兒童腰椎骨折術后雙椎弓根螺釘斷裂致翻修一例及文獻回顧

朱偉瑋 葉文松 張百慧 徐璐杰李 立 徐靜芳 李海冰

作者單位：浙江大學醫學院附屬兒童醫院，國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心，1．骨科2．麻醉科（杭州市，310052）

隨著脊柱內固定技術的普及和應用，兒童胸腰椎脊柱骨折椎弓根釘棒系統內固定術后翻修的病例逐漸增多。 兒童脊柱翻修手術難度大，術后療效不確定，患兒花費大，極大地困擾著兒童脊柱外科醫生，但兒童胸腰椎脊柱骨折內固定術后翻修的報道較成人少見，醫者對此的認識嚴重不足。 本文報道1 例兒童腰椎骨折術后雙側椎弓根螺釘斷裂致翻修的病例，回顧相關文獻，總結分析翻修的原因及處理對策，旨在減少此類情況的發生，為廣大兒童脊柱外科醫生提供幫助。

患兒13 歲，女，因從四樓墜落致全身多發傷3 天轉入浙江大學醫學院附屬兒童醫院。 查體：神志清，精神差，雙側瞳孔等大等圓，對光反射靈敏，心律齊，未聞及雜音，雙肺呼吸音粗，聞及濕啰音，腹軟，無壓痛、反跳痛，肝區扣痛，肝脾肋下未及，雙上肢肌力Ⅴ級、雙下肢肌力Ⅱ級，雙上肢肌張力正常，雙下肢肌張力減低，雙側巴氏征陰性。 大便未解，小便正常。 肛門括約肌反射存在。 多處軟組織淤青，皮膚破損。 輔助檢查：脊柱CT 示T8、T9、T12 椎體壓縮性骨折，L3 椎體爆裂性骨折，L3 椎管占位70%，L3 椎體前緣塌陷60%，L2、L3節段局部后凸，脊髓壓迫。 胸部CT 示雙肺滲出性改變。 腹部B 超示肝挫傷。 診斷：高墜傷，L3 椎體爆裂性骨折，雙下肢不全癱，多發椎體壓縮性骨折，肺挫傷，肝挫傷，多處軟組織損傷。 脊髓損傷ASIA 分級為C 級；胸腰椎骨折TLICS 評分為5 分。

轉入我院后第2 天于氣管插管全麻下行后路L2-L4 椎弓根釘-棒系統內固定+腰椎后凸矯形+植骨融合術。 術后1 個月患兒雙下肢肌力、肌張力恢復正常。 術后5 月余，患兒因“腰背部皮膚疼痛2 周”再次就診我院，攝腰椎正側位X線片示：L2 雙側椎弓根螺釘斷裂，局部后凸畸形。 遂行翻修術，取出斷釘（用小環鑿沿斷釘尾部，擴大釘道，顯露斷釘尾部，咬骨鉗夾持取出），同時更換L2 雙側椎弓根螺釘，延長上端固定椎至L1。 翻修術后隨訪10 個月，皮膚激惹疼痛癥狀消失，無腰背痛，內固定在位，雙下肢肌力V 級、肌張力正常、感覺正常。 見圖1。

討論 兒童脊柱創傷占人類脊柱創傷的2%～5%，約占所有兒童骨折的5%；兒童胸腰椎脊柱創傷占兒童脊柱創傷的20%～40%；兒童胸腰椎脊柱創傷的最常見原因是車禍、高墜傷［1］。 兒童胸椎腰椎骨折多見于9 歲以上兒童，L2-L5是最常見的損傷節段［2］。 Babu 等［3］回顧性分析了2002—2014 年90 名兒童胸腰椎創傷患者的臨床資料，其中60%為爆裂性骨折，24%為壓縮性骨折；23%的病例無脊髓神經損傷，28%的病例脊髓損傷ASIA 分級為A 級；20%的病例進行了手術，術前20 例合并神經功能損傷的患兒中有7 例隨訪5個月神經功能未改善。

崔璀等［4］對2 056 例脊柱內固定患者回顧性研究，2．1%（44 例）經歷內固定翻修手術，其中內植物斷裂、移位占47．7%（21 例）；內植物斷裂、移位在2 056 例脊柱內固定患者中占1．0%。 顧洪生等［5］回顧性分析了2 436 例腰椎內固定患者的臨床資料，其中3．8%（92 例）內固定失敗行翻修手術；翻修原因包括內固定感染、椎弓根釘松動、椎弓根釘位置欠佳、椎弓根釘斷裂、內固定相鄰節段不穩、Cage 移位等。哈巴西等［6］回顧性分析了316 例脊柱骨折患者的臨床資料，其中13 例（4．1%）因術后內固定失敗致翻修，應用Logistic回歸分析性別、年齡、植骨情況、固定節段范圍、是否支具保護3 個月、手術技術應用共6 項指標，指出脊柱內固定失敗是多種因素所致，主要的獨立危險因素是植骨情況、支具保護3 個月、手術技術。

