经皮与开放椎弓根螺钉内固定治疗单节段无神经症状胸腰椎骨折的临床对比研究

刘亮 蔡丰 刘晓东 李德亨 张琰 杨安礼

. 论著 Original article .

经皮与开放椎弓根螺钉内固定治疗单节段无神经症状胸腰椎骨折的临床对比研究

刘亮 蔡丰 刘晓东 李德亨 张琰 杨安礼

目的 对比分析经皮与开放椎弓根螺钉内固定治疗单节段无神经症状胸腰椎骨折的临床疗效。方法 2011 年 1 月至 2014 年 1 月，我院对经皮微创椎弓根螺钉内固定 58 例患者与同期 44 例开放手术患者临床资料进行比较和随访分析，研究围手术期相关指标、影像学指标、视觉模拟疼痛评分 ( visual analog scale，VAS )、Oswestry 功能障碍指数 ( oswestry disability index，ODI )、中远期疗效等指标。结果 微创组手术切口长度平均 ( 6.6±0.8 ) cm，术中出血量平均 ( 55±27.6 ) ml，住院时间平均 ( 7.9±2.6 ) 天，下床时间平均 ( 4.3±1.7 ) 天，开放组手术切口长度平均 ( 15.1±2.7 ) cm，术中出血量平均 ( 213±54.5 ) ml，住院时间平均( 16±5.2 ) 天，下床时间平均 ( 10.5±3.2 ) 天，微创组明显优于开放组，差异有统计学意义 ( P＜0.05 )，而手术时间、置钉准确率、椎体高度的恢复、术后 6 个月、1 年的 ODI 指数差异无统计学意义 ( P＞0.05 )。结论 经皮椎弓根螺钉内固定是治疗单节段无神经症状胸腰椎骨折的理想微创方法，具有创伤小，恢复快，疗效确切等优点，中远期疗效与开放性手术相似。

胸椎；腰椎；脊柱骨折；骨折固定术，内；外科手术，微创性

对于青壮年单节段无神经损害症状的胸腰椎骨折的治疗方法有多种选择。传统非手术疗法须长期卧床或佩戴支具，患者不易接受；结合工具复位经椎弓根螺钉内固定术可使患者早期下床活动、远期疗效良好，已逐渐成为治疗此类损伤的主要方法。随着微创理念和器械研发的不断进步，治疗方法也已由开放固定转向经皮微创固定[1-3]。本研究回顾性分析我院 2011 年 1 月至 2014 年 1 月，经皮微创椎弓根钉固定 58 例患者的临床资料并与同期 44 例开放手术患者进行比较和随访分析，报告如下。

临床资料

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) T10～L3单节段无神经损害症状骨折，为 AO 分型中的 A1、A2、部分 A3 及 C1 型骨折，后柱包括椎弓根、椎板、椎间关节完整无脱位、无须进行椎管减压者；( 2 ) CT 扫描显示无椎体骨折块突入椎管或突入椎管骨块＜矢状径 1 / 2，无神经症状者；( 3 ) 伤后 10 天内行手术治疗的新鲜骨折；( 4 ) 青壮年或者无明显骨质疏松，非病理性骨折者；( 5 ) 随访＞6 个月，临床资料完整。

2. 排除标准：( 1 ) 有神经损害症状者；( 2 ) 影像学检查提示骨折块突入椎管须减压者；( 3 ) 病理性骨折者；( 4 ) 有严重心律失常、肺部感染等内科合并症，身体条件不适合手术者。

