一期后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折

张雅东^{1, 2}，王文涛²，张海平²，李厚坤²，薛旭凯²，单乐群²，郝定均² 

1. 西安医学院（西安  710068）

2. 西安交通大学附属红会医院脊柱外科（西安  710054）

基金项目：国家自然科学基金重点项目（81830077）

通信作者：郝定均，Email：haodingjun@126.com

关键词：强直性脊柱炎；胸腰椎骨折；后凸畸形；蛋壳截骨技术

引用本文： 张雅东, 王文涛, 张海平, 等. 一期后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折. 中国修复重建外科杂志, 2023, 37(12): 1489-1495. doi: 10.7507/1002-1892.202307021

 摘　要

目的     探讨一期后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折的安全性及有效性。

方法     回顾性分析2016年4月—2022年1月，采用一期后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗的20例强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折患者临床资料。其中男16例，女4例；年龄32～68岁，平均45.9岁。致伤原因：扭伤10例，摔伤8例，高处坠落伤2例。受伤至手术时间1～12 d，平均7.1 d。损伤节段：T11 2例，T12 2例，L1 6例，L2 10例。X线片和CT 检查示患者均有强直性脊柱炎影像学特征性表现，骨折线均累及前、中、后三柱且伴有不同程度后凸畸形、伤椎压缩；MRI检查示12例患者存在不同程度神经损伤。记录手术时间、术中出血量、术中和术后并发症发生情况，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）评价患者腰背部疼痛程度及生活质量，美国脊髓损伤学会（ASIA）分级评价神经功能；摄站立位脊柱正侧位X线片，测量局部后凸Cobb角（local Cobb angle，LCA）、矢状面垂直轴（sagittal vertical axis， SVA），评价后凸畸形矫形情况。

结果     患者均顺利完成手术，手术时间127～254 min，平均176.3 min；术中出血量400～950 mL，平均722.5 mL。术中1例发生硬膜囊撕裂，经修补后未发生脑脊液漏，其余患者术中未出现神经及血管损伤、脑脊液漏等相关并发症。术后切口均Ⅰ期愈合，无感染、脂肪液化等发生。患者均获随访，随访时间8～16个月，平均12.5个月。术后3 d及末次随访时VAS评分、ODI、LCA、SVA 均较术前改善（P<0.05），末次随访时与术后3 d差异均无统计学意义（P>0.05）。末次随访时，神经功能ASIA分级亦较术前改善（P<0.05），其中E级17例、D级3例。所有患者末次随访时均达骨性融合，无内固定物松动、断裂以及假关节形成等并发症发生。

结论     一期后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折，能显著改善患者临床症状，并且在一定程度改善局部后凸畸形，是一种安全、有效术式。

正　文

强直性脊柱炎是一种好发于中青年男性的慢性自身免疫性疾病，主要侵犯中轴关节，椎间小关节及韧带可发生钙化，后期脊柱发生后凸畸形呈驼背样外观。发生上述病理生理改变后，脊柱抗张及缓冲能力减弱，低能量损伤即可导致骨折，而且骨折好发于胸腰段，且常累及三柱，极不稳定[1]。对于此类骨折，保守治疗效果差、并发症多，手术治疗已达成共识，多采用后路长节段坚强内固定以提供稳定骨折愈合环境，避免后期骨折断端微动发生Andersson病损[2-3]。但是对于合并后凸畸形的强直性脊柱炎患者，急性胸腰椎骨折手术治疗同时是否行后凸畸形矫正以及矫正术式的选择，国内外仍存在争议。从长期获益来看，大多数学者认为骨折内固定一期后凸畸形矫正可以恢复脊柱矢状位平衡，改善患者外观且提高生活质量[4-6]。为此，有研究在长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎胸腰段骨折同时，通过椎体楔形截骨矫正后凸畸形，结果显示单节段截骨平均可矫正30° 左右[7]。但是临床常用截骨术式存在无法利用伤椎进行更大角度和不同方向矫正、单纯后路手术完成椎管前方减压困难、截骨接触面积较小等问题。

