經傷椎置釘治療胸腰椎骨折的研究進展

郭鐘義，馬 俊，黃亮亮，康 輝*

1.武漢科技大學醫學院，武漢 430065

2.中國人民解放軍中部戰區總醫院骨科，武漢 430070

胸腰椎骨折是脊柱骨折的常見類型，其治療方法分為非手術治療和手術治療［1-2］。隨著影像學、生物力學研究的不斷深入及椎弓根螺釘技術的不斷發展，后路椎弓根螺釘內固定術已成為治療胸腰椎骨折的經典術式；其中以跨傷椎短節段固定應用最為普遍。傳統的跨傷椎短節段固定是在骨折椎體的頭側和尾側2個椎體置入椎弓根螺釘，靠縱向撐開力來恢復被壓縮椎體的高度，促使骨折椎體復位。但由于螺釘承受的應力較大，抗旋轉能力差，導致術后患者臥床時間長，并發癥發生率高，遠期可能發生傷椎高度丟失、后凸矯正角度丟失、內固定失敗等情況［2-4］。有學者提出延長固定節段來減少每枚螺釘的應力，增加固定的穩定性，但是隨著固定節段的增加，脊柱的活動單元減少，導致脊柱活動度降低，發生平背畸形等，加快了鄰近節段的退行性變［5-6］。以上不足使跨傷椎固定在臨床應用受到了一定限制。為降低并發癥發生率，經傷椎置釘技術應運而生。本文從經傷椎置釘治療胸腰椎骨折的可行性、方式、適應證等方面展開分析，并總結亟待解決的問題，綜述如下。

1 經傷椎置釘的可行性

1.1 解剖學及影像學

椎弓根是脊柱最堅固的部分，其后部基本全是皮質骨，僅中心有少量松質骨。Pelletier等［7］的生物力學研究發現，椎弓根皮質骨在保護松質骨方面起著較大的作用，同時也對抗拔出力有貢獻。去除皮質后，椎弓根拔出負荷減少約1 100 N，不僅降低了抗拔出強度，且進一步削弱了椎弓根螺釘的固定作用。這是椎弓根螺釘廣泛應用于胸腰椎骨折的一個重要依據。胸腰椎損傷時常引起椎弓根骨折，吳衛平等［8］通過分析骨折椎體的影像學資料，將胸腰椎骨折分為3型（Ⅰ型，關節突骨折涉及椎弓根；Ⅱ型，椎弓根骨折；Ⅲ型，椎弓根與椎體結合部骨折），并發現臨床上Ⅰ型和Ⅲ型骨折占大多數，且Ⅰ型和Ⅲ型骨折椎弓根完整，不影響置釘路線；Ⅱ型骨折為置釘禁忌證。胡海剛等［9］對56例椎弓根骨折的影像學資料進行統計分析，Ⅰ型、Ⅲ型共占96.4%，采用經傷椎置釘治療臨床效果良好，Ⅱ型置釘風險較大，不予置釘。綜上，大部分情況下經傷椎置釘在臨床上可行。

1.2 生物力學

跨傷椎與經傷椎短節段固定相關研究發現，雖然經傷椎短節段固定需要更長的手術時間，但在出血量和手術創傷方面二者無明顯差異；經傷椎短節段固定不僅分散了椎弓根螺釘的應力，增加了內固定的載荷能力及穩定性，顯著降低了內固定的松動率、斷裂率和椎體前緣高度丟失率，且由于降低了內固定系統的懸掛效應，遲發型脊柱后凸畸形、矯正度丟失現象明顯減少［3，6，10-12］。與跨傷椎長節段固定相比，經傷椎短節段固定不僅能夠獲得與長節段固定相同的穩定性，而且保留了更多的運動單元，減少了鄰近節段退行性變的發生［13］。Norton等［14］的體外生物力學研究發現，骨折椎體在置入2枚椎弓根螺釘后，其屈伸時的剛度增加了31%，內固定棒的應力也顯著增加。經傷椎置釘具有良好的生物力學優勢，近年來廣泛應用于臨床，并取得了滿意的效果。

