胸腰段爆裂性骨折的治疗进展

谢加兵　周茂生　徐祝军

【摘要】 胸腰椎爆裂性骨折是一种常见的高能量损伤，往往伴有不同程度的神经功能损害，但其治疗方法较多，治疗主要目的是保留或者重建神经功能以及脊柱的生物力学功能。而胸腰段是由胸椎向腰椎转变，其该区域解剖、生物力学特点和脊柱骨折分型均具有其特殊性，这有助于胸腰椎爆裂性骨折最佳治疗决策的选择，并作一综述。

【关键词】 胸腰段； 脊柱； 骨折； 治疗； 生物力学； 分型

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2014.30.029

随着交通运输业和工业化的不断发展，导致的脊柱高能量创伤也日益增多，脊柱损伤中胸腰椎骨折是最常见的骨折类型，但胸腰椎爆裂性骨折也因此不可避免[1]。该类损伤常常伴有不同程度的神经功能损害，其治疗也较为棘手，由于胸腰椎的区域解剖、生物力学和骨折分型特殊，对治疗方案的决策选择具有一定的指导性[2]。本文对胸腰段爆裂性骨折治疗的相关方面研究进展进行综述。

1 胸腰段损伤的区域解剖及生物力学

胸腰段脊柱是胸椎生理后凸和腰椎生理前凸的交界处，胸椎后凸角度为18°～51°，腰椎转为前凸42°～74°。胸腰段（T10～L2）在矢状位平面为中立或轻度后凸（0°～10°）。高能量应力传递其胸椎后凸，逐渐向腰椎前凸转换，因胸腰段是脊柱活动与静止的交界处，生物力学和解剖力学方面较薄弱，是骨折好发部位，T11～L1节段骨折发生率约占整个脊柱骨折损伤的67%。如Stagnara等[3]学者所述：胸腰椎的转变集中解剖区域是一个相对较小的区域，主要为T11～L1的节段区域。在这个胸腰椎转变的解剖区域中，既是肋椎关系稳定结构保护的缺如，又是脊柱活动与静止的交界处，该区域容易诱发损伤。所以胸椎后凸致其重力的中心集中在脊柱前方，易导致椎体的前方的压缩应力加重和集中，而椎体后方附件的牵张力也增加。而在腰椎的前凸区域，压缩应力侧改变，主要经椎体后侧传递。具体到单个椎体损伤的机制是非常复杂，且千变万化，同时还会受到脊柱姿势的改变导致压缩应力的改变等。Holdsworth[4]早期认为应力通过椎体前侧导致的压缩损伤被称为“wedge骨折”，而此类骨折，椎体后侧的元件和组织通常是不会发生破裂，所以认为此类骨折在生物力学上是稳定的。通过后继研究发现，椎体前侧压缩超过一定程度时，大约40%～50%，会导致椎体后侧元件和组织的破裂，并产生骨折的不稳定。屈曲伴有旋转损伤时，对椎体后侧元件和组织的牵拉加大，椎体后侧元件和组织的破裂是导致这种不稳定骨折的潜在因素，所以Holdsworth[4]将这种类型的脊柱骨折命名为“切片骨折”。而Denis[5]对脊柱过伸性损伤进一步描述，主要由于椎体前方韧带的完整性受到损伤，会导致脊柱潜在的生物力学不稳定。轴向载荷或者垂直压缩在胸腰段局部形成压缩应力。快速的高能量压缩应力是通过终板导致纤维环和椎间盘破裂，严重的轴向载荷导致骨块向外“爆裂”，故Denis称之为“爆裂性骨折”。另外剪力也会导致椎体韧带结构的破裂，通过上位椎体传递至下位，导致外伤性的椎体前移，此时伴有神经损伤具有极大因素。Chance[6]对屈曲-牵张损伤机制进行了描述。在此类损伤中，轴向旋转作用于椎体前方，导致脊柱的张力失效，这种结构损伤包括骨和韧带。该损伤具有不稳定损性，但如果是单纯的骨性损伤，良好复位后仍具有愈合的潜力。对于脊柱创伤来说，生物力学的稳定性，需对损伤机制和病理生理学进一步的理解。生物力学稳定性是指脊柱避免进一步畸形、异常活动和在日常载荷条件下保持脊柱对线的能力。国内外学者的试验模型均揭示了椎体后侧元件的重要性，将椎体后侧元件损伤作为区分脊柱是否稳定的基础[7-10]。但Denis[5]创立了三柱理论并强调了中柱对于脊柱稳定的重要性，较之后侧元件有过之而无不及。总之，通过胸腰椎的区域解剖特征和应力通过脊柱的模式对于胸腰段损伤的理解是很有必要的，尤其是椎体后侧元件对于脊柱稳定具有重要作用。

