椎弓根螺钉固定并经椎管椎体内植骨治疗B型胸腰椎骨折的疗效分析

刘进南，刘蓉，唐本赛,刘刚，陈谷才#

曲靖市第二人民医院脊柱外科（云南省曲靖市，655000）

【摘要】

背景：B型胸腰椎骨折的显著特征是前、中、后三柱结构均遭到破坏，且椎体塌陷明显，如何脊髓减压，重建塌陷的椎体，恢复脊柱三柱结构的稳定性是治疗的关键。目的:评价椎弓根螺钉固定并经椎管椎体内植骨治疗B型胸腰椎骨折的方法及临床效果。方法:2013年6月～ 2015年6月回顾性分析AO 分型B 型胸腰椎骨折并进行椎弓根螺钉固定复位，椎管减压，经椎管椎体内植骨治疗的患者36例。男25例，女11例。分别于术前、术后1周及终末随访时行X线及CT检查，测量伤椎及其上、下相邻正常椎体的前缘、中间的高度,椎管狭窄率和伤椎后凸角( Cobb 角) 。通过CT评价术后1 周伤椎内植骨分布以及末次随访时伤椎椎体内植骨融合情况。观察手术时间、术中失血量、术后并发症，对比术前、术后视觉模拟评分法(VAS) 、Oswestry功能障碍指数(ODI)和神经学功能分级（ASIA2000分级标准）.结果：所有患者随访18～24个月，平均随访时间20.1个月。术前与术后1周伤椎高度比、平均后凸角( Cobb 角)、平均椎管侵占率差异有统计学意义(P＜0.05)，而术后1周与末次随访差异无统计学意义(P＞0.05)。手术时间为105±29分钟，出血量(310±38) ml，所有患者均未输血；1例患者出现硬脊膜损伤，1例发生肠麻痹,共发生并发症 2例( 5.6%)。VAS 评分及ODI 评分均随时间延长而降低( P＜0．05) ,术后1周与末次随访差异有统计学意义。末次随访内固定位置良好，无钉棒断裂、内固定松动。CT检查见伤椎内见植骨分布较广泛、均匀，植骨与周边骨融合良好，有少数空洞形成,但脊柱无明显畸行及失稳。神经功能:13例合并神经损伤的病人ASIA评级平均提高2.3级。结论：椎弓根螺钉撑开复位联合经椎管椎体内植骨治疗B型胸腰椎骨折能充分、均匀地植骨，有效重建伤椎的空间结构，减少了断钉、断棒及椎体再压缩等并发症的发生,取得了良好的效果

关键词：  胸腰椎骨折;椎弓根螺钉 ； 椎体内植骨;经椎管.

Therapeutic effect of  pedicle screw fixation combining  body bone graft via vertebral canal for type B thoracolumbar  fracture

LIU jin-nan,LIU rong,TANG ben-sai,LIU gang,,CHEN gu-cai,

Spinal Surgery,The NO.2 People's Hosptial of QujingCentral,Qujing Yunnan 655000,China

【Abstract】

Background :The characteristics of  type B thorcolumbar vertebral fracturewere both

damage of the anterior,medial,posterior columns and obvious stepped of body.How to

