不同椎弓根骨折类型行伤椎置钉的 CT 影像学观察

胡海刚 谭伦

不同椎弓根骨折类型行伤椎置钉的 CT 影像学观察

胡海刚 谭伦

目的 通过 CT 观察不同椎弓根骨折类型的置钉情况来探讨经伤椎置钉治疗胸腰椎骨折的安全性。方法 选取我院 2008 年 6 月至 2011 年 6 月胸腰椎单节段骨折共 56 例，全部患者均采用经伤椎椎弓根置钉的后路复位内固定手术方式。术前常规行标准胸腰段 DR 摄片和 CT 扫描，运用 PACS 系统保存伤椎椎弓根层面的相关图像。观察伤椎椎弓根的完整性和骨折部位，并对其进行骨折分型；术后 CT 扫描观察伤椎椎弓根置钉情况，用 Youkilis 标准来评价置钉的准确率。结果 椎弓根骨折类型主要分为椎弓根与椎体结合处骨折、椎弓根腰部骨折、椎弓根与椎板结合处骨折三型；56 例经伤椎椎弓根置钉共 105 枚，其中左侧椎弓根置钉57 枚，右侧置钉 48 枚，在伤椎单侧椎弓根置钉者 7 例。术后 CT 影像发现：在伤椎椎弓根置入的 105 枚螺钉中，有 98 枚螺钉完全位于椎弓根骨皮质内，7 枚螺钉位置出现偏差，但均未导致相应临床症状。螺钉位置按Youkilis 分级：I 度 98 枚，II 度 7 枚，III 度 0 枚，本组病例没有发现螺钉向椎体的上方和前方穿出。术后发生脑脊液漏 1 例，没有切口感染、医源性的脊髓神经功能障碍加重等并发症。末次随访时有 2 例发生内固定失败 ( 钉棒松动和断裂各 1 例 )。结论 术前掌握好伤椎置钉的适应证并根据 CT 制定个体化的手术计划，术中把握好进钉点、方向和螺钉大小及长度等因素，经伤椎椎弓根置钉是安全和可行的，不增加并发症，是临床上治疗胸腰椎骨折的一种可靠方法。

骨折固定术，内；内固定器；体层摄影术，X 线计算机；脊柱骨折；胸椎；腰椎

【Key words】 Fracture fxation, internal; Internal fxators; Tomography, X-ray computed; Spinal fractures; Thoracic vertebrae; Lumbar vertebrae

传统的跨伤椎后路复位经椎弓根内固定术治疗胸腰椎骨折 ( T11～L2) 的并发症较多，包括椎体高度复位不佳、迟发性后凸畸形和断钉棒等[1-2]，因此近年来有学者采用“经伤椎椎弓根置钉的后路复位内固定”治疗胸腰椎骨折，其有效性得到大量报道，但对伤椎置钉是否安全却研究较少。2008 年 6 月至2011 年 6 月，我院收治 56 例胸腰椎单节段骨折患者。术后通过 CT 对不同椎弓根骨折类型的置钉情况进行观察，对伤椎置钉的安全性进行了评价，现报告如下。

资料与方法

一、一般资料

本组 56 例胸腰椎单节段骨折患者。其纳入标准为受伤时间＜2 周的 T11～L2压缩性和爆裂性骨折。排除标准为 ( 1 ) T11～L2骨折脱位；需要前路减压植骨融合的患者；( 2 ) 椎管内骨折块游离翻转及椎间盘脱出；多节段脊柱骨折；( 3 ) 陈旧性骨折脱位 ( 受伤时间超过 2 周 )；( 4 ) 伴有脊柱侧弯和僵硬性后凸畸形；( 5 ) 伴发有颅脑和胸腹腔内重要脏器损伤者，以及其它全身性疾病不能耐受或延期手术者。56 例中，男 36 例，女 20 例，年龄 28～65 岁，平均 45.4 岁；受伤原因：车祸伤 9 例，高坠伤 31 例，重物砸伤 16 例；骨折部位：T112 例，T1218 例，L125 例，L211 例；神经功能损伤情况按Frankel 分级：C 级 3 例，D 级 17 例，E 级 36 例；全部患者的骨折类型均符合后路手术的选择适应证，并且均采用经伤椎椎弓根置钉复位内固定术进行治疗，伤后至手术的平均时间为 5.4 ( 3～10 ) 天。