20世纪40年代，Michele等[8]提出从脊柱后方经椎弓根入路进行椎体病变活检和椎体感染引流。之后，Heinig等[9]在此基础上提出将椎体挖空后，将后方骨折块打入前方挖空椎体内，从而进行脊柱前方减压，由于将椎体的松质骨完全去除后只剩下一皮质骨外壳，形似蛋壳，遂将其命名为“蛋壳”技术。针对上述传统截骨术式不足，我们提出一期使用后路蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定治疗强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折，并于2016年4月开始用于临床。现回顾患者临床资料，探讨该术式的安全性及有效性，为临床治疗提供术式选择。报告如下。

1临 床 资 料

1.1　一般资料

纳入标准：① 根据1984年修订的纽约标准确诊为强直性脊柱炎[10]；② 急性胸腰椎骨折（受伤至手术时间<2周），局部尚未形成Andersson病损；③ 影像学检查明确为单椎体骨折；④ 患者及家属充分了解并同意手术；⑤ 无明显手术禁忌证者。排除标准：① 合并颈椎骨折；② 合并脊柱结核、布氏杆菌病、椎间盘炎、脊柱肿瘤或转移瘤；③ 临床资料不全以及术后失访患者。

2016年4月—2022年1月，共收治41例强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折患者，其中20例符合选择标准纳入研究。其中男16例，女4例；年龄32～68岁，平均45.9 岁。患者均有外伤史，其中扭伤10例、摔伤8例、高处坠落伤2例。受伤至手术时间1～12 d，平均7.1 d。损伤节段：T11 2例，T12 2例，L1 6例，L2 10例。X线片和CT检查示患者均有强直性脊柱炎影像学特征性表现，骨折线均累及前、中、后三柱且伴有不同程度后凸畸形、伤椎压缩；MRI检查发现12例患者存在不同程度神经损伤。术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、Oswestry 功能障碍指数（ODI）、神经功能美国脊髓损伤学会（ASIA）分级以及局部后凸Cobb角（local Cobb angle，LCA）、矢状面垂直轴（sagittal vertical axis，SVA）见表1。

1.2　手术方法

气管插管全身麻醉下，患者俯卧于可以调节曲度的手术床，根据后凸畸形程度调整手术床衬垫使其充分贴合身体，双侧髂部衬垫，悬空腹部。术中全程使用体感诱发电位监测神经功能。C臂X线机透视定位，以伤椎体表投影标记点作后正中纵向切口，术区常规消毒铺巾，依次切开皮肤、皮下组织，骨膜下剥离两侧椎旁肌，暴露至伤椎以及上、下2～3个邻椎棘突、双侧椎板及小关节突外缘，所有患者均可见棘突断裂骨折线，术中注意电凝止血。

胸椎骨折者在小关节突下缘与小关节中线交点外侧2～3 mm进针，腰椎骨折者在横突水平中线和上关节突外侧缘垂线交点进针。确定进针点后，在伤椎上、下2～3个椎体双侧分别植入椎弓根螺钉，再次透视观察螺钉位置满意。为防止脊柱不稳造成椎间隙塌陷，于操作侧的对侧用临时连接钛棒固定，行全椎板切除显露硬膜囊，经伤椎两侧椎弓根在横突根部将其截断，向两侧用弧形剥离器沿骨膜下剥离至椎体前方，在椎弓根水平切除椎板及关节突1～3 cm（伤椎位于T11、T12切除1.0～1.5 cm，L1、L2切除1.5～3.0 cm）。用椎弓根探子确定椎弓根入点和深度，小心分离硬膜囊与椎管后壁间隙，期间椎管内静脉丛出血用双极电凝灼烧辅以凝胶海绵止血，保持术野清晰。在神经剥离子保护神经根和硬膜囊情况下，用磨钻沿椎弓根缓慢钻入椎体制备一通道，在预留椎弓根内侧壁情况下，用磨钻向外侧和前侧打薄椎体外壁和前壁，刮匙刮除椎体内松质骨，两边交替进行，最终双侧在椎体内顺利交汇；用髓核钳或刮匙等切除椎体两侧骨皮质和椎弓根内侧皮质，在椎体内中部达到完全贯通；用刮匙将椎体后壁骨皮质向前打断，并保留在椎体空间内，轻轻打入椎体内以充当自体骨植骨。如存在小骨折块突入椎管，在保护相应神经根及硬膜囊前提下，使用刮匙或夯子将其压出椎管，截骨完成后根据缺损范围植入自体骨和同种异体骨（山西奥瑞生物材料有限公司），去除临时固定棒，双侧安装合适长度的预弯连接钛棒，以脊柱前方为支点，对截骨上、下螺钉两侧抱紧加压并同时调整手术床以闭合后方截骨间隙。再次检查无神经根及硬膜囊卡压，体感诱发电位激发刺激显示神经功能正常，X线机透视明确矫形满意后锁紧螺帽。冲洗创面，将伤椎两侧上、下小关节突植骨床予以楔形处理，将上、下椎板后外侧去皮质化制备植骨床，植入剩余同种异体骨，减压窗以人工硬脊膜（北京天新福医疗器材股份有限公司）覆盖，安装横连接。严密止血，逐层缝合切口，常规低位留置引流管1～2根，无菌纱布覆盖包扎。蛋壳截骨技术操作要点见图1。

