经伤椎单向与万向椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折疗效比较*

张阳 张立志 张志成 李放 关凯 赵广民 李连华 孙天胜

（解放军总医院第七医学中心骨科，北京 100700）

目前经后路椎弓根螺钉内固定术已成为公认的胸腰椎骨折治疗方法，在临床上广泛应用[1,2]。而经伤椎短节段椎弓根螺钉内固定术在单节段胸腰椎骨折治疗中日益得到关注，研究证实与跨伤椎固定相比，经伤椎固定能够增强骨折复位效果，降低内固定松动率，改善伤椎后凸矫正率，提高椎体高度恢复率[3-5]。目前伤椎上下节段多采用单向椎弓根螺钉固定，而伤椎固定则分为单向和万向椎弓根螺钉。本研究拟分析应用单侧伤椎椎弓根螺钉内固定术治疗的胸腰椎骨折患者，比较经伤椎单侧单向和万向椎弓根螺钉联合短节段内固定治疗单节段胸腰椎骨折的临床和影像学疗效。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：①单节段胸腰椎骨折，损伤节段为T11-L2；②胸腰椎骨折AO 分型为A2、A3、B1、B2 型；③胸腰椎损伤分类及损伤程度评分（thoracolumbar injury classification and severity score,TLICS）4～9分；④采用经伤椎固定；⑤受伤至手术时间＜2周；⑥年龄＜60岁。

排除标准：①多节段胸腰椎骨折；②非胸腰椎骨折；③伤椎两侧椎弓根骨折；④非伤椎固定；⑤脊柱严重侧凸及后凸畸形；⑥骨质疏松症。

本研究经解放军总医院第七医学中心医学伦理委员会审批，所有患者均获得知情同意。

1.2 研究对象

回顾性分析2015 年1 月至2017 年6 月解放军总医院第七医学中心收治的单节段胸腰椎骨折患者46例。其中男33例，女13例，年龄22～58岁，平均年龄（45.6±11.8）岁。致伤原因：高处坠落伤22 例，交通伤16 例，砸伤8 例。损伤节段：T11 5 例，T12 14 例，L1 15 例，L2 12 例。术前美国脊髓损伤协会（American Spinal Injury Association,ASIA）分级：B级3 例，C 级10 例，D 级15 例，E 级18 例。手术减压患者13 例。46 例患者中，20 例患者伤椎使用单向椎弓根钉（单向钉组），26 例患者伤椎使用万向椎弓根钉（万向钉组）。单向钉组20 例患者中，男15 例，女5 例，平均年龄（45.1±11.1）岁。损伤节段：T11 2 例，T12 6 例，L1 7 例，L2 5 例；术 前ASIA 分级：B 级2 例，C 级3 例，D 级7 例，E 级8例。万向钉组26例患者中，男18例，女8例，平均年龄（45.7±12.8）岁。损伤节段：T11 3 例，T12 8例，L1 8例，L2 7例；术前ASIA分级：B级1例，C级7例，D级8例，E级10例。

1.3 手术方法

患者均采用全身麻醉，俯卧位，双侧肩前及腹部两侧垫圆枕，使腹部悬空，对于无神经症状患者先进行手法按压复位骨折。保持脊柱中立位，术前透视定位伤椎上、下邻近椎体椎弓根体表投影并标记。常规消毒铺无菌单，以伤椎为中心做腰椎后正中切口，切开皮肤、皮下组织。对于不需要后路减压的患者，采用最长肌和多裂肌肌间入路[6]，显露伤椎和上、下邻椎小关节突。对需要减压的患者，减压侧进行后正中入路显露椎板和小关节突。胸椎采用Roy-Camille进钉法、腰椎采用“人字嵴”进钉法置入椎弓根螺钉（UPASS 系统，威高公司，威海，中国）。上、下邻椎均采用单向椎弓根螺钉，单向钉组患者伤椎置入1 枚35 mm 单向椎弓根螺钉，保证单侧螺钉在一条直线上；万向钉组患者伤椎单侧置入1 枚35 mm 万向椎弓根螺钉。所有患者伤椎钉尾均稍高于上、下邻椎约5 mm以利于有效复位，置钉侧选择椎弓根无骨折侧，保证钉道不经过骨折线。选择适宜长度固定棒并进行预弯（弧度稍大于伤椎部位生理曲度），对于没有神经损伤的患者直接安装固定棒复位骨折，按照自尾侧至头侧的顺序依次锁紧椎弓根螺钉；对于合并脊髓神经损伤的患者，先安装对侧固定棒进行复位，然后实施半椎板切除开窗减压，用咬骨钳咬除伤椎椎板，行椎管减压。减压后探查椎管前方，如有突向椎管骨块，用植骨棒置于硬膜囊前方，缓慢锤击使骨块复位，解除硬膜囊受压因素，探查确认无硬膜囊和神经根受压，最后安装减压侧固定棒。术中透视确保伤椎部位生理曲度、伤椎前缘椎体高度及椎弓根螺钉位置满意后锁紧螺钉钉帽。彻底止血并冲洗，留置负压引流管后逐层缝合切口。

