经伤椎椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折脱位

朱俊昭,王福贵,邹扬道,娄颜伟

(安徽省全椒县人民医院,安徽全椒 239500)

后路短节段椎弓根螺钉治疗胸腰椎骨折脱位是常用的手术方法,但存在术后伤椎椎体高度恢复不良、矫正丢失、内固定器械松动断裂等一系列问题。2007年 2月至 2009年 5月,笔者选择性尝试经伤椎椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折脱位 25例,回顾分析其临床及影像学资料,并与同期采用短节段四钉固定术的 27例患者进行比较,取得良好临床效果,现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组 52例,男 38例,女 14例;年龄22～63岁,平均38.3岁。致伤因素：高处坠落伤23例,重物压砸伤14例,车祸伤 15例。骨折部位：T116例,T1216例,L118例,L27例,L35例。骨折类型：爆裂性骨折 25例,压缩性骨折13例,骨折脱位 14例。术前神经功能分级：A级5例,B级11例,C级21例,D级7例,E级8例。受伤距手术时间12 h～4 d。所有患者术前均摄正、侧位 X线片及 CT片,有神经损伤者行M RI检查,以明确病变部位、性质、脊髓损害程度以及手术节段。其中A组27例单纯行跨伤椎的四钉固定术,B组25例采用经伤椎椎弓根六钉固定术。

1.2 手术方法 采用全身麻醉,取俯卧位于脊柱架上。以伤椎为中心,后正中切口,显露伤椎及上下相邻椎体的椎板、关节突及横突根部。 C型臂X线机透视确认伤椎,胸椎以 Roy-Camille法进钉,腰椎以椎体人字嵴顶点作为进钉点,依次向椎体两侧进行开口,开路进针。

A组行短节段四钉固定法。在伤椎上、下邻椎椎弓根各用2枚椎弓根螺钉固定,撑开复位固定,透视见伤椎复位满意后,合并神经功能障碍者行椎管内探查减压,伤椎后壁骨块必要时复位,最后行后外侧植骨融合。

B组经伤椎椎弓根置钉六钉固定法。术前通过 CT确认伤椎骨质粉碎不严重,两侧椎弓根完整,至少有一侧终板完整。伤椎置钉时螺钉尖端应置入与椎弓根相连的大骨块内,或将螺钉尖端斜向正常终板,不能穿透终板。当伤椎压缩严重时,根据术中 C型臂X线机透视调整进针角度,探测钉道骨壁,确认定位良好后置入适当长度的万向椎弓根螺钉(长3.5～4 mm,直径6 mm),伤椎椎弓根螺钉一般短于相邻椎体的椎弓根螺钉。对于有神经症状者进行椎管减压,有凸入椎管内的骨块打击复位,探查硬膜囊及神经根解除压迫。安装双侧纵向连接棒,撑开复位,恢复伤椎高度及生理曲度。行后外侧植骨。同时也可在伤椎椎弓根螺钉置入前通过钉道向伤椎椎体内植入颗粒状骨。方法：先在髂后嵴取骨处凿除约3cm× 2cm大小的骨皮质 ,用小刮匙刮取松质骨 (10～30 g),修剪成直径约 5 mm颗粒状骨粒,装入自制植骨用的套管内(管径 6mm,带芯),备经伤椎椎弓根植骨;在伤椎椎弓根钻一直径约6.0 mm的通道,将套管插入达椎体中部,插入过程中 C型臂X线机透视确认其深度,然后用套管芯推挤颗粒骨植骨。操作过程中注意勿使碎骨块撑破伤椎上下终板及突破椎体前缘,植骨完成后在伤椎椎弓根置入螺钉。

1.3 术后处理 切口内置负压引流管一根,48 h内拔除,切口 12～14 d拆线。术后卧板床 4周,4周后佩带支具下地活动。3个月内避免弯腰或负重。术后1周、3个月、6个月、12个月复查正、侧位 X线片,了解骨折愈合以及伤椎高度、Cobb角变化情况。

1.4 统计学处理 所有数据用SPSS 11.5软件处理,数据资料用±s表示,比较手术前后伤椎前缘高度、Cobb角的变化,应用t检验。

2 结 果

52例均获随访,随访时间 12～ 18个月,平均15个月,骨折均达到临床愈合。所有患者均无继发神经损伤加重,末次随访时,44例神经损伤患者神经功能均有 2级以上的恢复。根据术前、术后1周以及术后12个月复查的胸腰椎侧位X线片(见图 1～3),测量伤椎椎体前缘压缩百分比(在侧位片上测量伤椎前缘高度,以骨折上、下相邻椎体前缘高度平均值为伤椎前缘正常高度,计算伤椎前缘高度丢失值与正常高度的比值)和 Cobb角。本组得出的数据见表1。 A、B两组伤椎前缘高度、Cobb角术前、术后比较差异有统计学意义(P＜0. 05),但两组间差异无统计学意义(P＞0.05),术后 1周与术后 12个月两组间差异无统计学意义(P＞0.05)。

