单平面钉经皮伤椎短节段固定治疗胸腰椎骨折

Abstract

目的

探讨单平面钉经皮伤椎短节段固定治疗胸腰椎骨折的疗效。

方法

2015 年 5 月—2017 年 8 月，采用单平面钉经皮伤椎短节段固定治疗 38 例无神经症状的胸腰椎骨折患者。其中男 22 例，女 16 例；年龄 25～52 岁，平均 32.5 岁。骨折 AO 分型：A3 型 23 例、A4 型 15 例。骨折节段：T₁₁ 4 例、T₁₂ 9 例、L₁ 11 例、L₂ 10 例、L₃ 3 例、L₄ 1 例。骨折至手术时间 3～7 d，平均 4.5 d。手术前后采用疼痛视觉模拟评分（VAS）评估患者腰背痛程度；行腰椎正侧位 X 线片、CT 三维重建及 MRI 检查，测量伤椎前缘高度比和矢状面 Cobb 角，评估伤椎高度及骨折区局部后凸恢复情况。

结果

38 例患者均顺利完成手术，术中无硬膜囊、神经根、血管损伤等并发症发生。手术时间（56.2±3.7）min，术中出血量（42.3±3.5）mL。切口无红肿、渗出，均Ⅰ期愈合。所有患者均获随访，随访时间 17～33 个月，平均 21.5 个月。术后各时间点 VAS 评分均较术前显著改善（P<0.05），术后 3 个月和末次随访时较术后 1 周进一步改善（P<0.05）；术后 3 个月和末次随访间比较差异无统计学意义（P>0.05）。随访期间均未出现内固定物松动、断裂及迟发性后凸畸形。术后各时间点患者伤椎前缘高度比和矢状面 Cobb 角均较术前明显改善（P<0.05），术后各时间点间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。

结论

采用单平面钉经皮伤椎短节段固定治疗无神经症状的胸腰椎骨折，操作简便，可以较好恢复伤椎高度、矫正后凸畸形，避免远期后凸畸形发生。

随着脊柱微创外科技术的快速发展，经皮椎弓根螺钉固定已成为无神经症状的胸腰椎骨折主要治疗手段^[1-3]，常用螺钉包括万向钉和固定钉。其中，采用万向钉经皮固定治疗胸腰椎骨折，伤椎高度复位欠佳，局部后凸难以完全矫正，远期容易出现迟发型后凸畸形^[4-5]。而采用固定钉经皮固定治疗，可以更好地恢复伤椎高度、矫正后凸畸形，但连接棒安装困难、应力过于集中，容易出现钉道切割^[6]。近年来，单平面钉开始用于临床治疗胸腰椎骨折。单平面钉在椎体矢状面上不能活动，因此可以像固定钉一样有效恢复伤椎高度、矫正局部后凸、防止远期矫形效果丢失，同时钉尾在冠状面上可以左右摆动，便于术中连接棒的安装。2015 年 5 月—2017 年 8 月，我们采用单平面钉经皮伤椎短节段固定治疗 38 例无神经症状的胸腰椎骨折，临床疗效满意。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 一般资料

纳入标准：① 无神经症状；② 单节段胸腰椎骨折；③ 骨折位于 T₁₁～L₄；④ 骨折 AO 分型为 A3 或 A4 型^[7]；⑤ 两侧伤椎椎弓根完整。排除标准：① 病理性骨折；② 女性>60 岁、男性>65 岁；③ 骨折至手术时间超过 2 周；④ 合并骨质疏松症。

本组男 22 例，女 16 例；年龄 25～52 岁，平均 32.5 岁。致伤原因：高处坠落伤 20 例，交通事故伤 18 例。AO 分型：A3 型 23 例、A4 型 15 例。骨折节段：T₁₁ 4 例、T₁₂ 9 例、L₁ 11 例、L₂ 10 例、L₃ 3 例、L₄ 1 例。骨折至手术时间 3～7 d，平均 4.5 d。

1.2. 手术方法

患者于全麻下取俯卧位，腹部悬空，骨折椎体与手术床可折弯处对应，将手术床 V 形折弯进行体位复位。标记伤椎及相邻椎体的椎弓根体表投影点，投影点旁开约 1 cm 处作为穿刺点（旁开距离和穿刺节段、患者胖瘦相关）。采用经皮椎体后凸成形术穿刺针经皮逐层进入，触及横突中线与上关节突外缘交点作为椎弓根入点，进入椎弓根至椎体后壁，透视确保穿刺针未突破椎弓根内侧壁，穿刺针平行上终板向前进入椎体约 2 cm；拔出针芯，置入导丝，攻丝、测深，植入单平面钉。根据骨折局部后凸 Cobb 角和伤椎压缩程度预弯连接棒。两侧连接棒的安装同时进行，避免应力集中出现钉道切割；适当撑开，恢复伤椎高度、矫正矢状面后凸及冠状面侧凸畸形。