二、观测方法

1. 术前 CT 观测：( 1 ) 观察伤椎双侧椎弓根形态，了解是否存在椎弓根缺如或发育畸形；观察伤椎椎弓根与关节突、椎板以及小关节等骨性标志之间的关系；观察脊柱骨折的部位；伤椎椎弓根的完整性以及骨折位置，必要时做三维图像重建，并对其进行分型；( 2 ) 根据 David[3]的方法测量椎管侵占的位置和程度 ( 即椎管侵占率：伤椎椎管受压最明显部位的中矢径 ( midsagital diameter，MD ) 与上下相邻节段椎管中矢径平均值的百分比 )。

2. 术后 CT 观测：( 1 ) 了解伤椎椎弓根螺钉的位置、方向，观察螺钉是否穿出椎弓根壁以及偏离椎弓根侵占椎管的程度；( 2 ) 采用 David[3]的方法测算术后伤椎椎管侵占率，与术前对比以了解骨折块的复位情况，统计术后并发症 ( 如切口感染、脑脊液漏、根性症状、假关节形成、慢性腰背痛等 ) 和神经功能恢复情况。

3. 评价方法：椎弓根螺钉位置评价：采用Youkilis 标准[4]来评价置钉的准确性，即将螺钉位置分为三度：螺钉未突破椎弓根皮质为 I 度，螺钉突破椎弓根皮质且椎弓根皮质膨胀≤2 mm 为 II 度，螺钉突破椎弓根皮质＞2 mm 为 III 度。

4. 统计学处理：所有资料数据均采用 SPSS l9.0统计学软件进行分析，数据以±s 表示，计量资料采用独立样本或配对 t 检验，计数资料采用 χ2检验，以 P＜0.05 为检验水准。

三、手术方法

手术由本科室三位具有 10 年以上脊柱外科经验的医师施行。常规全麻后，患者俯卧于脊柱手术架上，以伤椎为中心取后正中切口，显露伤椎及相邻上下椎的棘突、椎板及上下关节突，运用“人字嵴顶点法”和椎板边缘法[5]结合定位入钉点，螺钉的选择依据术前测定的椎弓根直径及解剖长度，伤椎使用的螺钉长度参考上下椎体，一般与上下椎体一致或略短，不超过椎体的 80%，术中在 C 臂监测下进行置钉，置钉时螺钉位置要在椎弓根内，尽可能进入椎体中下份。然后连接预弯棒，对伤椎压缩和后凸实施三点顶压复位，采取 6 钉 2 棒的固定方法。当患者有脊髓神经功能损伤或骨块侵占椎管＞30% 时行椎板切除减压，根据 CT 影像尽可能的有限减压，后再行关节突及椎板外缘间植骨融合。在手术过程中，对于椎弓根形态不规则或直径过小以及椎弓根腰部骨折的患者，我们选择不行伤椎置钉；对于后路间接撑开复位后，椎管前方仍有骨块侵占的患者，我们选择切除椎管占位较严重侧的椎弓根、椎板及关节突，在直视下进行脊髓减压，然后于对侧伤椎椎弓根置钉 ( 5 钉 2 棒 )。

结 果

一、椎弓根骨折类型

56 个骨折椎体，112 处椎弓根中 24 处椎弓根未骨折，88 处椎弓根骨折。通过对伤椎椎弓根骨折部位的 CT 影像观察，我们将其主要分为三型：I 型，椎弓根与椎体结合处骨折，共 54 例，占61.4% (图1 )；II 型，椎弓根腰部骨折，共 2 例，占2.7% (图2 )；III 型，椎弓根与椎板结合处骨折，共32 例，占 36.4% (图3 )。

