经皮椎弓根螺钉固定结合不同经伤椎椎体内植骨方法治疗胸腰椎骨折的早期疗效比较

2021
09/22

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中国修复重建外科杂志
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丁其瑞,凡进,任永信,殷国勇

南京医科大学第一附属医院骨科(南京 210000)

通信作者:任永信,Email:renyongxinjsph@126.com


关键词:胸腰椎骨折;椎体内植骨;Jack椎体扩张器;植骨漏斗

引用本文:丁其瑞,凡进,任永信, 等. 经皮椎弓根螺钉固定结合不同经伤椎椎体内植骨方法治疗胸腰椎骨折的早期疗效比较. 中国修复重建外科杂志, 2021, 35(10): 1311-1317. doi: 10.7507/1002-1892.202103212


 摘 要


目的    比较经皮椎弓根螺钉固定结合不同经伤椎椎体内植骨治疗单节段胸腰椎骨折的早期临床疗效。


方法    回顾性分析 2018 年 10 月—2019 年 10 月,行经皮椎弓根螺钉固定结合不同经伤椎椎体内植骨的 94 例单节段胸腰椎骨折患者临床资料。根据伤椎椎体内植骨方式不同,分为 A 组(Jack 椎体扩张器植骨,40 例)和 B组(植骨漏斗植骨,54 例)。两组患者性别、年龄、身体质量指数、致伤原因、累及节段、Wolter 指数、受伤至手术时间及术前疼痛视觉模拟评分(VAS)、伤椎高度比及伤椎 Cobb 角比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。记录并比较两组手术时间、透视次数、植骨量和并发症发生情况。分别于术前,术后 3 d、3 个月、12 个月和末次随访时,采用腰背痛 VAS 评分评估临床症状缓解情况;分别于术前,术后 3 d、3 个月及 12 个月测量伤椎高度比及伤椎Cobb 角。


结果    A 组手术时间、透视次数及植骨量均明显多于 B 组(P<0.05)。所有患者术后均未出现内固定物松动或断裂等并发症,末次随访时伤椎内植骨均达骨性愈合。术后各时间点腰背痛 VAS 评分、伤椎高度比及Cobb 角均较术前显著改善(P<0.05);与术后 3 d 比较,术后 3 个月后 VAS 评分进一步改善,但伤椎高度比有所下降、Cobb 角有所增大,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后各时间点两组间腰背痛 VAS 评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);A 组伤椎高度比显著高于 B 组,Cobb 角显著低于 B 组,差异均有统计学意义(P<0.05)。


结论    与植骨漏斗植骨相比,采用 Jack 椎体扩张器进行经伤椎椎体内植骨可以明显恢复伤椎高度并减小 Cobb 角,但透视次数较多、手术时间较长。对于单节段胸腰椎骨折患者,可优先选择使用 Jack 椎体扩张器行经伤椎椎体内植骨。


正 文


脊柱骨折是临床脊柱外科常见病与多发病,以胸腰椎骨折最为常见。严重椎体骨折可致患者脊髓受压、瘫痪,甚至死亡。经皮椎弓根螺钉内固定术是临床治疗胸腰椎骨折的常用手术方法之一[1-2]单纯行后路骨折复位内固定,仅依靠钉棒系统撑开伤椎,椎体轮廓可能有一定程度恢复,但椎体内的骨小梁支架结构被压缩、相互嵌插,压缩的骨小梁形成高密度区,血肿形成低密度区并逐渐机化为纤维结缔组织,阻碍该部分结构的成骨活动,容易形成椎体内骨缺损,俗称“蛋壳”现象[3]伤椎终板缺乏骨小梁支撑,使脊柱前中柱丧失承载负荷的能力,脊柱应力集中在后柱和椎弓根内固定器械上,术后可能发生断钉、断棒和后凸畸形等并发症。经伤椎椎体内植骨可以增强椎体的支撑作用,并发挥骨诱导骨支架作用,重建前中柱稳定性,进而防止椎体高度丢失和内固定失败等并发症发生[4-7]

