胸腰椎骨折后路非融合椎弓根钉内固定疗效及术后椎间盘退变的评价

林子丰，刘坛树，余志嵩，王万明，邱汉民

交通事故与高处坠落伤常导致胸腰椎骨折。对压缩骨折，于复位后融合骨折椎与其上位椎；对爆裂骨折，视其上位或下位椎间盘破坏而定，融合骨折椎与椎间盘损伤的邻位椎[1]。众多专家认为，对于术中完全复位的、不伴有椎间盘损伤的A型骨折，将来要取出内固定，对于欲保持椎间盘的高度及椎间活动度的病例，可以考虑不行植骨融合，其他病例复位固定后应常规植骨，尤其对于有椎间盘损伤者，更应强调植骨融合[2]。但融合内固定术后导致的并发症，如长期顽固性腰痛、腰椎活动受限及融合椎体邻近节段退变[3-4]等越来越受到人们的重视，因此非融合内固定术被越来越多的学者所提倡。非融合术面临着椎体高度和角度丢失的问题，而且破入椎体内的椎间盘损伤是一个潜在的不稳定因素。本文前瞻性研究37例非融合病例和24例融合病例，评价和探讨非融合术的临床疗效及椎间盘退变情况。

临床资料

1一般资料

纳入标准：(1)使用美国脊柱脊髓损伤研究小组制定的胸腰段脊髓损伤程度评分系统(TLICS)选择手术与非手术治疗，评分均≥4分；载荷分享(load-sharing)评分≤6分；(2)按脊柱骨折AO分类均属于A型；(3)单节段骨折，CT示椎管内骨块完整，无碎裂翻转；(4)美国脊柱损伤协会(ASIA)神经功能分级为E级。

排除标准：(1)陈旧性骨折；(2)病理性骨折；(3)MRI示未受伤节段椎间盘退变程度不均一，Pearce分级参照标准难以量化(非融合组)。

2015年6月—2016年6月，福建医科大学附属龙岩市第一医院根据纳入标准和排除标准共入选研究对象61例。每例患者入院后用计算器的随机数发生器生成一个随机数，根据末位数字的奇偶性随机分为两组，奇数者(共37例)采用后路融合椎弓根钉内固定术(融合组)，偶数者(共24例)采用后路非融合椎弓根钉内固定术(非融合组)，并告之患者征得同意。两组性别、年龄、骨折部位、致伤原因差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2手术方法

手术均由同一组医生完成。

表1 两组患者一般资料比较

非融合组：后正中入路，依次切开皮肤、皮下组织，自棘突两侧及椎板骨膜下剥离两侧椎旁肌，向外显露至手术节段的关节突和横突，采用人字嵴或横突定位方法于骨折椎上、下各一个椎体进行椎弓根螺钉置入，透视确定椎弓根钉的位置在正常骨质中，撑开器适度撑开复位，透视观察椎体高度、角度基本复位，拧紧固定螺帽，选用合适的连接棒进行固定。

融合组：步骤基本同上，进行固定后去除椎板、小关节及棘突骨皮质，处理植骨床，取少量髂骨去除软组织后咬成颗粒状植于椎板。

术后1年左右，患者返院行腰椎内固定取出术时询问病史，并行腰椎正侧位片+腰椎MRI检查，获取术后资料。

3指标观察

(1)临床疗效：统计分析两组手术时间、术中出血量、术后切口引流量，骨折椎复位和丢失高度及Cobb角；按SUK方法判断融合组术后植骨融合情况。(2)椎间盘退变评价：自身未受伤椎间盘为参照标准，Pearce分级评定非融合组邻近节段和骨折椎上、下位椎间盘退变情况；观察非融合组椎间盘纤维环是否新增高信号区(high intensity zone，HIZ)，由两位影像科医师分别评定，对有异议的讨论得出统一结果。

