經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定對胸腰椎爆裂性骨折患者的療效及生物力學(xué)特征

趙錦勝 曹漢岐 楊寒石

淮安市第二人民醫(yī)院（江蘇 淮安 223002）

胸腰椎骨折為脊柱骨折常見病，占脊柱骨折的50%～70%，其中爆裂性骨折占10%～20%［1］。現(xiàn)階段臨床治療此類患者主要以手術(shù)為主，其中經(jīng)后路椎弓根螺釘內(nèi)固定是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的一種常規(guī)手術(shù)方式，以經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定較多見，二者均可矯正后凸畸形、恢復(fù)傷椎高度、重建脊柱穩(wěn)定性，促進(jìn)患者腰椎功能恢復(fù)［2-3］。但隨著術(shù)后隨訪時間的延長，發(fā)現(xiàn)部分患者可出現(xiàn)矯正角度或傷椎高度丟失的現(xiàn)象，因此選擇更為高效安全的術(shù)式以避免上述情況的發(fā)生很有必要。然而關(guān)于經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定何種療法更具臨床應(yīng)用價(jià)值尚未達(dá)成統(tǒng)一意見，鑒于此，本研究以胸腰椎爆裂性骨折患者為研究對象，擬從手術(shù)效果和術(shù)后生物力學(xué)特性等方面探討此兩種術(shù)式的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年11月至2019年12月本院收治的86 例胸腰椎爆裂性骨折患者，隨機(jī)分為兩組，經(jīng)傷椎組（n=43）采取經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療，跨傷椎組（n=43）采取跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療。兩組一般資料見表1，具有可比性（P＞0.05）。本研究通過醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批。

表1 兩組一般資料比較Tab.1 Comparison of two groups of general data 例

1.2 選取標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)（1）經(jīng)X 線檢查確診為胸腰椎爆裂性骨折；（2）無既往脊柱手術(shù)史；（3）無嚴(yán)重內(nèi)科疾病；（4）無先天性畸形或腫瘤；（5）知情本研究并簽署同意書；（6）術(shù)后均能配合隨訪。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)（1）無法耐受手術(shù)；（2）凝血機(jī)制異常；（3）因其他原因死亡；（4）伴有骨質(zhì)疏松；（5）雙側(cè)椎弓根骨折，不適合傷椎椎弓根置釘；（6）合并骨結(jié)核、骨腫瘤；（7）伴有全身性感染；（8）精神系統(tǒng)疾病，無法配合本研究者。

1.3 方法兩組均于術(shù)前完善血常規(guī)及影像學(xué)檢查。

1.3.1 經(jīng)傷椎組采取經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療，患者取俯臥位，予以全麻，常規(guī)消毒鋪巾，在傷椎棘突處實(shí)施后正中切口，將傷椎上一個椎體至傷椎下一個椎體作為手術(shù)暴露區(qū)域，結(jié)合X線片與C 臂透視，應(yīng)用Roy-Camille 定位法置入5～6 枚（具體數(shù)目選擇依據(jù)患者傷椎椎弓根完整程度）椎弓根螺釘，對于T12、L1 同時受累患者亦于傷椎和其上下2 個椎體椎弓根進(jìn)釘點(diǎn)進(jìn)釘；采用撐開法復(fù)位壓縮性骨折，若上終板壓縮或破裂，則固定傷椎下位椎體，撐開傷椎上位椎體，另下終板壓縮或破裂同理，然后固定傷椎椎弓根尾端并鎖緊螺母；此外，若患者為屈曲牽張性損傷，則在骨折復(fù)位時采用加壓復(fù)位，且除鎖緊螺母之外，并安裝橫連接。另對伴脊髓壓迫者實(shí)施椎板減壓。沖洗術(shù)野，并進(jìn)行徹底止血，術(shù)后留置引流管，逐層縫合皮膚，應(yīng)用無菌敷料包扎固定。見圖1A。