1.3. 术后处理及疗效评价指标

术后 1 d 开始双下肢肌肉功能锻炼，1 周后佩戴支具下地活动，3 周后开始腰背肌功能锻炼，术后 3 个月内下地活动时均佩戴支具。

术前及术后 1 周、3 个月、末次随访时，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）评估患者腰背痛程度。行腰椎正侧位 X 线片、CT 三维重建及 MRI 检查，测量伤椎前缘高度比（伤椎前缘高度与上、下相邻椎体前缘高度平均值的比值）、矢状面 Cobb 角（伤椎上位椎体上终板与下位椎体下终板延长线的夹角），评估伤椎高度及骨折区局部后凸恢复情况。

1.4. 统计学方法

采用 SPSS11.5 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，手术前后各时间点间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用 LSD-t 检验；检验水准 α=0.05。

2. 结果

38 例患者均顺利完成手术，术中无硬膜囊、神经根、血管损伤等并发症发生。手术时间（56.2±3.7）min，术中出血量（42.3±3.5）mL。切口无红肿、渗出，均Ⅰ期愈合。所有患者均获随访，随访时间 17～33 个月，平均 21.5 个月。患者腰背部疼痛明显缓解，术后各时间点 VAS 评分均较术前显著改善，术后 3 个月和末次随访时较术后 1 周进一步改善，差异有统计学意义（P<0.05）；术后 3 个月和末次随访间比较差异无统计学意义（P>0.05）。随访期间无内固定物松动、断裂及迟发性后凸畸形发生。术后各时间点伤椎前缘高度比和矢状面 Cobb 角均较术前明显改善，差异有统计学意义（P<0.05）；术后各时间点间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1 及图 1。

表 1.

Comparison of clinical indexes of patients between pre- and post-operation (n=38, )

患者手术前后临床指标比较（n=38， ）

时间 Time	VAS 评分 VAS score	矢状面 Cobb 角（°） Sagittal Cobb angle (°)	伤椎前缘高度比（%） Ratio of anterior vertebral body height (%)
*与术前比较 P<0.05，#与术后 1 周比较 P<0.05，△与术后 3 个月比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05;#compared with the value at 1 week after operation, P<0.05;△compared with the value at3 months after operation, P<0.05
术前 Preoperative	8.1±0.8#△	20.79±1.66#△	68.05±3.10#△
术后 1 周 One week after operation	2.3±0.7*△	4.63±0.97*	96.44±2.05*
术后 3 个月 Three months after operation	1.4±0.6*#	4.82±1.06*	96.01±2.04*
末次随访 Last follow-up	1.3±0.7*#	4.89±1.09*	95.76±1.91*
统计值 Statistic	F=818.09 P=0.000	F=1 323.165 P=0.000	F=595.868 P=0.000

图 1.

A 32-year-old male patient with vertebral fracture (AO type A3) at L₂

患者，男，32 岁，L₂ 椎体骨折（AO 分型为 A3 型）

a、b. 术前正侧位 X 线片；c、d. 术后 1 周正侧位 X 线片；e、f. 术后 18 个月正侧位 X 线片；g、h. 术后 18 个月 CT

a, b. Anteroposterior and lateral X-ray films before operation; c, d. Anteroposterior and lateral X-ray films at 1 week after operation; e, f. Anteroposterior and lateral X-ray films at 18 months after operation; g, h. CT at 18 months after operation

3. 讨论

3.1. 伤椎固定的优势

Dick 等^[8]发现伤椎植钉可以使固定节段的抗屈曲力增加 48%、抗旋转力增加 38%、轴向承载力增加 160%。Mahar 等^[9]采用尸体标本进行生物力学研究，发现与传统跨伤椎短节段固定相比，伤椎固定可以增加脊柱生物力学稳定性，可以更好地使骨折复位、矫正骨折局部成角畸形。肖斌等^[10]选择新鲜小牛脊柱胸腰段（T₁₁～L₃）标本，制作 L₁ 椎体爆裂骨折模型，随机分为 3 组：跨伤椎固定、跨伤椎固定联合单侧伤椎固定、跨伤椎固定联合双侧伤椎固定，测定前屈、后伸、左右侧弯及左右轴向旋转时，伤椎及上、下相邻节段椎间活动度。结果表明，对于胸腰椎爆裂骨折，伤椎固定与跨伤椎固定相比显著提高脊柱稳定性，但是伤椎单侧固定与双侧固定稳定性无显著差异。王洪伟等^[11]采用小牛腰椎标本建立腰椎骨折模型，研究伤椎 6 钉固定和跨伤椎 4 钉固定的生物力学特点。结果发现与跨伤椎固定相比，伤椎固定可以增加固定节段生物力学稳定性，尤其是屈曲、后伸、侧弯及轴向旋转稳定性。

