短节段联合伤椎固定和植骨治疗胸腰椎爆裂骨折的对比研究

陈应超，梁道臣，赵汉平，赵成毅，张爱明，梅治，姚海燕

(中山市人民医院脊柱外科，广东 中山 528400)

胸腰段是脊柱最易受伤的部位，胸腰椎骨折约占脊柱骨折的90%以上，其中交通事故和高处坠落伤引起的胸腰椎骨折以爆裂骨折最为常见[1]。爆裂骨折占所有脊柱骨折的10%～20%，而众多的文献表明胸腰爆裂性骨折的治疗仍存在较多的争论[1-2]。本文对2015年1月至2018年12月我院收治的61例单体胸腰椎爆裂性骨折手术患者进行回顾性对比分析，27例采用短节段固定联合伤椎椎体内自体植骨治疗(伤椎植骨组)，34例采用短节段联合伤椎置钉固定治疗(伤椎置钉组)，观察和分析评估两种不同方法治疗胸腰椎爆裂性骨折的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组61例胸腰椎爆裂性骨折患者，男性30例，女性31例；年龄20～61岁，平均(37.4±3.3)岁。受伤至手术时间1～10 d，平均(3.4±1.2)d。按Denis分类，均为单椎体爆裂骨折。致伤原因：坠落伤27例，压砸伤13例，车祸伤21例。损伤节段：T12骨折21例，L1骨折19例，L2骨折16例，L3骨折5例。两组术前性别、年龄、椎体节段分布及脊髓功能损伤分级、影像学参数等各因素比较差异无统计学意义(P>0.05)，两组资料具有可比性(见表1)。

1.2 手术方法 采用全身麻醉，患者俯卧于脊柱外科手术支架上，以伤椎为中心行常规后正中切口，分别切开皮肤、皮下组织、深筋膜，电凝止血，分离椎旁肌，充分暴露椎板及椎间关节。参照术中C型臂定位，确定伤椎及相邻上下椎体椎弓根位置，置入定位针。C型臂定位确认无误后，伤椎置钉组患者于伤椎及相邻上下两椎体分别拧入长度、大小合适的6枚椎弓根螺钉，椎弓根螺钉连接棒塑形满意后予以矫形复位；伤椎植骨组患者于伤椎相邻上下两椎体分别拧入长度、大小合适的4枚椎弓根螺钉，根据术前CT片及术中确认伤椎椎弓根损伤情况，经伤椎一侧椎弓根拧入1枚椎弓根螺钉。经伤椎一侧椎弓根拧入螺钉旨在为植骨建立一个通道。置钉完毕，连接棒塑形满意后予以矫形复位。复位后再次用C型臂透视，证实伤椎复位满意，椎弓根螺钉位置良好。予保留一侧椎弓根钉棒系统，将伤椎一侧椎弓根钉拔出，将植骨漏斗插入椎弓根通道。将已修剪好的碎骨粒经植骨漏斗填塞入伤椎椎体内，并用锤子适当用力打实，边填塞边后退直至拔出植骨漏斗，部分骨粒植入双侧关节突关节及椎板外侧横突间。对于有脊髓损伤椎管骨块占位的患者进行椎管减压，并对突向椎管内的骨块进行复位。将减压切除的椎板及棘突骨去除软组织，修整干净后剪成碎骨粒，留待植骨用，无脊髓减压者取髂骨修剪成碎骨粒后进行植骨。C型臂证实复位满意后置连接棒及安装横梁固定，冲洗、缝合切口。

表1 两组术前一般资料比较

1.3 术后处理 术后常规使用抗生素24 h，根据引流量于术后24～72 h拔出引流管，术后3～6 d患者配戴胸腰椎支具开始下床活动至术后3个月，3个月后嘱患者在进行腰背肌功能锻炼的同时逐渐去除支具，根据骨折愈合情况于术后1年半后取出内固定物。

