胸腰椎壓縮性骨折椎間盤形態學觀察及臨床意義

陳曦，孫旭，陳忠輝，張子韜，王斌，劉臻，朱澤章，邱勇

(南京醫科大學鼓樓臨床醫學院 脊柱外科，江蘇 南京　210008)

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胸腰椎壓縮性骨折椎間盤形態學觀察及臨床意義

陳曦，孫旭，陳忠輝，張子韜，王斌，劉臻，朱澤章，邱勇

(南京醫科大學鼓樓臨床醫學院 脊柱外科，江蘇 南京210008)

[摘要]目的：觀察胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折鄰近椎間盤MR影像學特征，分析其與終板損傷和椎體骨折之間的相關性。方法:選擇96例胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折患者為研究對象，其中男69例，女27例，年齡20～50歲，平均31.7歲。行MR檢查判斷患者傷椎上位椎間盤和終板的損傷程度，行CT檢查判斷傷椎骨折范圍。測量術前胸腰椎側位X線片骨折節段后凸Cobb角、椎間隙高度、傷椎楔變角和前緣高度，比較不同程度椎間盤損傷組影像學指標的差異性，分析終板損傷程度、椎體骨折范圍與椎間盤損傷程度之間相關性。結果：96例患者中椎間盤損傷Ⅰ型20例，Ⅱ型29例，Ⅲ型30例，Ⅳ型17例；終板損傷Ⅰ型23例，Ⅱ型29例，Ⅲ型27例，Ⅳ型17例；椎體骨折Ⅰ度32例，Ⅱ度40例，Ⅲ度24例。終板損傷程度、椎體骨折范圍與椎間盤損傷程度呈顯著正相關(分別r=0.973、0.884，均P<0.01)。ANOVA結果顯示：術前不同程度椎間盤損傷組的后凸Cobb角和傷椎楔變角差異均無統計學意義；而椎體前緣高度和椎間隙高度差異均有統計學意義(P<0.05)。在不同程度椎間盤損傷組中椎體前緣高度分別為Ⅰ型0.73±0.072、Ⅱ型0.65±0.084、Ⅲ型0.51±0.085、Ⅳ型0.36±0.061，SNK兩兩比較提示，各組間差異有統計學意義(P<0.05)；椎間隙高度分別為Ⅰ型0.32±0.049、Ⅱ型0.28±0.057、Ⅲ型0.25±0.053、Ⅳ型0.24±0.041，SNK兩兩比較提示，椎間隙高度Ⅲ、Ⅳ型比Ⅰ型、Ⅱ型顯著降低(P<0.05)。結論：在胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折中，終板損傷、椎體的骨折程度與傷椎上位椎間盤的損傷程度密切相關。

[關鍵詞]胸腰椎骨折； 椎間盤損傷； 終板損傷； 磁共振

胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折由高能量垂直壓縮性暴力或垂直壓縮合并屈曲壓縮暴力導致，是引起脊柱生物力學不穩定、神經功能受損并導致功能殘疾的最常見脊柱損傷類型，常伴隨骨折椎體鄰近椎間盤和終板的損傷[1- 5]。椎間盤損傷是脊柱穩定性受損的重要原因之一[2]。我們通過對胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折患者術前椎間盤、終板損傷形態和骨折壓縮程度進行觀察，探討終板損傷及椎體骨折程度與傷椎上位椎間盤損傷的相關性，以便更好地綜合評估創傷的嚴重程度。

1資料與方法

1.1一般資料

本研究納入2008年1月至2014年1月在我科收治的新鮮胸腰椎非骨質疏松性壓縮性骨折患者。入選標準：(1) 年齡20～50歲；(2) 胸腰段椎體骨折AO分型A1或A3型骨折[2]；(3) 骨折節段為T11～L2；(4) 均有傷椎正側位X線片，術前骨折部位CT平掃加三維重建和MR。排除標準：(1) 傷椎下位椎間盤損傷(Oner分型Ⅱ～Ⅳ型)和終板完整性破壞(Oner分型Ⅱ～Ⅳ型)[2]；(2) 骨質疏松性椎體骨折；(3) 胸腰椎病理性骨折；(4) 脊柱其他部位骨折。共96例納入本研究，其中男69例，女27例；年齡20～50歲，平均31.7歲；椎體骨折AO 分型：A1型49例，A3型47例；傷椎位于T11 7例，T12 29例，L1 44例，L2 16例。