除生物力学研究外，临床研究也表明伤椎固定较跨伤椎固定更具优势。沈昆等^[12]回顾分析 94 例胸腰椎骨折患者临床资料，其中伤椎植钉 49 例、跨伤椎植钉 45 例，末次随访时伤椎植钉患者椎体前缘高度比、Cobb 角均优于跨伤椎植钉患者。陈志达等^[13]采用后路伤椎短节段固定治疗 52 例严重不稳的胸腰椎爆裂骨折（载荷分享评分 LSC≥7 分），术后即刻及末次随访时伤椎 Cobb 角、伤椎前缘高度均较术前显著改善，而且末次随访时与术后即刻比较无明显丢失。研究表明，经后路伤椎短节段固定治疗严重不稳的胸腰椎爆裂骨折，可以良好矫正后凸畸形、恢复伤椎高度，并可避免前路重建^[13]。本组采用经皮伤椎单平面钉固定治疗无神经症状的胸腰椎骨折，伤椎前缘高度和骨折局部后凸畸形均矫正良好，末次随访时伤椎前缘高度比和矢状面 Cobb 角无明显丢失，表明伤椎固定在预防迟发型后凸畸形等远期并发症方面具有明显优势。

3.2. 单平面钉固定治疗胸腰椎骨折的优势

目前，经皮椎弓根螺钉固定胸腰椎骨折时常用螺钉类型为固定钉和万向钉。固定钉对椎体前柱及前纵韧带的撑开作用强，有利于恢复伤椎高度、矫正后凸；但伤椎及相邻椎体均采用单向钉固定后，连接棒安装比较困难，可能出现钉道切割、螺钉拔出，引起内固定失败^[14-15]。而万向钉便于安装连接棒，但不利于伤椎高度的恢复，远期容易出现伤椎高度丢失、迟发型后凸畸形^[16-17]。单平面钉优势主要体现在以下两方面：① 单平面钉尾部在矢状面上不能活动，如同固定钉可以很好地恢复伤椎高度、矫正骨折局部后凸。单平面钉植入伤椎后，安装连接棒矫形时可以抬高伤椎上终板，使骨折椎体更好地复位。② 单平面钉尾部在冠状面上可以活动，如同万向钉便于连接棒的安装。本组采用单平面钉经皮伤椎短节段固定后，伤椎高度恢复良好，而且复位效果得以维持，远期未出现内固定失败、迟发型后凸畸形等并发症。

3.3. 治疗体会

经皮椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折时，如何良好恢复伤椎高度、矫正局部后凸畸形、维持手术效果、避免远期并发症，是临床难点之一。单平面钉具有较好的矫形效果，同时钉尾部在冠状面上可以活动的特性有利于安装连接棒。我们采用单平面钉经伤椎短节段固定治疗胸腰椎骨折取得了较好疗效，总结治疗体会如下：① 重视非手术复位。术前腰背部（骨折节段）垫薄枕进行体位复位；术中摆放体位时胸腰段、腹部悬空，利用重力复位，骨折节段与手术床折弯处对应，然后折弯手术床进行复位^[18]。术前采用一系列方法恢复伤椎高度、矫正局部后凸畸形，以避免完全依靠术中钉棒系统力量复位，大大降低椎弓根螺钉拔出、切割椎体等并发症发生风险。② 伤椎植钉。伤椎植入的螺钉相当于一个锚点，可以将伤椎整体向前推顶，同时有利于恢复伤椎高度、矫正局部后凸^[19]。伤椎植入螺钉应力分布均匀，能避免远期出现螺钉松动、拔出、断裂等并发症，有利于伤椎高度的维持。③ 伤椎螺钉植入方向及长度。无神经损伤症状的胸腰椎骨折，椎体压缩多以椎体中上部为主，伤椎上终板、椎弓根大多完整^[20-22]。伤椎螺钉尽可能平行上终板植入，在安装连接棒矫形时可以利用单平面钉矢状面上无活动度的特点，抬高伤椎上终板更好地使骨折椎体复位。研究表明，伤椎长螺钉固定可以提高固定强度，避免内固定失败^{[20, 23]}，因此伤椎固定尽可能选择长螺钉。④ 钉棒矫形技巧。撑开增加后凸、加压增加前凸是脊柱矫形中的基本规律。在胸腰椎骨折矫形时，过度撑开不利于伤椎高度恢复、后凸的矫正^[24]。伤椎高度的恢复、后凸畸形的矫正主要依靠单平面钉矢状面上的单轴性和连接棒的弧度。连接棒弧度设计非常重要，过大可能在安装时拔出螺钉，过小不能恢复椎体高度、矫正后凸。我们认为安装连接棒矫形时连接棒弧度都会部分丢失，因此弧度设计应稍大于相应节段的生理弧度。安装连接棒时采用 2 个把持器、两侧同时进行，先拧紧头侧 2 枚螺帽，再拧紧尾侧螺帽，避免应力集中引起螺钉拔出、螺母滑丝、椎体切割等并发症。

综上述，单平面钉经皮伤椎固定治疗胸腰椎骨折，充分利用了单平面钉的生物力学特点及伤椎固定的优势，可以良好地复位、矫形，便捷地安装连接棒，并维持疗效、避免远期并发症的发生，但应严格把握适应证、术中注意操作技巧。

作者贡献：康辉参与实验设计及实施、数据收集整理及统计分析，文章撰写；徐峰参与实验设计及实施，对文章的知识性内容作批评性审阅；熊承杰负责数据收集整理及统计分析；席金涛、伍搏宇负责收集患者资料。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。

Funding Statement

湖北省卫计委资助项目（WJ2017H0042）；武汉市中青年医学骨干人才培养工程（武卫生计生[2017]51号）