4统计学分析

应用SPSS20.0统计软件进行分析，计数资料比较采用χ2检验，两组间比较采用两独立样本的t检验，方差不齐两样本检验用Wilcoxon秩和检验，椎间盘退变程度采用Wilcoxon秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

所有患者术后1年左右均返院行腰椎MRI平扫复查，平均随访时间非融合组(12.54±0.19)个月，融合组(12.62±0.16)个月。

1临床疗效

手术时间、术中出血量、术后引流量非融合组显著低于融合组(P<0.01)，见表2。非融合术能很好地矫正椎体的高度和角度，在丢失方面和融合组差异无统计学意义(P>0.05)。见表3、4。

2融合组融合情况

对本组患者进行术后随访，行腰椎正侧位、伸屈侧位X线检查，观察植骨融合情况，必要时行CT检查。采用SUK标准[5]判断植骨融合情况：(1)若植骨与横突间或与椎体间有连续的骨小梁，伸屈侧位椎体活动度<4°,认为植骨已融合；(2)若植骨与横突间或椎体间的连续骨小梁观察不清，而伸屈侧位椎体活动度<4°，则认为植骨可能融合；(3)若未见连续骨小梁，融合区有间隙或骨小梁观察不清，伸屈侧位椎体活动度>4°，则认为未融合。对于可疑融合的患者，行CT检查，进一步判定融合情况。本融合组融合率为67.57%(25/37)。

3非融合组椎间盘退变程度

椎间盘退变在MRI T2加权像上按Pearce分级标准分为5级，其中Ⅰ、Ⅱ级为正常椎间盘，Ⅲ～Ⅴ级为退变椎间盘(表5)。术前骨折椎上、下位椎间盘与未受伤椎间盘Pearce分级值秩和检验有显著差异(P<0.01)，取内固定时骨折椎上、下位椎间盘Pearce分级值分别与各自1年前相比，秩和检验没有显著差异(P>0.05)。见表6。

表2 两组手术时间、术中出血量、术后引流量比较

表3 两组骨折椎体高度手术前后影像学结果

表4 两组骨折椎Cobb角手术前后影像学结果

表5 椎间盘退变的Pearce分级

表6 非融合组椎间盘退变程度比较(n=24)

4椎间盘纤维环局限性高信号区(high intensity zone，HIZ)

取内固定时MRI示骨折椎上位或下位椎间盘纤维环新增HIZ 2例，其中1例位于骨折椎下位椎间盘纤维环的前方(图1)，1例位于骨折椎上位椎间盘纤维环后方(图2)，均伴有不同程度的腰痛。

图1 患者女性，43岁，T12椎体骨折，MRI平扫T2示骨折

椎下位椎间盘纤维环前方新增HIZ(黑色箭头)

图2 患者男性，53岁，L2椎体骨折，MRI平扫T2示骨折

椎上位椎间盘纤维环后方HIZ(黑色箭头)

讨 论

1非融合术临床疗效分析

非融合术不需取骨及植骨床准备，因此能缩短手术时间，减少术中出血量和术后引流量，而且避免了骨移植部位疼痛、感染、影响美观等并发症。非融合术骨折椎高度和角度均能得到很好的矫正，同时复位的高度和角度的丢失与融合术中没有显著差异。本研究表明，融合术并不能防止矫正高度和角度的丢失。而且有研究表明植骨组伤椎复位高度的再丢失反而高于非植骨组[6]，这可能跟椎体损伤程度有关。

非融合组术后1年1例椎弓根钉断裂。虽然内固定断裂是融合术和非融合术共同的并发症，但单纯行后路短节段非融合内固定容易导致后期内固定疲劳而出现断裂，这正是许多学者试图行植骨融合以期获得永久稳定性，减少内固定失败的原因。Mannion等[7]认为术中使用横杆可以减少内固定断裂。术后配戴腰部支具、合理指导患者的腰部锻炼，同样也可以减少椎弓根螺钉内固定失败[8]。