2 胸腰椎骨折的分型

骨折的分型有利于学者之间的学术交流并指导治疗决策。胸腰段骨折的分型方法也较多。随着影像学不断的发展和生物学的更进一步的研究，其分型也随之改变，但是对既能提供神经功能、又能提供脊柱稳定性相关信息的胸腰椎骨折分型为最理想分型。同时一个好的临床分型应有效地指导治疗策略。早期的胸腰段骨折主要根据X线片作出分型，其分型方法较为单纯，只对骨折的形状作出简单的描述，例如压缩性骨折。尽管这些方法应用广泛，但这并不能提示个体损伤的严重性或者直接的治疗方法。现在的分型则尝试将生物力学纳入分型中。目前常用的分型，1983年国外学者Denis[5]针对脊柱的解剖提出了三柱分型。分为前柱、中柱和后主；前柱主要由前纵韧带、椎体前部和前纤维环组成。中柱由括椎体后部、后纤维环和后纵韧带组成；而后柱由后方的韧带复合体、后方关节囊、小关节和椎弓根组成。Denis[5]又在三柱的基础上进一步细分为轻微骨折和严重骨折。横突和棘突、峡部和小关节的骨折为轻微骨折；严重骨折为压缩性骨折、爆裂型骨折、屈曲牵张型骨折和骨折脱位。随着影像设备和影像技术的发展，以及人们深入地对脊柱的解剖、生物力学和损伤机制的了解，Magerl和Gertzbein应用AO理念对胸腰椎骨折进行分型，主要是按照损伤机制分为3型[11-12]。以及Cormack等[13]介绍了载荷分享评分系统（LSSS）。载荷分享评分系统并不是一个真正的分型系统，而是用于评估后路短节段内固定失败的风险。并回顾分析胸腰段骨折采用后路短节段椎弓根钉固定的病例。结果提示前柱支撑作用的丧失，增加了后侧器械的负荷。其负荷导致内固定失效的风险以及畸形的风险增加。李超等[14]学者对胸腰椎后路短节段固定失效相关因素进行3个方面的明确评定：（1）后凸畸形的角度；（2）骨折的程度；（3）骨块分离的程度。每种因素评定的分值分为1、2、3分，即轻、中、重程度。该分型的特点在于它可以利用脊柱的结构特征，来表示骨折类型是否适合于后路短节段固定。故国内学者提出后侧韧带复合体在骨折稳定性中的重要性，并随后得到大量生物力学研究的证实[14]。endprint

所以载荷分享评分系统不能用于评估手术的指征。基于影像技术的进步，更精确的鉴别骨与软组织结构损伤，尤其是脊柱后方的韧带复合体，对于脊柱骨折的稳定性评价具有非常重要作用。同时Vaccaro等[15]根据胸腰椎形态学和后方的韧带复合体的完整性以及神经功能损伤情况提出的胸腰段损伤分型及评分系统（TLICS）。并可同时根据这3个方面的综合评分来判断损伤的严重程度和治疗方案的选择：（1）椎体骨折形态学：压缩（1分）、爆裂（2分）、平移或旋转伤（3分）、骨折脱位（4分）；（2）通过MRI评估脊柱后方的韧带复合体完整性：完整（0分）、部分完整（2分）、完全损伤（3分）；（3）神经功能：无损伤（0分）、部分损伤（2分）、完全损伤（3分）。保守治疗一般在3分或以下，手术治疗多为5分或以上，4分需根据临床具体情况决定。虽然该评分有助于提示损伤严重程度以及提供治疗决策，但它不能完全替代临床治疗决策。对于具体的病例，不能只依赖分型，同时考虑患者的状态和任何相关情况。最终的治疗决策需要对患者进行全面的评估后做出可靠的判断。近来的分型系统（TLICS、TLISS、load-sharing）尝试通过鉴别各种显著特征以指导处理这些复杂的骨折类型[16]。需长期的临床数据来实践其相关分型的有效性，在处理胸腰段骨折时，外科医生应详细考虑这些分型系统的各种相关信息，如生物力学和解剖学的稳定性、神经功能、是否需要手术、手术技术以及长期疗效等。

3 治疗原则

胸腰椎爆裂性骨折的治疗主要基于两个原则，保留或者重建神经功能和生物力学稳定性。保留或者重建神经功能包括预防、限制以及通过减压脊柱节段稳定达到神经功能逆转。胸腰椎爆裂性骨折的生物力学不稳定会带来后续性脊柱后凸，甚至出现症状，增加卧床时间的风险和迟发性神经功能恶化的风险。主要由保守治疗和手术治疗。