二、一般资料

2011 年 1 月至 2014 年 1 月间符合纳入条件的患者共 102 例，其中男 65 例，女 37 例，年龄 18～54 岁，平均 42.2 岁；受伤原因：交通事故 27 例，自行摔倒 29 例，高处坠落 32 例，重物压砸 14 例；损伤节段：T103 例，T1134 例，T1231 例，L118 例，L26 例，L310 例；AO 分型：A1 54 例，A2 30 例，A3 7 例，C1 11 例；治疗方法选择未根据患者性别、年龄、骨折部位、骨折类型及术前影像学指标等具有倾向性，首先建议行微创疗法，再根据患者意向及经济条件等决定。最终选择为经皮椎弓根螺钉内固定 ( percutaneous pedicle screw fixation，PF ) 58 例，开放椎弓螺根钉内固定 ( open pedicle screw fixation，OF ) 44 例，手术及随访记录由同一组医生完成。

三、手术方法

1. PF：采用 Viper PF 系统 ( 美国强生公司 )。患者全麻，俯卧位，胸肩及双侧髂前上棘置软撑垫予体位复位，必要时可行人工悬体腰椎牵引复位及顶点按压复位。利用 C 型臂 X 线机及定位器确定伤椎及上、下椎体椎弓根位置，正位保持棘突位于中线，双侧椎弓根显示清晰对称，椎体上、下终板呈线形，避免出现椭圆或双弧状影；侧位保持同一椎体双侧椎弓根重叠，上、下终板平行。分别在伤椎上、下椎体椎弓根体表投照 10 点及 2 点位外开 1 cm处作 1.5～2.0 cm 纵切口深至筋膜下，于关节突与横突交界点沿椎弓根轴向分别置入 4 根导针，以多孔多向定位器选取合适的位置和方向钻入 Jam Shidi 穿刺针，透视满意后，拧入长度直径适中的 Viper 螺钉，置入固定棒，预留 2 cm 左右固定棒超出单向钉尾以助撑开备用，旋紧万向钉固定螺帽，以配套的撑开压缩工具沿固定杆双侧交替纵向撑开，复位满意后拧紧单向钉固定螺帽使钉、棒、帽紧固一体。无须引流，各缝 1 针关闭筋膜和皮肤，敷贴加压覆盖切口。麻醉清醒后即可开始腰背肌功能训练，术后 3～5 天后可酌情支具保护下床活动，2 个月内避免过伸过屈运动，建议支具保护 2～3 个月。

2. OF：麻醉、体位和术前体位复位同 PF。取后正中入路，切口长 14～16 cm，骨膜下剥离双侧椎旁肌至横突根部，分别于伤椎上、下椎行单向椎弓根钉置入，安装预弯连接棒，必要时行器械辅助撑开复位。置双侧引流管。术后 3 天床上指导腰背肌功能锻炼，10～14 天支具保护下逐渐下床活动，维持支具保护 2～3 个月。

四、观察指标

1. 围手术期相关指标：包括手术切口长度、手术时间、术中 X 线暴露时间、术中出血量和置钉准确率。

2. 椎体高度恢复的影像学指标：分别于术前、术后 1 周、6 个月测量椎体高度的恢复情况。

五、统计学分析

采用 SPSS 13.0 软件进行统计学分析，计量资料以±s 表示，组间比较以单因素方差分析，术前、术后指标分析采用配对 t 检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、围手术期相关指标

PF 与 OF 相比较，手术切口长度明显减少 ( P＜0.05 )；出血量明显减少 ( P＜0.05 )；但是 X 线暴露时间明显增多 ( P＜0.05 )；二者手术时间及置钉准确率相差不明显 ( P＞0.05 )。相关结果见表 1。

二、椎体高度恢复的影像学指标

术后 1 周及 6 个月的椎体高度与术前相比差异有统计学意义 ( P＜0.05 )；术后 1 周与术后 6 个月的椎体高度差异无统计学意义 ( P＞0.05 )。具体结果见表 2。

表 1 围手术期相关指标 (±s )Tab.1 Perioperation period related indicators (±s )

表 1 围手术期相关指标 (±s )Tab.1 Perioperation period related indicators (±s )