图 1     蛋壳截骨技术操作要点     a. 通过椎弓根操作时，注意预留椎弓根内侧壁和椎体后壁；b. 对椎弓根外侧壁进行切除时，预留的椎弓根内侧壁可起到保护作用；c. 挖空椎体内松质骨，切除预留的椎弓根内侧壁，将椎体后壁向前打断

1.3　术后处理

患者术后常规心电监护、密闭持续吸氧，禁饮食6～8 h，抑酸、止痛，抗感染治疗24～48 h，给予低分子肝素钙预防血栓形成，定期翻身拍背，待引流量<50 mL/24 h即拔除引流管，期间观察切口愈合情况。术后3～5 d嘱患者佩戴腰背部支具下床活动，术后14 d根据切口愈合情况予以拆线，佩戴支具3～6个月，定期随访复查。

1.4　疗效评价指标

记录手术时间、术中出血量、术中和术后并发症（神经损伤、切口感染、内固定物松动或断裂等）发生情况。摄站立位脊柱正侧位X线片，测量LCA（T10上终板线和L2下终板线的两垂线间夹角）和SVA（S1后上缘与经C7椎体中心所作的垂线间距离），观察植骨融合情况。采用VAS评分、ODI评价患者腰背部疼痛程度及生活质量，ASIA分级评估神经功能。

1.5　统计学方法

采用SPSS26.0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，手术前后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，不同时间点间比较采用 Bonferroni 法。计数资料以例数表示，等级资料手术前后比较采用秩和检验。检验水准α=0.05。

2结　果

本组患者均顺利完成手术，手术时间127～254 min，平均176.3 min；术中出血量400～950 mL，平均722.5 mL。术中1例发生硬膜囊撕裂，经修补后未发生脑脊液漏；其余患者术中未出现神经及血管损伤、脑脊液漏等相关并发症。术后切口均Ⅰ期愈合，无感染、脂肪液化等发生。患者均获随访，随访时间8～16个月，平均12.5个月。术后3 d以及末次随访时VAS评分、ODI、LCA、SVA均较术前改善，差异有统计学意义（P<0.05），而末次随访时与术后3 d差异均无统计学意义（P>0.05）。末次随访时，神经功能ASIA分级亦较术前改善，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。所有患者末次随访均达骨性融合，无内固定物松动、断裂以及假关节形成等并发症发生。见图2。

图 2     患者，男，62岁，L2椎体压缩性骨折     a、b. 术前MRI示L2椎体T1低信号、T2高信号，椎管狭窄；c～e. 术前CT示L2椎体压缩骨折，局部后凸畸形；f. 术前脊柱侧位X线片示骨折处后凸畸形；g. 术后3 d脊柱侧位X线片示后凸畸形矫形满意；h. 术后11 个月脊柱侧位X线片示内固定物无松动、位置良好，畸形矫正保持良好