1.4 临床观察及评价指标 记录术中及术后并发症情况。所有患者术前行正侧位X线片、CT及MRI检查，术后及随访时行X线片检查，部分患者行CT检查。在侧位X线片上测量术前、术后以及末次随访时伤椎前缘高度、Cobb角及椎体平移率。脊髓神经恢复情况按照美国脊髓损伤协会(American Spinal Injury Association，ASIA)标准进行评价。按照Denis疼痛分级[3](Denis pain scale，DPS)对所有随访患者进行术后疼痛情况评定。根据患者术后疼痛情况DPS分为五个级别，P1：无痛；P2：偶尔有轻度疼痛，但无需服用止痛药治疗；P3：中度疼痛，有时需服用药物治疗，但对日常生活和工作无明显影响；P4：中到重度疼痛，有时不能工作，日常生活受到影响；P5：持续的严重疼痛，需服用止痛药物治疗。

1.5 统计学方法 运用SPSS25.0统计软件对以上测量数值分组进行分析比较，率采用χ2检验，两组间比较采用两独立样本t检验，同组间不同时间段比较采用重复测量的方差分析，两两比较采用SNK-q检验，P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结 果

本组患者全部获得随访，随访时间13～27个月，平均(19.3±2.4)个月。术后有1例患者出现伤口表浅感染，无一例内固定松脱、断裂及继发神经损伤。术后X线片复查两组骨折椎体复位满意，伤椎植骨组见高密度植骨粒于伤椎前中柱。两组术后Cobb角与术前相比差异有明显统计学意义(P<0.01)，术后两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)；末次随访时两组间Cobb角矫正复位丢失度差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。两组间术前椎体前缘高度比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后椎体前缘高度与术前相比差异有明显统计学意义(P<0.01)，术后两组间比较差异无统计学意义(P>0.05)，末次随访时两组间椎体前缘复位丢失度差异无统计学意义(P>0.05，见表3)。椎体平移率由Ruan等[4]提出，是基底椎后缘和移位椎体后缘之间的距离与移位椎体前后缘距离的比值，即椎体平移率=A/B(见图1)，这一指标可以用来分析爆裂骨折水平面上的前后移位程度。术前两组间椎体平移率比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后椎体平移率与术前相比差异有统计学意义(P<0.05)；两组间比较伤椎固定组椎体复位要优于伤椎植骨组，但组间差异无统计学意义(P>0.05)，术后末次随访时两组间椎体平移率差异有统计学意义(P<0.05，见表4)。手术前后神经功能按ASIA分级评定，术后1年神经功能平均恢复1.5级以上，两组间神经功能恢复差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者术后疼痛恢复等级按DPS分级评定，术后两组间差异无统计学意义(>0.05，见表5)。

图1 椎体平移率测量示意图

表2 两组椎体手术前后Cobb角比较

表3 两组椎体手术前后前缘高度比较

表4 两组椎体手术前后平移率比较

表5 术后DPS分级评定情况(例)

典型病例一为52岁男性患者，高处坠落致腰痛伴活动受限6 h入院。入院时患者下肢感觉和肌力正常，诊断为L1椎体爆裂骨折，椎体压缩约1/2。入院后第3天行后路短节段联合伤椎双侧置钉固定，术后L1椎体复位满意，椎体形态基本完全恢复。术后患者症状恢复满意，第4天可佩戴支具下地活动。手术前后影像学资料见图2～3。

典型病例二为27岁女性患者，车祸伤致腰痛伴活动受限8h入院。入院时患者下肢感觉和肌力正常，诊断为L1椎体爆裂骨折，伴有椎管内骨折块占位。入院后第4天行后路短节段联合经伤椎椎体内植骨治疗，术后患者爆裂椎体复位满意，椎体前方可见高密度植骨颗粒。术后1周患者佩戴支具下地活动，腰痛症状恢复满意。患者术后3年在外院行内固定拆除术，拆除内固定1年后随访骨折椎体形态仍保持良好，椎体内仍可见高密度植骨颗粒，伤椎椎体上位间隙变窄，患者并无不适症状。手术前后及随访时影像学资料见图4～6。

