经第2骶椎骶髂关节螺钉内固定技术在脊柱骨盆稳定性重建中的价值应用

周献伟高延征刘玉峰张迪戴磊张文明*

（1.河南省洛阳正骨医院河南省骨科医院脊柱外科，郑州450052；2.河南省人民医院脊柱外科，郑州450003；3.河南省省立医院脊柱外科，郑州450016）

脊柱骨盆固定技术常被应用于矫正骨盆倾斜度、腰骶段脊柱肿瘤、严重腰椎脱位及骨盆创伤、脊柱畸形等手术。目前，骨科内置入器械有了长足的发展，但腰骶段脊柱融合仍是一个巨大挑战。腰骶段脊柱解剖结构复杂，对内固定重建的生物力学要求非常高。传统髂骨螺钉技术取得了满意的腰骶段脊柱的稳定固定效果，但存在置入钉暴露软组织范围大、钉尾切迹高、易造成局部不适甚至皮肤破溃、需单独连接杆等缺点。为克服传统髂骨螺钉技术的上述缺点，Chang等[1]于2009年首次提出了S2骶髂关节（second sacral alar-iliac，S2AI）螺钉内固定技术。近年来，S2AI螺钉内固定技术凭借其低切迹、三面皮质骨坚强固定、可以与骶骨螺钉直接相连等优势逐渐得到应用[2-4]。回顾性分析2014年10月至2016年10月应用S2AI螺钉内固定技术重建稳定性的9例腰骶段脊柱肿瘤及7例骨盆、骶骨骨折患者的临床资料，旨在评估其安全性及其在脊柱骨盆稳定性重建中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①有严重腰痛、腰骶部疼痛、下肢放射痛及髋部疼痛伴活动受限等；②有骶骨骨折，出现马尾综合征；③保守治疗2个月效果不佳，症状无明显改善。排除标准：①合并严重心、肝、肾疾病者；②既往有神经肌肉病变者；③病理性骨折者；④医源性骨折，单纯髂骨、耻骨上下支骨折者。

根据上述纳入排除标准，共纳入2014年10月至2016年10月收治的16例患者，其中9例腰骶段脊柱肿瘤（均为转移性肿瘤，其中肺腺癌转移2例，乳腺癌转移6例，结肠癌转移1例），7例骨盆、骶骨骨折（DenisⅡ型3例，DenisⅢ型4例）。其中女9例，男7例；年龄36～73岁，平均（62.5±10.3）岁，60岁以上患者8例。其中5例患者术前骨密度（bone mineral density，BMD）检查T值均＜-2.5。所有脊柱肿瘤患者术前均有严重腰痛、腰骶部疼痛、下肢放射痛及髋部疼痛伴活动受限等，严重下肢放射痛7例，髋部疼痛及髋部活动受限7例，慢性马尾综合征3例，下肢肌力下降至3级3例。影像学检查提示以L5椎体破坏为中心的肿瘤病灶，伴有S1椎体破坏（9例）；骨盆、骶骨骨折（7例）。

1.2 手术方法

对于以单纯L5椎体肿瘤破坏为主的患者，采取后路腰椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定、前路L5椎体肿瘤病灶清除、钛网重建术；对于骶骨、骨盆骨折患者，行骨盆其他部位骨折切开复位内固定术，再行腰、骶椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定。S2AI螺钉置入方式：患者取俯卧位，为避免器械损伤肌肉，骨膜下剥离至骶骨，沿S1椎弓根螺钉的位置继续向下暴露约3～4 cm，再从中线向两侧显露S1和S2的背侧孔。选择进钉点为S1骶孔外缘1 mm的垂线和下缘1 mm的水平线的交点，S2AI螺钉的进钉点应与S1及各腰椎椎弓根螺钉的进钉点协调排列在同一直线上，开路锥钻破骶骨皮质。术者用左手触及患者的髂前下嵴和股骨头大转子连成一条直线方向，右手用椎弓根钻向外向下、横断面外展角度50°～60°方向，朝向大转子钻出钉道；70～80 mm长的钉道与矢状面尾倾20°～30°，水平面外展约30°，穿透骶髂关节两层骨皮质后，经坐骨大切迹上方指向髂前下棘方向，然后利用球型探针探查钉道的5个壁是否完整，用丝攻沿原方向攻丝（髂前下嵴和股骨头大转子连成一条直线方向），然后置入规格为8.0 mm×80.0 mm的S2AI螺钉。

1.3 影像学评价

通过术后X线片和CT检查评估S2AI螺钉的位置，检查螺钉是否穿破髂骨内皮质及螺钉周围是否出现透光带等。S2AI螺钉角度的测量：①α角，腰椎正位X线片上冠状面S2AI螺钉与水平线夹角；②β角，腰椎侧位X线片上矢状面S2AI螺钉与S1上终板的夹角；③θ角，骨盆CT横断面上S2AI螺钉与中垂线的夹角。16例患者均进行双侧S2AI螺钉角度的测量，分别计算3个角度的平均值。