椎弓根螺釘長度對于脊柱釘-棒系統力矩有影響，螺釘太長則內固定切跡較高，螺釘尾部與螺紋交界處承受應力過大，易致螺釘斷裂；螺釘太短則內固定把持力力度不夠，容易引起螺釘松動、拔出［7］。 本例L2 雙側椎弓根長度為椎體前后徑的2／3，并非太長或太短。 椎弓根螺釘直徑較細或長度較短會降低螺釘穩定性，導致內固定失敗［8］。 Polly 等［9］指出，將椎弓根螺釘移除并在同一孔內更換原螺釘后，抗拔出力降低約34%；螺釘直徑增加2 mm，抗拔出力提高約8．4%；單純增加螺釘的長度并不能提高螺釘抗拔出力；在增加螺釘直徑的基礎上增加長度，可進一步提高抗拔出力。 椎弓根在螺釘拔出強度中起重要作用， 一旦椎弓根斷裂，則需要更換更長或更大直徑的螺釘［10］。本例初次手術時選擇的L2 螺釘直徑較細（直徑4．5 mm、長度40 mm），翻修時取出L2 斷釘，重新植入L2 螺釘直徑6．0 mm，長度40 mm，同時延上固定椎至L1，L1 螺釘直徑5．5 mm，長度40 mm。

圖1 本病例影像學檢查組圖 注 A：術前側位X 片； B：術前CT 矢狀位像； C：術前MRI 矢狀位像； D：術前L3 CT 橫斷位像； E：術前L3 MRI 橫斷位像； F：術后全脊柱正位X 片； G：術后全脊柱側位X 片； H：術后6 月，斷釘，全脊柱側位X 片； I：腰椎側位X 片，斷釘； J：斷釘時L2 椎弓根CT 橫斷位像； K：斷釘時L3 椎弓根CT 橫斷位像； L：斷釘時L4 椎弓根CT 橫斷位像；M： 翻修術后，正位X 片； N：翻修術后，側位X 片Fig．1 The imaging group of this case

首次手術時醫生通常把主要精力用在如何植入椎弓根螺釘上，往往忽視植骨融合的重要性，或將未充分制備骨粒堆放于未良好準備的植骨床，常導致術后假關節的形成，最終造成內固定失敗［11］。 王孝賓等［12］對21 例平均年齡34．5歲（17 ～51 歲）的T10-L2 椎體爆裂性骨折術后再次翻修患者進行研究，發現前柱融合失敗或骨折椎體未愈合可導致前中柱的力學穩定性喪失，應力主要集中于椎體后方的椎弓根釘棒系統，最終導致內固定斷裂或松動，這是初次手術失敗的主要原因。 但關于植骨融合與胸腰椎骨折內固定術之間關系文獻多以成人患者為研究對象，這可能導致研究偏倚，提示我們亟待對兒童相關內容再進行專門研究。 本例患兒術前椎間隙塌陷，初次手術僅進行椎板兩側植骨，手術后6個月，固定節段未達到骨性融合，這是本例斷釘的原因之一。翻修時，我們進行椎體間植骨聯合椎板橫突間植骨，末次隨訪獲得滿意骨性融合。

術中多次開路、攻絲釘道，導致椎弓根釘道過大，會減小椎弓根骨質對螺釘的握持力，易導致椎弓根螺釘的松動、拔出；對于短節段腰椎內固定術，最理想的螺釘位置是螺釘在位于椎弓根及椎體內的前提下，上位螺釘適當向上傾斜，下位螺釘適當向下傾斜，更符合力學平行四邊形法則，可減少螺釘承受彎折剪力［13］。

對骨折椎間隙適度的撐開操作既可恢復椎體的高度，又可利用前、后縱韌帶和椎間盤纖維環的張力作用使椎管內和椎體前緣的骨塊復位，恢復椎管的容積。 如果一味追求骨折復位，過度撐開椎體會使傷椎骨折塊分離，椎體內空腔形成，椎弓根螺釘負荷過大，斷釘及骨不愈合率明顯增加，引發胸腰椎骨折內固定失敗［14］。