目前通过植骨漏斗植骨是临床上常用的椎体内植骨方法,但是其通过挤压植骨,受椎弓根内空间限制,套管无法进行适当倾斜,骨粒无法到达特定区域,因而椎体高度恢复有限[7]。我们前期根据国人胸腰椎椎弓根解剖学特点,自主研发了Jack 椎体扩张器 [中国专利号:ZL200510094420.1;美国专利公开号:US-2008-0177259;欧洲专利公开号 :1946709;注册证号:苏食药器械(准) 2009 年 1100231 号],通过机械扩张撑起伤椎终板,预留较大空间行椎体内植骨,可较大程度恢复伤椎椎体丢失高度和脊柱前中柱载荷能力[8-9]。为进一步探讨其治疗青壮年胸腰椎骨折的临床疗效,我们将其与植骨漏斗植骨进行比较。报告如下。


1

临 床 资 料


1.1    患者选择标准

纳入标准:① 年龄 18~60 岁的青壮年患者;② 根据病史、症状、体征及影像学表现诊断为胸腰椎骨折,AO 分型[10]均为 A 型;③ 单节段胸腰椎骨折;④ 椎体压缩超过 1/3 椎体高度;⑤ Wolter 指数[11]≤1;⑥ 行经皮椎弓根螺钉固定结合经伤椎椎体内植骨。

排除标准:① 有神经症状,需行椎管减压者;② 双能 X 线吸收法测量腰椎和髋部骨密度,T值≤−2.5,为骨质疏松症;③ 病理性骨折、合并脊柱肿瘤、感染等。

2018 年 10 月—2019 年 10 月共 94 例患者符合选择标准纳入研究,根据伤椎椎体内植骨方式不同,分为 A 组(Jack 椎体扩张器植骨,40 例)和 B组(植骨漏斗植骨,54 例)。

1.2    一般资料

A 组:男 20 例,女 20 例;年龄 21~55 岁,平均 37.6 岁。身体质量指数(body mass index,BMI)为 18.23~29.12 kg/m2,平均 23.89 kg/m2。致伤原因:交通事故伤 30 例,高处坠落伤 5 例,重物砸伤3 例,跌伤 2 例。累及节段:T11 2 例,T12 11 例,L1 15 例,L2 12 例。Wolter 指数 0~1,平均 0.63。受伤至手术时间 3~5 d,平均 3.78 d。

B 组:男 29 例,女 25 例;年龄 20~57 岁,平均39.1 岁。BMI 为 18.13~28.78 kg/m2,平均 23.77 kg/m2。致伤原因:交通事故伤 38 例,高处坠落伤 9 例,重物砸伤 5 例,跌伤 2 例。累及节段:T11 2 例,T12 16例,L1 19 例,L2 17 例。Wolter 指数 0~1,平均0.56。受伤至手术时间 2~6 d,平均 4.22 d。

两组患者性别、年龄、BMI、致伤原因、累及节段、Wolter 指数、受伤至手术时间及术前疼痛视觉模拟评分(VAS)、伤椎高度比及伤椎 Cobb 角比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表 1、 2。


 


1.3    手术方法

两组患者手术均由同一术者完成。患者于全麻下取俯卧位,腹部悬空。透视下定位伤椎,伤椎上、下相邻椎体棘突旁开约 2 cm,两侧分别作 2 个1.8 cm 长纵行小切口,逐层切开至深筋膜。透视下插入穿刺针,进针点定位于椎弓根外侧缘垂线中点处(右侧 3:00、左侧 9:00),插入导引针,逐级扩张插入工作通道,透视下攻丝,分别旋入合适椎弓根螺钉(上海三友医疗器械股份有限公司),上棒并适当撑开。

A 组:完成经皮植钉后,拆除一侧撑开棒,伤椎棘突旁开 2 cm 作约 1.0 cm 长纵行切口,穿刺针尖置于椎弓根外侧缘(右侧 3:00、左侧 9:00)。透视下置入穿刺导针,依次更换扩孔套管、工作套管,前端至椎体后缘。经工作套管置入 Jack 椎体扩张器,透视下确认扩张器前端到达椎体前方;适当旋转扩张器,使扩张板与伤椎上、下终板平行,撑开扩张器,将塌陷的上、下终板尽可能恢复至理想高度;收拢扩张器后退出,沿工作套管植入适量同种异体骨颗粒(南京屹特博医学科技发展有限公司)。见图 1、图 2a。


