、術前傷椎楔形角、術前Gardner畸形及術前椎體前緣高度比差異有統計學意義(P<0.05)。

2.3 Logistics回歸分析

將單因素組間分析中兩組具有明顯差異的8個變量和術前載荷分享評分(P<0.1)共9個變量納入Logistics回歸分析，采用逐步向后回歸法(backward stepwise：Wald)進行變量篩選，結果提示，男性、上位椎間盤損傷及術前傷椎楔形角是短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定治療胸腰段爆裂骨折取出內固定物后再發后凸的危險因素(表4)。圖2和圖3是再發后凸組和無再發后凸組的典型病例。

3 討論

胸腰段脊柱骨折手術治療的目的在于恢復椎體高度，矯正后凸畸形，為脊柱提供穩定的支撐，便于患者早期活動，減少臥床相關并發癥。Roy-Camille等[10]首先采用短節段跨傷椎椎弓根螺釘技術治療胸腰段骨折，其具有減少固定節段、手術創傷小等優點，被廣泛應用于胸腰段爆裂骨折的手術治療，然而隨訪中發現矯正角度丟失發生率較高[11]。后凸畸形為影響患者手術預后的最重要因素，與患者生活質量密切相關。本研究中手術治療后患者傷椎高度平均恢復25.8%，平均節段后凸角由術前的15.4°矯正至6.7°，驗證了短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定治療胸腰段爆裂骨折的短期療效，但取釘術后至少6個月的隨訪發現，平均節段后凸角增加至13.4°，再發后凸的發生率高達63.9%。本研究嘗試回顧分析患者的臨床資料，探索短節段跨傷椎椎弓根螺釘治療胸腰段爆裂骨折內固定物取出術后再發后凸的危險因素，以提高胸腰段爆裂骨折的治療效果。

本組男性患者再發后凸的發生率為 75.7%，Logistic回歸分析結果提示，男性是短節段跨傷椎椎弓根螺釘治療胸腰段爆裂骨折內固定物取出術后再發后凸的危險因素(OR：2.88，95%CI：1.196～6.933)，而以往的文獻中指出，女性由于退變疾病及骨質疏松的發病率顯著增加導致其再發后凸風險高于男性[12]。該研究的納入人群均為中青年，患者的平均CT值為169.5，明顯高于文獻[7]中判定骨質疏松癥的臨界值(CT值為110)，降低了退變疾病及骨質疏松的干擾。通過比較發現，男性患者術前的平均載荷分享評分(6vs. 5，Z=-2.975，P=0.003)、節段后凸角(16.6°vs. 14.1°，t=2.005，P=0.047)、傷椎楔形角(16.7°vs. 14.5°，t=2.889，P=0.004)及Gardner畸形(18.8°vs. 16.6°，t=2.069，P=0.040)均明顯大于女性患者，男性患者原發損傷程度更重可能是術后隨訪矯正角度丟失，甚至再發后凸的原因。

椎間盤損傷目前仍缺乏理想的分類方法，本研究中采用Sander法[8]進行評估，具有良好的可靠性(κ=0.96)。椎間盤的結構特點使其具有一定彈性，與椎體相比能夠更好地承受損傷瞬間的載荷，既往研究表明椎間盤損傷多發生于椎體嚴重粉碎的胸腰段爆裂骨折[13]。本研究Logistics回歸分析提示，術前椎間盤損傷是再發后凸的危險因素(OR：2.962，95%CI：1.062～8.258)。既往關于再發后凸原因的研究指出，在胸腰椎骨折后的不穩定因素中，椎體本身只占38%，椎間盤損傷和塌陷是術后矯正角度丟失、再發后凸甚至內固定失敗的主要原因[6,14]。由于椎間盤和終板的解剖特點，損傷的椎間盤很難修復，而更易發生退變[15]。椎弓根螺釘固定雖然提供三柱穩定性，具有一定對抗椎間盤塌陷的能力，但隨著隨訪時間延長，尤其是內固定物取出術后仍會由于損傷的椎間盤退變而出現進行性后凸加重。因此，Furderer等[13]建議MRI提示椎間盤損傷或出現椎間盤退變吸收時需要采用經前路或后路的椎間盤切除融合的方法來治療胸腰段爆裂骨折。

表3 再發后凸組及無再發后凸組患者的一般資料比較

表4 術后再發后凸的危險因素Logistics回歸分析結果

A, lateral X-ray before surgery; B, MRI before surgery showed upper intervertebral disc injury; C, lateral X-ray 3 days after surgery; D, lose of correction angle 12 months after surgery (X-ray); E, disc collapse and recurrent kyphosis 24 months after surgery (X-ray).

