骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形的诊治进展

于召龙，梁鹤，王云浩，李秋园，田纪伟

(1.上海交通大学附属第一人民医院骨科，上海 201600； 2.上海市松江区中心医院骨科，上海 201600)

骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形多见于绝经后女性和老年男性，在世界范围内每年新增患者约900万[1]。若骨质疏松性椎体骨折在发病早期未行任何治疗或治疗不当，随后可继发脊柱后凸畸形，其中50岁以上人群发病率高达30%～50%[2]，而60岁以上人群发病率为20%～40%[3]。对于骨量减少或骨质疏松的患者，无外在因素作用下(如慢性咳嗽)或低能量外伤(如跌倒)可发生骨折。有文献报道，超过99%的骨质疏松性椎体骨折发生于胸、腰段(T10～L2)[4]，常表现为胸、腰背部疼痛，一般至少持续6～8周，体位改变时疼痛加重，而70%的患者则无症状[5]，部分患者表现为胸腰背部慢性疼痛[6]；患者身高降低、脊柱呈驼背、侧弯畸形；可伴有神经压迫症状，如沿骨折部位神经走行的放射痛；肺活量降低；腹部受压可致食欲减退、腹胀、便秘等；椎管狭窄、腰椎滑脱；骨折风险及死亡率增加等[7-8]。骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形已成为影响公共健康的严重问题[9]。老年患者除合并骨质疏松外，还可能患有心肺等脏器相关疾病，因此，对于骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形的外科治疗一直存在争议，但是单纯行保守治疗并不能明显减轻患者痛苦。现就骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形的发病机制和诊治进展予以综述。

1 发病机制

椎体主要由骨小梁构成，当外力或负重作用于脊柱时产生的压缩力通过椎间盘传导至椎体终板，由小梁骨中心向四周扩散，在椎体内部形成应力。骨细胞在力学刺激下，可通过直接或间接(内分泌、自分泌、旁分泌)方式与其他细胞联系，如诱导破骨细胞前体的迁移和分化，促进骨吸收[10]。而成骨细胞前体细胞感知转化生长因子-β1的变化，募集并分泌富含蛋白质的骨基质，包括Ⅰ型胶原和非胶原的蛋白质(如骨钙素)[11]。绝经后女性雌激素水平降低，其对破骨细胞的抑制作用减弱，进而导致骨吸收增强[12]。而老年患者，则有多种原因，如增龄导致骨吸收与骨形成失衡；维生素D及钙缺乏[13]；雌激素缺乏使炎症介质(如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素、前列腺素E2)高表达，刺激破骨细胞发挥作用[14]；氧化应激作用增强，促使间充质干细胞、成骨细胞、骨细胞凋亡等[15]。在多种因素作用下，椎体骨小梁变细或断裂，皮质骨空隙度增加，使骨量减少、骨微结构破坏，导致骨脆性增加，而且椎体周围韧带、结缔组织松弛以及肌张力和强度降低，进而在轻微外伤或无外伤作用下可发生骨折。骨折椎体进一步压缩或并发2个及以上椎体骨折，脊柱则易形成后凸畸形。

2 诊断及分型

骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形结合患者病史及体格检查不难诊断，但一般还需完善影像学检查、骨密度测定及实验室检查等。欧洲骨质疏松脊柱研究小组基于椎体形态改变将其分为以下分型[16]：①椎体楔形骨折(51%)，椎体前方高度减少量大于后方椎体高度减少量；②双凹状骨折，椎体前、后方高度不变，中间高度变小；③压缩性骨折，椎体各部分高度均变小。骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形患者的椎体常呈楔形和(或)压缩骨折，也可合并多椎体双凹状骨折。基于胸腰椎后凸形态可分为弧形后凸畸形和成角后凸畸形。基于胸腰椎后凸畸形发生部位分为胸椎后凸畸形、腰椎后凸畸形和胸腰椎后凸畸形。胸腰椎正侧位X线示脊柱后凸畸形，椎体扁平或楔形，骨皮质变薄，骨小梁减少或消失，骨结构模糊，终板硬化，骨质增生等，过伸、过屈位便于了解术中能矫正的角度。基于平片检查并采用Genant目视半定量判定方法[17]，椎体骨折分为3度：Ⅰ度/轻度，前方、中间和(或)后方椎体高度减少20%～25%，10%～20%轻度畸形；Ⅱ度/中度：椎体高度减少25%～40%，20%～40%中度畸形；Ⅲ度/重度：椎体高度减少40%及以上，严重畸形。CT示骨小梁结构紊乱，密度不均。磁共振成像示T1加权成像和T2加权成像均呈混杂高信号，若合并新鲜骨折，可表现为T1加权成像呈低信号，T2加权成像和短时间反转恢复序列呈高信号。目前骨密度测定常用双能X线吸收检测法，该方法测量腰椎是诊断骨质疏松症的金标准，但胸腰椎后凸畸形时其测量值可假性升高。实验室检查包括血常规，肝肾功，血钙、磷，骨转换生化标志物(血清碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原C端肽交联、尿吡啶啉等)，尿常规等。对于陈旧性椎体骨折患者，血钙、磷、碱性磷酸酶和骨转化标志物水平通常正常或轻度升高[18]。