 

图 1     Jack 椎体扩张器模式图(上)和术中透视(下)     a. 置入;b. 调整;c. 扩张;d. 植骨


B 组:伤椎棘突两侧旁开 2 cm,作长约 0.8 cm纵行切口,穿刺针尖置于椎弓根左侧 9:00(或右侧3:00 方向)。透视下置入穿刺导针,置入扩孔套管后取出,经导丝置入攻丝制备骨隧道。退出攻丝,沿导丝插入合适内径和长度的植骨漏斗(图 2b),拔出导丝,经漏斗植入适量同种异体骨颗粒(南京屹特博医学科技发展有限公司)。

植骨完成后,安装两侧钛棒,C 臂 X 线机正侧位透视确认位置良好,彻底止血后逐层缝合。


 

图 2     术中植骨方法     a. Jack 椎体扩张器套管;b. 植骨漏斗


1.4    术后处理及疗效评价指标

术后 24 h 内予以头孢呋辛预防感染;术后 2 d佩戴支具可短时间下床活动,术后 3 d 摄 X 线片及CT 检查后出院,术后 3、12 个月门诊复查。根据临床和影像学骨折愈合标准,待骨折愈合后取出内固定物。

记录并比较两组手术时间、透视次数、植骨量和并发症发生情况。分别于术前,术后 3 d、3 个月、12 个月和末次随访时,采用腰背痛 VAS 评分评估临床症状缓解情况;分别于术前,术后 3 d、3 个月及 12 个月行 X 线片和/或 CT 检查,测量伤椎高度比(伤椎中央高度/相邻两椎体平均中央高度×100%)及伤椎 Cobb 角。

1.5    统计学方法

采用 SPSS21.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示,组间手术时间、透视次数、植骨量比较采用独立样本t检验;组间 VAS 评分、伤椎高度比及 Cobb 角比较采用重复测量方差分析,若不满足球形检验,采用 Greenhouse-Geisser 方法进行校正,同一组别不同时间点比较采用Bonferroni 法,同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析;检验水准α=0.05。


2

结 果


A 组手术时间、透视次数及植骨量均明显多于B 组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表 3。两组患者均获随访,随访时间 15~26 个月,平均 22.7 个月。患者术后均未出现内固定物松动或断裂等并发症,末次随访时伤椎内植骨均达骨性愈合。


 


术后各时间点腰背痛 VAS 评分、伤椎高度比及 Cobb 角均较术前显著改善,差异有统计学意义(P<0.05);与术后 3 d 比较,术后 3 个月后 VAS 评分进一步改善,但伤椎高度比有所下降、Cobb 角有所增大,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后各时间点两组间腰背痛 VAS 评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);A 组伤椎高度比显著高于 B 组, Cobb 角显著低于 B 组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表 1、2,图 3~5。


 

图 3     两组患者手术前后各时间点各临床指标比较     a. 腰背痛 VAS 评分;b. 伤椎高度比;c. 伤椎 Cobb 角


 

图 4     A 组患者,女,47 岁,交通事故伤致 L1 椎体骨折(AO 分型为 A 型)     a. 术前腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 49.72%,Cobb角为 22.24°;b. 术前腰椎 CT 矢状位重建;c. 术后即刻腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 84.25%,Cobb 角为 6.68°;d. 术后 3 个月腰椎CT 矢状位重建;e. 术后 12 个月腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 81.73%,Cobb 角为 7.15°


 

图 5     B 组患者,男,50 岁,交通事故伤致 L2 椎体骨折(AO 分型为 A 型)     a. 术前腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 48.84%,Cobb角为 23.68°;b. 术前腰椎 CT 矢状位重建;c. 术后即刻腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 76.74%,Cobb 角为 10.55°;d. 术后 3 个月腰椎CT 矢状位重建;e. 术后 12 个月腰椎侧位 X 线片示伤椎高度比为 73.42%,Cobb 角为 12.51°