2评价融合组融合率

本融合组融合率并不高，一方面后外侧植骨无法象椎间植骨那样让植骨块稳定于植骨床，另一方面三维有限元模拟试验显示，单纯后外侧植骨融合时，当人体站立时，重力经过固定节段椎体前、中柱时仍有微动，长期的活动致使内固定器松动、断钉的可能性增大[9]。从生物力学分析，脊柱轴向载荷负载分布[10-11]，80%通过前柱，20%通过后柱，后外侧植骨时，因椎间盘损伤，几乎没有前柱支持，载荷通过后路内固定装置传导易引起内固定的失败而导致椎体间不融合率增高。

3评价非融合组椎间盘退变情况

大量文献表明融合内固定术后会加速邻近节段椎间盘的退变。本组非融合组术后1年未发现邻近节段椎间盘的退变，原因是邻近节段椎间盘并未受到损伤，一个正常的椎间盘的退变即使在活动度和负荷增加的情况下也需要经过数年甚至十几年的时间。

以自身未受伤椎间盘为参照标准，骨折椎上、下位椎间盘因受到不同程度的损伤出现了Pearce分级从Ⅲ级Ⅴ级等不同程度的退变，与未受伤椎间盘Pearce分级有差异(P<0.01)。各个级别的退变在术后1年取出内固定时未发生显著改变(图3、4)，与术前相比差异无统计学意义，也未引发脊髓神经症状。因此笔者认为，TLICS≥4分、载荷分享评分≤6分、脊柱骨折AO分类属于A型、CT示椎管内骨块完整、无碎裂翻转、不伴脊髓神经症状的胸腰椎骨折均可以采用非融合内固定术治疗，术后1年取出内固定，恢复固定节段的活动度，避免邻近节段椎间盘的退变。当然，这需要更长期的临床和实验研究支持。

图3 患者男性，36岁，T11椎体骨折，MRI平扫T2示取内固定时骨折椎上、下位椎间盘未退变

图4 患者男性，61岁，T12椎体骨折，MRI平扫T2示取内固定时骨折椎上、下位椎间盘Pearce分级Ⅲ级

4探讨非融合术后椎间盘纤维环HIZ

椎间盘纤维环局限性HIZ最初由Aprill等[12]描述为MRI T2加权矢状位图像中椎间盘小而圆的局限性高信号区，代表纤维环破裂，是诊断椎间盘源性腰痛的重要MRI征象。Ricketson等[13]和Ross等[14]分别提出和证明了HIZ是肉芽组织和新生的血管，而且是由炎症引起的。Peng等[15]通过对腰椎退行性疾病患者手术标本HIZ的病理切片研究，得出了同样的结论。1例患者取内固定术后1个月HIZ消失。臧加成等[16]认为HIZ的产生过程为退变的纤维环产生裂隙，髓核液沿裂隙流出，作为自身抗原物质诱发周围免疫反应，从而诱导炎症反应。炎症修复周围形成肉芽组织，随着肉芽组织的不断成熟，血管会逐渐减少，在纤维环破裂晚期，肉芽组织已经成熟，在MRI上可能见不到HIZ。

王子轩和胡有谷[17]表明HIZ发生率为34.97%，与年龄相关，与性别无关。本组骨折椎上、下位椎间盘HIZ术后发生率为8.33%，原因可能是长期处于静息状态的椎间盘变得比较脆弱，突然增加活动度容易造成纤维环的撕裂，也有可能这本来就是处于正常发生发展的过程刚好被笔者发现，这有待于进一步探讨。2例均伴有不同程度的腰痛，本组引起腰痛的原因很多，包括术后切口疼痛、术中广泛剥离肌肉引起、小关节退变引起的疼痛等，因此无法辨别患者腰痛的确切原因。但Endean等[18]通过系统评价得出HIZ与下腰痛之间存在较强关联的结论。

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