经骨折椎单节段复位固定治疗创伤性胸腰椎骨折的临床疗效

魏富鑫 刘少喻 梁春祥 于滨生 龙厚清 李浩淼 韩国伟 陈克冰 黄阳亮

临床研究

经骨折椎单节段复位固定治疗创伤性胸腰椎骨折的临床疗效

魏富鑫 刘少喻 梁春祥 于滨生 龙厚清 李浩淼 韩国伟 陈克冰 黄阳亮

目的评价经骨折椎单节段椎弓根螺钉复位固定治疗创伤性胸腰椎骨折的临床疗效。方法采用单节段椎弓根螺钉固定治疗创伤性胸腰椎骨折132例。按AO分型，A型117例，B型8例，C型7例。通过测量骨折椎楔变指数(WI)、骨折节段矢状指数(SI)评价影像学效果，并通过Oswestry功能障碍指数评价临床疗效。结果所有患者手术顺利，手术用时平均87 min，术中出血量平均136 ml。随访128例，平均随访时间30.4个月(11～54个月)，全部骨性融合，除1例出现螺钉松动外，无内固定失败。术前骨折椎WI和SI分别为（42.96±11.51）%和13.06°±4.13°，术后WI和SI分别为（21.78±7.66）%和4.47°±2.28°，与术前比较差异具有统计学意义（P＜0.01）。除2例外，最后一次随访时未见明显矫正丢失（P＜0.05）。Oswestry功能障碍指数较术前获得明显改善（P＜0.05）。结论经骨折椎单节段椎弓根螺钉复位固定融合术具有创伤小、用时短、出血少、脊椎运动功能单位丢失减少等优点，可用于治疗部分创伤性胸腰椎骨折。

脊柱骨折；胸椎；腰椎；骨折固定术，内

胸腰段骨折约占脊柱骨折的50%，相当一部分患者需手术治疗。后路短节段椎弓根螺钉内固定术是将螺钉拧入与骨折椎相邻的上下正常脊椎中以达到三维矫正和复位固定的目的，是目前治疗胸腰段骨折常用的手术方式之一。为减小手术创伤及术后运动节段丢失，近年来有学者提出采用单节段复位固定治疗部分压缩型及屈曲牵张型胸腰椎骨折，即将螺钉固定于骨折椎及与之相邻的正常脊椎中，效果较为显著[1-5]。我科自2003年10月～2009年8月采用该术式复位固定治疗胸腰椎骨折132例，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组132例患者，男82例，女50例。年龄18～62岁，平均年龄40.5±19.3岁。均有腰部外伤史。致伤原因：跌伤57例，坠落伤43例，交通伤25例，重物砸压伤7例。1例为多发性椎体骨折，余均为单个椎体骨折。损伤节段T1126例，T1228例，L163例，L212例，L33例。骨折按AO分类法[6]：A1.1型9例，A1.2型8例，A2.1型10例，A3.1型56例，A3.2型34例，B1.1型5例，B1.2型3例，C1.1型7例。术前骨折载荷-分担法评分（load sharing classification,LSC）[7]为6.5±1.0；神经功能损伤按Frankel分级，C级10例，D级86例，E级36例；Oswestry功能障碍指数为（85.3±4.4）%。外伤至手术时间1～7 d，平均3.4±2.1 d。

1.2 手术方法

气管插管吸入麻醉或硬膜外麻醉，俯卧位，骨折椎对准腰桥，垫高胸部与双髂前上棘，悬空腹部，用缓力于患者背部椎体骨折处垂直施压，行手法复位，床边侧位透视，进一步了解术椎的形态及明确进钉的角度。后正中入路，按常规进钉点将螺钉拧入伤椎及与其损伤终板相邻的正常椎中。进钉方向：冠状位外偏15°～20°（具体角度根据术前CT测量而定）；矢状位进钉时使正常椎与椎体平行，伤椎螺钉拧入向正常终板方向倾斜5°～10°。拧入螺钉后，先体位复位，后撑开复位。伴有神经损伤症状时，行椎板间开窗探查减压，明确有突入骨块时，将神经根和硬膜囊轻柔向对侧牵开，用骨冲将骨块击打复位。最后切除椎间关节软骨，制成一约0.5 cm（宽）×1.0 cm（深）的骨槽，于邻近椎板和棘突切取少许骨片植入椎间关节内，行关节突间关节融合。常规放置1条伤口引流管，关闭创口。术后常规预防感染、应用止血药物，对伴有脊髓神经损伤的患者给予脱水及激素、神经营养等药物治疗。24～48 h后拔除引流管，12 d后拆线，3周后佩戴支具下地行走直至术后满3个月，期间避免过度弯腰。