1.4 术后处理

所有患者术后常规应用第一代头孢菌素预防感染3 d，术后第3 天拔除引流管，复查X 线及CT 检查，嘱患者佩戴硬支具下地活动，支具佩戴3 个月；对于因脊髓神经损伤无法下地的患者进行早期床上功能锻炼。

1.5 随访及观察指标

记录患者手术时间、术中失血量及术后并发症。同时记录患者术前、术后3 d、末次随访时腰部疼痛视觉模拟评分（visual analogue score,VAS），以及术前、末次随访时Oswestry 功能障碍指数（Oswestry disability index,ODI）。

患者术前、术后3 d、术后3 个月、6 个月、12个月和取内固定时分别进行X线和CT检查，评估伤椎愈合情况。影像学评估指标包括局部后凸角（伤椎上位椎体下终板与下位椎体上终板夹角）、椎体楔形角（伤椎上、下终板的夹角）和椎体前缘高度比（伤椎前缘高度与上、下邻椎前缘高度平均值的比值）。同时计算末次随访时与术后3 d 上述3 个指标的差值来评估伤椎矫正效果丢失情况。

1.6 统计学方法

采用SPSS 21.0统计学软件进行统计学分析。计量资料经统计学分析符合正态分布，以表示。两组患者计量资料的比较采用独立样本t检验；两组患者计数资料的比较采用χ2检验；两组患者等级资料的比较采用Wilcoxon 秩和检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般临床资料比较

两组患者年龄、性别、术前ASIA分级、损伤节段、手术减压、TLICS 评分差异均无统计学意义（表1），具有可比性。

2.2 两组患者围手术期观察指标比较

单向钉组患者手术时间较万向钉组患者长，且差异有统计学意义；但两组患者术中失血量差异无统计学意义（表2）。

2.3 两组患者疗效指标比较

所有患者均获得随访，随访时间12～18 个月，平均随访（14.5±2.5）个月。术前、术后3 d、末次随访时两组患者腰部疼痛VAS评分差异均无统计学意义；术前、末次随访时两组患者ODI 差异也均无统计学意义（表3）。末次随访时，单向钉组患者中，2例术前ASIA分级B级患者恢复至C级，3例C级恢复至D级，7例D级恢复至E级；万向钉组患者中，1例术前ASIA分级B级患者恢复至C级，7例C级患者中6例恢复至D级，1例恢复至E级。两组患者末次随访时ASIA分级差异无统计意义（表3）。

两组患者术前、术后3 d、末次随访时局部后凸角、椎体楔形角、椎体前缘高度比差异均无统计学意义（表4）。末次随访与术后3 d 相比，单向钉组患者局部后凸角丢失度、椎体楔形角丢失度、椎体前缘高度比丢失值差异均无统计学意义（表5）。两组患者均未发生神经损伤加重、脑脊液漏、手术部位感染以及内固定松动或断裂等并发症。典型病例见图1、2。

表1 两组患者一般临床资料比较

表2 两组患者围手术期观察指标比较（）

表2 两组患者围手术期观察指标比较（）

表3 两组患者手术前后临床疗效指标比较

表4 两组患者手术前后影像学指标比较（）

表4 两组患者手术前后影像学指标比较（）

表5 两组患者末次随访时影像学指标变化比较（）

表5 两组患者末次随访时影像学指标变化比较（）

3 讨论

图1 患者，男，41岁，高处坠落伤致L1椎体爆裂骨折（A3型），伤后3 d行经伤椎单向钉短节段内固定

图2 患者，男，22岁，高处坠落伤致L1椎体爆裂骨折（B1型），术前ASIA分级D级，伤后3 d行经伤椎万向钉短节段内固定，并行右侧减压手术

胸腰椎骨折由于其解剖位置位于胸椎后凸和腰椎前凸交界区，属于生物力学薄弱区，骨折手术失败易导致胸腰椎后凸畸形。目前胸腰椎骨折主要手术治疗方法是后路短节段椎弓根螺钉固定术，而经伤椎椎弓根螺钉内固定由于其显著的优势，已成为胸腰椎骨折的主要手术治疗方法。然而就伤椎固定本身，也存在单侧和双侧固定、单向和万向螺钉固定的争议。目前伤椎上下节段多采用单向椎弓根螺钉固定，而伤椎固定则分为单向和万向椎弓根螺钉，单向钉由于固定牢固不存在微动，骨折复位效果良好，但是单向钉固定对置钉位置要求较高，如果螺钉位置相差较大时易造成固定棒安装困难，并且在钉棒局部易出现应力集中，导致内固定失效。而万向椎弓根螺钉具有半球偶联结构，能够减少螺钉的折弯应力，对置钉位置要求低，同时减少了钉棒之间的应力集中，降低了内固定失败风险。然而万向椎弓根螺钉的偶联结构是整个钉棒系统最薄弱的部位，过度的撑开和复位会出现螺钉“妥协”效应，导致矫正效果差，并且术后局部后凸角和椎体高度的丢失也较明显，限制了其临床应用[7,8]。本研究采用单侧经伤椎单向钉或万向钉置钉联合短节段固定，治疗单节段胸腰椎骨折，均复位满意，无内固定失效以及后凸畸形等并发症，取得了满意的临床和影像学疗效，单向钉和万向钉固定的临床和影像学评估结果相似。

