胸腰椎骨折分型的发展过程及临床意义

矫健航，张善勇，陈 曦，吴敏飞*

（1.吉林大学第二医院，长春 130041；2.吉林市中心医院，吉林 吉林 132001）

脊柱骨折分型史要追溯到上世纪30年代，自Bohler[1]首次对脊柱损伤节段特征进行归纳描述，对脊柱骨折分型的研究从未停止过。不同分型方法的提出，很大程度上得益于医学影像学的发展，以及临床医生对脊柱损伤生物力学机制理解的不断加深。建立胸腰椎骨折分型方案的根本目的是指导临床治疗：保守还是手术，前方入路还是后方入路，融合还是非融合，都需要医生依据损伤情况做出及时合理的选择。全面系统的胸腰椎骨折分型方式可以简化医生的诊疗过程，从而迅速为患者制定出标准化的治疗方案，并有助于对疾病进展和预后做出判断[2]。理想的分型方式可以概括为：简单、全面、可重复。实际上，现有的分型形式仍无法充分满足上述要求。有的过于简化，有的在临床应用中又过于复杂或应用起来模凌两可。考虑到目前的胸腰椎骨折的分型方式尚没有一种能够在业内广泛接受，加深对这些脊柱脊髓损伤分型的理解意义深远[3]。本文简要的回顾了从胸腰椎骨折理论的提出至现今的发展历程。

1 胸腰椎骨折的解剖和生物力学基础

胸腰椎，特别是胸腰段（T10～L2）是脊柱脊髓损伤的好发部位。超过半数的脊柱骨折发生在该处，其中L1椎体骨折发病率最高，T12其次[4]。 高发病率是由该部位的解剖特点决定的：1）该区域脊柱活动度大，这种易活动的特征导致多种暴力形式如压缩、屈伸和旋转等均会成为致伤因素，即损伤的易感性高；2）该区域较陡直，承启相对固定胸椎和活动度较大的腰椎，是脊柱胸椎后凸和腰椎前凸的移型区，且不同于胸段脊柱，缺乏肋骨的限制导致稳定性下降；3）该部位是小关节面朝向变化的交界处，胸段脊柱的关节面呈冠状排列，很大程度上限制了屈伸活动，而腰椎的小关节面呈矢状排列易于屈伸活动。关节面朝向改变的特征也进一步导致该部位骨折发生率高[5]。

2 胸腰椎骨折分型的发展史

2.1 早期骨折分型 基于损伤的机制和骨折形态特征，Boehler[1]在1929年创建了首个胸腰椎骨折分型系统。该分型将骨折分为五类：压缩骨折，屈曲－牵张损伤（椎体压缩合并后方结构牵张损伤），伸展型损伤，剪力损伤，旋转力损伤。

1938 年，Watson[6]最初在分型中引入了稳定性的概念，并强调了后方韧带复合体（Integrity of the posterior ligamentous complex，PLC）的重要性。通过观察252例临床病例，Watson将胸腰椎骨折分为4型：1）单纯楔形骨折；2）粉碎性骨折；3）骨折移位；4）过伸伤。Watson观察到椎体粉碎性骨折患者疼痛症状并不严重，而严重的楔形压缩骨折疼痛明显，认为正是由于前方的塌陷造成后方小关节的高张力导致疼痛发生。Watson进一步强调，如果脊柱的序列得不到恢复，30%～40%的患者会长期遭受较严重的疼痛困扰。而严重粉碎性骨折常伴间盘撕裂，会引发椎间隙狭窄导致临近椎体融合从而减轻疼痛。

Nicolle[7]对Watson的分型系统进行了验证，指出解剖学复位是脊柱骨折治疗成功的关键。基于162例胸腰椎骨折病例，Nicolle发现胸腰椎骨折疼痛的关键并不在于小关节的损伤复位，而是髓核刺激脊髓神经结构所致。如果间盘结构仍完整，楔形压缩骨折引起的疼痛主要源于骨折造成后方韧带的张力性损伤。因此，Nicolle建议：不论何种损伤，都要对如下4种结构进行单独的评估：椎体，间盘，小关节和棘间韧带。该学者在1949年提出了新的胸腰椎骨折分型系统：1）前方楔形变；2）侧方楔形变（屈伸旋转损伤）；3）骨折移位：常伴有棘间韧带损伤和小关节骨折－脱位；4）椎弓损伤：旋转损伤伴峡部裂。于此之外，Nicolle进一步对稳定性的概念进行了阐述。他认为轻中度的前方和侧方楔形骨折以及椎板骨折在L4水平以上是稳定的，保守治疗不会增加畸形和脊髓损伤发生的风险；在L4水平以下、严重的楔形骨折和双侧椎板骨折则为不稳定骨折。