decompressspinal, fix the injured vertebral body and reconstruct the stability of columns was the key of treatment.  Objective:To approach the method and effect for treatment of  type B thorcolumbar fracture combining  pedicle screw fixation with  bone graft of vertebral body  via vertebral  canal .Methods:A retrospective study was carried on 36 cases of type B thoracolumbar fractures according to AO classification.,with screw reduction fixation, spinal decompression and bone graft of vertebral body via vertebral  canal ,from June 2013 to June 2015.including 25 males and 11 females.With the combination of X-ray film  and  CT examination at preoperative, 1 week after operation and follow-up time.Theanterior height of the injured vertebrae and the adjacent two normal vertebrae,the spinal canal stenosis ratio  and  vertebral kyphosis ( Cobb angle)  were measured．Themorphological  distribution of  vertebral  body  bone graft 1 weekpostoperation and  the  bone graft fusionin  the final follow-upwere evaluated by CT.  The operation time，intraoperative blood loss，postoperative complications were observed.The visual analogue scale /score( VAS) , Oswestry disability  index(ODI) and the neuromechanism as ASIA2000 grading standardwere compared between thepreoperatio  with postoperation．Results:All cases were followed up and the mean time was 20.1 months ( ranged from 18 to 24 months).The vertebral height,the average vertebral kyphosis ( Cobb angle)and the spinal canal encroachment rate were  significantly different comparison preoperation and 1 week after surgery(P＜0.05),However,the  difference was not statistically significant between one week after operation and  the final follw-up.(P＞0.05).The mean operation time was (105 ± 29) minand mean  intraoperative blood loss was ( 310 ± 38) ml．none of the patients received blood transfusion.One patientdeveloped duralinjury,another suffered from Paralytic ileus .There were two cases( 5.6%) who had complications.The scores of VAS and ODIdecreased with the increasing time( P＜0．05)，The difference between 1 week  after surgery and the follow-up time was statistically significant  (P< 0.05).The position of internal fixation were good  in the final follow-up ,There was none bending and loosening of pedicle screws.The vertebral bone of CT image is distributed evenly,the surrounding bone graft fusion isgood. There is a few of voidformation ,without  apparent deformation of the spine and instabilityof the vertebralbody.Neuropathic function :13 cases of nerve injury had raised their ASIA grade by 2.3.Conclusion: The pedicle screw distractionreduction and bone graft of vertebral body via vertebral  canal  gained great therapeutic results in the treatment of type Bthoracolumbar fracture.It can distribute  bone graft  in the vertebral bodyevenly,reconstruct  the spitalstructure ofvertebral bodyeffectively  and  reduce the possibilityof breaking of nails and shafts and other complications.

Key words：Thoracolumbar fractures ;pedicle screw fixator; vertebral body bone graft  ; via vertebral  canal .

1.引言

胸腰椎骨折是常见的脊柱骨折，占脊柱骨折30%-60%^[1]，且多伴有脊髓损伤，据统计B型胸腰椎骨折合并神经损伤据统计占32%^[2]。创伤性胸腰椎骨折多属于高能量损伤，这种高能量损伤也带来了死亡率及致残率的升高。为了规范脊柱骨折的治疗方案，1994年Magerl等^[3]首次提出了脊柱骨折的AO分型，该分型系统被广为采用。其中B型骨折除了轴向压缩的不稳定外，还伴有矢状面的不稳定，前、中柱的压缩及后柱结果的破坏，使得脊柱的三柱结构均遭到破坏，治疗的目的是充分减压的同时重建脊柱的稳定性及恢复生理序列，为神经功能恢复创造条件，而行内固定治疗具有一定的失败率。为了提高手术的成功率，内固定治疗的同时行椎体内植骨可重建脊柱三柱的稳定性，避免了内固定的松动、断裂及矫正角度的丢失。笔者选取了我院2013年6月～ 2015年6月对36例B型胸腰椎骨折患者进行了后路内固定并经椎管椎体内植骨治疗，获得了良好的临床效果，现报告如下：

2资料与方法

2.1 一般资料

本组36例,其中男25例，女11例，年龄22～61岁，平均年龄( 41±8) 岁;损伤椎体：T12 椎13例 、L1椎14例和 L2椎9例，均为新鲜性损伤。按ASIA神经功能分级：A级2例、B级3例、C级11例、D级7例和E级13例。

2．2 纳入与排除标准

纳入标准: 所有患者均有明确的外伤史; AO 分型均为B 型胸腰段单椎体骨折; 椎体为完全爆裂; 至少一侧终板基本完好;无明显骨质疏松; 术前均经过X 线片、CT和MRI检查明确诊断。

