微创经皮技术治疗胸腰椎骨折进展

张 超，周临东，沈计荣

1.南京中医药大学（南京210029）

2.南京中医药大学附属江苏省中医院骨伤科（南京210029）

脊柱骨折约占全身骨折的5%～6%，是脊柱骨折中最常见的损伤。传统的开放后路短节段椎弓根螺钉内固定治疗，可以提供即刻稳定的椎体序列和良好的临床疗效，但同时也相继出现了一系列的并发症[1]。微创经皮椎弓根螺钉内固定技术和经皮椎体成形术成为近年来治疗胸腰椎骨折的新的发展趋势。

1 手术方法

微创经皮椎弓根螺钉置入技术是在透视引导下，采用Jamshidi套管针进行椎弓根穿刺，将套管针置入椎弓根后拔出管芯，沿套管置入导丝。沿导丝安放序列扩张导管将软组织扩开，在进行椎弓根攻丝时，最外面的扩张器可起到保护性套筒的作用。在导丝的引导下，进行攻丝和空心椎弓根螺钉的植入。连接棒可以采用经皮的方式安放以减少对软组织的损伤[2]。目前国内的一般方法是，全麻后施行手法复位至胸腰椎骨折大致复位，C型臂X线机定位并标记损伤节段椎体和上下位椎的椎弓根体表投影。X线监视下将4根导针分别置入伤椎上下位椎体的椎弓根，直至椎体前中柱。以导针为中心，做4个长约1.5 cm的纵形切口，以软组织扩张器由细至粗依次扩张椎旁肌，置入工作套筒，沿导针以空心钻钻孔至椎体，丝攻后拧入相应长度、直径的Sextant系统椎弓根螺钉。将固定棒按弧形轨迹穿过皮肤并置入螺钉的头部，用配套的撑开压缩工具沿固定杆纵向撑开，复位满意，分别拧紧固定螺帽，锁定钉棒连接。同法安装另一侧固定棒，透视证实复位满意[3]。

2 椎弓根螺钉内固定术

2002年Foley和Gupta[4]首先报告了应用Sextant系统经皮椎弓根螺钉内固定技术，该系统利用几何轨迹原理，将棒置于肌肉深层，其临床应用使脊柱椎弓根螺钉内固定技术开启了新的局面。近年来国内外一些学者进行了一系列的临床和基础研究，证实了经皮椎弓根螺钉内固定具有操作简便、安全可靠、创伤小、出血少、疼痛轻、恢复快、住院日短、术后椎体高度和Cobb角丢失少、腰椎功能活动丢失少等优点。Lehmann等[5]在绵羊模型上进行开放和经皮椎弓根钉植入术式比较，主要考察手术时间、血流、组织间压力、射线暴露时间、失血量以及实验室检查肌酸激酶分布，结果发现，失血量和肌酸激酶分布作为肌肉损伤的指标，经皮组明显低于开放组。但经皮组的射线暴露时间比开放组延长，其他指标如组织间压力、血流和肌电图的变化则无统计学差异。有研究报告了微创椎弓根螺钉置入技术的安全性和精确度，Ringel等[6]评估了经皮植入在104例患者体内的488个椎弓根螺钉，结果发现，87%的螺钉位置良好，10%的位置可以接受，有3%螺钉的位置不能接受，2个螺钉松动，9个螺钉需要进行翻修重置，只有2位病人因为螺钉错位出现新的临床症状。Kosmopoulos等[7]对130项研究中植入的37 337枚椎弓根螺钉进行荟萃分析，结果显示，总体螺钉植入的精确度为91.3%，使用导向仪体内植钉的准确度为95.2%（未通过导向仪的准确度为90.3%）。