图1 椎弓根与椎体结合处骨折 Fig.1 The junction of pedicle and vertebra fracture

图2 椎弓根腰部骨折 Fig.2 Pedicle waist fracture

图3 椎弓根与椎板结合处骨折 Fig.3 The junction of pedicle and lamina fracture

二、伤椎椎弓根螺钉情况

1. 伤椎置钉结果：56 例伤椎共置钉 105 枚，其中左侧椎弓根置钉 57 枚，右侧置钉 48 枚，各伤椎体分布为：T114 枚，T1233 枚，L147 枚，L221 枚。其中 24 例椎弓根未骨折的患者共置钉48 枚，I 型骨折置钉 54 枚，II 型骨折 0 枚，III 型骨折 32 枚。在伤椎单侧置钉者 7 例，其中有 2 例为单侧椎弓根腰部骨折 ( II 型 )，其余 5 例为后路间接撑开复位后骨折块还纳欠佳，须行椎弓根切除脊髓减压的患者。本组病例没有发现椎弓根直径过小的患者，我们在椎弓根 I 型骨折上置钉失误 1 例，III 型骨折 3 例。对于椎弓根体部受损的患者，我们担心如果勉强置钉可能会造成进钉路线的偏离，骨折块发生移位而使螺钉进入椎管造成脊髓神经损伤，并且影响骨折块的还纳，故 II 型骨折未行伤椎置钉。

2. 伤椎螺钉位置：术后 CT 断层图上发现，在伤椎体置入的 105 枚螺钉中，有 98 枚螺钉位置完全位于椎弓根骨皮质内，7 枚螺钉位置出现偏差，分别在 T12( 5 枚 ) 和 L1( 2 枚 )，均发生在椎弓根存在骨折的椎体 ( I 型 2 枚，III 型 5 枚 )。伤椎椎弓根螺钉位置按 Youkilis 的 CT 分级：I 度 98 枚，II 度 7 枚，III 度 0 枚，本组病例没有发现螺钉向椎体的上方和前方穿出。在 7 枚偏差的螺钉中，3 枚螺钉偏椎弓根外侧 (图4 )，2 枚螺钉偏椎弓根下方(图5 )，2 枚螺钉直径过大导致椎弓根内壁膨胀内移(图6 )。7 例位置偏差的螺钉没有导致椎体骨折块的进一步分离移位，亦未影响椎管内骨折块的复位，并且术后观察没有发生脊髓神经功能损伤等相应临床症状。

图4 螺钉偏椎弓根外侧 Fig.4 Screw outside the pedicle

图5 螺钉偏椎弓根下方 Fig.5 Screw below the pedicle

图6 螺钉直径过大 Fig.6 Screw diameter is too large

3. 围手术期情况：全部患者顺利完成手术，术后没有医源性的脊髓神经功能障碍加重。术后随访6～16 个月，平均为 9.4 个月，术后椎管侵占率改善情况见表1。5 钉固定和 6 钉相比差异无统计学意义 ( P＞0.05 )，椎管内骨折块复位满意，末次随访时骨折块吸收及椎管重塑良好。术前 20 例不全瘫的患者神经功能都有不同程度的恢复，其中 1 例 Frankel C 级患者恢复至 D 级，其余 2 例恢复至 E 级，其余17 例 D 级患者均达到了 E 级水平。在术后 12 个月时随访发现，1 例出现内固定松动，后凸角度丢失＞10°，假关节形成，伴明显腰背痛症状。另有1 例内固定发生断裂，后入院行二次手术，考虑原因可能是下地负重不当，植骨融合欠佳所致。在末次随访时，按 Denis 腰背痛标准评级：P151 例，P25 例，P30 例。

表1 椎管侵占率情况 (±s，% )Tab.1 The canal occupation rate (±s, % )

表1 椎管侵占率情况 (±s，% )Tab.1 The canal occupation rate (±s, % )

注：①与②组间比较 ( P＞0.05 )Notice: The comparison between①and②( P＞0.05 )

组别 例数 术前 术后 末次随访5 钉 7 33.1±5.4 26.6±4.7① 23.9±4.9①6 钉 49 31.7±3.6 28.5±3.4② 26.5±3.5②