A, lateral X-ray before surgery; B, MRI before surgery showed PLC injury; C, lateral X-ray 3 days after surgery; D, no lose of correction angle 12 months after surgery (X-ray); E, no recurrent kyphosis 24 months after surgery X-ray.

傷椎楔形角為骨折椎體上終板與下終板的Cobb’s角，常用于衡量椎體骨折的嚴重程度。有研究表明，椎體前柱高度丟失越多，術后矯正度丟失越嚴重；傷椎的壓縮程度與內固定物取出后再發后凸密切相關[16]。在解剖特點方面，椎體由皮質骨和松質骨組成，傷椎楔形角較大的胸腰椎爆裂骨折，骨折椎體的松質骨通常壓縮嚴重，短節段跨傷椎椎弓根螺釘內固定技術雖然能夠有效恢復椎體前緣高度以及節段穩定性，但椎體內會留有較大的骨松質缺損區，如果松質骨結構不能及時重建，會造成后凸的進行性加重[17]。Jun等[18]指出，MRI中椎體骨水腫范圍大于1/3是術后后凸進行性加重的危險因素之一。因此，有學者指出后路短節段經傷椎內固定術能夠支撐前柱結構，提高內固定的穩定性，降低內固定失敗及再發后凸的發生率[19]。生物力學研究證實，傷椎螺釘使原跨節段由兩點固定變為三點固定，可降低懸掛效應，改善應力分布，間接支撐前柱，有利于骨折愈合，最終有助于維持后凸矯正[20]。Li等[21]通過Meta分析比較了經傷椎與跨傷椎內固定術在胸腰段骨折治療中的效果，認為經傷椎內固定術比跨傷椎內固定術復位效果更好，隨訪中矯正度丟失更少，且內固定失敗發生率更低。

PLC損傷的診斷主要依據MRI檢查，也有 X 線及CT檢查診斷PLC損傷的研究[22-23]。急性胸腰椎爆裂骨折患者PLC的損傷與骨折嚴重程度、神經損傷均有關[24]，完整的PLC對脊柱的穩定性具有重要作用，尤其是在創傷性胸腰椎骨折前柱功能受損時，PLC將承擔更大的負荷[25]。PLC損傷可能造成脊柱慢性不穩定，在隨訪中出現進行性后凸加重[26]，但本研究并未得出PLC與再發后凸的相關性。結合既往的研究[27-28]，本課題組認為可能原因為：前方椎體承受屈曲壓縮的應力，而PLC承擔牽張應力，短節段跨傷椎椎弓根螺釘治療胸腰段爆裂骨折術后前柱高度能夠得到較好的恢復，釘棒系統能在內固定物取出之前提供較好的抗牽張能力，而內固定物取出后，傷椎楔形角不再發生變化，PLC的張力也可以通過瘢痕愈合得到一定程度的恢復。

既往也有關于術前評分系統載荷分享評分和胸腰段損傷分類及嚴重程度評分(thoracolumbar injury classification and severity score，TLICS)與術后再發后凸的相關研究[9，29-30]，但并無一致的結論。Parker等[29]報道，胸腰段骨折患者載荷分享評分≤6時能夠通過使用4顆椎弓根螺釘進行后路跨傷椎內固定術進行治療，載荷分享評分>7時則需要穩定前柱；但Chen等[16]研究指出，載荷分享評分與隨訪過程中矯正度丟失程度無關，其可能原因為載荷分享評分反映了椎體的骨折粉碎程度，而無法準確反映終板損傷程度。Kaul等[31]認為TLICS無法準確反映椎間盤受累情況，其評分還受其他因素影響，不適用于預測再發后凸的風險。

本研究是回顧性研究，樣本量偏少，且未分析其他潛在混雜因素對骨折愈合的影響，此外，椎間盤損傷的判定目前仍無理想的分類方法，有待進一步的前瞻隨機對照臨床試驗來驗證結果。

綜上所述，胸腰段骨折患者經后路短節段跨傷椎內固定能取得滿意的術后即刻效果，但隨訪過程中可能會發生一定程度的矯正角度丟失，男性、上位椎間盤損傷及術前傷椎楔形角是短節段跨傷椎椎弓根螺釘固定治療單節段胸腰段爆裂骨折取出內固定物后再發后凸的危險因素。對再發后凸的高危患者，早期通過經傷椎固定、植骨融合等方式可能有助于減少術后進行性后凸的加重，避免并發癥。