伤椎植钉与撑开复位的先后次序对轻中度胸腰椎爆裂骨折手术的影响

摘要

目的探讨后路切开短节段内固定治疗轻中度胸腰椎爆裂骨折时，伤椎植入长螺钉与撑开复位的先后次序对手术疗效的影响。 

方法回顾分析2016年1月—2019年6月收治且符合选择标准的68例轻中度胸腰椎爆裂骨折患者临床资料，根据治疗方式分为先伤椎植钉再钉棒撑开复位内固定（intermediate screws then distraction-reduction fixation，ISDRF）组（32例）以及先钉棒撑开复位再伤椎植钉内固定（distraction-reduction then intermediate screws fixation，DRISF）组（36例）。

两组患者年龄、性别、身体质量指数、骨折节段、致伤原因及术前载荷分享评分、胸腰椎损伤分型和严重评分、椎管侵占率、背部疼痛视觉模拟评分（VAS）、伤椎前缘高度、 Cobb角等一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05）。记录并比较两组患者手术时间、术中出血量、并发症发生情况及骨折愈合时间；手术前后采用椎管侵占率、伤椎前缘高度、后凸Cobb角和背部VAS评分评价患者疗效。

结果两组患者手术时间和术中出血量比较差异均无统计学意义（P>0.05）；术中均未出现血管、脊髓神经损伤，术后无切口深部感染及皮肤感染等并发症发生。术后1周两组椎管侵占率均较术前明显改善（P<0.05），两组间比较手术前后椎管侵占率差值及改善率差异均无统计学意义（P>0.05）。

两组患者均获随访，随访时间18～24个月，平均22.3个月。术后6个月两组患者骨折均愈合。末次随访时，两组均未出现断钉、断棒等内固定物松动并发症；ISDRF组2例患者在内固定物取出后出现轻度背痛。组内比较显示，术后各时间点两组患者背痛VAS评分、伤椎前缘高度及Cobb角均较术前明显改善（P<0.05），术后12个月及末次随访时两组背痛VAS评分较术后1周亦有改善（P<0.05）；末次随访时ISDRF组伤椎前缘高度较术后1周及12个月均有显著丢失（P<0.05）， Cobb角较术后1周时有显著丢失（P<0.05）；DRISF组伤椎前缘高度及Cobb角较术后1周及12个月时均无明显丢失（P>0.05）。

组间比较显示，两组术后1周VAS评分缓解率差异无统计学意义（P>0.05）；术后1周ISDRF组伤椎前缘高度恢复值显著高于DRISF组（P<0.05），末次随访时丢失率亦显著高于DRISF组（P<0.05）；术后1周ISDRF组Cobb角矫正率显著高于DRISF组（P<0.05），但末次随访时两组Cobb角丢失率比较差异无统计学意义（P>0.05）。 

结论后路短节段内固定治疗轻中度胸腰椎爆裂骨折时，伤椎植入长螺钉不影响椎管内骨折块复位；DRISF术后能更好地维持恢复的伤椎前缘高度，减少后凸Cobb角的随访丢失，远期疗效更佳。

正文

后路短节段固定是目前治疗胸腰椎骨折最常用方法之一。因传统跨伤椎内固定术后远期可能出现复位椎体高度再丢失、断钉断棒、“四连杆效应”等并发症，伤椎植钉术逐渐成为短节段固定的趋势。然而，关于伤椎植钉长度始终存在争议。Padalkar等[1]的研究表明，选择较长椎弓根螺钉可以对软骨下骨、终板提供支撑，能够通过复位过程中的轴向牵引以及钉尾推挤动作产生的悬臂力直接抬高塌陷部位，理论上比使用短螺钉可获得更多矫正。

但也有学者认为伤椎植入长螺钉可能影响塌陷终板及骨折块复位，并进一步影响椎体骨折愈合，反而对临床疗效产生不利影响。冯睿等[4]经过Meta分析发现，与传统跨伤椎短节段内固定相比，伤椎植钉短节段内固定可以更好地矫正Cobb角且长期疗效较好，但传统组在恢复和维持伤椎高度上优于伤椎植钉组。

我们的前期研究显示，在胸腰椎骨折患者的长期随访中，即便椎管占位较小、后凸角度较小，仍有可能导致迟发型脊髓损伤而需要再次手术。因此，为充分发挥伤椎植钉对伤椎增强支撑的优越性，避免其可能影响椎体及骨折块复位的劣势，预防晚期后凸畸形乃至迟发型脊髓损伤的发生，对比先伤椎植钉再钉棒撑开复位内固定（intermediate screws then distraction-reduction fixation，ISDRF）的传统术式，我们尝试采用先钉棒撑开复位再伤椎植钉内固定（distraction-reduction then intermediate screws fixation，DRISF）治疗早期胸腰椎骨折。