1.3.2 跨傷椎組采取跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療，麻醉、定位方法、切口及顯露同經(jīng)傷椎組，采用跨傷椎短節(jié)段固定法，于傷椎相鄰上下各1 個椎體椎弓根內(nèi)分別置入椎弓根螺釘4 枚，腰椎以上關(guān)節(jié)突外緣與橫突水平中線垂直線交叉點(diǎn)作為進(jìn)釘點(diǎn)，胸椎以小關(guān)節(jié)突下緣和中線交叉點(diǎn)靠外3 mm 左右為進(jìn)釘點(diǎn)；具體置釘步驟如下，應(yīng)用咬骨鉗對螺釘進(jìn)釘點(diǎn)周圍骨嵴進(jìn)行咬除，參照X 線片明確進(jìn)針方向，于進(jìn)釘點(diǎn)處應(yīng)用開口錐打出淺孔，置入定位針，于C 型臂機(jī)透視下明確進(jìn)釘點(diǎn)方向與位置；應(yīng)用椎弓根打孔器錐出椎弓根釘?shù)溃捎脤Ｓ锰阶訉β葆斖ǖ肋M(jìn)行仔細(xì)探查，確保有壁有底同時均為骨性，擰入合適直徑、長度的椎弓根釘，并通過術(shù)中透視確定椎弓根螺釘直徑和長度適中、位置均滿意；對于椎管內(nèi)存在脊髓壓迫者予以椎板減壓，必要時予以全椎板減壓探查椎管，配置預(yù)彎壓棒，椎間隙撐開后復(fù)位、固定，并安裝橫連；根據(jù)患者具體情況實(shí)施椎板間、橫突間或經(jīng)傷椎椎弓根行椎體內(nèi)植骨，術(shù)后處理同經(jīng)傷椎組。見圖1B。

圖1 經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療Fig.1 Transpedicular screw fixation of injured vertebrae and straddling vertebra pedicle screw internal fixation

1.3.3 其他處理術(shù)前30 min 應(yīng)用抗生素，術(shù)后24 h 停用；手術(shù)打開椎管前30 min 應(yīng)用甲潑尼龍琥珀酸鈉125 mg 靜脈滴注，術(shù)后持續(xù)3 d；術(shù)后1周開展腰背肌鍛煉，術(shù)后4～8周借助胸腰背支具進(jìn)行活動，術(shù)后2 個月去除支具，開展功能鍛煉。術(shù)后均隨訪2年。

1.3.4 生物力學(xué)試驗(yàn)委托安徽醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行檢查，取16 例新鮮小牛胸腰椎標(biāo)本建立胸腰椎爆裂性骨折標(biāo)本，分為兩組，每組各8 例，隨后分別進(jìn)行經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定操作，實(shí)驗(yàn)中所用內(nèi)固定椎弓根螺釘需同臨床所用相同，設(shè)計(jì)標(biāo)本椎體固定用夾具，連接椎體及力學(xué)試驗(yàn)機(jī)開展生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，方向：沿椎體矢狀軸方向，加載速度：5 mm/s，負(fù)荷：500 N。

1.4 觀察指標(biāo)（1）疼痛、Oswestry 功能障礙指數(shù)（ODI）：于術(shù)前、術(shù)后3 個月、末次隨訪時采用視覺模擬評分法（VAS）評估患者疼痛情況，評分最高10 分，得分與疼痛程度成正比［4］；ODI 量表總分為45 分，得分與功能障礙程度成正比［5］；（2）影像學(xué)指標(biāo)：于術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后3 個月、末次隨訪時行X 線檢查，后凸畸形Cobb=傷椎相鄰上位椎體上終板垂線與下位椎體下終板垂線之間的夾角，傷椎壓縮率=（估算原傷椎高度-實(shí)際測得椎體高度）/估算原傷椎高度× 100%；（3）術(shù)后一般情況：術(shù)后切口感染、神經(jīng)損傷、螺釘斷裂或松動以及切口愈合、骨折愈合等情況；（4）生物力學(xué)特性：扭轉(zhuǎn)角度、后屈位移、前屈位移及拔出強(qiáng)度。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，兩組間計(jì)量資料比較用t檢驗(yàn)，重復(fù)測量計(jì)量資料比較用重復(fù)測量方差分析；計(jì)數(shù)資料用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 VAS、ODI 評分兩組患者均全部完成2年的隨訪。兩組VAS、ODI 評分在術(shù)前、術(shù)后3 個月、末次隨訪時均依次下降（P＜0.05）；經(jīng)傷椎組術(shù)后3 個月、末次隨訪時的ODI 評分均低于跨傷椎組（P＜0.05）。見表2。

