经伤椎和跨伤椎椎弓根钉棒系统内固定治疗胸腰椎骨折

俞 阳，范海泉，陈 铭，黄宏杰

脊柱骨折常发生在脊柱的胸腰段(T10～L2) ，该节段是脊柱结构与功能发生变化的关键链和转折点［1］，流行病学分析发现骨折多发部位依次为L1、T12和L2［2］。后路短节段固定是治疗胸腰椎骨折广泛应用术式之一，疗效满意，但远期可能出现椎体高度降低、内固定器松动断裂等并发症。目前经伤椎置钉的方式引起关注，本文就是否经伤椎置钉内固定对胸腰椎骨折治疗效果的影响进行探讨。

1 资料与方法

1.1 临床资料

2007 年1 月～2010 年12 月，本院采用经后路椎弓根钉棒系统内固定治疗胸腰椎骨折52 例，其中男34 例，女18 例;年龄为22～74 岁，平均43.9 岁;其中跨伤椎组(A 组)34 例，经伤椎组(B 组) 18 例。损伤节段：T114 例，T1212 例，L131 例，L25 例。按AO 的Magerl 和Aebi 胸腰椎骨折分类［3］：A 型(椎体压缩骨折)50 例，B 型(脊柱前或后部分牵伸性损伤)2 例。致伤原因：高处坠落伤49 例，交通事故3例。并发其他部位损伤27 例。入院时脊髓神经功能按Frankel 分级［4］：C 级2 例，D 级2 例，E 级48例。手术时间在伤后6 h～7 d 进行，平均2.6 d。所有病例均使用史赛克公司的Xia 和Diapasom 椎弓根钉棒系统复位内固定，其中2 例行椎管探查减压术。手术前后均做X 线、CT 和MRI 检查，术中做透视了解复位和内固定情况。

1.2 手术方法

采用脊柱后正中切口，以伤椎为中心暴露上下各1 个节段，行椎板骨膜下剥离，向两侧剥离骶脊肌至横突。A 组在伤椎上下各1 个椎体，根据椎弓根解剖关系确定椎弓根螺钉置入点，置入2 枚椎弓根螺钉，进钉深度为45 mm。B 组在伤椎上下各1 个椎体，置入2 枚椎弓根螺钉，进钉深度为45 mm，再在伤椎均经双侧椎弓根置入短钉35 mm。安棒撑开复位并矫正畸形。有神经症状的患者在复位内固定后行椎管探查减压，椎板开窗。所有病例做固定节段后外侧植骨或椎板上植骨(未行椎管探查减压病例) ，植骨采用自体骨或自体异体混合骨。

1.3 术后处理

常规使用抗生素5 d，术后第2 天拔出引流管，术后第1 天开始下肢功能锻炼，1 周后下床保护下行走，术后3 个月内配戴腰围。对于年龄＞50 岁的患者，特别是女性绝经患者，予以抗骨质疏松治疗，肌肉注射鲑鱼降钙素2～4 周，口服钙剂和二磷酸盐类药物。采用Frankel 分级评定手术后神经功能恢复情况。采用SPSS 12.0 统计软件进行数据分析。

1.4 主要观察指标

采用伤椎椎体高度丢失率和伤椎后凸Cobb 角评价术后恢复情况。测量术前、术后及末次随访时侧位X 线片上伤椎前缘高度; 测量相邻上下椎体前缘高度，取平均值为正常椎体高度。椎体高度丢失率=(正常椎体高度-伤椎椎体高度) /正常椎体高度×100%。伤椎后凸Cobb 角为伤椎上下终板连线夹角。应用疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale，VAS)［5］对患者术前、术后及末次随访进行评分，评估患者疼痛程度。

2 结 果

患者均获得0.5～4 年随访，平均2.1 年。患者住院时间为7～30 d，平均16.8 d; 手术时间80～150 min，平均105 min;术中出血量280～800 mL，平均430 mL;以上数据2 组间差别无统计学意义(P ＞0.05) 。无术中并发症发生，患者切口均Ⅰ期愈合。