组别　　手术切口长度 ( cm )置钉准确率PF　 6.6±0.8　85.0±36.4　25.5±13.4　 55.0±27.6　224 / 232 OF　15.1±2.7　86.0±18.5　 3.8± 2.3　213.0±54.5　171 / 176 P 值　　＜0.05　　＞0.05　　＜0.05　　＜0.05　　＞0.05手术时间( min ) X 线暴露时间 ( 次 )出血量( ml )

表 2 椎体高度影像学指标比较 (±s )Tab.2 Comparison of imaging index of vertebral height (±s )

表 2 椎体高度影像学指标比较 (±s )Tab.2 Comparison of imaging index of vertebral height (±s )

注：P1值为术前与术后 1 周椎体高度比较；P2值为术前与术后 6 个月椎体高度比较；P3值为术后 1 周与术后 6 个月椎体高度比较Note: P1index is for the comparison of vertebral height preoperatively and 1 week postoperatively; P2index is for the comparison of vertebral height preoperatively and 6 months postoperatively; P3index is for the comparison of vertebral height 1 week postoperatively and 6 months postoperatively

组别　　术前( % )术后 1 周( % )术后 6 个月( % )　P1值　P2值　P3值PF　67.3±14.3　92.5±5.9　90.3±4.5　　＜0.05　＜0.05　＞0.05 OF　64.6±15.7　93.2±5.2　90.7±4.3　　＜0.05　＜0.05　＞0.05 P 值　　＞0.05　　＞0.05　　＞0.05

三、疗效评判及比较

包括住院时间，下床时间，术前 1 天、术后 2 天、6 个月的视觉模拟疼痛评分 ( visual analog scale，VAS )，术后 6 个月 Oswestry 功能障碍指数( oswestry disability index，ODI )，术后疼痛比例等指标结果见表 3。

表 3 疗效评判及比较 (±s )Tab.3 Effect evaluation and comparison (±s )

表 3 疗效评判及比较 (±s )Tab.3 Effect evaluation and comparison (±s )

注：VAS 即视觉模拟评分；ODI 即 Oswestry 功能障碍指数，根据日常生活 10 项基本能力评分 ( 10 分 )Note: Visual analogue scale ( VAS ), Oswestry disability index ( ODI ) were applied to evaluate the patients' daily life

VAS　ODI　　术后止痛比例( % )术前　　术后 2 天　　术后 6 个月　　术后 1 年　　术后 6 个月　　术后 1 年PF　 7.9±2.6　 4.3±1.7　7.3±1.6　4.8±1.1　1.8±0.8　1.5±0.6　8.8±0.9　9.3±1.3　44.32 OF　16.0±5.2　10.5±3.2　7.7±1.9　5.9±1.3　2.3±0.9　1.9±1.1　8.4±1.1　8.9±0.7　76.39 P 值　　＜0.05　　＜0.05　　＞0.05　　＜0.05　　＞0.05　　＞0.05　　＞0.05　　＞0.05　　＜0.05组别　　住院时间( 天 )下床时间( 天 )

讨 论

一、PF 相比于 OF 的优点

通过对 PF 与 OF 治疗单节段无神经损伤症状胸腰椎骨折患者的围手术期相关数据、影像学指标及主观功能疗效和社会、经济效益评价等统计和分析，PF 方法具体明显的优越性。手术时间上，由于OF 相对成熟、规范，而 PF 开展时间短，学习曲线较长，早期开展与熟练掌握后手术时间相差很大，但随着器械完善和技术改进后，手术时间已明显短于 OF。即使如此，X 线的暴露时间过长，对患者和医护人员身体健康影响也是困扰手术普及的制约因素之一。虽然笔者后期改良了手术技巧，如采用标志网格准确定位、多孔多向穿刺定位杆、四点一次性定位置钉等已使 X 线曝光次数一般控制在 10～15 次左右，较早期开展时下降了近 70%，但仍远远高于 OF，是今后必须不断改进提高的课题。有文献报告 PF 置钉准确率为 90% 左右，安全性 98%左右，不低于 OF[4-5]，本组 OF 组 156 枚螺钉中有5 枚、PF 组 232 枚中有 8 枚不够满意，分别占3.20% 和 3.02%，均未出现新的临床症状或断钉、松动需要翻修等，安全性近似，但 PF 术具有创伤小、出血少、痛苦轻、恢复快、住院日短、可早期活动的优点，只要严格掌握适应证，疗效满意。