3

讨 论


青壮年胸腰椎骨折常由高能量创伤(如交通事故、高空坠落等)所致,其特点是脊柱的前中柱断裂,缺乏支撑作用,稳定性差,常伴有椎管内骨块占位及脊髓神经损伤[12]。胸腰椎骨折发生时,来自外界的暴力除了破坏椎体皮质骨以外,还损伤了椎体内的骨小梁支架结构。复位过程中椎体的外部形态得以一定程度恢复,但椎体内的支架结构由于某些因素可能无法修复,形成了骨缺损。耿明皓等[13]研究发现,患者术前椎间盘受损、椎体压缩严重(>1/3)、伤椎过度撑开(椎间隙前缘高度大于等于下一椎间隙前缘高度)是胸腰椎骨折复位术后出现骨缺损的独立危险因素。椎体内骨缺损和短节段固定是胸腰椎骨折复位后椎体高度再丢失以及内固定失败等术后并发症发生的重要因素[14-15],而对椎体内进行植骨是解决这些问题的有效方法之一[5-6,16-17]。结合既往研究,我们建议椎体高度压缩超过 1/3 的胸腰椎压缩性或爆裂性骨折,在伤椎过度复位撑开、行短节段固定时进行椎体内植骨。

目前临床上有多种椎体内植骨方式,包括植骨漏斗、椎弓根螺钉造植骨隧道以及经皮椎体成形术的工作通道等[18-20],但前两种方法通过植入骨间接撑起伤椎终板,恢复椎体高度有限;后者虽然采用球囊扩张,但是价格较为昂贵。我们自主研发的Jack 椎体扩张器则可以通过机械扩张直接撑起伤椎终板,创造更大的植骨空间,植骨量明显增加(本研究 A 组植骨量显著大于 B 组),并且可以重复使用,不额外增加患者经济负担。本研究中,我们发现 A 组术中透视次数显著多于 B 组,这可能是由于扩张器需要在透视下确认位置以及扩张程度,而植骨漏斗只需要确认漏斗前端位置即可。虽然两种方法总体手术过程并无太大差异,但因为需要多次透视以及较大植骨量,A 组手术时间长于 B 组。

前柱传递脊柱 70%~80% 的轴向压力,是脊柱稳定的最基本因素。因此,在椎体受损而高度丢失时,通过各种治疗方式恢复椎体高度至关重要[12]。Jack 椎体扩张器可以通过后方旋钮调节上、下扩张板距离,进行不同程度的机械扩张,最大扩张距离可达 18 mm,可满足绝大多数胸腰椎受压椎体的复位要求。我们既往研究[8-9]发现,扩张器的充分扩张以及移植骨的充分填充,可填补伤椎椎体内的“蛋壳”样腔隙,使得伤椎高度得到最大程度恢复, Cobb 角相应减小;而采用植骨漏斗进行椎体内植骨是依靠对植入骨的打压间接撑起伤椎终板,因此伤椎高度恢复有限。本研究中,A 组较 B 组在术后伤椎高度比和 Cobb 角恢复方面有明显优势。另外,两组患者在术后 3 个月伤椎高度较术后 3 d 有所丢失,Cobb 角有所增大,可能是在此期间移植骨尚未与伤椎完全融合,患者下床活动,脊柱负重后移植骨向空隙部位移动所致[21]。末次随访时,患者骨折已完全愈合。术后 12 个月伤椎高度比和 Cobb角与术后 3 个月相比无明显变化。

综上述,采用 Jack 椎体扩张器经伤椎椎体内植骨可明显恢复伤椎高度,但术中透视次数较多、手术时间相对较长;采用植骨漏斗植骨透视次数较少、手术时间短,但伤椎高度恢复相对较差。对于单节段胸腰椎骨折患者,为了更好恢复脊柱稳定性,可优先选择使用 Jack 椎体扩张器行经伤椎椎体内植骨。但本研究为回顾性研究,样本量相对较少,随访时间相对较短,结论还需要大样本、随机对照及长时间随访进一步证实。

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关键词:
椎体,高度,患者,透视,扩张器

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