2 經傷椎置釘技術

2.1 螺釘長度

在椎弓根螺釘長短選擇方面，各學者觀點不一。王俊等［15］報道，螺釘置入傷椎后，雖然起到內固定作用，但傷椎在撐開復位時也受到了阻力，螺釘置入越深阻力越明顯。另一方面，螺釘對骨折塊產生向前或向四周推擠的作用，螺釘過長可引起骨折塊向后移位進入椎管。常銳等［16］也認為，短螺釘較長螺釘能更好地矯正椎體形態，復位效果良好，可增加內固定的穩定性。相反，陳德純等［17］認為，長螺釘較短螺釘更有優勢，長螺釘的撬撥作用能更好地恢復椎體高度，特別是對椎體前柱的撬撥作用力更強，同時螺釘可以填充復位后椎體松質骨空腔，增加椎體的內容積，減少傷椎復位后的空殼樣改變，骨折更易愈合。王海峰等［18］的研究發現，長螺釘在傷椎骨折復位維持方面明顯優于短螺釘。通常來說，螺釘越長，提供的軸向抗拔出力越大，穩定性越好。但項良碧等［19］發現，螺釘的長度由占椎體的80%增至100%時固定強度的增加并不明顯，且螺釘的彎曲力會隨之增加，有造成螺釘早期疲勞甚至斷裂的可能。杜煒等［20］也證實了這個觀點，雖然螺釘長度由占椎體的80%增至100%時最大抗拔出力增加，但是椎體在前屈、后伸、左右側曲 4 個方向的活動度大大降低。因此，目前臨床上多認為螺釘長度達椎體的80%較為適宜。筆者認為，在條件允許的情況下盡可能地選擇長螺釘，提供更強的軸向抗拔出力和穩定性，同時在手術過程中也應特別注意螺釘不能過長，以免突破椎體前壁，造成椎體前方神經、血管或臟器等重要組織的損傷；但螺釘也不能太短，否則會加大內固定后負荷，不僅恢復不了椎體高度，還極易造成螺釘松動、滑脫、斷裂；應結合骨折患者的影像學資料對釘道進行個體化設計，結合術中透視進行個體化精準置釘。

2.2 置釘角度

正常椎體椎弓根螺釘的置入方向在矢狀面有水平、斜上及斜下3種選擇。但在傷椎則不同，張亮等［21］對18例Denis B型胸腰椎爆裂性骨折患者進行影像學研究發現，傷椎椎體下半部、下終板多完整，且傷椎下位椎間盤無明顯損傷，形態完整；傷椎椎體上緣壓縮，斜上進釘時易影響骨折塊復位，因此，臨床上多采取水平置釘。Su等［22］對56例胸腰椎骨折患者的影像學資料研究發現，傷椎上終板骨折比下終板骨折更為常見，椎弓根位于椎體中上部，平行終板水平置釘螺釘會進入骨折區域，可能會影響椎管內骨折塊復位或出現固定強度不足等，影響骨折愈合。為了避免螺釘進入骨折區，多采用短螺釘，但螺釘太短又會導致螺釘松動、斷裂、滑脫等并發癥。為了避免上述矛盾，近年來，有了經椎弓根斜向下置釘的報道。康輝等［23］根據Denis B型胸腰椎骨折特點，采用經傷椎斜向下長螺釘置釘，避開骨折區域，將螺釘斜向下置入椎體相對完好的區域，并取得了滿意的臨床效果。譚磊等［24］通過生物力學研究發現，斜向置釘在前屈、后伸時的應力明顯小于水平置釘，提示經傷椎斜向下置釘較水平置釘能更均勻地分擔載荷，避免應力集中，有效預防斷釘、退釘等內固定失效的發生。在臨床實踐中，平行終板置釘多見于經皮椎弓根螺釘內固定術，因為此術式通道較小，不能在直視下進釘，導致頭傾、尾傾角度范圍變化不能太大，限制了進釘方向。而有骨折塊突入椎管、神經受壓損傷的胸腰椎爆裂性骨折，需要進行切開復位內固定，開放手術全程在直視下操作，斜向置釘相對容易可行。胸腰椎骨折的類型較多，制訂手術方案時應仔細分析患者影像學資料，根據骨折具體情況個體化設計，置釘時避開傷椎骨折區域，以免螺釘影響骨折塊復位，同時盡可能采用長螺釘以增加生物力學強度。