3讨　论

强直性脊柱炎因慢性自身免疫性炎症导致患者整个脊柱强直僵硬化，丧失活动度同时脊柱抗张能力减弱，常伴有骨量减少甚至骨质疏松，骨折风险往往高于正常人群，患者脊柱骨折发病率达4.1%～5.7%，男性远多于女性。由于胸腰段应力集中，因此该部位骨折发生率最高[11]。对于此类患者的胸腰椎骨折暂无统一治疗标准，保守治疗成功率低，而且不能有效恢复脊柱生物力学稳定性，随着病情发展，脊柱后凸畸形可能逐渐加重，腰背部疼痛愈发剧烈，甚至出现神经症状[12]，因此临床倾向于早期手术治疗[13]。骨折处理首要原则是坚强内固定，前路手术仅适用于强直性脊柱炎合并胸腰椎假关节形成、进行性神经损害和Andersson病损累及前、中柱者[14]，其缺点是螺钉松动、退钉等内固定失败发生率较高，且不能矫正后凸畸形。前后联合入路手术创伤大、患者耐受性差、损伤椎体前方血管和神经风险较高。而单纯后入路手术可达到与前后联合入路相似疗效。强直性脊柱炎患者胸腰椎骨折常累及三柱，呈现Chance骨折，类似管状骨折，属于不稳定性骨折，短节段固定后内固定物松动及骨折不愈合风险大。既往有研究建议此类患者行后路椎弓根螺钉内固定时应较一般胸腰椎骨折患者延长1～2个节段[1, 15-16]。本组所有患者均选择固定至骨折水平上下2～3个节段，末次随访时无内固定物松动、断裂以及假关节形成发生。

对于强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折患者，骨折手术同时是否矫正后凸畸形以及矫形术式的选择，尚未达成共识。目前，临床大多认为联合矫正性脊柱截骨术来改善患者外观和提高日常生活质量是必要的。本组采用蛋壳截骨对后凸畸形进行矫正，获得满意矫形效果，随访期间矫形效果亦维持满意。我们认为采用该技术矫形的优点在于：① 以椎弓根为向导，将椎体内松质骨移除后，后凸骨折碎片可以简单地通过使用刮匙或夯子压出椎管，经单一后路手术即完成椎管前方减压，避免了前路手术相关的内脏和大血管神经损伤风险。本组患者术中体感诱发电位监测平稳，无血管及神经损伤发生，末次随访时神经功能较术前明显改善。② 术中通过适当改变矫形旋转轴心点，即能获得充分矫形，通过脊髓部位的后柱短缩而不延长脊柱前方结构，有效降低脊髓损伤等并发症发生率。毛赛虎等[17]采用经椎弓根截骨技术对强直性脊柱炎胸腰椎后凸畸形患者进行矫形，胸腰椎后凸单节段平均矫正34.50°。李长明等[18]对13例强直性脊柱炎后凸畸形合并胸腰椎骨折患者使用椎弓根楔形截骨矫形，发现Cobb角由术前平均52.60° 矫正为术后17.10°。此外，还有研究采用截骨联合后路椎弓根螺钉固定治疗此类患者，术后随访发现单节段矫正度数多在25°～35° 之间[19-20]。本组通过对伤椎同期行蛋壳截骨矫形，单节段平均矫正度（LCA术后3 d与术前差值）为36.20°。③ 利用截骨部位和骨折部位在同一节段，能够将压缩骨折块作为自体植骨物，辅以其他自体骨或同种异体骨对伤椎塌陷间隙进行充分支撑植骨，截骨面为松质骨，加之两截骨面接触面积较大，融合率更高，与此同时也避免了创伤较大的多节段截骨。本组所有患者末次随访时均达骨性融合。因此，蛋壳截骨技术在对强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折患者同期矫形治疗上有一定优势。