2.2 二柱理论 通过1000例胸腰椎骨折患者的治疗观察，Holdsworth[8]在1970年革命性的提出了胸腰椎骨折二柱理论。该理论将脊柱分为了前柱和后柱，前者由椎体和间盘构成，后者由小关节和后方韧带复合体构成。具体的分型分案为：1）前柱压缩骨折；2）旋转骨折伴脱位；3）伸展性损伤；4）剪切力伤；5）爆裂骨折。Holdsworth同样强调了后方韧带复合体在维持脊柱稳定性上的重要作用，并指出即便X线片检查不能明确，当后方可触及棘间间隙增宽仍提示骨折不稳。他将楔形骨折和爆裂性骨折划分为稳定性骨折，认为治疗上可以采用数天至数周的石膏背心制动。对于粉碎性骨折，则需要行融合手术并延长制动时间。因为韧带结构多愈合不良，单纯的脱位，即便不存在骨折仍属不稳定，推荐融合手术。

2.3 Denis三柱理论 随后的另一大突破是一直沿用至今的Denis三柱理论[9]。Denis在1983年通过对412例胸腰椎骨折患者行回顾性分析，将Holdsworth的二柱理论扩展为三柱理论, 其所引入的中柱：椎体后壁，后方纤维环，后纵韧带； 前柱：前总韧带，前方纤维环，椎体的前部；后柱：后方韧带复合体及其伴随的骨性结构，后柱构成与此前Holdsworth描述相同。后方韧带复合体：棘上韧带、棘间韧带、黄韧带和关节囊。区别于Holdsworth，Denis 认为，对不累及后纵韧带、后方椎体和后方纤维环的单纯后方韧带复合体损伤并不会引起不稳。脊柱损伤可分为微小损伤（横突骨折、关节突骨折、峡部骨折、单纯棘突骨折）和严重损伤。严重损失可以分为4类：1）压缩骨折；2）爆裂骨折；3）安全带型骨折；4）骨折脱位。各分型又再细分为多个亚型。 Denis认为轻中度压缩骨折属于稳定状态，可以早期下床活动。严重的压缩骨折或安全带型损伤属于I度不稳，爆裂骨折为II度不稳，严重爆裂骨折伴神经症状或骨折脱位为III度不稳。对于III度不稳的患者，推荐手术减压固定治疗。

基于前人的胸腰椎分型理论，McAfee进一步观察了100例胸腰椎骨折接受保守治疗患者的CT扫描结果，分析其损伤机制和形态学改变，在1983年又发展了新的分型方法[10]。他的贡献主要体现在骨折发生的力学分析，提出了轴向压缩力、轴向牵张力和横向力三种致伤形式。同时McAfee首次将爆裂骨折进一步分为两型：稳定型爆裂骨折（前中柱损伤不涉及后柱）和不稳定型爆裂骨折（骨折累及后柱，如小关节半脱位或后弓骨折）。McAfee又进一步将安全带型损伤分为Chance骨折和其它仅累及韧带结构的屈曲牵张型损伤。不稳定型爆裂骨折常需手术治疗。

2.4 Load-sharing分型 19世纪末，随着短节段椎弓根后路固定的逐渐普及，McCormack总结了短节段固定的缺点，如内固定失败和进行性的脊柱后凸畸形。在对以往病例进行回顾性分析后，McCormack在哥伦比亚大学医学院骨科中心总结了一种评分系统用于评估后路短节段固定失败的风险，即载荷评分系统（Load-sharing classification system）[11]。该分型系统可用于指导脊柱外科医生对固定节段的选择，如选择单纯的后路短节段还是后前路联合手术，长节段固定还是短节段固定。临床应用结果表明该载荷评分系统可靠性高[12]。然而，也有学者指出该系统的局限性，即该系统并没有纳入韧带和神经功能损伤情况，一定程度上限制了其临床应用价值[13]。