1.4 术后处理

24 h后拔除引流管，患者可在支具保护下下地活动。待病理结果确定后行放、化疗等处理，或术前已确定L5椎体为独立的转移性肿瘤患者继续按术前的放、化疗方案治疗。

1.5 随访计划及评价标准

术后6个月、1年、2年进行门诊随访，拍摄X线片观察局部肿瘤复发情况、腰骶段支撑物位置情况、骨折愈合情况以及内固定是否有松动断裂等。

2 结果

16例全部获得随访，随访时间为6～26个月，平均（12.4±2.5）个月。9例腰骶部脊柱肿瘤患者采用后路腰椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定、前路L5椎体肿瘤病灶清除、钛网重建术（图1）；7例骶骨、骨盆骨折患者先行骨盆其他部位骨折切开复位内固定术，再行椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定术（图2）。

图1 患者，女，65岁，肺腺癌伴L5椎体转移

图2 患者，男，45岁，DenisⅡ型骶骨骨折合并腰椎骨折

2.1 S2AI螺钉置入情况

16例共徒手置入30枚S2AI螺钉，有2例骨盆骨折患者仅行一侧的S2AI螺钉置入。冠状面螺钉的外展角（α）为50°～80°（64.4°±11.5°），矢状面螺钉与S1上终板的夹角（β）为-15°～14°（0.1°±12.3°），横断面上螺钉与中垂线的夹角（θ）为44°～56°（49.1°±8.5°）。术后CT检查发现2枚（6.7%）S2AI螺钉穿破髂骨内皮质，2枚（6.7%）S2AI螺钉穿破髂骨外皮质，1枚S2AI螺钉穿出髂骨外皮质螺钉长度为3 mm，另1枚穿出髂骨内皮质螺钉长度为4 mm。无一例发生神经、血管损伤。5例严重骨质疏松患者中1例72岁女性患者在术后2年随访中发现两侧（6.7%）S2AI螺钉周围都出现明显的透光带，表明S2AI螺钉松动；其余15例患者未见内固定松动。末次随访时均恢复正常生活。

2.2 VAS评分及临床疗效

术前腰背部疼痛VAS评分为6～9分，平均（7.4±2.1）分，末次随访时为2～4分，平均（3.1±0.7）分，差异有统计学意义（P=0.035）。3例下肢肌力下降至3级的术前患者，末次随访时肌力恢复至5级。3例慢性马尾综合征患者的膀胱直肠功能至末次随访时完全恢复正常。7例严重下肢放射痛患者疼痛得到缓解，末次随访时3例仍残留轻度麻木感。随访期间无一例发生内固定断裂情况，植骨均获得融合，骨折处完全愈合。

3 讨论

3.1 S2AI在腰骶段脊柱肿瘤患者中的应用

对于未发生转移的脊柱原发性恶性肿瘤及原发病灶控制良好的孤立性椎体转移瘤行肿瘤椎体切除可降低肿瘤局部复发率、延长生存期[5，6]，但椎体切除后需重建脊柱稳定性。L5椎体前方毗邻大血管等重要结构，从活动度大、前凸的腰段过渡到固定、后凸的骶椎，生物力学上存在明显的剪切力，使L5椎体肿瘤切除及腰骶段重建显得十分困难。本研究收集的9例L5椎体肿瘤切除通过前后入路联合进行腰椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定术、L5椎体肿瘤病灶清除术、钛网重建术，术后效果较好。

3.2 S2AI在骨盆、骶骨骨折患者中的应用

骶骨作为骨盆后环及腰骶部的重要结构，其骨折后神经损伤率高，且影响腰骶-骨盆稳定性，应积极治疗以使移位的骨折断端获得复位，并重建腰骶-骨盆稳定性[7]。目前比较常见的手术方式包括骶骨棒、骶骨接骨板、骶髂螺钉以及腰骨盆固定等技术[8，9]。近年来，对不稳定骶骨骨折的认识逐渐提高，临床上应用腰骨盆固定技术治疗此类骨折逐渐增多，S2AI螺钉内固定技术，特别对于DenisⅡ、Ⅲ区的粉碎性骨折或移位明显的骶骨骨折，腰椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉能够实现腰椎-骶骨-髂骨的固定，以进行骶神经减压、骶骨复位以及腰骶-骨盆的重建[10]。本研究中7例骨盆、骶骨骨折患者的术后效果较好，值得临床上推广使用。

3.3 S2AI在脊柱骨盆稳定性重建中的研究进展及优势

对腰骶段脊柱肿瘤内固定节段的选择，Jain等[3]建议至少包括上下方各1个正常椎体。本研究认为当腰骶段脊柱肿瘤破坏L5以及S1大部分椎体时，单纯L5-S1短节段固定的力学强度不够，尤其对腰骶段脊柱肿瘤伴老年骨质疏松患者很难起到支撑重建的作用。在不丢失活动节段的同时延长固定至髂骨是一种可靠的选择。然而传统髂骨螺钉松动和翻修的概率分别为43.0%[11]和34.4%[12]，髂骨螺钉固定需要向外侧显露较多，且手术时间长、钉尾高切迹等，有文献报道因髂骨螺钉高切迹或疼痛等原因移除髂骨螺钉发生率为11.1%～22.2%[13，14]。