图2 术前X线片及MRI示L1椎体爆裂性骨折 图3 术后X线片示L1椎体内固定后复位满意

图4 术前X线片及CT示L1椎体爆裂性骨折 图5 术后X线片示椎体复位满意，椎体前方可见高密度植骨颗粒 图6 拆除内固定术后1年X线片示伤椎体形态保持完好

3 讨 论

1983年Denis[5]以三柱理论重新把爆裂骨折定义为椎体前中柱压缩骨折，椎体后缘骨折碎块向后突入椎管内，放射学显示骨折呈爆裂性。胸腰段是胸椎和腰椎的交汇点，几乎90%的脊柱骨折发生在胸腰段，而胸腰椎爆裂骨折占此类骨折的10%～20%，且常导致神经损伤和后凸畸形等情况发生[1]。手术治疗主要是对于不稳定型和伴有脊髓、神经损伤的爆裂骨折患者[6]。按照生物力学及临床结论更好的保留脊柱节段运动功能的观点，短节段固定已成为目前脊柱骨折治疗的主要方法。随着临床应用的增多及随访时间的延长，后路短节段固定的缺点也逐渐显露出来。国内外较多文献都表明其固定后因椎体前柱缺乏有效的结构支撑，或虽然通过器械复位后椎体高度得到恢复，但高度恢复后椎体内骨质缺损得不到补偿，椎体前柱骨缺损易致术后内固定松脱、断裂、后凸角增加、椎体高度丢失及其所致的慢性腰背痛等并发症发生[2，7-8]。同时笔者通过临床随访发现在患者拆除内固定后，椎体的后凸畸形愈发明显，尤其在胸腰段骨折，拆除内固定后其后凸畸形逐渐加重，部分患者可能需要再次截骨矫形手术治疗。为了减少胸腰椎骨折短节段固定术后失败率的发生，前路手术、前后路联合手术及短节段联合各种伤椎骨水泥椎体成形、异体骨及自体骨等重建前柱的方法应用于临床，但临床疗效报道各不相同，因此，治疗胸腰椎爆裂骨折的理想方法仍存在较多争论。

Guven等[8]认为短节段联合伤椎置钉固定后可以较好地纠正脊柱后凸畸形，并可提供良好的稳定性，在临床应用后取得了满意的疗效。而Liao等[2]采用短节段联合椎体内自体骨植入治疗31例胸腰椎骨折患者，对其进行至少2年的随访分析，结果显示椎体内植骨是避免单纯短节段固定后渐进的椎体高度丢失和内固定失败的较好方法。我们对短节段联合伤椎固定和植骨两种不同的手术方法在临床应用后对比分析发现，经短节段固定联合伤椎椎体内自体颗粒骨植入，术后椎体前缘高度、Cobb角、椎体平移率与术前相比明显改善，差异具有统计学意义(P<0.05)；而与伤椎椎体置钉相比，术后两组之间椎体前缘高度、Cobb角相比差异无统计学意义(P>0.05)。说明两种手术方式在术后改善椎体前缘高度、后凸角方面有着相当的效果。而在对其进行1年后的随访中发现，伤椎植骨组的部分患者后凸角加大并出现伤椎椎体的平移，末次随访时两组间椎体平移率差异有统计学意义(P<0.05)，部分患者还出现了腰背部慢性疼痛的发生，这与患者椎体平移、部分螺钉松动、力线分布不均等所致的后凸畸形等都有一定的关系。而伤椎置钉组并未发现有明显类似情况发生，这说明伤椎置钉固定后螺钉可分散伤椎椎体前柱的应力，应力分布由两点分散为三点，减少了伤椎前柱的承受负荷，并且在伤椎复位后螺钉的把持力较好的维持了伤椎的稳定性。Elmasry等[9]通过生物力学研究表明，后路短节段联合骨折椎体置钉增加了胸腰交界处的刚度和相邻节段椎间盘的压力，因此，可以为脊柱提供更大的稳定性，并为前柱提供更多支撑。而且骨折椎体置钉有助于更均匀的分散连接杆的应力，延长了内固定的使用寿命。然而对于严重的爆裂性骨折，长节段固定明显优于短节段。