3 讨 论

图1 术前X线片显示L1椎体压缩性骨折,伤椎压缩约 2/3,后凸畸形

图2 术后1周X线片显示伤椎高度恢复,后凸畸形纠正,内固定位置良好

图3 术后 12个月X线片显示伤椎高度及后凸畸形基本无丢失,内固定位置良好

目前胸腰椎骨折脱位短节段椎弓根螺钉内固定通常为伤椎上下相邻椎体各置入2枚椎弓根螺钉,属于经典四钉法。其复位固定技术较为成熟,但术后容易出现内固定物承载应力增大导致内固定松动或断裂、伤椎矫正丢失(高度丢失、后凸复发)等并发症。面对这一困境,一些学者提出了经伤椎椎弓根置钉技术,它属于短节段固定治疗胸腰椎骨折技术的一种,即在跨越伤椎的短节段固定基础上在伤椎置入椎弓根螺钉协助复位及固定(六钉法)。

表1 52例胸腰椎骨折脱位术前、术后疗效评估(±s)

表1 52例胸腰椎骨折脱位术前、术后疗效评估(±s)

组 别 术 前 术后1周 术后12个月伤椎前缘高度压缩率(%) Cobb角(°)伤椎前缘高度压缩率(%) Cobb角(°)伤椎前缘高度压缩率(%)Cobb角(°) A 组 42.2±9.1 29.4±7.8 4.6±4.51) 4.7±5.21) 4.9±5.21) 7.6±4.81) B 组 41.3±9.4 28.1±8.1 4.3±4.62) 4.5±5.32) 4.6±5.12) 7.3±4.62)注：1)相同评估参数与术前同组比较差异有统计学意义,P＜0.05;2)两组间比较差异无统计学意义,P＞0.05。

3.1 经伤椎椎弓根置钉固定的生物力学机理 经典四钉固定法,通过螺钉可施以角度矫正复位,外力矫正轴固定于骨折椎的上、下节段,而不是脊柱受伤水平,结果椎间盘高度增加而骨折椎体恢复欠佳。因为复位需要一个由椎体后壁提供的支点,而这个支点在损伤时受到破坏。复位过程中需要依赖完整的前、后纵韧带和纤维环的间接牵拉作用达到使伤椎高度恢复。所以在伤椎骨折脱位严重的情况下,特别是后纵韧带和椎间盘损伤时,在伤椎上下相邻的正常椎体的双平面固定往往造成撑开时伤椎高度恢复欠佳,固定节段侧向不稳及悬挂效应,易产生节段性后凸效应。通过伤椎椎弓根置钉,即六钉法,在复位操作时,旋转固定棒使其从冠状面转为矢状面,利用该螺钉作为复位支点,同时对两侧椎弓根及椎体后缘直接推顶,以纠正骨折脱位椎体后凸畸形和水平移位,从而使损伤区上、下有相等的角度位移,轴前受损的前中柱被撑开,而后柱被压缩。由于矢状面正常形态得到重建,使躯干负重力线后移,恢复脊柱瞬时旋转轴,可以减少纠正率的丢失。袁强等[1]通过计算机模拟进行结构力学分析表明,在伤椎椎弓根置钉后,其上、下位螺钉所受的弯矩明显减少,为传统四钉的 50%～70%;传统四钉固定脊柱不传递弯矩,全部弯矩由内固定承担,在伤椎椎弓根置钉后,30%～44%的弯矩通过脊柱传递。此实验说明在伤椎置钉可显著改善螺钉的应力分布,减少螺钉负荷。本研究发现经伤椎椎弓根置钉法对伤椎高度的恢复和 Cobb角的矫正优于经典四钉法,明显减少后期的矫正丢失及降低内固定系统失败率。