2009年Chang等[1]最早提出了S2AI螺钉，通过对20例平均年龄15.0岁的正常青少年骨盆CT值研究结果显示，S2AI螺钉的切迹比传统髂骨螺钉减小了15 mm，理想的S2AI钉道横断面外展角为40°，螺钉在骶骨内的行程平均为35 mm。O′Brien等[15]的尸体标本研究报道，S2AI螺钉的平均长度为84 mm，60%的S2AI螺钉穿透骶髂关节面的关节软骨，15%的S2AI螺钉穿破髂骨外皮质，均未侵入盆腔。目前认为S2AI螺钉内固定的优势包括：①S2AI螺钉置入时不需要向外侧广泛暴露，可减少软组织损伤和降低感染风险[16，17]；②S2AI螺钉置入后低切迹[13]；③S2AI螺钉有三面皮质螺钉固定，同时控制了骶骨与髂骨（即O′Brien所定义的骶髂第二、三区域[15，18]），生物力学强度与传统髂骨螺钉相当[19-22]；④S2AI螺钉不需要额外转接卡即可直接与S1的螺钉相连；⑤通过S2AI螺钉置入髂骨后不会影响髂后上嵴取自体骨植骨[23]。

Zhu等[24]研究60例平均年龄46.1岁的成人骨盆CT数据，选取S1背侧孔偏外、偏下各1 mm为进钉点，得出S2AI钉道的矢状面尾倾角为30°，横断面外展角为36°～37°，钉道总长度120 mm，在骶骨内的行程26 mm，与Change等[1]报道的研究结果相近。Kwan等[25]研究180例亚洲人的骨盆CT，以S1、S2背侧孔的中点为进钉点，认为螺钉外展角的安全范围是39°～50°。基于国内外研究报道，本研究选择进钉点为S1骶孔外缘1 mm的垂线和下缘1 mm的水平线的交点，相当于S1、S2背侧孔的中点为进钉点，而S2AI螺钉的进钉点应与S1及各腰椎椎弓根螺钉的进钉点协调排列在同一直线上，冠状面上主要以躯体的中轴线为参照，螺钉外展角约65°，横断面上与中垂线的夹角约50°，矢状面上基本与S1上终板平行，16例患者的30枚螺钉全部安全置入，但螺钉横断面的外展角为50°，比既往研究报道要大，可能与进钉点位置选择不同以及研究人群的年龄、性别和身高差异有关[26]。

Elder等[27]报道与传统髂骨钉固定技术相比，S2AI螺钉的伤口感染率（1.5%vs44.0%）、翻修率（8.8%vs48.0%）以及S2AI螺钉高切迹引起不适的概率（0vs12.0%）显著降低。Mazur等[28]运用Kaplan-Meier生存模型分析同样发现S2AI螺钉固定的翻修率远低于髂骨钉固定（2例vs13例），进一步的多元回归分析显示S2AI螺钉固定是降低翻修率的唯一保护因素。Mazur等[29]还报道使用S2AI螺钉固定平均24个月的影像学结果，27%的螺钉周围出现透光带，意味着螺钉出现微动，在5例严重骨质疏松患者中有1例72岁女性患者在术后2年随访中发现2侧（6.7%）S2AI螺钉周围都出现明显透光带，表明S2AI螺钉松动。Jain等[3]报道了80例儿童脊柱畸形矫正使用S2AI螺钉的情况，平均随访3.5年，其中20例（25%）出现S2AI相关并发症，包括S2AI螺钉断裂9枚，S2AI螺钉周围透光带9枚，S2AI螺钉穿破髂骨外皮质1枚，其中6例出现与S2AI螺钉相关的临床症状。本研究中平均12个月的短期随访发现，S2AI螺钉相关并发症包括2枚螺钉周围出现透光带，4枚螺钉穿破髂骨内皮质、外皮质（＜5 mm），未发生严重并发症，末次随访时均未出现临床症状。

3.4 本研究的优势与不足

本研究报道了S2AI螺钉在治疗腰骶段脊柱肿瘤及骨盆、骶骨骨折稳定性重建中的应用价值，研究表明徒手置入S2AI螺钉是安全可靠的。S2AI螺钉的置入并没有明显增加手术创伤、手术时间及螺钉相关并发症，腰椎椎弓根螺钉联合S2AI螺钉内固定维持了腰骶段的稳定性，为腰骶段脊柱肿瘤及骨盆、骶骨骨折的治愈提供一种新的治疗方案。

本研究的病例数较少，主要是腰骶段脊柱肿瘤与骨盆、骶骨骨折的发病率较低；且随访时间较短，最短6个月，最长26个月。可能由于上述原因导致本研究中的并发症发生率较低，尚需多中心、大样本量的研究对腰骶段脊柱肿瘤与骨盆、骶骨骨折术后并发症及临床效果进行更深入地分析。