3 適應證

不論長螺釘還是短螺釘，水平置釘還是斜向置釘，應嚴格把握經傷椎置釘的適應證，對傷椎進行影像學分析，明確骨折情況，特別是要對椎弓根的完整性進行評估。根據載荷分享評分（LSC）和胸腰椎損傷分類及嚴重程度評分系統（TLICS），后路內固定手術應滿足LSC≤6分及TLICS≥5分。對于僅一側椎弓根完整的患者，單側經傷椎置釘仍有積極的意義［25-26］。

有學者采用附加經傷椎固定的后路4釘單節段固定治療胸腰椎骨折，該方式在復位及固定效果方面與短節段固定無明顯差異，但手術時間短，出血量少，最大限度地保留了脊柱運動節段，降低了長節段固定導致的頑固性腰痛、相鄰節段退行性變及脊柱不穩的發生率，有利于骨折愈合［27］。目前，臨床上對此方式的報道較少，可能與其嚴格的適應證有關。經傷椎置釘適應證［27-28］：①單椎體損傷且傷椎椎弓根完好；②傷椎至少一側終板完整；③椎體壓縮比不超過2/3；④椎管內占位少，無需椎板減壓。骨質疏松患者的椎弓根達不到固定所需的握持力和剛度，為此術式的禁忌證；Ⅱ型椎弓根骨折移位的骨折亦不適合經傷椎置釘。

4 問題及應對

4.1 空殼現象

前中柱壓縮較重的胸腰椎骨折復位后，雖然傷椎高度及外形基本恢復，但椎體內的骨小梁結構難以復原，椎體內空虛而出現腔隙及骨缺損區域，即為空殼現象。有研究報道，經傷椎置釘與空殼現象無明顯相關性，但術中過度撐開復位會加重空殼現象的程度，而術前椎體壓縮率是空殼現象發生的主要影響因素［29］。另一方面，合并骨質疏松癥是術后出現空殼現象的獨立危險因素（OR=2.723）［30］。有效處理胸腰椎骨折復位后的椎體空殼現象，是保證遠期效果的重要環節。鐘澤蒞等［31］運用Mimics軟件計算術后空殼體積與傷椎體積比值發現，當比值超過10%時，空殼不愈合率高，遠期易出現椎體復位高度丟失，殘留慢性腰背痛。為了減少空殼現象的發生，胡海剛等［32］選擇短節段釘棒固定聯合傷椎椎體成形術或傷椎植骨來治療胸腰椎骨折，該術式相對簡單，同樣能減少空殼現象的發生，降低遲發性后凸畸形的發生率。目前，臨床上多采用經椎弓根植骨，植骨材料為自體骨、異體骨或人工骨等。葉晶華等［33］通過一期后路內固定術、二期前路骨折椎體次全切除術并鈦網植骨解決骨折復位后的空殼現象，療效良好，但此方式復雜，不便于臨床實施。對于年齡較大的患者，尤其是老年女性患者，由于骨質疏松、骨脆性增加、成骨細胞量降低及內固定術后的骨重建過程中骨生成與骨流失呈負平衡，導致骨小梁疏松、骨皮質變薄，骨修復能力明顯減弱，即使植骨也難以提供良好的生物力學穩定性。對于此類情況，有學者建議在進行短節段內固定的同時，輔助椎體后凸成形術，采用骨水泥填充復位后形成的空殼，維持脊柱的穩定性［33-34］。空殼現象影響了脊柱的穩定性，增加了后期椎體高度丟失、后凸畸形、內固定失敗及骨折不愈合等風險。術前椎體壓縮程度、骨密度及術中撐開復位情況是空殼現象產生的影響因素，術前應充分評估上述指標，制訂相應治療策略，降低手術失敗率。