3 治 疗

骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形的一般治疗包括卧床休息、药物、物理疗法等，但可导致脊柱后凸畸形进行性加重、跌倒风险增加以及药物并发症(如认知障碍、便秘或恶心、呕吐)[19]。微创治疗(经皮椎体成形术和经皮后凸成形术)创伤小、操作简单，且对于稳定骨折、缓解疼痛、恢复椎体力学强度具有明显优势，但并不适用于严重压缩性骨折患者，而且存在骨水泥渗漏的风险，也无法矫正胸腰椎后凸畸形[20]。目前关于开放手术仍存在争议，如高龄患者心肺难以耐受手术、骨质疏松易导致内固定失败等，但有文献报道，经后路或经前后路截骨矫形联合骨水泥强化螺钉内固定等对于椎体稳定及矫正胸腰椎后凸畸形在临床上取得良好的效果[21-22]。

3.1脊柱后凸畸形与截骨矫形 基于解剖结构、截骨量及后凸畸形矫正角度，Smith-Petersen等[23]在治疗脊柱后凸畸形时，经关节突截骨术，咬除棘突，通过“V”形切除部分关节突、椎板及黄韧带，撑开脊柱前柱和中柱以闭合后方楔形截骨，可矫正5°～15°，该手术方式被称为Smith-Petersen截骨术，也称为Chevron截骨术。有学者在Smith-Petersen截骨术基础上进行了改进，通过脊柱后路将棘突、关节突、椎板、黄韧带完全切除，即Ponte截骨术[24]，在闭合后方截骨面时，若联合前路软组织松解[前纵韧带和(或)椎间盘]，可进一步增加矫正角度。Thomasen[25]采用经椎弓根楔形截骨闭合术，切除范围涉及椎体后方结构(关节突、邻近节段棘突、椎板、黄韧带、椎弓根等)及椎体中、后柱。典型Ⅲ级截骨包括经椎弓根椎体截骨术、闭式楔形截骨(又称后路经椎弓根入路-蛋壳技术)、闭合-张开楔形截骨，经椎弓根椎体截骨术可提供25°～35°后凸矫正，而对于翻修手术，Pascal-Moussellard等[26]认为前后联合入路可取得更佳的矫形效果。如果楔形截骨，除椎体及后方结构部分切除外，同时切除上方椎体的下终板或椎间盘(胸椎包括切除同序列肋骨)会导致截骨后脊柱短缩，可能需要联合前方入路行前方支撑[27]。有学者认为可采用后方入路将椎体及邻近椎间盘完全切除，胸椎需要切除同序列肋骨，以进一步改进矫正角度[28]。因脊柱前方缩短，一般需进行前方支撑，而且单纯后路手术可能出现断棒或神经并发症，有学者建议采用前后联合入路[29]。对于儿童或青少年重度先天性脊柱后凸畸形或脊柱多发创伤性压缩骨折，可将至少一个完整的椎体和另一个椎体的部分或完全切除，包括邻近椎间盘[30]。该手术虽然可取得较大矫形角度，但手术操作复杂、术中及术后并发症较多，较少适用于骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形患者。

Schwab等[31]根据手术切除的范围及矫正的角度将后凸畸形截骨矫形术分为Ⅰ～Ⅵ级。在临床上，骨质疏松性椎体骨折椎体常呈扁平或楔形，或者多发椎体压缩骨折，而且患者多为老年人，因此，不仅需要关注后凸角度的矫正，还要强调躯干的平衡，一般建议采用Ⅰ～Ⅴ级截骨。有学者认为对于中度胸腰椎后凸畸形且无后部关节僵直的患者，可采用前路手术，通过胸或腹膜后入路显露目标椎体及椎间隙，切除椎体、椎间盘、软组织、前纵韧带，通过椎体间隙撑开，自体骨或钛网植骨和钢板固定达到矫正畸形的目的[32]。在选择前入路、后入路或前后入路联合治疗时，要充分考虑患者手术耐受情况、骨质疏松程度、脊柱后凸角度等因素。脊柱手术风险较高，选择最佳入路，可最大限度地矫正脊柱后凸畸形，减少术中出血量、神经损伤及麻醉等并发症。