二、横连接杆的不必要性

与 OF 不同，Viper 系统无法安装横连接杆。横连接对于固定的稳定性影响也有不同[6-7]，本组 OF 44 例中，20 例安装了横连接杆，但随访中发现，未安装的 24 例与此相比，内固定无明显松动和断裂，远期也未见明显椎体前缘高度丢失及 Cobb's 角改变差异，这个结果可能与纳入病例有关。笔者认为横连接杆可能对控制脊柱轴向旋转活动作用较强，对轴向支撑及伸屈运动几无作用，因此横连接杆对程度较轻、无神经症状的单节段骨折并无必要。

三、椎体前缘高度丢失问题

Viper 系统的万向螺钉方便了跨伤椎固定棒的置入，但也存在对椎体前缘高度撑开不足及负重活动后椎体前缘高度和 Cobb's 角矫正丢失的问题。笔者的办法是首先重视术前的体位复位：全麻下利用腹部悬空体重下垂、悬体牵引拉伸后纵韧带及后凸伤椎顶点按压，使大部分新鲜骨折基本复位，如果透视发现伤椎椎体前缘高度恢复不足即复位欠佳时，可通过改进手术技巧弥补。与 OF 使用单向螺钉，有效利用工具撑开作用不同，PF 如使用单向钉将导致经皮安装连接棒困难，或虽可勉强置入，但易引起钉棒切割及螺钉在骨质内切割，活动后可能发生钉棒松动及螺钉在椎体内松动的风险。笔者探索选用稍长连接棒，同侧使用单向、万向组合螺钉，并由单向钉端置棒，在顺利并证实连接棒穿入万向钉尾 U 孔后，预留 1.5 cm 长棒尾于单向钉侧，螺帽旋入 2～3 圈临时固定，先充分锁紧万向钉螺帽，再利用压缩撑开工具和单向钉钉体钉尾一体的特点，沿连接棒轴向双侧交替适度撑开，达到满意复位后再锁紧单向钉螺帽。优点在于万向钉在无阻抗力的情况下被固定棒锁紧牢固，此时钉体钉尾的万向已完全失效，连接牢度已与单向钉无异，再利用工具辅助撑开复位的效能与 OF 相同，也不增加置钉装棒的难度。术前的体位复位可大部恢复压缩椎体前缘高度，而器械撑开利用后纵韧带及椎间盘纤维环的轴向牵张力使凸入椎管的椎体后缘骨片间接复位，两者协同作用使后凸畸形得以矫正，并使前、中柱均得以在相对稳定的生物力学环境下修复重建，减少了中远期对神经根的可能激惹，所以在行单纯 PF病例选择时，应避免伴有后纵韧带损伤、椎间盘破裂、后方骨韧带复合体损伤的患者纳入。

四、PF 与 OF 的中远期疗效比较

有观点认为 OF 中椎间关节及椎板医源性损伤可能导致脊柱“自发性融合”，也可能是 OF 组伤椎前缘高度丢失较小的原因之一[2]。但三椎体融合可能导致脊柱运动功能的下降及邻近上下间盘负荷的增加，非骨折治疗以恢复伤椎形态和生物力学功能之目的所在，故在 OF 中辅以椎板、椎间关节或横突间植骨融合确无必要，随访结果亦提示，PF 及 OF组在中远期伤椎高度丧失程度等影像学指标并无差异，临床疗效亦无异。PF 与 OF 均可行伤椎植骨，但文献报告其对降低内固定失败率和椎体前缘高度矫正丢失疗效不确切，植骨不充分及骨不愈合可能是其不被推荐的主要原因，准确计算骨丢失量并经椎弓根打压植骨可能有助于伤椎的即刻稳定性、支撑强度及骨愈合的提升[8]，特别是对严重骨折患者，复位后骨缺损需要很长时间的骨化重建过程，期间由于支撑力不足导致后方内固定物需要持续、过度负荷，容易引起术后椎体前缘高度丢失、后凸畸形加重甚至内固定失败，此类损伤严重患者不宜行单纯 PF 或 OF，应辅以综合治疗，本组 OF 及 PF患者均未行伤椎植骨，疗效随访和影像学随访结果可能与本组病例的选择有关。