1.2影像學資料

1.2.1椎間盤損傷評估按照Oner等[2]提出的方法對所有患者的傷椎上位椎間盤行MR觀察并評估，Ⅰ型椎間盤無明顯損傷，Ⅱ型椎間盤前1/2破裂，Ⅲ型椎間盤破裂累及達后1/2，Ⅳ型整個椎間盤破裂或疝入椎體。

1.2.2終板損傷評估按照Oner等[2]提出的方法對所有患者的傷椎上終板行MR觀察并評估，Ⅰ型終板無明顯損傷，Ⅱ型終板損傷累及前1/2，Ⅲ型終板損傷累及達后1/2，Ⅳ型整個終板破碎。

1.2.3傷椎骨折評估通過CT平掃和三維重建觀察骨折累及范圍。將椎體在CT矢狀位上等分為上、中、下3部分，骨折累及椎體上部為Ⅰ度，累及椎體中部為Ⅱ度，累及椎體下部為Ⅲ度[2]。

1.2.4傷椎骨折的X線評估采用Surgimap Spine軟件(Version: 1.1.2.293，NemarisInc，New York)對以下指標進行測量，(1) 后凸Cobb角：傷椎上位鄰近椎體上終板和下位鄰近椎體下終板的Cobb角；(2) 傷椎楔變角：傷椎上終板和下終板平行線夾角；(3) 傷椎前緣高度：傷椎前緣高度/傷椎上下相鄰椎體前緣平均高度×100%；(4) 椎間隙高度：(傷椎上位椎體前下角到傷椎的距離+傷椎后上角到傷椎上位椎體的距離)/(2×傷椎上位椎體矢狀面橫徑)[3]。

1.3統計學處理

采用SPSS 13.0軟件進行數據處理，采用Spearman相關檢驗分析終板損傷、椎體骨折范圍與椎間盤損傷程度之間的相關性。ANOVA比較Ⅰ～Ⅳ型椎間盤損傷組影像學指標之間差異性，進一步采用SNK

法進行兩兩比較。P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1椎間盤、終板損傷和椎體骨折的影像學觀察

96例患者椎間盤、終板及椎體骨折損傷程度情況見表1。Spearman相關檢驗顯示，終板損傷與椎間盤損傷程度顯著正相關(P<0.01，r=0.973)，傷椎骨折程度與椎間盤損傷也呈顯著正相關(P<0.01，r=0.884)，見表1。

表1椎間盤損傷與終板及椎體損傷程度的相關性分析

例

2.2不同程度椎間盤損傷組影像學評估

ANOVA結果顯示：術前不同程度椎間盤損傷組的后凸Cobb角和傷椎楔變角差異均無統計學意義；而椎體前緣高度和椎間隙高度差異均有統計學意義(P<0.05)。SNK兩兩比較提示，Ⅲ型和Ⅳ型椎間隙高度與Ⅰ型和Ⅱ型比較顯著降低(P<0.05)，見表2。

表2不同椎間盤損傷組影像學參數比較

椎間盤損傷椎體前緣高度椎間隙高度傷椎楔變角/°后凸Cobb角/°Ⅰ型0.73±0.0720.32±0.04912.7±3.619.4±5.1Ⅱ型0.65±0.0840.28±0.05714.8±5.417.4±4.5Ⅲ型0.51±0.0850.25±0.05314.4±6.420.5±7.4Ⅳ型0.36±0.0610.24±0.04111.0±3.718.1±6.4P值<0.010.010.210.44