表2 VAS、ODI 評分Tab 2 VAS and ODI scores ±s，分

表2 VAS、ODI 評分Tab 2 VAS and ODI scores ±s，分

注：與術(shù)前比，*P＜0.05；與術(shù)后3 個月比，#P＜0.05；與跨傷椎組比，&P＜0.05

指標(biāo)VAS ODI組別經(jīng)傷椎組跨傷椎組經(jīng)傷椎組跨傷椎組術(shù)前7.15±1.28 7.09±1.31 37.06±5.14 36.89±5.36術(shù)后3 個月4.57±1.44*4.70±1.39*24.15±4.62*&28.71±4.18*末次隨訪時2.18±1.30*#2.30±1.15*#18.77±3.17*#&23.84±3.40*#

2.2 影像學(xué)指標(biāo)兩組術(shù)后即刻、術(shù)后3 個月、末次隨訪時傷椎壓縮率、后凸畸形Cobb 角均低于術(shù)前（P＜0.05），術(shù)后3 個月、末次隨訪時均高于術(shù)后即刻（P＜0.05）；術(shù)后3 個月、末次隨訪時經(jīng)傷椎組上述指標(biāo)均低于跨傷椎組（P＜0.05）。見表3。

表3 影像學(xué)指標(biāo)Tab.3 Imaging index ±s

表3 影像學(xué)指標(biāo)Tab.3 Imaging index ±s

注：與術(shù)前比較，*P＜0.05；與術(shù)后即刻比較，#P＜0.05；與術(shù)后3 個月比較，&P＜0.05；與跨傷椎組比較，ΔP＜0.05

指標(biāo)傷椎壓縮率（%）后凸畸形Cobb 角組別經(jīng)傷椎組跨傷椎組經(jīng)傷椎組跨傷椎組術(shù)前55.78±5.16 56.19±4.88（18.35±3.02）°（18.19±3.32）°術(shù)后即刻18.85±4.19*19.40±4.32*（4.32±2.14）°*（4.11±2.09）°*術(shù)后3 個月20.18±3.19*#Δ 22.67±3.96*#（5.09±1.05）°*#Δ（5.82±1.21）°*#末次隨訪時20.39±3.56*#Δ 24.48±3.47*#&（5.37±1.13）°*#Δ（6.41±1.49）°*#&

2.3 術(shù)后一般情況兩組術(shù)后均無切口感染、神經(jīng)損傷發(fā)生，術(shù)后切口均達(dá)到甲級愈合。隨訪期間，跨傷椎組出現(xiàn)1 例螺釘松動、1 例螺釘斷裂，經(jīng)傷椎組未出現(xiàn)上述情況，兩組骨折均愈合。

2.4 生物力學(xué)特性經(jīng)傷椎組扭轉(zhuǎn)角度、后屈位移、前屈位移及拔出強(qiáng)度低于跨傷椎組（P＜0.05）。見表4。

表4 生物力學(xué)特性Tab.4 Biomechanical properties ±s

表4 生物力學(xué)特性Tab.4 Biomechanical properties ±s

組別扭轉(zhuǎn)角度經(jīng)傷椎組跨傷椎組t值P值（4.02±0.27）°（4.35±0.29）°2.356 0.034后屈位移（mm）11.07±1.72 12.98±1.77 2.189 0.046前屈位移（mm）20.08±1.57 21.96±1.41 2.520 0.025拔出強(qiáng)度（N）864.15±93.62 978.62±90.37 2.486 0.026

2.5 典型病例圖經(jīng)傷椎組術(shù)后X 線正側(cè)位片見圖2A-B，跨傷椎組術(shù)后X 線正側(cè)位片見圖2C-D。

圖2 兩組典型病例Fig.2 Two groups of typical cases

3 討論

胸腰椎爆裂性骨折損傷發(fā)生機(jī)制復(fù)雜，且常伴有脊髓、神經(jīng)根損傷［6-7］。目前臨床對于胸腰椎爆裂性骨折多主張采取手術(shù)治療，經(jīng)后路短節(jié)段椎弓根釘內(nèi)固定為臨床治療常規(guī)術(shù)式，包括經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療等［8-9］，但何種術(shù)式可為傷椎提供更穩(wěn)定的力學(xué)固定系統(tǒng)，以獲取較為理想遠(yuǎn)期療效，引起臨床廣泛探討。