Ni等[8]报告，利用经皮椎弓根螺钉固定治疗无神经损伤的胸腰椎A3型骨折36例，结果显示，平均手术时间是78 min，术中平均出血量为75 mL。平均随访48.5个月，86.1%的患者治疗结果满意。后来有学者将经皮椎弓根内固定术和椎体后凸成形术结合起来，更加巩固了胸腰椎骨折的治疗效果。Blondel等[9]报告，经皮治疗胸腰椎爆裂性骨折，共治疗29例A3型胸腰椎骨折，均接受经皮内固定及球囊后凸成形术，结果显示，所有病例中平均后凸角矫正度数为1，末次随访中矫正丢失，疼痛明显缓解评分从6/10降至1/10，平均住院天数为4 d，未出现椎弓根钉移位。Bironneau等[10]报告了微创经皮内固定结合后凸成形术治疗无神经损伤胸腰椎骨折的疗效，24例患者接受伤椎后凸成形术以及上下椎体经皮内固定，结果显示，术后疼痛明显缓解，椎体后凸角平均恢复，椎体前缘高度恢复17%，所有椎弓根螺钉置钉准确，无神经损伤和血栓栓塞等并发症。他们认为，经皮椎弓根内固定结合椎体后凸成形术可以减少住院时间、减轻疼痛、创伤小，是治疗无神经损伤的胸腰椎骨折的一项有力的外科技术。

罗鹏等[11]探讨了经皮椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折的效果及并发症，总结了103例接受此项手术的胸腰椎骨折患者，均无神经损害表现，通过总结影像学和临床随访结果，对其进行疗效及并发症进行评价分析，结果失访21例，82例随访平均27.4个月，椎体前缘高度、后凸Cobb角、椎管堵塞指数分别由术前的(54.8±8.7)%、(16.4±2.9)、(1.2±1.0)改善至术后的(88.6±6.4)%、(11.6±2.7)、(0.5±0.6)，视觉模拟评分、Oswestry功能障碍指数均有显著降低，差异均有统计学意义。并发症包括椎弓根螺钉位置不正确7例，创面浅表感染者1例，椎弓根螺钉断裂3例，椎弓根螺钉退出2例，强化剂渗漏5例，暂时性神经症状4例，8例诉仍感腰背部疼痛，其中2例需不定期口服止痛药。82例均获骨性愈合。王洪伟等[12]分别应用Sextant经皮跨伤椎四钉内固定与开放跨伤椎四钉内固定治疗无神经损伤的胸腰椎骨折25例和35例，观察其中随访超过12个月的11例和18例即时复位效果和矫正度丢失情况，结果显示，两组术前、术后伤椎前缘高度、矢状面Cobb角的组间差异均无统计学意义。两组术后伤椎前缘高度、矢状面Cobb角与术前比较差异均有统计学意义；末次随访时经皮组伤椎前缘高度丢失（9.9±5.1)%大于开放组（5.3±6.8）%。对结果进行分析时他们认为，原因可能是开放手术对椎间关节及椎板的损伤可导致脊柱的自发融合，而微创手术对这些结构的影响较小，降低了脊柱自发融合的可能性，从而增加了远期椎体高度丢失。

3 椎体成形术

经皮椎体成形术是在X线或CT引导下，通过穿刺技术，经过椎弓根向已破坏或有破坏危险的椎体内注入骨水泥或其他填充材料，以强化椎体、增加椎体的抗压性，起到治疗及阻止病情进一步加重的作用。椎体后凸畸形复位以后，骨质缺损导致椎体生物力学不稳定引起椎体高度丢失、后凸畸形和内固定失效。因此，经椎弓根骨水泥进行伤椎植骨填充，可以使椎体前中柱重新获得支撑作用，避免椎体高度和角度的再次丢失以及内固定失效。但一些研究[13]证实，后路椎弓根螺钉内固定只是为椎间隙的塌陷提供临时保护作用，伤椎愈合后椎体高度不会发生明显的丢失，即使在骨折复位拆除内固定后，椎体也不会发生出现塌陷和高度丢失。Alanab等[14]研究认为，经椎弓根椎体内植骨技术并不能减少后路短节段椎弓根螺钉内固定的手术失败率，仍有约40%的患者手术失败。