讨 论

一、伤椎置钉的安全性

尽管伤椎置钉可获得好的复位和固定，但在骨折部位和椎管被侵占的神经脊髓旁进行置钉总是让医生对其安全性担忧。Hakalo 等[6]也认为，经伤椎椎弓根固定是缺乏理论依据的，并且在操作过程中存在较高的危险性；Anekstein 等[7]推测由于多数胸腰椎爆裂性骨折椎弓根与椎体存在分离，使得椎弓根螺钉置入难度加大，同时若螺钉置入后位置发生偏差，会增加脊髓神经损伤的风险。风险主要来于以下几方面：( 1 ) 由于伤椎关节突及其附近的骨折，使椎弓根进钉点的判断困难或进钉失败；( 2 ) 椎弓根的骨折使螺钉失去了夹持作用而容易偏离方向，进入椎管和椎体外而造成神经血管的损伤；( 3 ) 伤椎螺钉挤压椎弓根及椎体后份骨折块加重椎管的侵占而损伤脊髓神经；( 4 ) 伤椎螺钉推顶复位时，在粉碎的椎体内向前移动造成复位丢失和前方软组织的损伤；( 5 ) 伤椎置钉增加了手术步骤，可能会增加出血和感染机会。我们术前对椎弓根骨折进行分型，并在术前观察伤椎椎弓根情况，用来指导伤椎置钉的病例选择，本组病例未发现有椎弓根发育畸形和直径过小的患者，椎弓根体部骨折移位 ( II 型 )，由于螺钉进钉路线受到影响；勉强置钉可能会导致螺钉偏离而进入椎管，因此该型骨折属于置钉的禁忌。伤椎椎弓根相对完整的类型 ( 即 I 型和 III 型 ) 进行置钉，对脊髓神经相对是安全的，我们在椎弓根 I 型骨折上置钉失误 1 例，III 型骨折 3 例，考虑原因可能是术中进钉点位置定位不佳所致；但本组没有发生伤椎椎弓根螺钉的移动和骨块后移产生的神经血管并发症，因而伤椎置钉是安全的。

二、提高伤椎置钉安全性的措施

1. 进钉点的判断：椎弓根螺钉理想的进针点应在椎弓根中轴线上[8]，但伤椎的横突、关节突等部位常常伴有骨折，使得入钉点无法通过解剖标志定位，Magerl 法和 Roy-Camille 法等容易失败，可以选择“人字嵴顶点法”等较少依赖横突完整的方法，同时我们结合了自身提出的“椎板边缘法”使伤椎置钉的准确率达到了 97.5%。

2. 进钉方向：我们通过术后 CT 影像分析发现：位置不良的螺钉多为方向偏外或偏下，这可能因术中害怕螺钉进入椎管和椎间隙而下意识的向外向下置钉所造成。因此，术前可在 CT 断层图了解椎弓根情况，术中在 C 臂监视下进行置钉，置钉时螺钉位置要在椎弓根内，由于椎体往往于上终板附近骨折，所以螺钉最好进入骨折椎体中下份。我们的置钉结果显示，伤椎椎弓根螺钉 CT 位置分级：I 度 96 枚，II 度 7 枚，未出现突破椎弓根皮质( III 度 ) 的情况。在 7 枚偏差的螺钉中，2 枚偏椎弓根下方，3 枚偏椎弓根外侧，分析原因是因为置钉时害怕进入椎管和椎间隙而有意识的偏下偏外置钉；还有 2 枚螺钉直径过大导致椎弓根内壁膨胀内移，主要原因是由于手术经验的积累，我们为了增加螺钉的把持力，倾向选择稍粗的螺钉。

3. 螺钉直径和长度的选择：由于椎弓根上下径高度是内外径宽度的一倍，因此椎弓根螺钉直径的选择关键取决于椎弓根的内外径[9-10]。如果选择螺钉直径过大，会导致椎弓根内壁膨胀内移，如果选择直径较小的螺钉，则会对椎体的把持力降低。我们在 T11～12椎采用直径 5.5～6.5 mm、长 4.0～4.5 cm，L1～2椎选择直径 6.0～6.5 mm、长4.0～5.0 cm，与大多数文献报道一致[1,7,9]。这样可以使椎弓根螺钉与椎弓根更相匹配，一方面可防止钉道破裂，另一方面可避免椎弓根螺钉过长而损伤椎前组织。伤椎使用的螺钉长度参考上下椎体，一般与上下椎体一致或略短，不超过椎体的 80%，虽然从力学稳定性上来说，长螺钉把持力更强，故螺钉植入越深越好，但如果打穿椎体前方皮质，并发症则会相应增加，而且内固定系统弯曲力矩会随着螺钉植入深度的增加而增加，这样易导致内置物的早期疲劳和失败。我们未刻意选择短螺钉，在置钉时注意避免螺钉尖端与椎体骨折线形成切割错位，尤其对于椎体粉碎程度较高者，伤椎螺钉长度仅固定椎弓根全长或稍深入椎体后缘即可。本组未发生椎弓根破裂和神经血管损伤的并发症。