1.3 疗效评估

于术前、术后1周及最后一次随访摄胸腰椎正侧位X线片，了解术后骨折复位情况、骨折复位丢失情况以及有无内固定失败等。椎体压缩程度以楔变指数（wedge index,WI）[8]作为评定指标，后凸角度以矢状位指数（sagittal index,SI）[9]作为评定指标，其中WI=（伤椎椎体后缘高度－椎体前缘高度）×100%/伤椎椎体后缘高度；SI=伤椎节段后凸角度－正常同一节段的生理角度。对所有患者术前、术后1周及最后一次随访采用Oswestry功能障碍指数及脊髓损伤Frankel分级进行临床效果评估[10]。

1.4 统计学分析

所有数据应用SPSS 13.0统计软件进行处理，术前、术后1周及最后一次随访的影像学评估比较采用重复测量的方差分析，组内比较运用LSD-t检验；神经功能改善情况采用Wilcoxon秩和检验；手术前后Oswestry功能障碍指数比较运用配对t检验，P＜0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

手术过程顺利，术中无椎弓根钉置入位置错误及神经血管损伤等并发症。手术时间为77～143 min，平均87 min。术中出血量92～545 ml，平均136 ml。切口长度7～10 cm。128例患者获得随访，随访时间11～54个月，平均30.4个月。术后1周及最后一次随访时伤椎的WI和SI与术前比较均有明显改善，差异具有统计学意义（P＜0.05）；最后一次随访与术后1周相比，差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。术后76例（79.2%）脊髓神经功能获得明显改善（Z=－3.224，P= 0.026），6例未获得改善（6.3%），无1例出现神经功能恶化，最后一次随访时C级4例（3.1%），D级2例（1.6%），E级122例(95.3%)。随访Oswestry功能障碍指数为（33.3±5.1）%，较术前明显下降（t= 1.523，P=0.021）。术后出现泌尿系感染5例，肺部感染2例，均治愈。随访发现，本组中有2例患者术后矫正丢失＞10°，其中1例于术后4个月出现螺钉松动伴腰背部疼痛，检查发现骨折段已骨性融合，手术拆除内固定，并给予胸腰椎支具外固定1个月，症状消失。另1例无诉不适，随访未再出现矫正丢失，故未做特殊处理。典型病例见图1，2。

表1 单节段复位固定术前、术后及最后一次随访的楔变指数、矢状位指数结果(n=128)

图1 患者，男性，35岁，坠落伤致L1椎体A3.1型爆裂性骨折 1A 术前X线片，L1椎体高度丢失55%，局部后凸畸形，矢状位指数为15.2°1B术前CT，椎体后缘连续性破坏，骨折块向后突入椎管，压迫硬膜囊 1C 术后1周X线片，骨折椎体高度恢复至96%,矢状位指数为4.5°1D 术后14个月拆钉后X线片，骨折愈合满意，椎体高度及后凸畸形矫正未见明显丢失 1E内固定拆除后复查MRI，相邻节段椎间盘未见明显退变 1F冠状位MRI示固定节段椎间盘未见明显退变

3 讨论

经椎弓根内固定技术通过后纵韧带+纤维环+骨折块复合体的复位原理，使突入椎管的骨块复位[11]，恢复脊柱的正常排列。目前常用的术式为后路短节段椎弓根钉固定，其手术适应症为不稳定型胸腰椎骨折（如后凸畸形≥15°或椎体高度压缩≥50%，椎管占位≥50%[12,13]等），伴或不伴有神经损伤症状。为减小手术创伤，近年来有学者采用单节段椎弓根螺钉内固定术(monosegmental pedicle screw instrumentation,MPSI)治疗创伤性胸腰椎骨折，取得了满意的临床效果[1-3,5,14]。其特点在于只需固定融合一个节段，最大限度地减少了脊柱运动节段的丢失[3]，且多数情况下不需髂骨取骨，避免了供区疼痛的发生。

生物力学研究发现，椎弓根是椎骨前后方重要而坚韧的骨性连接结构，椎体皮质骨的应力主要集中于椎弓根基底部[15]。Weinstein等[16]报道，椎弓根提供了至少60%的拔出力强度及80%的轴向刚度，而椎体松质骨仅提供15%～20%的拔出力强度，可见椎弓根对螺钉把持力的重要作用。此外，我们的生物力学研究结果还表明，在重建脊柱爆裂性骨折即刻稳定性方面，单节段固定与传统的短节段固定相比，差异无统计学意义，从而验证了其可行性[17]。

图2 患者，男性，37岁，坠落伤致L1椎体A3.2型爆裂性骨折 2A术前X线片，L1椎体高度丢失31%，局部后凸畸形，矢状位指数为15.0°2B术前CT，椎体后缘连续性破坏，骨折块向后突入椎管，压迫硬膜囊 2C 术后1周X线片，骨折椎体高度恢复至95%，矢状位指数为5.0°2D 术后1周CT示骨折块复位，椎管容积恢复 2E 术后21个月拆钉后X线片示骨折愈合满意，椎体高度丢失3%，矢状位指数丢失4°