3.1 经伤椎置钉的优势及注意事项

理论上经伤椎固定能够以伤椎椎弓根螺钉为止点进行杠杆复位，属于直接复位，复位效果优于跨节段间接复位，同时避免了四边形不稳定，降低了悬挂效应，从而减少了复位的丢失[9,10]。多个临床随机对照试验和meta分析结果也显示，经伤椎固定结合短节段固定与传统跨伤椎固定相比，能够更好地复位骨折，更少的矫正丢失，并且能够降低内固定失败率[11-13]。另有多个临床研究证实，单侧或双侧经伤椎置钉能够取得类似的临床和影像学疗效，单侧置钉并不影响复位效果，不增加远期矫正丢失，对于一侧椎弓根骨折或者钉道可能会经过骨折线导致置钉困难的患者，可行单侧伤椎固定[14-16]。本组患者均采用单侧经伤椎固定，取得了良好的临床疗效，无论单向钉还是万向钉组均能获得满意的骨折复位效果。

在进行伤椎置钉时，需注意选择无骨折的椎弓根，如果伤椎两侧椎弓根均存在骨折，椎弓根连续性受到影响，此时强硬置钉可能会使骨折块移位，导致复位困难甚至出现神经血管损伤。本研究中伤椎置钉钉尾位置均稍高于（5 mm）上下节段椎弓根钉钉尾，这样在连棒锁紧时就能够借助预弯棒的杠杆原理进行骨折复位，能够满足复位要求，不需要再行伤椎与上下邻椎之间撑开，这样操作简单，也减少了椎弓根螺钉对邻椎的切割作用。

3.2 单向与万向椎弓根螺钉进行伤椎置钉的区别

经伤椎固定采用单向或万向椎弓根螺钉目前尚无定论，理论上讲无论采用何种椎弓根螺钉，伤椎置钉均能够获得满意的疗效。单向钉由于局部牢固无微动，骨折复位效果好，但缺点是置钉要求高，需要同侧3 枚螺钉钉冠U 型槽在同一直线上，否则会导致固定棒安装困难，增加手术时间，更重要的是会在钉棒局部出现应力集中，内固定失败的风险会增加[17]。对于伤椎椎弓根间距无明显增宽，并且置钉侧椎弓根与上下邻椎位于同一纵线的患者，可采用单向钉固定。万向椎弓根螺钉钉尾可以活动，置钉要求不高，减少了钉棒局部的应力集中，降低了内固定失败风险[18]，但万向椎弓根螺钉钉尾特殊的半球偶联结构，局部可能存在微动，这种微动在理论上可能会导致复位效果较单向钉差，远期矫正丢失风险增大，适应于伤椎椎弓根间距明显增宽，伤椎与上下邻椎椎弓根不在同一纵线的患者。

目前有研究证实，无论是6 钉全万向钉固定，还是4钉单向钉联合伤椎两侧万向钉固定，与6钉单向钉相比均能有效恢复伤椎高度，矫正后凸畸形，但伤椎万向钉固定远期矫正丢失风险较单向钉大[19,20]。本研究采用4 钉单向钉联合伤椎1 枚单向钉或万向钉固定治疗胸腰椎骨折，结果显示两组患者均能取得满意的复位效果，万向钉组手术时间（101±22）min 少于单向钉组（114±21）min，提示万向钉由于置钉要求低，连接固定棒方便，复位简单，可以有效节约手术时间。末次随访时两组患者均有少量矫正丢失，但差异无统计学意义，说明万向钉与单向钉相比并不会增加术后矫正丢失的风险。

本研究是回顾性研究，存在两方面不足：第一，为了更好的体现临床实践的真实情况，本研究纳入的部分患者存在脊髓损伤，这些患者在术后无法早期下地锻炼，这可能会在一定程度上影响最终的研究结果；第二，本研究为了更好的观察骨折矫正丢失的发生情况，末次随访时间节点确定为取内固定的时间，因此末次随访时间跨度12～18个月，可能会对影像学研究结果造成误差，但本研究中大部分患者在术后18 个月内都顺利取出内固定，平均随访时间为（14.5±2.5）个月，因此对研究结果影响不大。

综上所述，经伤椎单侧置入万向钉或单向钉结合短节段固定是治疗单节段胸腰椎骨折的一种安全有效的手术方法，能够恢复伤椎高度，改善局部后凸畸形。与单向钉相比，万向钉置钉要求低，手术时间短，不增加远期矫正丢失的风险。本研究为回顾性研究，病例数较少且随访时间短，需更大样本及长期随访来进一步评估远期疗效。