4. 复位减压的操作：用棒的弧度来复位和维持脊柱的弧度，由于伤椎向前推顶复位的原因，防止伤椎螺钉前移产生并发症，我们认为伤椎螺钉到椎体 1 / 2 处，脊柱后凸示过矫，本组病例没有螺钉穿出椎体前方皮质和切割椎体的情况发生，复位并适度纵向伸开可使突向椎管的骨折块部分复位，术后观察发现，螺钉没有使骨折块出现分离，也不影响椎管内骨折块的归位。我们对椎管侵占＞30% 的患者，根据侵占部位进行有限减压，使手术创伤减小并减少了出血量，使手术获得良好的效果。

结 论

通过对伤椎椎弓根置钉治疗胸腰椎骨折患者的术前术后 CT 分析和术后并发症的临床观察后我们认为，只要术前掌握好伤椎置钉的适应证并根据 CT 制定个体化的手术计划，术中把握好进钉点、方向和螺钉大小及长度等因素，经伤椎椎弓根置钉是安全和可行的，不增加并发症，是临床上治疗胸腰椎骨折的一种可靠方法。

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为支持多中心协作研究项目，可以在论文首页下方脚注“各协作单位第一作者均为本文的第一作者”。

Observation of computed tomography images of placing screws in the injured vertebra for different types of pedicle fractures

HU Hai-gang, TAN Lun. Department of Orthopedics, NO.4 People’s Hospital of Zigong City, Zigong, Sichuan, 643000, PRC

ObjectiveTo investigate the safety of the treatment of thoracolumbar fractures by placing screws in the injured vertebra through observing the screw placement for different types of pedicle fractures based on the Computed Tomography ( CT ) images.Methods56 patients with single-segment thoracolumbar fractures underwent the treatment of posterior internal fxation with screws placed in the injured vertebra from June 2008 to June 2011 in our hospital. Preoperatively the standard Digital Radiography ( DR ) and CT were performed routinely in all the patients. Relevant images of the injured pedicles were kept by the picture archiving and communication system ( PACS ). The integrity and position of the fractured pedicles were observed, and the types of fractures were classifed. Postoperatively the placed screws were observed based on the CT images. The Youkilis standard was used to evaluate the accuracy of pedicle screws.ResultsPedicle fractures were divided into 3 main types, including fractures of the junction of pedicle and vertebra, pedicle waist fractures and fractures of the junction of pedicle and lamina. 105 pedicle screws were placed in 56 patients, with 57 screws at the left side and 48 screws at the right side. Unilateral pedicle screws were used in 7 patients. The postoperative CT images showed 98 screws were placed in the bone cortex completely and 7 screws were deviated, without any relevant clinical symptoms. The screw position was graded by the Youkilis standard, including I degree in 98 cases, II degree in 7 cases, III degree in 0 case. In this group, such screws to be above or in front of the vertebral body were not found. 1 patient had cerebrospinal fuid leakage postoperatively, but no complications such as incision infection or the exacerbation of iatrogenic spinal cord dysfunction occurred. The failure of internal fxation was noticed in 2 cases in the latest follow-up ( screw loosening and breakage in 1 case respectively ).ConclusionsThe placement of screws in the injured vertebra is a safe, feasible and reliable method in the clinical treatment of thoracolumbar fractures, with the complications not increased. However, the indications of placing pedicle screws should be mastered preoperatively, and the nail point and direction and the screw size and length should be grasped during the surgery, with the individualized surgical plan made based on the CT images.

10.3969/j.issn.2095-252X.2014.01.010

R683.2, R445

643000，四川省自贡市第四人民医院骨科

2013-05-09 )

( 本文编辑：马超 )

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