脊柱胸腰椎骨折的外科治疗

徐海栋

0 引 言

随着交通和工业的发展，车祸、高处坠落和火器伤成为导致脊柱骨折、脊髓损伤最主要的原因，脊柱胸腰椎作为人类直立行走后脊柱胸椎后凸与腰椎前凸的交界区，其生物力学属于脊柱最薄弱区域，易发生外伤性骨折，脊柱胸腰椎骨在脊柱脊髓损伤中的发生率呈现较高的增长趋势［1-2］。骨质疏松常见于老年患者，低能量的脊柱损伤的靶向脊柱器官主要集中在此类人群的胸腰椎。胸腰椎骨折是指胸椎与腰椎的移行区所发生的骨折，一般指T10至L3节段，也有部分学者认为包括T8以下平面至L3节段。对于胸腰椎骨折的临床治疗方案的选择，随着现代医学的发展，“重建稳定、早期康复”已经成为脊柱外科医师的共识。近年来，包括数字医学、生物材料、基础生物力学、手术导航以及手术机器人等学科的发展，推动着脊柱胸腰椎骨折临床治疗思路的改进。由于各项新技术及理念的应用，对于脊柱胸腰椎骨折的外科治疗，逐渐趋向于靶向化、微创化和个体化治疗，并取得了较好的临床康复效果及社会效益。

1 关于手术指征的选择

20世纪70年代，Holdworth［3］首次提出了“双柱”理论，他将脊柱分为前柱（由椎体和椎间盘构成）和后柱，后柱由关节突关节和后方韧带复合体（posterior ligamentous complex，PLC）构成，并提出将胸腰椎骨折分为椎体压缩骨折、骨折脱位、旋转骨折脱位、过伸伤、剪切损伤和爆裂骨折。Denis［4］在此基础上提出了著名的“三柱”理论，即椎体前2/3为前柱，后1/3为中柱，强调了中柱在维持脊柱稳定性方面的作用，并将累计前、中柱的损伤归为爆裂损伤，将胸腰椎骨折分为单纯压缩骨折、爆裂骨折、屈曲牵张性损伤和骨折脱位。他将脊柱稳定性分为3度：Ⅰ度为单纯机械性失稳，Ⅱ度为有神经损伤但无机械性失稳，Ⅲ度为机械性失稳伴神经损伤，同时强调了神经损伤是判断是否需要手术的重要指标，且累及双柱的胸腰椎骨折都需要手术。进入21世纪以来，随着MRI技术的推广和应用，对于胸腰椎骨折的毗邻韧带、肌肉以及神经的影像学阅读更加清晰，PLC的完整性逐渐成为脊柱外科医师进行手术方案选择的重要参考结构。在兼顾脊柱损伤机制、PLC完整性和神经功能状态的基础上，脊柱损伤研究小组提出了TLISS评分系统［5］。该评分系统依据损伤严重程度及预期恢复效果将神经系统损伤分为5类，而当损伤评分≥5分时建议手术治疗［6-7］。尤其当伴有神经症状的进行性加重时，是早期手术治疗的绝对适应证［8］。其他手术适应证包括不完全性神经损伤；椎管容积＜50%，椎体高度＞50%；脊柱后凸角＞25°～35°；多节段不连续脊柱骨折等［9］。TLICS评分系统已经成为脊柱外科医师针对胸腰椎骨折是否采取外科手术治疗的“金标准”，大样本的调查结果提示该评分系统可以有效地避免部分不当保守治疗后所致的胸腰椎陈旧性骨折后凸畸形的发生率，降低了后期矫形手术的发生率及风险。

只有明确手术适应证，选择合适的治疗方式，才能使患者获得更好的预后。Abudou等［10］报道的两项小规模对照试验中，经手术治疗与保守治疗的不伴神经损伤的胸腰椎爆裂骨折患者预后并无明显差别，手术组反而需要面对更高的早期并发症风险和较高的治疗费用。Boerger等［11］总结了60篇文献，对伴有脊髓损伤的患者，手术与非手术治疗对脊髓损伤的功能恢复并无明显差异，手术组的并发症发生率甚至高达75%，其中还有文献报道术前无神经症状的患者中，有17%出现神经损伤。Tonbul等［12］对43例胸腰段压缩骨折患者进行了平均7.5年的随访，通过对疼痛、功能评分以及影像学的相关性进行分析，发现对损伤后后凸角＜30°的压缩骨折患者采用非手术治疗的远期效果良好。因此我们认为，并不是手术治疗的效果就一定优于非手术治疗，TLICS评分系统目前已经成为手术适应证选择的重要标准，具有较高的可信度。