现回顾分析2016年1 月—2019 年6月郑州大学第一附属医院分别采用ISDRF及DRISF治疗的轻中度胸腰椎爆裂骨折患者临床资料，通过比较两种术式疗效，为临床胸腰椎爆裂骨折治疗方案的选  择提供参考。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，单节段胸腰椎（T11～L3）爆裂骨折；

② 手术于伤后1 周内进行，采用后路短节段内固定（6钉2 棒1横连）；

③ 术前CT示骨折椎双侧椎弓根完好，具有植钉条件，且能观察到椎管内明显骨块占位；

④ 载荷分享评分（load-sharing classification，LSC）[6-7] 3～5 分，胸腰椎损伤分型和严重评分（thoracolumbar injury classification and severity score，TLICS）≥4分；

⑤ 术后随访资料完整；

⑥ 所有手术均由同一术者施行。排除标准：

① 身体质量指数（body mass index，BMI）>28 kg/m2；

② 病理性骨折；

③ 合并多发性创伤；

④ 合并脊髓神经损害；

⑤ 术中行椎板  切除及植骨融合。

1.2一般资料

2016年1 月—2019 年6月共68例患者符合选择标准纳入研究，根据治疗方式分为ISDRF组（32 例）和DRISF组（36例）。患者术前均行包含伤椎节段的脊柱正侧位X线片、CT及MRI 检查。两组患者年龄、性别、BMI、骨折节段、致伤原因及术前LSC评分、TLICS 评分、椎管侵占率、背部疼痛视觉模拟评分（VAS）、伤椎前缘高度、Cobb角等一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1、2。

1.3手术方法

患者于全身麻醉后取俯卧位，腹部悬空，C臂X线机透视定位骨折椎。后正中入路切开暴露相应节段椎板、关节突关节后，徒手植钉，胸椎植钉点采用Weinstein法定位，腰椎植钉点采用“人”字嵴法定位。所有患者采用3椎体6 枚椎弓根螺钉固定，包含上、下椎体4枚单轴螺钉及伤椎2 枚多轴螺钉，并根据椎体节段及大小采用合适长度螺钉，保持多轴螺钉始终较单轴螺钉短5 mm。

ISDRF组一次性植入6枚螺钉，先于主刀侧上塑形棒，并将下椎体螺钉以顶丝拧紧锁定，大力钳钳夹固定于伤椎及上椎体螺钉间；以大力钳及上椎体螺钉为支撑点，脊柱撑开器适度撑开上椎体与伤椎椎间隙，同时拧紧上椎体顶丝，再原位拧紧伤椎顶丝；利用塑形棒伸展牵张力来完成骨折复位和椎管间接减压；同法行对侧撑开、固定，并安装横连1根。DRISF组先植入头尾4枚螺钉，伤椎先植入定位针，透视确认进钉方向无误后，以骨蜡暂封针眼；同上法分别从两侧对上椎体与伤椎椎间隙进行撑开、固定后，松主刀侧上、下椎体顶丝，取出塑形棒，拧入伤椎螺钉，上棒并原位锁紧；同法操作对侧后，安装横连1根。所有拧紧操作皆在对  抗套筒扳手保护下进行。

1.4术后处理

术后两组处理方法一致，均常规行抗炎治疗；术后1～2 d拔除引流后，即鼓励患者在胸腰椎支具保护下适当起床活动，嘱患者支具佩戴3个月后腰  部逐渐负重活动；术后12～18 个月取出内固定物。 

1.5疗效评价指标

记录并比较两组患者手术时间、术中出血量及并发症发生情况。内固定失败标准：螺钉断裂、螺钉拔出、内植物松动、棒断裂或局部后凸Cobb角超过10°[8]。术前、术后1 周、术后12 个月及末次随访时，采用VAS 评分评价患者背痛改善情况，并计算VAS评分缓解率，公式为：（术前VAS评分− 术后1周VAS 评分）/术前VAS评分×100%。