伤椎何时植骨和固定或者对于不同的患者如何去选择伤椎固定和植骨，目前尚未有统一的标准。这也是目前学术界探讨的主要问题，不同的作者报道治疗结果和手术方式也各不相同。从我们的临床治疗结果及查阅相关的文献来看，伤椎置钉固定可以较好地对脱位的椎体进行复位固定并可以维持伤椎的稳定性，在术后内固定拆除前可以有效的防止椎体的平移及其可能对脊髓及神经的压迫损伤。Denis生物力学研究表明在三柱完整的情况下，椎体前柱承受脊柱负荷的80%[5]，而对于椎体前中柱呈现骨缺损的患者来说其承受脊柱负荷的能力明显降低，当椎体前柱严重损伤后，椎体前柱所承受的力量剧减到10%，后柱和植入的内固定承受脊柱负荷的90%。因此，在拆除短节段内固定后容易发生渐进的后凸畸形及慢性腰背痛，或在拆除内固定前出现内固定失败。笔者发现在拆除内固定前已存在高度丢失及后凸的患者，术中拆除内固定时大多数皆存在螺钉松动。Liao等[10]采用短节段联合伤椎固定及短节段联合伤椎注入磷酸钙或碳酸钙骨水泥重建的研究表明，当载荷分担分类标准(load sharing classification，LSC)≤6分时，两种方法都可以安全的使用；当LSC≥7分时，两种方法都有较高的内固定失败和后凸畸形的发生率，特别是短节段伤椎植骨组失败率更高。

伤椎椎体内植骨重建前柱支撑负荷目前在临床上已经得到广泛的应用和推广，但仍有多数作者认为因植骨后骨粒纤维化、骨吸收等原因，并不能减少术后内固定失败及拆钉后远期后凸畸形和腰背疼痛发生的可能性。根据本组病例的临床研究结果，我们认为患者的手术效果与患者受伤椎体骨缺损压缩程度和手术时植骨量的多少有着密切的关系，手术时应用漏斗打压夯实植骨可以较好的恢复塌陷的椎体前柱，并保证植骨效果，当然术中植骨粒软组织去除的完整与否也有着重要的关系。对于伴有脊髓损伤且椎管内骨折块占位的患者行椎板部分切除椎管减压，并复位突入椎管内的骨折块，将减压切除的椎板骨修剪成碎骨粒后植入伤椎体内，这样也进一步保证了术中植骨量；对于没有脊髓损伤的椎管内骨折块占位，若骨折块占位不超过椎管内50%，一般可通过术中器械矫形复位恢复脊柱力线，可部分或全部复位骨折块，无需行椎管减压，必要时可行椎板开窗椎管探查了解骨折复位情况。总之，对于何时选择伤椎植骨和固定，需根据骨折椎的类型和患者的经济状况来进行决定，毕竟伤椎固定后多增加了2枚螺钉，治疗费用明显增加，患者的经济负担也大大提高。赵成毅等[11]报道采用短节段联合伤椎一侧置钉、另一侧椎弓根植骨取得了良好疗效，认为此术式能促进伤椎愈合及降低内固定的失败率，是一种有效可靠的治疗方案。或许在某种情况下采取短节段经伤椎椎弓根一侧植骨和一侧固定是治疗胸腰椎爆裂骨折一种折中而又有效的方法，既节省了一部分费用，又相对保证了术后效果，然而实际情况还需要手术医生根据手术技巧及病情需要做出抉择。

综上所述，短节段联合伤椎固定和短节段联合伤椎椎体内自体颗粒骨植骨治疗胸腰椎爆裂性骨折，术后都可以有效地恢复伤椎椎体高度和重建前中柱的稳定性，增加了椎体载荷强度，有利于椎弓根钉棒系统的稳定。而伤椎置钉固定后可以较好的对脱位的骨折椎体进行复位，复位后可部分或全部恢复椎体的高度，并维持其稳定性和椎体的形态，减少了椎管减压后伤椎椎体潜在不稳定所致的神经及脊髓损伤发生的可能性，对于短节段固定后内固定松脱、断裂、椎体复位高度丢失及远期腰背部疼痛等起到了很好的预防作用。笔者发现，在拆除伤椎螺钉时伤椎椎体的钉道由于螺钉的应力作用而硬化，硬化的钉道也避免了蛋壳样椎体发生的可能，仍然可保持强有力的支撑，可有效的预防内固定拆除术后的伤椎塌陷及局部后凸的发生，从而也降低了拆除内固定后远期慢性腰背痛及后凸畸形的发生率。而对于严重的爆裂性骨折，LSC≥7分时采取长节段固定或者前后路联合手术，或许可以更好的避免内固定失败的发生率。