经手术复位，伤椎上下终板成角、椎体前缘高度的比值均明显改善，椎体前缘高度恢复3～19 mm，平均12.6 mm。与术后相比，末次随访时A 组有11例椎体前缘高度降低，4 例内固定失败;B 组有3 例椎体前缘高度降低，无内固定失败发生。

2 组术前、术后及末次随访时伤椎椎体高度丢失率和伤椎后凸Cobb 角比较见表1、2。2 组术前伤椎椎体高度丢失率和伤椎后凸Cobb 角与术后及末次随访相比，差异均有统计学意义(P＜0.05) 。术后伤椎椎体高度丢失率和伤椎后凸Cobb 角与末次随访相比，A 组差异有统计学意义(P＜0.05) ，B 组差异无统计学意义(P ＞0.05) 。2 组之间比较，术前、术后及末次随访时伤椎椎体高度丢失率和伤椎后凸Cobb 角差异均无统计学意义(P ＞0.05) 。2组之间比较，术前与末次随访伤椎椎体高度丢失率差值及伤椎后凸Cobb 角差值，差异均有统计学意义(P＜0.05，见表3) 。2 组之间比较，内固定失败情况差异无统计学意义(P ＞0.05) 。

表1 伤椎椎体高度丢失率Tab.1 Height loss of injured vertebrae

表2 伤椎后凸Cobb 角Tab.2 Cobb’s angle of injured vertebrae

表3 术前与末次随访伤椎椎体高度丢失率、伤椎后凸Cobb角差值比较及内固定失败情况比较Tab.3 Comparison of height loss of compressed vertebral bodies，Cobb’s angle and fixation failure before operation and at final follow-up

所有患者术前VAS 评分平均8.4 分;术后VAS评分明显降低，平均3.1 分; 末次随访时VAS 评分平均1.0 分。脊髓神经功能的恢复，1 例C 级病例恢复至D 级，其他病例无变化，无术中脊髓神经损伤病例。典型病例影像学资料见图1。

图1 L1 骨折患者影像学资料Fig.1 Radiologic data of a patient with L1 fracture

3 讨 论

对于胸腰椎骨折，后路椎弓根钉棒系统内固定可提供三维矫正和坚固的内固定［6］，具有力学强度大、稳定性高的特点，极大改善了脊柱后路融合的疗效［7］。椎弓根螺钉最初由Roy-Camile 和Demeulenaer发明，Dick 在此基础上进一步发展出短节段的后路脊柱内固定器［8］。后路跨伤椎短节段椎弓根螺钉内固定术即椎弓根钉通过伤椎上下相邻各1 个正常椎体拧入起到锚定作用，这种锚定是通过短节段内椎弓根钉和纵向连接棒的撑开、加压等作用力提供三维矫正和坚固的内固定，恢复脊柱的正常序列［9］，同时最大程度地保留了脊柱的活动节段，这是其他任何非椎弓根内固定技术所不能达到的［10］。当后纵韧带和椎间盘纤维环未完全断裂时，通过撑开伤椎上下椎体，借助后纵韧带的伸展，使附着在椎体上的纤维环和软组织牵引骨块使其复位。文献［11］表明轴向撑开力是使椎管内骨折块复位的主要力量，特别是胸腰椎骨折脱位时，通过轴向撑开复位更加重要。

后路跨伤椎短节段椎弓根螺钉内固定术运用多年来，术后出现的椎体塌陷、后凸畸形和钉棒松动断裂等问题引起广泛观注。McLain 等［12］报道应用短节段经椎弓根内固定系统治疗胸腰椎不稳定骨折，19 例患者中10 例出现内固定失败，而且内固定失败大多发生在术后6 周内。本研究跨伤椎组中有11 例发生椎体前缘高度的降低，4 例发生内固定失败。究其原因：①胸腰段是脊柱活动的转换点，负重应力集中于此，跨节段固定，负荷大部分集中在2 枚椎弓根螺钉之间，易造成应力疲劳，导致内固定失败。②McLain 等［12］的研究认为后路切开复位内固定后，虽然X 线片示椎体高度恢复，但椎体内被挤压后破坏的骨小梁无法复位，伤椎内存在空隙，即“蛋壳样”椎体，尤其是爆裂型骨折，髓核和破碎的终板挤入椎体内影响椎体愈合。前中柱不稳造成后路内固定器持续负荷，导致内固定失败和椎体高度丢失。内固定失败的判断标准是椎弓根钉和/或连接棒的移位、断裂，钉帽的脱落，造成椎体复位高度的丢失。进而有学者提出了经伤椎的6 枚短节段椎弓根螺钉内固定。