以往国内外关于单节段固定治疗胸腰椎骨折的报道，大都局限于骨折脱位型（B型）[4,18,19]。植田等[18]认为，对于脱位型骨折，原则上可采用后方椎弓根螺钉单椎间固定复位，而爆裂型骨折则应采用后方椎弓根螺钉两椎间固定复位。王欢等[19]采用后路单椎间加压融合治疗17例胸腰椎骨折脱位，效果满意。但该术式用于治疗A3.1、A3.2型胸腰椎不完全爆裂型骨折则鲜有文献报道。

笔者在临床实践中发现，多数椎体压缩性骨折及爆裂型骨折仅一侧终板损伤，且双侧椎弓根通常保持完好。因此，我们尝试采用单节段固定治疗胸腰椎不完全爆裂型骨折，行常规X线片和三维CT检查以明确骨折的类型、终板和椎弓根状态。本组67例骨折患者均满足以下筛选条件：（1）双侧椎弓根完整；（2）椎体无全爆裂；（3）仅一侧终板受到破坏，另一侧终板基本完好；（4）骨质密度基本正常。均采用MSPI结合关节突间植骨进行骨折复位，后凸畸形及神经功能均较术前明显改善，且随访未发现明显矫正丢失。

对于LSC评分≥8.0的A3.2型胸腰椎骨折，笔者不建议采用经骨折椎单节段复位固定，本组有2例患者出现矫正失败，均属上述类型骨折。既往认为，LSC评分＞7.0的胸腰椎骨折不适宜行后路手术。但是本组资料显示，采用MSPI治疗LSC评分为7.0的胸腰椎骨折亦可获得满意疗效。分析认为，单节段固定时将螺钉拧入伤椎，在间接增加椎体内压力的情况下，即时撑开骨折椎体，改善了椎体压缩畸形状态，提高了椎体轴向载荷能力，且由于固定节段减少，纵向连接杆缩短，力矩减小，因此降低了连接杆折损的概率。

依据胸腰椎骨折的生物力学机制，笔者扩大了后路MSPI术式的适应证范围，对于A型中的A1、A2、A3.1和A3.2型骨折，只要椎体压缩＜3/5，一侧终板和双侧椎弓根及其与中柱连接处完好，即可采用该方法。对于A2型骨折，即使椎体纵向劈裂明显，只要符合本组入选条件，同样可以使用MSPI，必要时可附加采用横连杆固定。单纯的B型屈曲牵张型骨折通常仅椎间盘和后柱韧带有牵张性损伤，而椎体骨质无或轻微受伤，将螺钉拧入骨折椎不会降低螺钉把持力，因此采用该法治疗效果佳。对于C型骨折，只要椎体不伴有完全压缩或爆裂，且符合入选条件，也可使用该术式，但对于旋转移位明显且伴有韧带损伤的患者，不建议采用MSPI治疗。对于椎体完全爆裂型骨折（A3.3），考虑到伤椎螺钉把持力明显减低，生物力学强度明显下降，因此不具备MSPI手术指征。

有报道指出，胸腰椎骨折术后螺钉的脱出大多是由于脊柱的过度活动所致[20]，因此在骨折椎未恢复稳定之前，需对患者活动进行足够地限制。本组患者术后均绝对卧床1个月，随访仅1例出现螺钉松动，效果满意，但有关该术式的生物力学、远期疗效及并发症等问题尚有待进一步深入研究。

1 Wawro W,Konrad L,Aebi M.Single segment internal fixator device in treatment of thoracolumbar vertebral fractures[J]. Unfallchirurg,1994,97(3):114-120.

2 Defino HL,Scarparo P.Fractures of thoracolumbar spine: monosegmental fixation[J].Injury,2005,36(2):B90-97.

3 Junge A,Gotzen L,von Garrel T,et al.Monosegmental internal fixator instrumentation and fusion in treatment of fractures of the thoracolumbar spine.Indications,technique and results [J].Unfallchirurg,1997,100(11):880-887.

4 Finkelstein JA,Wai EK,Jackson SS,et al.Single-level fixation of flexion distraction injuries[J].J Spinal Disord Tech, 2003,16(3):236-242.

5 Liu S,Li H,Liang C,et al.Monosegmental transpedicular fixation for selected patients with thoracolumbar burst fractures [J].J Spinal Disord Tech,2009,22(1):38-44.

6 Magerl F,Aebi M,Gertzbein SD,et al.A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries[J].Eur Spine J, 1994,3(4):184-201.

7 Wang XY,Dai LY,Xu HZ,et al.The load-sharing classification of thoracolumbar fractures:an in vitro biomechanical validation[J].Spine,2007,32(11):1214-1219.