上世纪80年代有学者报告，用自体松质骨进行椎体增强治疗椎体骨折。Verlaan等[15]发现，采用自体松质骨椎体增强患者Cobb角的丢失大于未采用的患者，他们认为，原因是植入椎体空腔的松质骨由于内固定物的应力遮挡而长期缺乏应力刺激，成骨作用微弱，无法起到真正支撑作用。后来随着硫酸钙和磷酸钙骨水泥的出现，这种材料可以降解，固化时不产生高温，具有骨传导和骨诱导特性，生物降解速度与成骨活性相协调。Sidqui等[16]通过动物实验基础研究表明，硫酸钙骨水泥可在缺损区快速硬化，局部形成弱酸性生物环境，吸引破骨细胞吸收CaSO4，成骨细胞则吸附在CaSO4晶体上，有利于血管和成骨细胞长入，13周左右达到完全生物降解，新骨长入达到椎体增强骨化。Perry等[17]通过体外生物力学试验研究表明，硫酸钙骨水泥可以恢复椎体强度至损伤前水平的108%，但仅能恢复完整椎体46%的刚度，PMMA可以恢复椎体强度至损伤前水平的127%，恢复完整椎体的70%，两者差异无统计学意义。他们认为，硫酸钙和PMMC对于椎体强度和刚度的恢复作用相似，两者都可以作为椎体成形术骨水泥的选择，还需要结合椎弓根螺钉系统提供额外的刚度。Larsson等[18]认为，目前填充骨水泥的研究应该向包括纤维和其他组成的预混合材料来增加弯曲能力和扛剪切力强度，可以把硫酸钙的快速降解和磷酸钙的高强度和慢速塑形的特性结合起来，形成一种新的生物材料。

Anselmetti等[19]研究了1634例接受经皮椎体成形术的严重椎体压缩性骨折患者，均有大于2个月的背部疼痛，术后继续服用止痛药物，平均随访25个月，结果显示，平均疼痛视觉评分由7.94降为1.12，止痛药物的服用明显减少，平均功能障碍指数由术前的82%降至6%，差异均有统计学意义。术前有1279例需要外部支架支撑，术后1167例不需要外部支架支撑，有214例新发椎体压缩性骨折。他们认为，经皮椎体成形术能明显缓解椎体压缩性骨折患者的疼痛，并且能使他们早日离床活动。Sun等[20]评价经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折患者后椎体高度和楔形角的变化，回顾性研究156例接受此手术的椎体压缩性骨折患者，将其分为2组，一组是伤椎有裂缝患者49例，另一组是伤椎无裂缝者107例，结果显示，所有患者的伤椎高度、楔形角以及疼痛情况术后都得到了明显恢复和缓解，但在伤椎有裂缝组中术前术后伤椎高度和楔形角有显著性差异，而在另一组则无统计学意义。

Kim等[21]评价经皮椎体成形术后相邻椎体新发骨折的危险因素，104例接受经皮椎体成形术后的患者随访1年，有54例出现相邻椎体骨折，结果发现，导致术后相邻椎体新发骨折的危险因素分别是骨密度偏低、椎体高度的过度矫正、预形成的椎体骨折和椎间盘骨水泥渗漏。Fuentes等[22]为评价经皮椎体骨水泥后凸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，18例A3型椎体爆裂性骨折患者接受了此项手术，结果显示，术后平均椎体高度恢复25%，平均椎体后凸角恢复11.28，术后3个月无1例服用止痛药，平均住院天数为4.5 d，平均随访26个月结果无显著性的变化。微创经皮治疗爆裂性骨折可以提供与开放手术相似的椎体高度和后凸角的矫正程度，以其损伤小、疼痛轻、恢复快等临床疗效成为相对于开放手术的优先选择。

4 结语

微创经皮椎弓根螺钉内固定和经皮椎体成形术已成为治疗胸腰椎骨折的趋势，传统的后正中切口开放手术因对肌腱止点的剥离、对肌肉血供的阻断以及对肌肉组织的挤压而严重影响多裂肌的功能，从而影响到术后脊柱的运动功能。微创外科技术的初衷是为减少手术损伤来保存肌肉的功能，微创的本质意味着在保证正常手术疗效的前提下，尽可能地保护脊旁肌原有的解剖结构，尽量避免或减少相应的损伤因素，尽可能促进患者术后脊柱功能的恢复。虽然目前国内外做了较多关于微创技术的基础和临床研究，但是还需开展大量有价值的前瞻性长期临床研究，以正确评估微创技术治疗胸腰椎骨折的风险和益处以获得更好的临床疗效。

[1]Liao JC，Fan KF，Keorochana G，et al.Transpedicular grafting af⁃ter short-segment pedicle instrumentation for thoracolumbar burst fracture calcium sulfate cement versus autogenous iliac bone graft[J].Spine，2010，35(15):1482-1488.

[2]Kim CW，Siemionow K，Anderson DG，et al.The current state of minimally invasive spine surgery[J].J Bone Joint Surg Am,2011,93A(6):582-596.

[3]李方财，陈其昕，陈维善，等.经皮椎弓根螺钉内固定结合椎体内植骨治疗胸腰椎骨折[J].中华骨科杂志,2011,31(10):1066-1071.