排除标准: 既往有胸腰椎外伤史或手术史的患者; 患者骨折椎上下终板同时损伤;合并椎间盘损伤; 多发性椎体骨折; 继发性病理性骨折患者；合并其它手术禁忌症者。

2．3手术方法

采用俯卧位,垫高胸部和臀部，避免腹部受压。显露伤椎及相邻上下相邻各一椎的棘突、椎板、上下关节突，于伤椎相邻上下各一椎C型臂X光机导视下常规置入椎弓根螺钉及安置纵连杆，根据术前CT选择椎管占位严重的一侧切除伤椎的椎板上缘及部分椎弓根内侧壁，切除黄韧带，沿伤椎椎弓根内侧壁探查椎管，将突入椎管的碎骨块向前打压复位,同时通过连接杆将伤椎撑开复位， 沿椎体后缘的骨折线进入椎体内，植骨棒向椎体内打出通道，向上、下撬拔进一步复位，复位满意固定可靠后，将咬除的骨质制备成碎骨粒植入伤椎椎体的“空壳”内，如自体骨不足时可配合植入同种人工异体骨，用“L”形弯顶器锤入植骨并夯实，C型臂X光机透视下确保椎体复位，明胶海绵填塞。 置管引流缝合。

2．4 观察指标

观察患者的手术时间、术中出血量及术后并发症，测量术前、术后1周及终末随访时伤椎前缘高度、伤椎椎体中部高度、椎管狭窄率和伤椎后凸角( Cobb 角) 。同时记录VAS 评分、Oswestry( ODI)评分变化及治疗前后患者的神经功能恢复情况（ASIA2000分级标准）。

2．5 统计学方法

统计学分析应用SPSS 17． 0 统计软件，计量资料以（`x±s）表示，采用t 检验，计数资料采用χ² 检验，等级资料采用Mann-Whitney U 检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

3.结果

3.1 随访者结果

所有患者随访18～ 24个月，平均随访时间20.1个月。所有患者均成功完成手术，手术时间为105±29分钟，出血量(310±38) ml，患者均未输血；1例患者出现硬脊膜损伤，术中予缝合并延长引流管时间后治愈，1例发生肠麻痹,予胃肠减压后等对对症支持治疗后治愈，未发生严重后果，共发生并发症 2例,并发症发生率5.6%。36例均于术前、术后一周内及随访期间拍摄胸腰椎正侧位X 射线片，术前和末次随访时行伤椎三维CT重建，了解术后骨折复位情况、随访期间椎体高度丢失情况及椎体内植骨融合情况。

3.2椎体前缘压缩率（%）、Cobb角（°）和椎管侵占率（%）比较

术前、术后1周及末次随访测量的椎体前缘压缩率、Cobb角和椎管侵占率详见表1；椎体前缘压缩率、Cobb角和椎管侵占率在术后1周和末次随访与术前比较，均有统计学差异（P＜0.05）；术后1周及末次随访无统计学差异（P＞0.05）。末次随访CT显示植植骨融合良好，有部分形成较小的空隙，无断钉、断棒等内固定失败，无继发性神经损伤。

3.3 VAS评分和ODI指数比较

术后1周和末次随访时VAS评分和ODI指数详见表2，VAS评分和ODI指数末次随访时较术后1周明显降低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

3.4 ASIA 神经功能分布及术后恢复情况

ASIA 神经功能神经功能有1例A和1例B级无改善，其余24 例有 1 ～2 级改善。见表3和表4，术前和末次随访差异有统计学意义（P=0.030）。

3.5 典型病例患者，男，48岁，高处坠落致L3椎爆裂型骨折骨，采用伤椎经椎管内植骨融合内固定后随访观察18个月，椎管无受堵，椎体内植骨融合良好，患者ASIA 神经功能神经功能术前为B级，末次随访时恢复到D级。

表1术前、术后1周及末次随访椎体前缘压缩率、Cobb角和椎侵占率变化

(`x±s，n=36)

术前57.3±2.1           48.6±11.4     37.9±7.8

术后1周10.1±1.7^#            10.3±3.8^#            8.2±3.1^#

末次随访10.9±2.3^*            11.7±4.7^*      7.9±2.5^#

表2术后1周和末次随访变化VAS评分和ODI指数变化 (`x±s，n=36)