3討論

3.1椎間盤損傷術前評估必要性

在胸腰椎骨折術前影像學評估中，X線和CT對椎間盤損傷的評估只能通過間接影像學表現如椎間隙高度改變作初步判斷[2，6]。本研究結果也同樣提示，局部后凸畸形和傷椎楔變角在不同程度椎間盤損傷患者中無顯著區別。在胸腰椎骨折分類中，無論是Denis的三柱理論還是AO分型都較少關注椎間盤損傷[1- 2]。Oner等[7]觀察了63例75處胸腰椎骨折合并椎間盤損傷的患者，根據傷椎MR的形態學和信號改變，將椎間盤損傷分為6種亞型，并認為AO和Denis分型不能精確描述胸腰椎骨折所合并的椎間盤損傷情況，胸腰椎骨折類型和椎間盤損傷嚴重程度之間無明確的相關性。隨后Vaccaro等[8]制定的胸腰椎嚴重程度評分系統以脊柱損傷機制、后縱韌帶復合體完整性和神經功能狀態評估胸腰椎骨折，此種評分同樣忽略了椎間盤的重要性。椎間盤作為前中柱的重要組成部分，能有效緩沖暴力負荷，對脊柱的穩定性有重要作用。本研究中我們通過對96位胸腰椎骨折患者進行影像學觀察，證實了使用MR觀察胸腰椎骨折中椎間盤損傷情況的可行性。因此，應將脊柱骨折分類與MR的檢查結果相結合，以有利于對胸腰段骨折后脊柱的穩定性、治療方案的選擇和預后做出更為準確的判斷。

3.2椎間盤損傷與終板損傷及椎體骨折之間相關性

Zehra等[9]發現，終板外周為密質骨環，中央為一個多孔凹陷區與髓核連接，在軸向載荷作用下，終板中央及其下的骨小梁會發生相應的變形。Oxland等[10]對62例腰椎終板進行壓力負載刻穴試驗，結果顯示，終板中央是剛度和強度最薄弱區域。在軸向負荷加載情況下，椎體終板中央會發生變形，向椎體內膨脹，且明顯的終板膨凸常是不可逆的終板損傷征象。Holmes等[11]在17具人體腰椎標本上進行了體外負荷加載實驗，并對每個壓力階段拍攝X線片，用傳感器記錄終板的膨凸情況，結果顯示，在壓力作用下所有椎體的終板均向椎體內移位，其中9例椎體終板出現損傷。Holdsworth[12]發現，椎間盤瞬間承受較大軸向壓力加上不同程度的屈曲和(或)旋轉力時，椎間盤的髓核組織會通過終板中央的薄弱區疝入椎體，從而引起椎體自中心向四周爆裂而形成骨折。本研究結果證實，終板損傷、椎體骨折程度均與椎間盤損傷呈顯著正相關，這與上述研究結果相一致，表明軸向壓力負荷通過髓核時會在椎體終板中央產生很大壓力，其下松質骨則承受著最大的壓應力，因而終板中央下方的松質骨最易發生骨折。

3.3不同程度椎間盤損傷的臨床意義

通過對損傷的椎間盤進行觀察，我們發現Ⅰ型和Ⅱ型椎間盤損傷時纖維環未完全破壞，破損的椎間盤和髓核未完全疝入椎體。但Ⅲ型和Ⅳ型椎間盤損傷時，由于破損的椎間盤和髓核組織通過薄弱的終板而疝入椎體，導致Ⅲ型和Ⅳ型椎間盤損傷患者椎間隙高度較Ⅰ型和Ⅱ型顯著降低。骨性終板遭到損傷后，大團的髓核進入椎體形成急性許莫結節，影響椎體骨愈合，表現為椎體內“空殼樣”改變[13]。椎間盤和終板的損傷區域術后需要依賴瘢痕修復來彌補，其強度遠不能承受生理負荷[3,11]。Defino等[3]發現，椎體骨折術后發生矯正丟失的部位主要集中在椎間隙而非椎體，具體表現為術后傷椎上位椎間隙高度塌陷和椎間隙前凸角度的丟失。Jeanneret等[14]認為，由于椎間盤損傷后椎間隙塌陷和傷椎局部殘留的后凸畸形，可使椎弓根螺釘的負荷顯著增加，從而導致矯正丟失和內固定失敗率增高。因此，術前對椎間盤損傷嚴重情況進行評估是非常必要的，椎間盤形態和信號的改變應作為選擇治療方式的一個重要參考依據。