2 手术方式

手术治疗能够较好地恢复脊柱胸腰段的原有生理曲度和结构结构，患者能够早期进行相关的功能训练及融入社会生活中并且避免躯体形象对身心的影响。而手术方案包括前路、后路、前后联合及椎体成形等不同的手术方式，具体的手术方式针对不同的病例具有其个体适应性的选择问题。所以，数字医学技术的发展，尤其是在脊柱外科的广泛应用，包括各种影像学成像技术、3D打印技术、有限元分析技术等等，都为术前方案制定提供了有力的支持。

2.1前路手术方式前路手术通常适用于前柱和中柱损伤的骨折，其手术适应证包括：不完全性脊髓损伤，经影像学检查椎管前方有致压物，而后方无致压物者；前、中柱损伤严重，而后部结构未完全破坏的不全瘫者；前方致压物导致的迟发型不全瘫者；进行性的后凸畸形者。Kaneda等［13］认为前路手术可以直接从前方取出突入椎管内的骨块或异物，从而最大程度地恢复神经功能，因此前方压迫造成神经功能障碍是前路手术的最佳适应症。他们对150例前路手术的患者进行了8年的随访，骨融合率达到93%，96%恢复正常工作，无医源性神经损伤的发生，因此可认为前路手术可获得良好的治疗效果。Zahra等［14］对22例前路手术患者进行了平均47.4个月的随访，发现脊柱后凸角由术前平均15°减小为9.6°，并且没有发现神经症状加重者，因此认为前路手术可获得良好的手术效果。Hamilton等［15］认为前路手术具有减压彻底、融合率高、脊柱更加稳定、损伤神经可能性小等优点。Gertzbein等［16］报道了前路手术相比于后路手术更有利于膀胱功能的恢复。Hitchon等［17］认为尽管前后路手术在神经功能恢复方面并没有显著差别，但是远期随访结果可以发现前路手术的术后脊柱后凸角度的丢失要远远少于后路手术。尽管如此，前路手术仍然存在诸多缺点，包括创伤大、出血量大、技术要求高、手术和麻醉时间长、探查脊髓困难等缺点［18］。前路手术方案需要脊柱外科医师对胸腹腔器官的毗邻关系具有良好的解剖学认识，包括在经胸、腹路径过程中，需要手术室麻醉医师、护士等的协同配合。目前的多学科合作，尤其是介入医师在术前针对靶向脊柱结构的节段动脉的栓塞，大大降低了前路手术路径在脊柱椎体操作时的出血量，提高了前路胸腰椎骨折手术方式的安全性。

2.2 后路手术方式及其衍生的各种微创手术方式后路手术是治疗胸腰椎骨折的传统术式。通过切除后路椎板和部分关节突、通过硬膜外间隙向前推挤复位突入椎管的骨折或软组织块、椎间撑开器牵拉从而达到解除椎管内神经压迫的目的。由于椎体处的剪应力明显高于椎板，椎体上缘的张力高于椎体下缘，因此，椎弓根钉系统最符合脊柱固定的生物力学要求。三柱固定能够有效地控制三维方向的剪应力，甚至可以借助器械术中复位［19］。也正因为后路椎弓根系统可恢复脊柱的三维稳定性并允许短节段固定从而缩短了手术时间、保证了相邻节段的活动度，因此该系统得到了广泛的应用。侯树勋等［20］通过椎管环形减压、椎板间、横突间或经椎弓根椎体内植骨等方式治疗胸腰椎骨折，均可以获得满意的减压和脊柱融合效果。Kim等［21］通过该方法对椎管容积减少30%～40%的胸腰段骨折进行治疗，术后随访一年可发现椎管容积及椎体高度均有明显改善。作为目前临床应用最广泛的手术方式，后路椎弓根螺钉固定在手术时间、出血量、治疗费用等方面要优于其他手术方式。而在神经功能恢复、疼痛评分、后凸畸形的矫正等方面，多项研究均显示几种手术方式无明显区别。但Leduc等［22］发现，与前路手术相比，后路椎弓根螺钉内固定术后存在椎体高度和脊柱后凸角的丢失。

随着生物力学技术的应用和发展，通过标本、有限元及模型等不同方式［23-25］构建的胸腰椎骨折案例，采用伤椎置钉具有良好的生物力学应力分散及矫形复位效果。后路手术方式逐渐由以往的短节段、长节段固定之争［26-27］，发展到目前多数脊柱外科医师所接受的伤椎置钉矫形方案，以及针对复位提出的新的延伸固定手术方案。而针对如何置钉，采取“通道置钉”、“椎旁肌间隙置钉”都是目前临床上开始逐渐应用的后路手术衍生出来的微创手术方式。