影像学评价：① 术前、术后1 周、术后12 个月及末次随访时，通过胸腰椎侧位X线片观测以下指标：a. 伤椎前缘高度，公式为：伤椎前缘高度值/上下椎体高度值的均值×100%；并计算伤椎前缘高度恢复值（术后1周与术前伤椎前缘高度的差值）及丢失率 ［（术后1周伤椎前缘高度−末次随访时伤椎前缘高度）/术后1周伤椎前缘高度×100%］。b. 节段后凸Cobb角，即伤椎上位椎体的上终板与下位椎体的下终板之间夹角，并计算Cobb 角矫正率 ［（术前Cobb角−术后1周Cobb 角）/术前Cobb 角×100%］和丢失率 ［（末次随访时Cobb 角−术后1 周Cobb角）/术后1周Cobb 角×100%］。c. 观察骨折愈合情况，愈合标准：患者无明显腰痛，伤椎棘突无压痛及叩击痛，X线片示伤椎原骨折线模糊消失。② 术前及术后1周通过CT平扫计算椎管侵占率，并计算椎管侵占改善率，公式为：（术前椎管侵占率−术后1周椎管侵占率）/术前椎管侵占率×100%。采用Adobe  Photoshop CS6 软件对以上影像学指标进行测量。 

1.6统计学方法

采用SPSS22.0统计软件进行分析。计量资料经正态性检验均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，两组间手术时间、术中出血量、椎管侵占率、VAS 评分缓解率、伤椎前缘高度恢复值和丢失率、Cobb 角矫正率和丢失率比较采用独立样本t检验，组内手术前后椎管侵占率比较采用配对t 检验；两组手术前后VAS 评分、伤椎前缘高度及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。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验。检验水准  α=0.05。

2、结果

两组患者均顺利完成手术，手术时间和术中出血量比较差异均无统计学意义（P>0.05）；术中均未出现血管、脊髓神经损伤，术后无切口深部感染及皮肤感染等并发症发生。术后1周两组椎管侵占率均较术前明显改善（P<0.05），两组间比较手术前后椎管侵占率差值及改善率差异均无统计学意义（P>0.05）。两组患者均获随访，随访时间18～24 个月，平均22.3 个月。术后6个月两组患者骨折均达骨性愈合。末次随访时，两组均未出现断钉、断棒等内固定物松动并发症；ISDRF组2例患者在内固定物取出后出现轻度背痛，VAS评分均为3分。见图1、2。

图1ISDRF组患者，女，52岁，L1爆裂骨折a. 术前侧位X 线片；b. 术前MRI T2加权像；c. 术前CT矢状位重建；d. 术前CT横断面示伤椎椎管内占位；e. 术后1 周CT横断面示伤椎椎管内占位复位；f. 术后1周侧位X 线片示后凸畸形矫正；g. 术后12个月侧位X线片示伤椎骨性愈合；h. 内固定物取出后6个月侧位X 线片示Cobb 角较术后12个月时有1° 的丢失

图2DRISF组患者，女，48岁，L2爆裂骨折a. 术前侧位X 线片；b. 术前MRI T2加权像；c. 术前CT矢状位重建；d. 术前CT横断面示伤椎椎管内占位；e. 术后1 周CT横断面示伤椎椎管内占位复位；f. 术后1周侧位X 线片示后凸畸形矫正；g. 术后12个月侧位X线片示伤椎骨性愈合；h. 内固定物取出后6个月侧位X 线片示Cobb 角较术后12个月无丢失

组内比较显示，术后各时间点两组患者背痛VAS评分、伤椎前缘高度及Cobb角均较术前明显改善，术后12 个月及末次随访时两组背痛VAS 评分较术后1周亦有改善，差异均有统计学意义（P<0.05）；末次随访时ISDRF组伤椎前缘高度较术后1周及12个月均有显著丢失，Cobb角较术后1周时有显著丢失，差异均有统计学意义（P<0.05）， DRISF组伤椎前缘高度及Cobb角较术后1周及12 个月时均无明显丢失（P>0.05）。组间比较显示，两组术后1周VAS评分缓解率差异无统计学意义（P>0.05）；术后1 周ISDRF组伤椎前缘高度恢复值显著高于DRISF组，末次随访时丢失率亦显著高于DRISF组，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后1周ISDRF组Cobb角矫正率显著高于DRISF组，差异有统计学意义（P<0.05），但末次随访时两组Cobb角丢失率比较差异无统计学意义（P>0.05）。  见表2及图3。

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

3、讨论

3.1影响胸腰椎骨折间接撑开复位的因素

胸腰椎骨折手术的宗旨在改善患者背痛，为受损的脊髓神经功能恢复创造条件，方便早期下地活动及减少长期卧床并发症。随着经椎弓根螺钉内固定技术的普及，凭借创伤小、并发症少的优势，后方入路间接撑开复位内固定已成为处理胸腰椎骨折的优先术式，即利用椎弓根螺钉实现三柱稳定的同时，通过撑开操作恢复压缩椎体的高度，矫正后凸畸形，并促使凸向椎管的骨折块还纳来完成椎管减压[10]。