綜上所述，胸腰椎骨折中，終板損傷及椎體的骨折程度與傷椎上位椎間盤的損傷程度密切相關。對于胸腰椎壓縮性骨折患者，不僅應該考慮椎體的骨折類型、局部后突畸形程度及神經功能狀態，術前還應認真評估受損椎體相鄰椎間盤損傷情況。

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Morphological observation for intervertebral disc in thoracolumbar compression fractures and clinical relevance

CHEN Xi，SUN Xu，CHEN Zhong- hui，ZHANG Zi- tao，WANG Bin，LIU Zhen，ZHU Ze- zhang，QIU yong

(DepartmentofSpineSurgery，DrumTowerHospital,AffiliatetoNanjingMedicalUniversity，Nanjing210008，China)

[Abstract]Objective： To observe the morphological characteristics of the intervertebral disc in thoracolumbar non- osteoporotic compression fractures and to analyze its correlation with endplate injury and vertebra fracture. Methods: Ninety-six patients with thoracolumbar non-osteoporotic compression compression fractures were retrospectively reviewed， including 69 males and 27 females， with the average age of 31.7 (20- 50) years old. MR were underwent to evaluate the injury degrees of the superior intervertebral discs and endplates. CT were performed to assess the severity of vertebrae fracture. Local kyphosis angle (LKA)， disc height (DH)， vertebral wedge angle (VWA) and anterior vertebral body height (AVH) were measured on preoperative X- ray images. The difference in radiographic indexes between type Ⅰ- Ⅳ disc injury groups were compared， and correlation of endplate injury， vertebral fracture and disc injury analyzed. Results:Among the 96 patients， 20 patients were type Ⅰ disc injury， 29 were typeⅡ， 30 were type Ⅲ and 17 were type Ⅳ. With regard to endplate injury， 23 patients were categorized to type Ⅰ， 29 patients were typeⅡ， 27 were type Ⅲ and 17 were type Ⅳ. With respect to vertebra fracture， 32 patients were ranked with degree Ⅰ， 40 were degree Ⅱ and 24 were degree Ⅲ. The degree of endplate injury， severity of vertebrae fracture were strongly correlated with the degrees of disc injury (r=0.973， r=0.884， respectively， P<0.01). ANOVA results revealed there were no significant difference in LKA and VWA between type Ⅰ- Ⅳ disc injury group but there were significant difference in AVH and DH (all P<0.05). The AVH in type Ⅰ- Ⅳ disc injury group were 0.73±0.072， 0.65±0.084， 0.51±0.085 and 0.36±0.061 respectively， with significant difference between each other among all types as demonstrated in SNK test. The DH in type Ⅰ- Ⅳ disc injury group were 0.32±0.049， 0.28±0.057， 0.25±0.053 and 0.24±0.041 respectively， with significantly lower DH in types Ⅲ and Ⅳ than types Ⅰ and Ⅱ. Conclusion:In thoracolumbar non- osteoporotic compression fracture， the degree of superior endplate injury and the severity of vertebrae fracture are highly correlated with injury of the superior intervertebral discs．

[Key words]thoracolumbar fracture； disc injury； endplate injury; magnetic resonance

doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.02.003

[中圖分類號]R683.2

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671- 6264(2016)02- 0176- 05

[通信作者]朱澤章E- mail：zhuzezhang@126.com

[作者簡介]陳曦(1989-)，男，安徽霍邱人，在讀碩士研究生。E- mail：chenxsky@126.com

[基金項目]國家自然科學基金項目(81401795)

[收稿日期]2015- 11- 03[修回日期] 2015- 12- 23

[引文格式] 陳曦，孫旭，陳忠輝，等.胸腰椎壓縮性骨折椎間盤形態學觀察及臨床意義[J].東南大學學報:醫學版，2016，35(2)：176- 180.

·論著·