从骨折损伤机制和应力特征方面分析，蛋壳截骨技术适用于骨折线经过椎体的屈曲应力性骨折，因为此类型骨折的应力主要集中在前中柱，若骨折节段恰好位于后凸顶点，采用蛋壳截骨技术缩短后柱将集中在前中柱的应力负荷转移至后方结构，达到矫形并维持脊柱矢状面平衡的目的。而Zhang等[21]的研究显示骨折线经过椎间隙的过伸类型骨折，其应力主要集中在中后柱，经椎弓根截骨并不能达到满意疗效。Boachie-Adjei[22]研究发现采用单节段蛋壳截骨技术可获得25°～30° 畸形矫正，本研究矫正度大于该研究，分析可能与所有患者骨折部位均在胸腰段且骨折节段均为后凸顶点部位有关，术中通过塌陷伤椎进行间隙内支撑植骨，实现不同角度和不同方向矫形，在伤椎部位截骨能获得最大截骨矫正率。Li等[23]和Xu等[24]建议对于大多数轻度强直性脊柱炎后凸畸形、矫正度30°～40° 患者，使用单节段椎弓根截骨术可以获得良好矫形效果；而对于Cobb角>60° 的重度后凸畸形患者，双节段截骨矫正效果较单节段有明显优势。因此，我们总结蛋壳截骨技术适用范围为当骨折块向后突入椎管需要前方减压和后方稳定、术中俯卧位时因椎体前方张开矫正后凸不满意、骨折线经过椎体屈曲应力压缩性损伤、平视功能较差（SVA>15 cm）、非严重后凸畸形（Cobb角<60°）、骨折节段和后凸畸形顶点在同一平面。此外，选择性应用蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定，可有效防止脊柱矢状面失衡，以及短节段固定导致内固定失效等情况。本组患者临床症状明显，影像学表现以椎体压缩为主，经单纯后路伤椎蛋壳截骨联合长节段椎弓根螺钉固定后，LCA、SVA明显改善，后凸畸形矫正明显，随访期间均未发生螺钉松动或内固定失效，临床疗效满意。

经临床应用我们总结蛋壳截骨技术要点包括：① 截骨时预留脊柱后方结构或椎弓根内侧壁，避免操作时损伤脊髓或神经根；② 椎体外侧壁要充分研磨至如“蛋壳”或截断，才能顺利闭合腔隙；③ 使用弧形剥离器等特殊器械或弯头髓核钳将残留后壁去除，以避免损伤脊髓。但蛋壳截骨技术也存在一定缺点，包括操作复杂，术中出血较多，对术者技术要求高，在实施时要充分考虑到患者术后期望度以及手术难度、相应风险。此外，患者术前平视功能、后凸顶点是否和骨折节段在同一节段、患者是否有改善外观需要以及对患者生活质量的影响程度等，均是是否同期矫形的重要考量因素。

综上述，对于强直性脊柱炎后凸畸形合并急性胸腰椎骨折患者，在严格掌握手术适应证以及综合多因素考量后，蛋壳截骨技术联合长节段椎弓根螺钉固定在处理骨折同时能获得满意矫形效果，安全可靠、术后并发症少，利于患者术后功能康复，是一种安全有效的术式。但本研究样本量少，缺少不同截骨方式间比较，上述结论有待多中心大样本前瞻性研究进一步明确。

通信作者

郝定均，主任医师，教授、博士生导师。西安市红会医院首席专家、脊柱病医院院长，陕西省脊柱脊髓疾病临床医学研究中心主任，陕西省脊柱仿生治疗重点实验室主任，西安市骨科研究所所长。国务院政府特殊津贴专家、全国杰出专业技术人才。任中华医学会骨科学分会副主任委员、中华医学会骨科学分会脊柱外科学组副组长、中国医师协会骨科医师分会总干事、国际矫形与创伤外科学会（SICOT）中国部脊柱外科学会副主任委员、中国医师协会骨科医师分会脊柱创伤学组组长、中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱感染学组主任委员、陕西省医学会骨科分会主任委员、国际脊髓学会中国分会副主任委员、陕西省医学会骨科分会主任委员。《美中国际创伤杂志》主编，《JBJS中文版》《Spine中文版》《中国脊柱脊髓杂志》《骨科临床与研究杂志》副主编，《中华外科杂志》《中华骨科杂志》《中华创伤杂志（英文版）》《中国修复重建外科杂志》《中国矫形外科杂志》等10余种专业杂志编委。主持在研科研项目17项，发表脊柱专业论文300余篇，获得专利20项，主持完成并获得国家科学技术进步奖二等奖1项，陕西省科技进步奖一等奖3项、二等奖3项，出版专著、译著12部。

第一作者

张雅东，西安医学院专业型硕士研究生在读，于西安市红会医院学习骨外科，主要研究方向：脊柱骨折与脊髓损伤的临床研究，以第一作者发表核心期刊文章 2篇、SCI 3篇。

参考文献：略  

中国修复重建外科杂志

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