本研究中，兩組術(shù)后各時間點(diǎn)VAS、ODI 評分均較術(shù)前降低，但經(jīng)傷椎組術(shù)后各時間點(diǎn)ODI 評分均低于跨傷椎組，由此可見，經(jīng)傷椎在促進(jìn)肢體功能恢復(fù)方面的效果更顯著。跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定于傷椎相鄰上下正常椎體內(nèi)固定椎弓根螺釘，借助韌帶牽拉的軸向作用進(jìn)行間接整復(fù)，以促進(jìn)突入椎管骨塊、傷椎椎體高度、椎間盤等獲得不同程度復(fù)位［10-11］；但此種間接復(fù)位方式導(dǎo)致后柱延長，違背生物力學(xué)原理，所形成的反向剪力載荷系統(tǒng)，易造成遠(yuǎn)期復(fù)位丟失，內(nèi)固定失效，不利于腰椎功能恢復(fù)。經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定可借助后縱韌帶復(fù)位時牽張作用及螺釘對脊柱向前推力作用，二者相互協(xié)同，直接頂壓突入椎管內(nèi)的骨塊，促使大部分骨塊還納復(fù)位，同時對于骨折塌陷傷椎上終板具有撬撥復(fù)位作用，傷椎可獲得接近解剖復(fù)位效果［12-13］。另跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療應(yīng)用4 枚椎弓根螺釘，而經(jīng)傷椎則應(yīng)用5～6 枚椎弓根螺釘，通過增加椎弓根螺釘數(shù)目，于傷椎上形成支點(diǎn)，使固定更為堅(jiān)固，可促進(jìn)患者腰椎功能恢復(fù)［14-15］。

本研究中，兩組術(shù)后各時間點(diǎn)傷椎壓縮率、后凸畸形Cobb 角均較術(shù)前降低，但經(jīng)傷椎組術(shù)后3 個月、末次隨訪時各指標(biāo)均低于跨傷椎組，說明經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療的臨床效果更為理想。跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定的應(yīng)力主要集中在上下椎弓根間，多數(shù)負(fù)荷經(jīng)椎弓根螺釘、釘-骨界面?zhèn)鲗?dǎo)，易發(fā)生應(yīng)力疲勞，無法有效維持傷椎復(fù)位后位置，造成后凸畸形復(fù)發(fā)、傷椎高度再次丟失［16-17］。章榮等［18］研究顯示，長期隨訪過程中，部分跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療患者因前柱損傷造成椎體支撐、穩(wěn)定性降低，傷椎復(fù)位后易發(fā)生“平行四邊形效應(yīng)”及“懸掛效應(yīng)”，造成復(fù)位后椎體缺乏結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，遠(yuǎn)期可出現(xiàn)傷椎高度及后凸畸形Cobb 角矯形度丟失等。經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定是通過上下相鄰椎體及傷椎置釘在三平面上固定，可促使傷椎椎體、關(guān)節(jié)突、椎弓根與內(nèi)固定連接棒緊密相連，產(chǎn)生三平面效應(yīng)，減少遠(yuǎn)期螺釘松動及斷裂，提高固定穩(wěn)定性，進(jìn)而可獲得較理想的療效［19-20］。此外，本研究中經(jīng)傷椎組扭轉(zhuǎn)角度、后屈位移、前屈位移及拔出強(qiáng)度低于跨傷椎組，可見經(jīng)傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定更符合生物力學(xué)性能。經(jīng)傷椎置入螺釘穩(wěn)定性較高，關(guān)節(jié)突同椎弓根存在解剖連續(xù)性，可增加內(nèi)固定強(qiáng)度同時分散應(yīng)力，在確保固定強(qiáng)度同時更快地恢復(fù)生理力學(xué)穩(wěn)定［21］。

綜上，胸腰椎爆裂性骨折患者應(yīng)用經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療均可獲得良好的治療效果，但經(jīng)傷椎的手術(shù)療效與生物力學(xué)特性更佳。本研究創(chuàng)新之處在于通過對比分析兩種內(nèi)固定方法的手術(shù)效果以及生物力學(xué)特性而為臨床胸腰椎爆裂性骨折患者手術(shù)方案的選擇提供了更為可靠的理論依據(jù)。但本研究尚存在一定的不足，病例資料數(shù)量有限，且無遠(yuǎn)期隨訪結(jié)果，所得結(jié)論可能會有偏差，后續(xù)還需納入更多的樣本以及對前期納入研究患者繼續(xù)隨訪，以期獲得更多的循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。