8 Lindsey RW,Dick W.The fixateur interne in the reduction and stabilization of thoracolumbar spine fractures in patients with neurologic deficit[J].Spine,1991,16(3S):S140-145.

9 Defino HL,Canto FR.Low thoracic and lumbarburst fractures:radiographic and functional outcomes[J].Eur Spine J,2007,16(11):1934-1943.

10 Holt AE,Shaw NJ,Shetty A,et al.The reliability of the low back outcome score for back pain[J].Spine,2002,27(2): 206-210.

11 Kuner EH,Kuner A,Schlikewei W,et a1.Ligamentotaxis with an internal spinal fixator for thoracolumbar fractures[J].J Bone Joint Surg Br,1994,76(1):107-112.

12 Tezeren G,Kuru I.Posterior fixation of thoracolumbar burst fracture:short-segment pedicle fixation versus long-segment instrumentation[J].J Spinal Disord Tech,2005,18(6):485-488. 13 Alanay A,Acaroglu E,Yazici M,et al.The effect of transpedicular intracorporeal grafting in the treatment of thoracolumbar burst fractures on canal remodeling[J].Eur Spine J,2001,10(6):512-516.

14刘少喻,李浩淼,梁春祥,等.后路单节段椎弓根钉复位固定治疗创伤性胸腰椎骨折[J].中华创伤杂志,2007,23(9): 646-649.

15 Hongo M,Abe E,Shimada Y,et al.Surface strain distribution on thoracic and lumbar vertebrae under axial compression.The role in burst fractures[J].Spine,1999,24(12):1197-1202.

16 Weinstein JN,Rydevik BL,Rausching W.Anatomic and technical considerations of pedicle screw fixation[J].Clin Orthop Relat Res,1992,284:34-46.

17魏富鑫,刘少喻,赵卫东,等.单节段与双节段椎弓根螺钉固定胸腰椎单椎体骨折的生物力学比较[J].中国脊柱脊髓杂志, 2007,17(1):46-50.

18植田尊善.脊椎外傷例においてspinal instrumentationがもたらしたもの[J].脊椎脊髄ジャーナル,2004,17(4):269-276.

19王欢,刘学勇,李雷,等.椎间加压融合治疗胸腰椎骨折脱位[J].中华骨科杂志,2004,24(12):714-717.

20 Dubousset J.Early failure of short-segment pedicle instrumentation for thoracolumbar fractures.A preliminary report[J].J Bone Joint Surg Am,1995,77(4):648-649.

（本文编辑 白朝晖）

The efficacy of monosegmental pedicle screw instrumentation for traumatic thoracolumbar fractures

WEIFu-xin,LIU Shao-yu,LIANG Chun-xiang,YU Bin-sheng,LONG Hou-qing,LI Hao-miao,HAN Guo-wei,CHEN Ke-bing,HUANG Yang-liang.Department of Spinal Surgery,Huangpu Division of First Affiliated Hospital, Sun-Yat Sen University,Guangzhou 510700,China

LIU Shao-yu,E-mail:gzsyliu@tom.com

Objective To evaluate the clinical efficacy of monosegmental pedicle screw instrumentation(MPSI) in management of traumatic thoracolumbar fractures.Methods One hundred and thirty-two patients with traumatic thoracolumbar fractures were treated by MPSI in our department.According to AO classification,117 cases were type A,8 were type B and 7 were type C.Radiologic(wedge index and sagittal index)and clinical (Oswestry dysfunction index)outcomes were analyzed.Results All of the operations were performed safely.The average operative time was 87 minutes,with average estimate blood loss of 136 ml.One hundred and twenty-eight patients were followed up successfully for 11-54 months(average 30.4 months).All the patients achieved bone fusion without implant failure except one with screw dislodgement.The preoperative wedge index and sagittal index were（42.96±11.51）%and 13.06°±4.13°respectively.The postoperative results were（21.78 ±7.66）%and 4.47°±2.28°respectively,which improved significantly(P＜0.01).No significant correction loss occurred during the follow-up period except in 2 patients.The Oswestry dysfunction index of all the patients during follow-up improved significantly(P＜0.05).Conclusions MPSI is an effective and reliable operative technique for selected traumatic thoracolumbar fractures with advantages of minimal invasion,shorter operative duration,less blood loss and decreased vertebral motion segment loss.

Spinal fractures;Cervical vertebrae;Lumbar vertebrae;Fracture fixation,internal

R683.2,R687.32

A

1674-666X(2009)02-0088-05

10.3969/j.issn.1674-666X.2009.02.003

广州市科委科技攻关项目（2005Z3-E0401）

510700广州，中山大学附属第一医院黄埔院区脊柱外科

刘少喻，E-mail：gzsyliu@tom.com