表3术前和末次随访ASIA 分级分布情况例(`x±s，n=36)

表4患者的ASIA 分级分布情况(例)(`x ± s)

注：术前与末次随访相比PP=0.029，差异有统计学差异。

 术前  术后

男性患者，48岁，高处坠落致 L1爆裂性骨折合并脊髓损伤 （ASIA分级C级） ,行植骨融合的影像学图片。术前CT显示骨折块突入椎管内 .术后1.5年显示骨折愈合愈合良好，椎管形态完好。Figure  Images of a 48-year-old male patient with falling-induced L1 burst fracture with spinal cord injury  （ASIA grade C）undergoing   vertebral fusion。Preoperative  CT,showing  fractue  fragment  invading the spinal cannal.CT at  1.5 year after operation,showing that spinal cannal morphology was good ,and  fracture healed.

4.讨论：

1. 胸腰段因为位于胸腰结合部及解剖结构的特点，是脊柱骨折最多见的部位。由于脊髓腰膨大，此节段椎管壁与脊髓或马尾神经的有效间隙相对较小，损伤后容易导致脊髓腰膨大和马尾神经压迫，但该节段是脊髓和马尾神经的混合部位，即使脊髓发生完全损伤，但神经根的损伤仍有可能有一定程度的恢复，积极的手术治疗对挽救神经功能的恢复具有重要意义。

B型胸腰椎骨折以后方韧带符合体损伤而区别于A型损伤，它除了压缩暴力外还伴有牵张暴力而损伤，导致前、中柱压缩，而后柱因牵拉的张力而损伤，即使前、中柱高度无严重丢失，但因为往往发生后方韧带复合体损伤（棘上韧带、棘间韧带、黄韧带断裂，椎小关节囊破裂，关节突半脱位、脱位或骨折），是不稳定性的损伤，需积极的手术治疗。在Vacarro等提出的TLICS 评分系统^[4]特别强调后方韧带复合体( PLC) 的重要性，其控制椎体的过度屈曲、旋转、移位和分离起重要作用。术中修复后方韧带复合体的完整性和骨折的复位固定，使脊柱的前、中、后柱结构获得重建，保持了骨折处原有的系列和对抗力，才能保持三柱的长期稳定性。

B型胸腰椎骨折由于椎体骨质破坏程度重，使用椎弓根螺钉系统撑开复位固定能够起到间接减压的作用 ^[5]，但经撑开复位后椎体内易形成“空壳”样，而空腔以纤维组织充填，而不能骨化成骨，因此抗压能力差，容易造成椎体塌陷，从而导致复位丢失，甚至后突畸形，最终导致内固定失败^[6]。既往常用的植骨方式有横突间植骨、经椎弓根植骨和经椎管椎体内植骨^［7］，相对于前2种植骨方式，笔者认为经椎管椎体内植骨具有以下特点。

（1）该术式的要点及注意事项：

①术中经压缩较重的一侧进入椎管，去除伤椎单侧椎板下缘，一般不超过椎板的2/3，保留关节突关节，尽量不破坏后柱的稳定性。②沿伤椎的椎弓根内侧壁进入椎管，可探及突入椎管的骨折块，保护好神经根，此时椎管内静脉丛易破裂出血，可用双极电凝止血或将脑棉剪成小块配合明胶海绵止血。③需先行椎弓根螺钉撑开复位，配合刮匙向上、下撬拔复位，恢复正常的椎体高度及纠正后突角，同时形成椎体内的“空壳”，便于植骨。对于椎管堵塞大于50%者，易想先打压复位骨折块后再行撑开复位，避免复位过程中加重神经损伤；④为了与腰段的生理性前凹和胸腰段的生理性后凸相适应，需将纵连杆折弯成10-15度的弧度，这样使椎弓根与纵连杆之间也形成上述角度的钉杆角，拧紧螺帽后呈“喇叭口”形状的椎弓根对压缩的椎体获得自动撑开复位的能力；⑤术中椎体内植骨需充分，如咬出的骨质不够，需取自体髂骨或配合使用同种异体骨，务必使用植骨棒将植骨块夯实，椎体内植骨需低于椎体后缘约2-3mm，避免了植骨块脱出掉入椎管，引起脊髓和神经根压迫的危险。⑤以后方韧带符合体为损伤的主的B型胸腰椎骨折，应适当增加伤椎椎弓根钉的长度，以1/2-3/4为宜^[8-9]；但要避免进一步加重伤椎损伤及钉道的松脱^[10]。