3.2内固定器械选择与手术技巧 椎弓根螺钉对于脊柱手术至关重要，在轴向拔出力、横向屈曲力及旋转应力等力学作用下可影响椎弓根螺钉的稳定性。对于骨质疏松行脊柱后凸畸形截骨矫形的患者，骨密度降低、脊柱后柱稳定性明显降低，存在椎弓根螺钉松动、切割，椎体骨折、感染、神经系统并发症及再次手术的风险。因此，对于内固定器械的选择以及手术技巧要求较高，可通过以下几种方法提高椎弓根螺钉内固定的稳定性：①采用较大尺寸螺钉，可增加螺钉-骨界面接触面积，螺钉抗拔出力增大。但可能增加血管、组织损伤以及椎弓根骨折的风险，而且并不适用于严重骨质疏松患者[33]。②改进螺钉螺纹设计，如螺纹圈数、深度及螺距，对于螺钉拔出力具有显著影响。③选用膨胀螺钉，膨胀螺钉外层为开放性管状结构，通过椎弓根进入椎体后，置入内芯，通过拧紧螺帽可使螺钉远端1/3发生膨胀，有研究发现，该型螺钉在骨质疏松椎体内可增加螺钉-骨界面接触面积，具有较好的抗拔出力，而且不会增加椎弓根骨折的风险[34]。④采用羟基磷灰石涂层螺钉，该型螺钉可降低骨水泥渗漏等风险，其表面便于骨长入，其抗拔出力是普通螺钉的1～6倍，但因骨长入较慢，在术后早期无明显优势[35]。⑤选用骨水泥螺钉，目前常用的骨水泥包括聚甲基丙烯酸甲酯、磷酸钙骨水泥、硫酸钙骨水泥等，应用于椎弓根螺钉可提高其在正常或骨质疏松椎体内的稳定性，目前常用的为空心骨水泥螺钉，螺纹从接近钉头的位置发出，且为多重皮质螺纹，空心设计到螺钉尖端，尖端具有自攻槽，螺钉远端带有侧开孔，骨水泥注入螺钉后，可通过尖端及侧开孔弥散至椎体内，骨水泥量为1～3 mL，抗拔出力可提高147%～300%。因此，骨水泥强化螺钉不仅可明显增加螺钉抗拔出力，而且具有凝固快、操作简单、安全性高等优势，在长期随访中，骨水泥在胸腰椎螺钉内分别注入2 mL、3 mL具有良好的效果，但是聚甲基丙烯酸甲酯在凝固过程中会释放热量，对邻近组织可能造成损伤，而且在体内无法自行降解[36]。磷酸钙骨水泥可在一定程度上被吸收，但在吸收期的力学强度有待进一步研究。⑥其他，椎弓根进钉位置、角度、次数等也会影响螺钉在椎弓根内的稳定性。椎弓根螺钉位置的选择方式有多种，如腰椎的定位，可通过椎体上关节突乳突后缘中点的垂线与横突副突水平线的交点，也可通过在乳突、副突、下关节突关节面外上缘连线形成三角形顶角角分线中点处。老年患者椎体横突和关节突多伴有不同程度的骨质增生，增加定位难度，如果定位失败或进钉角度存在偏差，椎弓根螺钉可能穿破内侧或外侧皮质，不仅减小螺钉-骨接触面积，而且可能增加血管、神经的损伤。选择正确的进钉位置和角度，可减少操作次数，在同一位置多次进钉会明显降低螺钉的把持力。

截骨矫形可矫正脊柱后凸畸形，一般根据后凸角度及预期的矫正角度，选择最佳的截骨方式。但是截骨也会影响脊柱的稳定性，因此需要内固定钉棒系统，一方面保持矫正的角度，另一方面，维持脊柱稳定性，对于骨质疏松患者，截骨矫形后骨水泥强化螺钉可起到良好的内固定作用，而且在一定程度上也增加了椎体的强度。骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形的外科治疗还包括斜外侧腰椎间融合术联合后路经皮椎弓根螺钉内固定[37]、3D打印技术应用于椎间融合器[38]等，但关于其长期效果有待进一步随访研究。

4 小 结

骨质疏松性椎体骨折并胸腰椎后凸畸形是骨质疏松性椎体骨折常见的并发症，多由于早期未行干预治疗或治疗不当引起，或者邻近节段继发，导致胸腰椎后凸畸形逐渐加重，也可见于经皮椎体成形术和经皮后凸成形术术后患者，结合患者病史、临床特点及辅助检查可进行诊断。对于可耐受手术的老年患者，基于患者骨质疏松程度及后凸畸形角度等因素制订治疗方案。截骨矫形联合椎弓根螺钉内固定术可明显矫正脊柱后凸畸形，而手术后联合抗骨质疏松治疗，对于减轻患者痛苦、早期负重活动具有重要意义。