3.2 经伤椎椎弓根置钉固定的可行性和优越性 从生物力学上讲六钉固定方式较四钉固定方式能明显加强脊柱椎体的强度、刚度及稳定性。Dick等[2]报道在牛腰椎模型上对六钉固定和四钉固定进行生物力学实验比较,发现六钉固定具有明显优势：轴向承载能力增加 160%,抗屈能力增加 48%,抗扭转能力增加 38%,此实验说明在伤椎置入螺钉使固定牢固程度明显增加,但没有增加运动节段的损失。吕夫新等[3]报道随着固定节段增加,脊柱椎体的强度、刚度及稳定性也随之增加,而六钉与八钉两者之间的位移差异无统计学意义,说明伤椎置钉固定(六钉)方式在脊柱椎体的强度、刚度及稳定性已能达到长节段固定的水平,能最大限度保存脊柱的活动度。从伤椎椎弓根置钉安全性讲,胸腰椎骨折较少发生在椎弓根体部,大多发生在椎弓根与椎体后缘结合部;再者,骨折椎的压缩主要发生在椎体的上半部分,中、下部分较为完整,这为椎弓根螺钉提供了立足之处。大量文献报道,经典的四钉固定方法存在术后伤椎高度丢失、内固定松动及断裂等现象,除了术者置钉技术问题外,主要原因为应力过于集中在 4枚螺钉上,加上患者过早下地、肥胖、骨质疏松等因素造成内固定松动、断裂而致伤椎矫正丢失。而六钉固定理念是在不增加固定节段上分散应力,可减少内固定松动、断裂;伤椎置钉在复位过程中能够起到前推动力作用,可提高复位质量,协助矫正后凸畸形;通过在伤椎置钉增加支点作用,使得纵向撑开力度加大,最大限度恢复伤椎高度,同时也可矫正侧方移位。范志丹等[4]认为,增加固定点能够降低传统四钉固定的平行四边形效应和悬挂效应,减少骨-金属界面的运动,同时由于分散了作用在每个螺钉上的应力,内固定系统的把持力和稳定性得以增加。

3.3 注意事项 a)术前CT的评估具有重要作用。选择椎弓根完整特别是内壁完整的一侧或双侧椎弓根置钉。注意选用长度短、直径小的万向椎弓根螺钉以避免钉棒连接困难,穿透椎弓根内壁损伤神经根或推挤伤椎内的骨折块移位。b)伤椎椎弓根置钉有一定规律,如果伤椎骨折部位位于椎体上方(即上终板损伤),则螺钉斜向下方;反之,如果伤椎骨折部位位于椎体下方(即下终板损伤),则螺钉斜向上方;如果伤椎上下部分均骨折且压缩大于 50%伴有脱位,可先打开椎管,找到椎弓根上下缘和内缘,再置入椎弓根螺钉。c)如为骨折脱位,复位需按一定的顺序。常见的骨折为上终板压缩骨折而下终板相对完整,伤椎上位椎体常有脱位,导致的是伤椎与上方脱位椎之间的韧带连接中断,与下方椎体之间的韧带连接完整,故骨折复位时需先在上下椎弓根钉之间适当撑开,然后将上端和中间的椎弓根锁固定在连接棒上,再于下端和中间的椎弓根钉之间纵向撑开,这样才能使伤椎高度恢复。d)应充分植骨融合。未减压的行椎板及横突间植骨;椎管减压的需横突间及椎间植骨;也可在伤椎椎弓根钉置入前通过伤椎椎弓根钉道植入颗粒状骨,以填充伤椎椎体内“空壳样”变。

因此本研究认为,与短节段4枚椎弓根螺钉内固定方法相比,经伤椎椎弓根置钉法在恢复伤椎高度、矫正后凸畸形方面更有优势,能防止早期内固定失败,提高临床疗效。因本组病例数少,随访时间短,远期效果尚有待于进一步观察和研究。

[1] 袁强,田伟,张贵林,等.骨折椎垂直应力螺钉在胸腰椎骨折中的应用 [J].中华骨科杂志,2006,26(4)：217-222.

[2] Dick JC,Jones M P,Zdeblick TA,et al.A biomechanicalcomparison evaluating the use of intermediate screws and cross-linkage in lumbar pedicle fixation[J].Journal of Spine Disorders,1994, 7(5)：402.

[3] 吕夫新,黄勇,张强,等.胸腰椎骨折伤椎椎弓根内固定生物力学研究与临床应用 [J].脊柱外科杂志, 2008,6(4)：229-233.

[4] 范志丹,夏虹,昌耘冰,等.伤椎传统短节段椎弓根螺钉固定与附加椎弓根螺钉固定后椎体生物力学稳定性的比较[J].中国组织工程研究与临床康复,2008, 12(26)：5011-5014.