（2）该术式的优点：①直视下进行椎管减压，可避免单纯靠椎弓根撑开复位过程中因骨折块的移位而加重脊髓和神经根的损伤，可弥补单纯靠椎弓根螺钉撑开骨折复位不彻底的缺点。②对于伴有伤椎椎弓根骨折的病例，也可完成植骨；③相对经椎弓植骨而言植骨可更均匀、充分；有利于前中、柱解剖结构的重建，从而增强了力学稳定性，避免了内固定松动、断裂；④对于有骨折块对神经根和硬脊膜有直接的压迫者，直视下减压的同时完成植骨，避免了复位过程中的医源性损伤；⑤减压的同时用植骨棒进行上、下终板撬拔时更有利于椎体高度的恢复及后突畸形的纠正，同时经过植骨后避免了椎体内的“空壳”现象。⑤该术式经前路完成了脊柱的三柱重建，避免了经前路或前后联合入路的风险。

（3）该术式的存在的不足：①该手术经过椎管,进行减压植骨的同时需牵拉神经根和硬脊膜，存在加重损伤马尾神经和神经根的风险，术中需仔细操作；②相对于腰椎而言胸椎神经根的走形更趋于平缓，椎管代偿空间更小，胸₁₁椎及以上的骨折时尽量避免使用；③由于椎管内静脉丛的存在，术中可增加出血，需对椎管内静脉丛进行有效的止血，止血过程中常用的方法是双极电凝和明胶海绵或脑棉，需配合吸引器直视下操作，避免损伤神经根及马尾神经。

内固定只能提供脊柱的临时力学稳定性，脊柱的长期稳定最终需要自身的生物力学稳定。传统的椎弓根螺钉复位方法在失去前后纵韧带和纤维环的牵拉作用时难以使椎管内的骨折块满意复位，且恢复过程中易出现椎体高度的丢失及迟发性后凸畸形的形成。术中可配合通过伤椎置钉，这样可以恢复正常的脊柱序列，伤椎建立支点后，更好地紧张前纵韧带^［11-12］，伤椎置钉可以有直接的撬拨复位的作用，同时对伤椎的顶推作用使伤椎获得更好的轴向复位，纠正后凸畸形，改善椎管内占位^［13］。通过伤椎置钉可以克服伤椎的“悬挂”效应，实现更均衡的载荷分享^［14］。经伤椎置钉固定能更好地矫正后凸、减少伤椎高度的丢失以及增加脊柱的稳定性^［15］。生物力学实验证实经伤椎固可增加脊柱生物力学稳定性，有助于椎体高度保持和复位^［16］。 本组均采用经椎管椎体内植骨，有利于椎体撬拔复位，使植骨量更充分^[17] ，伤椎高度保持，在椎体内植骨，形成桥梁的栱门效应，通过力学分散，更有利于伤椎的稳定性。

终上所述，对于B型胸腰椎骨折，由于前方椎体和后方韧带复合体的损伤，常常伴有神经损伤，同时脊柱的稳定性遭到严重破坏，单纯的钉棒固定只是临时性力学稳定因素，经椎管伤椎内充分植骨，维持了椎体的生理高度，使伤椎获得了与正常椎体相似的承载力，椎体内植骨促进骨折早期骨性愈合 ^[18]，同时修复棘上韧带、棘间韧带，使前、中、后柱均获得了力学稳定，更能适应伤椎力学载荷，经伤椎椎弓根螺钉固定联合经椎管椎体内植骨治疗B型胸腰椎骨折骨折可避免矫正角度的的丢失及内固定的失败。

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本文已被今年在厦门召开的第13届COA录用并做发言。