首先，保守治疗包括疼痛控制、预防措施以及支具制动。既往支具固定主要是石膏模型，现在逐渐被现代化高分子材料所代替，且改变了石膏的笨重和不可调性的缺点。目前支具包括过伸支具、Jewett过伸支具或进行定制的胸腰骶支具（TLSO）。保守治疗有着一定的风险，长期卧床会导致压疮、呼吸功能的衰退等，而佩戴支具也会导致压迫神经、皮肤、阻碍呼吸及腹部活动受限等。但是手术治疗也不能完全取代支具，这是值得注意的，在手术后很多医生早期仍然进行支具的佩戴。Giele等[17]进行了回顾性研究，认为在关于胸腰椎骨折使用支具的支持结论性证据不足，对于非手术治疗的患者应具有一定的适应证，对有神经功能损害的、生物力学不稳定的脊柱损伤不建议保守治疗，尤其是生物力学不稳定的、且没有神经损害的更要注意，其后续性功能影响更为明显。

其次是手术治疗，一般来说胸腰椎爆裂性骨折的手术治疗包括微创手术和开放手术，但伴有神经功能损伤的微创手术不一定适用，微创手术主要用于神经功损伤的患者，即TLICS评分在4分及以下较为妥当，目前主要微创经皮椎弓根螺钉内固定技术和椎体成型技术，而Kim等[18]认为微创手术对脊柱关节突及其周围结构的影响较小，降低了脊柱自发融合的可能性，但增加了其远期椎体高度的丢失。相关学者也评价经皮椎体成形术后引起相邻椎体骨折的危险因素增加，导致相邻椎体骨折的相关因素：骨密度偏低、过度矫正椎体高度、预形成的椎体骨折和骨水泥的椎间盘渗漏[19-20]。近来有学者经皮后凸椎体成形术结合椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎爆裂性骨折做了一项前瞻性评价研究，结果显示椎体高度有恢复，具有一定的临床应用价值[21]。而开放手术主要体现于前、后路减压和前、后路固定。可以通过椎体次全切除进行前路的神经减压，进行cage或自体骨块植骨融合，以及前路钉板或钉棒系统固定。如果同时合并后侧韧带复合体损伤，应该采用后路短节段固定。在急性损伤不宜行前路手术，包括椎体次全切除，这会使术中出血量增加。应采用后路清除骨块占位并减压或通过后路钉棒内固定方式比较稳妥。损伤3 d后，可行一期前路椎体次全切除植骨支撑。刘海燕等[7]报道了也可行后路椎弓根钉固定椎体次全切除钛网植骨融合治疗严重胸腰椎骨折，其效果提示具有减压充分，融合效果良好等优点，中期疗效满意。但胸腰段爆裂性骨折易导致脊髓、神经根、马尾和圆锥等神经功能的损害，其发生率为10%～38%。李全辉等[22]通过环扎法制备大鼠急性脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）模型，研究不同时间点减压后对细胞凋亡基因的表达规律及与神经功能恢复的关系，结果提示 SCI 后早期减压有利于大鼠神经功能的恢复，但有关的数据还是被应用于临床判定，即对于任何进展性的神经功能损伤均为积极手术复位、减压和内固定的绝对手术指征。Gertzbein[12]报道了胸腰椎骨折大于1000例的病例相关性研究结果，其中不同程度的神经损伤就占81%。对神经功能损害呈进展性的行减压手术，神经功能得到了改善；而非呈进展性的神经损伤治疗仍然存在争议。该学者研究提示对ASIA分级除A级和E级的损伤以外，其手术治疗效果和保守治疗的2年随访，对神经功能的改善基本上相似。同时该研究也提示了，对有神经损伤和不稳定性的胸腰椎骨折非手术治疗能够至少带来ASIA分级1级的改善，对非进展性神经损伤的病例很少有证据支持采用减压处理。不过，对于类似于疝出的椎间盘的后凸骨块压迫脊髓马尾和圆锥所导致的马尾综合征，大多数学者认为在这种特殊情况下，应行急诊椎管减压手术，手术时机最好在伤后48 h内进行，尽可能的挽救神经功能[14，18，21]。

4 前景与展望

目前胸腰段骨折多为高能量损伤，其治疗以外科手术治疗为主，但其骨折分型和评分系统具有一定的指导治疗策略，仍需要进一步研究并完善，对其神经功能损伤的手术时机和脊柱的重建仍是骨科医生深入研究的问题。

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（收稿日期：2014-04-10） （本文编辑：蔡元元）endprint