4.2 胸腰椎骨折合并椎間盤損傷

胸腰椎骨折伴椎間盤損傷十分常見，但目前沒有關于椎間盤損傷的專門分型，Sander等［35］基于MRI確定相鄰椎間盤的形態學變化和信號改變將其分為4個損傷類別：0級，完好無損；1級，水腫；2級，椎間盤破裂并椎間盤內出血；3級，椎間盤進入椎體、環狀撕裂或突出到終板。有學者分析，如果不處理損傷椎間盤，其自身有恢復、退行性變及自發融合3種轉歸可能，大多數損傷椎間盤都發生了退行性變，這是導致脊柱不穩的重要原因之一［36］。目前，胸腰椎骨折伴椎間盤損傷的治療存在爭議，大部分學者選擇不處理椎間盤，少部分學者選擇椎間盤切除并植骨融合，但對于什么情況下處理損傷的椎間盤，目前尚無統一定論。Fürdere等［37］的臨床研究顯示，在椎間盤完整的情況下，即使MRI信號改變也不需要切除椎間盤和椎間融合；對于輕度的信號及形態改變，如引起后凸畸形，應及時行椎間融合；對于明顯的信號及形態改變，是椎間融合的明確指征。有研究［37-38］報道，胸腰椎骨折在短節段內固定治療后存在進行性椎間盤退行性變和爬行現象，且遠期后凸畸形主要發生在椎間盤水平，而不是椎體。故客觀評價椎間盤損傷程度，積極治療非常重要。目前，國內外在經傷椎置釘與椎間盤損傷相關性方面的報道較少，尚琦松等［39-40］的研究發現，在椎間盤損傷分級低于3級時，經傷椎置釘并椎體內植骨可通過撐開復位恢復椎間隙高度，使受損椎間盤通過自身修復恢復其原有功能。Verlaan等［40］的一項前瞻性研究發現，經傷椎置釘后椎間盤損傷未繼續加重，說明經傷椎置釘對受損椎間盤的恢復有一定的幫助。胸腰椎骨折合并椎間盤損傷在臨床上并未受到充分重視，椎間盤高度丟失、椎間隙變窄是造成胸腰椎骨折術后后凸畸形的重要原因，術前結合MRI檢查明確椎間盤是否損傷十分必要，對于椎間盤MRI信號明顯改變的患者行椎間盤切除并植骨融合可防止遠期后凸畸形的發生。

5 小 結

綜上所述，經傷椎置釘很大程度上解決了跨傷椎固定存在的問題，為胸腰椎骨折的修復提供了良好的生物力學環境，降低了內固定失敗的發生率，可良好地維持傷椎高度、避免發生遲發型后凸畸形，最大程度保留運動節段，減少頑固性腰背痛的發生率。術前應充分研究患者影像學資料和骨折實際情況，對釘道方向個體化設計，確定螺釘長度，進行個體化精準置釘，以保證椎體的活動度，獲得最佳的固定強度 。對于合并椎間盤損傷及術后出現的空殼現象，雖然目前沒有統一的處理標準，但術前影像學評估椎間盤是否損傷、椎體壓縮程度及骨質疏松程度，術中適當撐開，合理復位，術后對癥支持治療是十分必要的，同時更需要臨床工作者進一步探討以不斷完善對其的治療方式。