但是，间接撑开复位须具备2 个基本条件，即前、后纵韧带完整和纤维环完整，二者缺一不可[11]。如果术前CT扫描发现患者存在椎管内骨折块翻转和/或椎管侵占率>50%的情况，则不宜采用后路单纯撑开复位，有上述任一情况均提示后纵韧带断裂，单纯后路撑开复位椎管内骨折块的效果差且复位不完全，需要直视下进行椎管减压及前柱重建。对于手术时机，Vaccaro等[13]报道骨折后3 d内间接减压成功率很高。但临床上由于患者转运、术前预约检查评估、主刀医师术日安排等原因，对于无脊髓神经损伤的患者一般很难在伤后3 d 内实施手术，文献中关于手术时机的报道一般在1周以内。对于损伤节段，Mueller等[15]报道间接减压适用于L3 水平及以上的爆裂骨折，其中以T12～L3 节段效果最好。本组患者骨折节段均在L3水平以上，椎管侵占率最大40%，后凸Cobb角最大28°，术前MRI显示椎间盘、纤维环完整，CT横断面未发现有骨折块翻转情况，所有患者均在伤后1周内实施手术，相关数据及结论和同类文献具有  可比性。

3.2伤椎植钉在胸腰椎骨折治疗中的即时复位作用

伤椎植钉因能够增强前柱稳定性，尤其是 “6钉3 椎体”固定，分散内固定负荷的同时也增加了内固定的载荷能力及稳定性，逐渐被临床医师采纳[16]。研究发现，如果选择较长的椎弓根螺钉，可以对软骨下骨、终板提供支撑，能够通过复位过程中的轴向牵引以及钉尾推挤动作产生的悬臂力直接抬高塌陷部位，理论上可以比使用短螺钉获得更多矫正[1]；但长螺钉可能影响塌陷的终板及骨折块复位，反而不利于椎体骨折愈合。因此，如何充分利用伤椎植钉对伤椎增强支撑的优越性，避开其可能影响椎体及骨折块复位的劣势，是一个值得探讨的课题。我们参考既往文献将LSC评分为3～5 分的骨折视为轻中度骨折，并遴选了一组胸腰椎爆裂骨折患者，来评估后路伤椎植钉对骨折的治疗效果，以求减少骨折损伤的严重程度对伤椎植钉本身作用的影响。

对比传统“6 钉3椎体”固定，即6 枚螺钉全部植入后再行伤椎撑开复位，我们先模拟传统跨伤椎的“4钉2 椎体”固定，间接撑开后再分次取下一侧塑形棒，并植入伤椎椎弓根螺钉后重新连接塑形棒。结果表明，ISDRF 组较DRISF组在伤椎前缘高度的恢复上具有优势，甚至有15 例（46.9%）在术后1周测量时出现了过度撑开的情况，即椎体高度超过了伤椎预估的正常高度，而DRISF 组仅有12 例（33.3%）出现了过度撑开；相应地，术后1 周时ISDRF组后凸Cobb角矫正率（58.47%±19.74%）也显著超过了DRISF组（49.39%±10.75%）。事实上，对于传统跨伤椎“4钉2 椎体”短节段固定，其术后即时的椎体撑开及椎管内占位复位效果是得到认可的[4，7-8]。我们先行“4钉2椎体”撑开固定，即是利用这种优势，先实现对椎体高度的恢复及椎管占位的回纳，之后再行伤椎植钉增强支撑。DRISF组术后即时的椎体前缘高度及后凸Cobb角矫正方面同既往研究结果相似[4，7-8]。

本研究中，患者术后1周ISDRF组椎管侵占改善率（46.53%±7.83%）与DRISF组（45.31%±7.60%）几乎持平，二者均较术前显著改善，但两组间比较差异无统计学意义。尽管伤椎植入双长钉可能会影响椎管内骨折块复位以及长螺钉“倒三角”结构会阻挡后方结构复位的说法已经深入人心，但我们仔细查阅文献发现支持该结论的高质量证据十分有限，更多的是临床医师的经验之谈，并无非常系统的对照研究及基于椎管占位的术前、术后CT对比分析。相反，伤椎长螺钉固定也能取得较好疗效。