2.3 椎体成形术20世纪80年代，Galibert等［28］首次提出了使用经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplas⁃ty，PVP）治疗椎体压缩骨折，通过将骨水泥材料注射入压缩的椎体内以达到强化椎体的目的。之后Kaem⁃merlen等［29］在此基础上又提出球囊后凸成形术（balloon kyphoplasty，BKP），通过球囊撑开压缩的椎体后再注入骨水泥以达到恢复椎体高度的目的。这项技术的应用主要是针对高龄患者的低能量所致骨质疏松胸腰椎骨折案例所采取的，由于施行此类手术可以在局麻下完成，部分熟练的脊柱外科医师不再拘泥于体位限制，术后患者可以重建稳定性、避免继发椎体压缩出现神经症状、环节疼痛，促进老年患者早期康复、融入社会。近些年，椎体成形术在临床的使用越来越广泛，多项研究表明术后椎体高度得到恢复［30-33］，患者疼痛程度得到改善。但作为一项临床广泛开展仅仅20余年的新技术，其作用仍面临一些质疑。Kallmes等［34］开展的随机对照试验表明椎体成形术对于缓解患者疼痛的作用与保守治疗相比并无明显差异，其他几项研究也支持这一观点［35-36］。因此其治疗作用仍需大量的临床数据进行验证。近年来，在PVP和BKP的基础上，新的技术如经皮椎体增强器Kiva系统［37］、Jack椎体扩张器［38］、椎体支架VBS也逐渐开始投入临床使用［39］，其临床效果值得我们进一步关注。

2.4 联合手术当骨折涉及到多节段时，单纯的后路手术有时不能保证得到稳定性，因此就必须联合前路手术以达到稳定固定的目的。前后路联合手术的适应证包括完全的后纵韧带损伤及部分神经功能障碍、超过2周的陈旧性的严重脊柱后凸畸形等，其优点在于可以最大程度恢复椎体高度、复位骨折脱位及脊柱畸形；对椎管进行充分减压从而为神经功能恢复提供良好机会［40］。但这种手术方式比起单一入路创伤更大、时间更长、手术难度更高，因此在临床运用上受到限制。Payer等［41］通过分期手术对20例不稳定型胸腰椎骨折患者进行治疗，使患者的ASIA分级平均提高1.5级。此外临床上也有后路椎弓根螺钉联合骨水泥的应用。Mermelstein等［42］发现，通过注射骨水泥能大大减少后路椎弓根内固定系统的载荷。Cho等［43］采用了后路椎弓根内固定联合骨水泥成形的方式，对椎体高度和脊柱后凸角的恢复都能达到令人满意的结果。

3 手术时机的选择

对于胸腰椎骨折的手术时机的选择，临床上尚存在一定的争议［44］。对于伴有神经功能损伤的骨折，Rath等［45］认为在24 h内予以手术和椎弓根钉固定，神经功能的恢复要优于24 h后进行手术。Dimar等［46］的动物实验数据也支持这一观点，对脊髓损伤后的大鼠分别在伤后0、2、6、24和72h进行减压手术，可以发现早期减压对神经功能的恢复要优于晚期减压。但Duh等［47］进行的多中心研究则表明，在25 h内、25～200 h和200 h后进行手术对神经功能的恢复无明显差异。Fehlings等［48］详细分析66篇文献后认为，在伤后25h内和晚于200h手术进行手术都是安全且有效的。而对于骨折本身，李利等［49］认为在伤后7d内手术其出血量和手术时间要明显高于伤后2周左右手术组，但伤后3周以后手术则不利于骨折复位。因此更好的手术时机究竟如何选择，仍然需要随机对照试验和大量的临床数据进行验证。从我们对目前的国内外临床文献总结发现，早期减压固定、早期高压氧及早期康复训练，对于脊柱胸腰椎骨折的患者的预后具有明显的优势，降低并发症的发生率以及重症患者的死亡率。在围手术期对患者进行心肺功能的评估及输血、营养支持，择期急性手术治疗已成为脊柱外科医师的首选。

4 结 语

对于手术方式的选择，我们应当根据骨折的类型、部位、受伤的时间、脊髓的受压程度和术者对手术入路的熟悉程度进行综合考量。手术方式本身并没有优劣之分，只要使用得当，都能获得令人满意的效果。而对于手术时机的选择，则更应该关注脊髓的受压程度。早期的减压对于脊髓功能的恢复有一定的好处。同时，我们也要把目光更多地投向新兴的手术技术、骨科材料学和内植物的发展上，包括目前开始研发的脊柱外科手术机器人应用方面，从而使得对胸腰椎骨折的治疗能不断改进、更加完美。