2.5 AO分型 与McCormack同时，Magerl等通过对1445例胸腰椎骨折患者的骨折情况进行细致分析后又总结出一套更为全面的胸腰椎骨折分型系统，即AO分型[14]。该分型根据损伤机制（压缩、牵张、旋转）、影像学表现和脊柱软组织损伤情况将胸腰椎骨折情况进行综合评估。分型主要通过3-3-3的模式展开。首先分为A、B、C 3型，每一型又各自分成3组，每组又相应的分为3个亚组。从A型到C型以及各亚型间，严重程度逐级增加。A型骨折的特点是椎体压缩，后柱结构多无明显损伤，表现为轻中度疼痛无皮下血肿。B型骨折多表现为明显的局部压痛、肿胀和皮下血肿。B1和B2型损伤可触及棘突间隙增宽或台阶感。C型骨折是在A或B型基础上的旋转暴力所致。

AO分型共包含53个亚型，分型较繁琐，记忆困难且可重复性较低，可信度研究表明AO的主型间观察可信度仅67%，亚型间则更低，对临床的指导意义有限[15]。此外，该分型一方面未对“稳定性”做出明确定义，也没有将神经功能障碍情况纳入到评分标准中。后续的研究也表明，AO所提示的不稳状态与MRI通过观察后方韧带复合体所提示的脊柱不稳呈低相关[16]。

2.6 Thoracolumbar Injury Classification System（TLICS）分型系统 对胸腰椎骨折分型的研究一直未有终止，美国脊柱创伤研究所的Vaccaro等学者总结了现有分型的主要问题：过于繁琐、临床应用不变，对后方韧带复合体的重要性认识不足，未能将神经功能障碍程度纳入到评分系统中，未给予明确的治疗指导意见几方面问题，提出了新的TLICS分型[17]。Vaccaro等认为损伤的形态学改变代表当前的机械力学不稳情况，后方韧带复合体的损伤情况代表着长期稳定状态，而伤后即刻的神经功能状态决定着最终的神经功能预后。将这三方面因素结合到一起能更为客观的反应脊柱的稳定性及预后。就手术入路的选择，Vaccaro等也提出了几点建议：前方压迫导致不完全神经功能障碍时应选择前路手术，后方韧带复合体损伤应选择后路，而二者同时存在时应选择联合入路[18]。通过结合形态学、后方韧带复合体和神经功能评估，TLICS确实比较客观的反应了损伤的严重程度并给出了相应治疗方案[19]。TLICS是目前比较可靠实用的胸腰椎骨折评分系统，值得提出的一点是，在后方韧带复合体的完整性的判断上，有时不同的脊柱外科医生会有差异[19]。

3 小结

骨折的分型史也一定程度上反映了骨折临床治疗的发展史，随着医学影像学的不断发展、对骨折生物力学理解的不断加深以及临床上治疗上的推陈出新，旧的骨折分型逐渐难以适应临床需要，新的分型方案应运而生。越来越多的脊柱骨折分型方案也使医生面临着选择的困难。目前临床上应用较广泛的分型方式包括：Danis 分型、Load-sharing 分型、AO分型和TLICS分型[20]。迄今对各分型的评估尚缺乏能够广泛认可的结果，之前的测试结果表明不同分型系统的可信度很大程度上与脊柱外科医生的工作年资正相关[21]。这也说明各分型系统有其各自的特点及优缺点，需要脊柱外科医生在应用中加深理解，才能更有效的指导治疗。同时，各分型系统对于脊柱稳定性的评价依据往往代表其各自的精髓，也是其决定治疗方案的关键所在。有学者对胸腰椎骨折患者依据骨折分型系统行手术治疗和保守治疗2年后的疗效进行了随访。研究表明手术治疗确实改善了患者的后凸畸形，然而就疼痛缓解，神经功能恢复及重返工作岗位的情况并没有统计学差异。就固定节段的选择而言，长节段固定不可避免的增加了手术时间、风险和出血量，同时牺牲了脊柱活动度。相比之下短节段的固定失败率更高，畸形矫正情况更差[22]。因此，脊柱外科医生在选择分型方案时要能从充分理解到熟练应用，要全面评估胸腰椎骨折的损伤机制、神经功能改变、后方韧带复合体的完整性、基于影像学分析的形态学改变、基础疾病及创伤应激对全身各器官的影响，从而为患者拟定出最佳的治疗方案。