而且，目前临床上对于长螺钉和短螺钉的定义并不明确，除了全长螺钉外，所有比其短的螺钉都被统称为短螺钉，导致伤椎植钉长度的利弊不太确定。如果仅是增强固定系统的稳定性，发挥伤椎螺钉的向前顶压作用，减少过度撑开导致的椎间盘牵张，螺钉只需经过椎弓根全长即可；如果需要伤椎植钉为软骨下骨、上椎板提供支撑，并利用螺钉的挤压作用促进伤椎复位，则螺钉长度越长越好；而文献中的短螺钉几乎只比全长螺钉短10～15 mm。我们认为，可依侧位X线片将螺钉长度分为短螺钉（仅经过椎弓根全长，椎体内部分不超过5 mm）、中螺钉（深度介于椎体后缘与椎体中份）及长螺钉（深度介于椎体中份与椎体前缘）进行研究。依此分类，现有证据似乎更倾向于支持长螺钉植入，这些研究显示长螺钉或者中长螺钉植入后椎管内占位仍能得到有效恢复，且在末次随访中椎管再次重塑、扩大，也未出现迟发型脊髓神经损伤；在螺钉的种类上，多轴螺钉因能减少邻近节段关节退变，效果更好。本研究患者伤椎植钉选用比全长螺钉短5 mm的长多轴螺钉，在椎 管侵占复位方面同既往文献研究结果基本一致。 

3.3伤椎植钉治疗胸腰椎骨折的长期效果

原则上，相对于传统短节段固定，伤椎植钉并不能有效增加脊柱轴向承载能力及初期稳定性，因而也就不能降低术后矫正丢失及内固定失败率[16]。然而，Li等[24]通过Meta分析显示，伤椎植钉相比传统跨伤椎固定对后凸畸形有更多矫正，随访中矫正丢失更少，内固定失败率更低。随后诸多研究也证实了这一点，甚至对于LSC评分≥7分的严重胸腰椎骨折也能取到良好效果[14，22-23]。因此，我们认为伤椎植钉对于胸腰椎骨折的长期治疗效果值得进一步深入评价。

本研究两组随访中均未发生断钉、拔出、螺钉周围松动或断棒等内固定失败情况；ISDRF 组与DRISF组背痛VAS评分在术后1 周较术前缓解率分别为40.87%±15.15%和42.81%±15.02%，两组间比较无显著差异，术后12个月及末次随访时较术前及术后1周均有显著改善。随访中ISDRF组有2例在内固定物取出后出现轻度背痛，VAS评分均为3分。

分析后凸Cobb角及椎体前缘高度变化情况发现，两组在术后12个月及末次随访时均有不同程度丢失，ISDRF组丢失更为明显，尤其末次随访时椎体前缘高度丢失显著多于DRISF组（P< 0.001）；尽管后凸矫正丢失两组间差异无统计学意义，但对比术后12个月，末次随访时ISDRF组丢失幅度较DRISF组有增加趋势。我们分析ISDRF组因有伤椎螺钉的辅助复位作用，在即时复位上较DRISF组具有优势，但因存在过度撑开的情况，导致后期负重后恢复的椎体高度及后凸矫正丢失更为明显。

据我们随访观察，有不少患者自觉病情较轻（无神经损害），术后未规范佩戴胸腰支具，这些因素或许对术后矫正丢失有所影响。总体而言，本组患者末次随访时治疗效果仍比较满意。虽然未出现迟发型后凸畸形相关并发症，如严重的顽固性疼痛及迟发型脊髓神经损伤等，但长期随访结果仍有待观察。

综上述，对于轻中度胸腰椎爆裂骨折采用伤椎植钉的“6钉3 椎体”固定，无论是先植钉后撑开或是先撑开再植钉，伤椎植入长多轴螺钉皆能取得满意疗效。与先植钉后撑开相比，先撑开后植钉降低了过度撑开的风险，后期椎体高度及后凸矫正丢失更少，预后更佳；伤椎植入长螺钉并不会对椎管内占位的复位产生较大影响。然而，本研究作为回顾性研究，样本量小，随访时间短，期待前瞻性、大样本、多中心随机对照研究对本课题涉及的相关问题作出更准确、可靠的判断。

作者简介

张刚刚，主治医师，就职于郑州大学第一附属医院骨科。专业方向为脊柱创伤、退变性疾病及脊柱肿瘤的手术治疗。现任河南省脊柱脊髓损伤学会骶尾骨盆肿瘤分会委员。承担河南省科技厅省部共建项目1项。2014年法国斯特拉斯堡大学医院脊柱外科访问学者；2016年法国巴黎乔治蓬皮杜欧洲医院脊柱外科访问学者。发表SCI论文及中文核心期刊多篇。

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