经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定在生物力学上是否可行。①椎弓根是椎体最坚强的部分，Hirano等［13］发现椎弓根螺钉固定大部分的强度在椎弓根部，椎弓根提供≥60%的拔出力强度及80%的轴向刚度，说明通过短钉行伤椎椎弓根固定脊柱能获得复位和稳定。②吕夫新等［14］通过生物力学实验证实6 钉固定(经伤椎固定) 较4 钉固定可增加脊柱生物力学稳定性，有助于椎体高度保持和复位。Dick 等［15］也报道在牛腰椎模型上行6 钉固定和4钉固定生物力学实验比较，发现6 钉固定具有明显优势，轴向承载能力增加160%，抗屈曲能力增加48%，抗扭转能力增加38%，说明6 钉固定比4 钉固定有更好的稳定性和强度。③传统的跨伤椎短节段4 钉固定形成双平面的平行四边形和悬挂效应，使伤椎楔形变矫正不满意且易丢失，并且水平移位矫正困难;而6 钉形成3 个平面，力学上降低了内固定平行四边形和悬挂效应，减少应力集中，维持伤椎的后凸矫正效果，纠正伤椎的水平移位。但是魏富鑫等［16］通过生物力学实验却得出传统4 钉固定与6钉固定在脊柱前屈、后伸、左右侧弯、左右轴向旋转的运动范围及刚度值差异均无统计学意义。本研究经伤椎置钉组病例仅3 例出现椎体前缘高度降低且无内固定失败，说明经伤椎6 钉固定能够增强脊柱稳定性，维持后凸畸形矫正的效果。本研究中有多个病例随访时出现椎体前缘高度降低和内固定失败，可能与病例大多数是青壮年、农民工，手术0.5年后继续参与体力劳动有关。

应用后路经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定的适应证，本研究主要选择前中柱损伤而不是三柱损伤伴有旋转的病例，按AO 分型为以椎体压缩的A 型为主和部分B 型骨折，并且伤椎两侧椎弓根相对完整。但对于前柱破坏严重无重建条件的，应避免短节段内固定。田耘等［17］随访了134 例胸腰段骨折后路椎弓根固定患者，对比短节段固定组和长节段固定组邻近椎体上下终板夹角矫正和丢失、伤椎椎体上下终板夹角矫正和丢失及手术疗效，认为AO分型中A 型和B1 型骨折可以选择短节段固定，B2、B3 及C 型骨折应考虑长节段固定。

内固定后植骨充分与否关系到远期治疗的效果。最终的稳定需通过植骨融合来实现，内固定的作用是短暂的。如不进行有效植骨，有可能在晚期发生内固定疲劳失败或骨折椎体的塌陷和矫正度的丢失［18］。也有研究显示不减压非融合治疗胸腰椎骨折与植骨融合组效果无明显差异［19］。本研究中对于未做椎管减压的患者在椎板上植骨; 做椎管减压的患者在横突间植骨。

本文为2 组对照设计的临床研究，经伤椎置钉椎弓根钉棒系统内固定手术开展时间不长，病例数较少，随访时间短，因此对于经伤椎置钉是否比跨伤椎置钉远期固定更稳固，脊柱序列的恢复和后凸畸形的改善是否更加理想，仍有待进一步的临床观察与总结。

总之，对于胸腰椎骨折，短期随访显示后路经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定较跨伤椎短节段椎弓根螺钉内固定有更好的稳定性和强度，能显著减少术后伤椎前缘高度降低和内固定失败的发生。虽然经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折远期疗效有待进一步观察，但随着椎弓根内固定理论和技术的发展，经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定技术会逐步完善。

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