椎弓根螺釘位置不良如造成神經根與脊髓損傷，需要積極處理；腰椎內固定術后出現腰腿疼加劇、下肢感覺與運動異常時應立即行CT 掃描評判椎弓根螺釘位置，一旦確定以上癥狀由位置不良引起，應立即翻修［15］。 Perdomo 等［16］運用系統回顧和Meta 分析比較采用四種植釘方法（徒手技術、透視輔助、CT 導航、機器人輔助）后指出：CT 導航植釘精確度最高；胸椎植釘的準確率較低，CT 導航、機器人輔助可提高胸椎植釘精確度。 相信隨著我國醫療設備自主制造研發的不斷進步， CT 導航、機器人輔助定能得到普及，并應用在越來越多的困難植釘椎體上，提高椎體植釘準確度，造福更多患者。 本例初次手術時植釘位置良好。

Kato 等［17］指出，目前治療兒童脊柱骨折多采用脊柱后路椎弓根釘-棒系統內固定術，前路手術應用極少。 我們檢索近5 年文獻也支持此觀點。 Hariri 等［18］對64 例單純行后路內固定治療的胸腰椎爆裂骨折研究指出，單純后路內固定是持久的、可靠的，相比前后聯合入路可降低減少手術時間、失血量、輸血量和并發癥。 Joaquim 等［19］在系統性回顧研究后指出，從生物力學的角度來看，短節段后路脊柱內固定（固定傷椎+傷椎上下一個節段）可提高脊柱結構強度，在某些情況下甚至可與長段固定或前柱椎體重建+后方內固定相當；固定傷椎+傷椎上下一個節段固定可避免增加額外的前入路。

Sun 等［20］研究指出，與傷椎處植入兩枚椎弓根螺釘相比，在傷椎植入單枚椎弓根螺釘治療的嚴重胸腰椎骨折患者可獲得相似的臨床和放射學結果。 然而，許多研究表明，傷椎植入單枚椎弓根螺釘易導致內固定失敗和后凸畸形的進展，目前對于胸腰椎爆裂性骨折多數學者通常在傷椎植入兩枚椎弓根螺釘［21，22］。 我們認為，除非術中證實確實存在傷椎植釘困難（如椎弓根爆裂等），否則術中應盡量采用雙側傷椎椎弓根植釘。

哈巴西等［6］研究13 例脊柱翻修病例后指出，手術后支具保護小于3 個月對于內固定失敗的影響最大。 Piazza等［23］指出，佩戴支具不能顯著改善胸腰椎骨折內固定術后的穩定性，可能不是一種很理想的措施。 Skoch 等［24］認為，雖然國外大多數醫生建議胸腰椎骨折內固定術后佩戴支具3個月，但鑒于缺乏有力的臨床或生物力學證據，同時增加了病人的額外費用和不適感，這提示我們需要進一步的研究以確定術后是否常規建議使用，對照研究應包括仔細分析假性關節和并發癥的發生率。

我們認為兒童胸腰椎骨折內固定術后常規需要佩戴支具，因為兒童相對于成人更活潑好動，依從性差，本例患兒術后2 月余上學后自覺支具影響外觀，加之天氣炎熱，在校期間未佩戴胸腰骶支具，并且未戴支具進行爬山活動，這可能是本例斷釘的原因之一。 所以要重視術后宣教，提高患者依從性，指導患兒術后進行正確的功能鍛煉。

Gu 等［25］回顧性分析1 764 例脊柱手術患者，報道手術部位感染發生率為3．3%，平均發生在術后第3 天，平均增加住院天數為9． 3 天；多因素分析顯示的危險因素包括高BMI、手術入路（后部）、夏季手術、使用自體骨植骨、術前血小板水平較高。 Shoji 等［26］報道的手術部位感染發生率為3．5%；單因素分析顯示手術部位感染與糖尿病、低血清白蛋白（ ＜3．5 g／dL）存在正相關；多因素分析顯示，常規藥物種類數≥7 是獨立危險因素。 Liu 等［27］分析2 715 例腰椎內固定患者資料指出，手術部位感染發生率為2．4%，確定了獨立危險因素（術前低血鈣、術前和術后低白蛋白以及術后低血紅蛋白）與腰椎手術部位感染顯著相關。 顧洪生等［5］認為腰椎內固定術后切口急性感染時除及時換藥、清創、病灶清除外，盡早應用負壓封閉引流可以在保留內固定同時取得良好的臨床治療效果。 我們認為，兒童胸腰椎骨折患者往往合并其他損傷，必要時積極使用抗生素控制全身其他部位感染，常規術前預防性使用抗生素，減少手術時間，術中嚴格無菌操作，圍術期積極糾正低蛋白血癥、控制血糖能夠減少手術部位感染甚至翻修的發生。