[4]Foley KT，Gupta SK.Percutaneous pedicle screw fixation of the lumbar spine:preliminary clinical results[J].J Neurosurg，2002，97(1 Suppl):7-12.

[5]Lehmann W，Ushmaev A，Ruecker A，et al.Comparison of open versus percutaneous pedicle screw insertion in a sheep model[J].Eur Spine J，2008，17(6):857-863.

[6]Ringel F，Stoffel M，Stueer C，et al.Minimally invasive transmus⁃cular pedicle screw fixation of the thoracic and lumbar spine[J].Neurosurgery，2006，59(4):361-366.

[7]Kosmopoulos V，Schizas C.Pedicle screw placement accuracy-A meta-analysis[J].Spine，2007，32(3):E111-E120.

[8]Ni WF，Huang YX，Chi YL，et al.Percutaneous Pedicle Screw Fixation for Neurologic Intact Thoracolumbar Burst Fractures[J].J Spinal Disord Tech，2010，23(8):530-537.

[9]Blondel B，Fuentes S，Pech-Gourg G，et al.Percutaneous man⁃agement of thoracolumbar burst fractures:Evolution of techniques and strategy[J].Orthop Traumatol-Sur，2011，97(5):527-532.

[10]Bironneau A，Bouquet C，Millet-Barbe B，et al.Percutaneous in⁃ternal fixation combined with kyphoplasty for neurologically intact thoracolumbar fractures:A prospective cohort study of 24 patients with one year of follow-up[J].Orthop Traumatol-Sur，2011，97(4):389-395.

[11]罗鹏，徐良丰，倪文飞.经皮椎弓根内固定治疗胸腰椎骨折的效果及并发症分析[J].中华外科杂志，2011，49(2):130-134.

[12]王洪伟，周跃，李长青.经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折的生物力学及临床研究[J].中华骨科杂志,2011,31(9):932-937.

[13]Wang XY，Dai LY，Xu HZ，et al.Kyphosis recurrence after pos⁃terior short-segment fixation in thoracolumbar burst fractures[J].J Neurosurg-Spine，2008，8(3):246-254.

[14]Alanayb A，Acaroglu E，Yazici M，et al.Short-segment pedicle instrumentation of thoracolumbar burst fractures:does transpedicu⁃lar intracorporeal grafting prevent early failure[J]?Spine，2001，26(2):213-217.

[15]Verlaan JJ，Diekerhof CH，Buskens E，et al.Surgical treatment of traumatic fractures of the thoracic and lumbar spine-A system⁃atic review of the literature on techniques，complications，and out⁃come[J].Spine，2004，29(7):803-814.

[16]Sidqui M，Collin P，Vitte C，et al.Osteoblast adherence and re⁃sorption activity of isolated osteoclasts on calcium sulphate hemihy⁃drate[J].Biomaterials，1995，16(17):1327-1332.

[17]Perry A，Mahar A，Massie J，et al.Biomechanical evaluation of kyphoplasty with calcium sulfate cement in a cadaveric osteoporot⁃ic vertebral compression fracture model[J].Spine，2005，5(5):489-493.

[18]Larsson S，Hannink G.Injectable bone-graft substitutes:Current products，their characteristics and indications，and new develop⁃ments[J].Injury，2011，42:S30-S40.

[19]Anselmetti GC，Manca A，Hirsch J，et al.Percutaneous Vertebro⁃plasty in Osteoporotic Patients:An Institutional Experience of 1，634 Patients with Long-Term Follow-Up[J].J Vasc Interv Radi⁃ol，2011，22(12):1714-1720.

[20]Sun G，Jin P，Li M，et al.Height restoration and wedge angle correction effects of percutaneous vertebroplasty:association with intraosseous clefts[J].Eur Radiol，2011，21(12):2597-2603.

[21]Kim MH，Lee AS，Min SH，et al.Risk factors of new compres⁃sion fractures in adjacent vertebrae after percutaneous vertebroplas⁃ty[J].Asian Spine J，2011，5(3):180-187.

[22]Fuentes S，Blondel B，Metellus，P et al.Percutaneous kyphoplas⁃ty and pedicle screw fixation for the management of thoraco-lum⁃bar burst fractures[J].Eur Spine J，2010，19(8):1281-1287.