五、术后内固定物取出问题

虽然 PF 及 OF 术后随访均提示长期留置内固定物与去除者相比出现疼痛的频率及强度、腰背活动度及对日常生活的影响无明显差异，但前者多诉有腰背僵硬感，恐惧过伸过屈活动，除因心理因素或其它原因，笔者建议青壮年患者尽可能在术后 12～18 个月去除内固定物，以满足其较多的运动需求，避免长期或永久置钉出现松动、疲劳性断钉的发生。PF 大部分可经原切口取出，部分有纤维化或瘢痕增生者只须稍延长切开深筋膜即可顺利取出，与OF 相比，创伤小，恢复快，更少出现术后长期顽固性腰背僵硬、无力、疼痛等不适。

总之，PF 术对于青壮年单节段无神经损害症状的胸腰椎骨折是一种很好的微创治疗方法，具有操作简单、创伤小、出血少、住院时间短、恢复快等优点，中远期疗效与开放性手术相近。

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( 本文编辑：王萌 )

A contrast clinical study of percutaneous and open pedicle screw internal fixation of single segment thoracolumbar fractures without neurologic symptoms

LIU Liang, CAI Feng, LIU Xiao-dong, LI De-heng, ZHANG Yan, YANG An-li.
Department of Orthopedics, Yangpu Hospital, School of Medicine, Tongji University, Shanghai, 200090, PRC Corresponding author: LIU Xiao-dong, Email: lxd818@163.com

Objective To compare and analyze clinical outcomes of percutaneous and open pedicle screw internal fixation of single segment thoracolumbar fractures without neurologic symptoms. Methods One hundred and two patients with thoracolumbar fractures without neurologic symptoms underwent either percutaneous pedicle screw fixation ( PF, n=58 ) or open pedicle screw fixation ( OF, n=44 ) between January 2011 and January 2014. Perioperative related indicators, radiographs indicators, visual analog scales ( VAS ), oswestry dysfunction index ( ODI ), middle and long-term efficacy were analyzed. Results PF group: incision length ( mean, 6.6±0.8 cm ), blood loss ( mean, 55± 27.6 ml ), hospital stay ( mean, 7.9±2.6 days ), getting out-of-bed time ( mean, 4.3±1.7 days ). OF group: incision length ( mean, 15.1±2.7 cm ), blood loss ( mean, 213±54.5 ml ), hospital stay ( mean, 16±5.2 days ), getting out-of-bed time ( mean, 10.5±3.2 days ). There were significant differences in 2 groups ( P＜0.05 ). PF results were superior to OF group. No significant differences existed in operation time, screw accuracy, recovery of vertebral body height and ODI 6 months, 12 months postoperatively in 2 groups ( P＞0.05 ). Conclusions Percutaneous pedicle screw internal fixation as a good minimally invasive surgery method has the advantages of small trauma, earlier recovery and confirmed efficacy. Clinical outcomes in middle and long-term of PF are similar with OF.

Thoracic vertebrae; Lumbar vertebrae; Spinal fractures; Fracture fixation, internal; Surgical procedures, minimally invasive

10.3969/j.issn.2095-252X.2015.09.013

R683.2, R687.3

国家自然科学基金 ( No.81372015 )，上海市卫计委科研基金 ( No.2013214 )

200090 上海，同济大学附属杨浦医院骨科

刘晓东，Email: lxd818@163.com

2014-10-29 )