Abstract
目的
探讨经椎板间隙小开窗与经椎弓根椎体内植骨治疗 Denis A、B 型胸腰椎爆裂型骨折的重建效果和远期稳定性差异。
方法
回顾分析 2012 年 1 月—2014 年 2 月，采用椎体内植骨成形联合椎弓根钉棒系统内固定术治疗的 50 例 Denis A、B 型胸腰椎爆裂型骨折患者的临床资料。其中，30 例术中采用经伤椎椎板间隙小开窗椎体内植骨（A 组），20 例采用经伤椎单侧椎弓根椎体内植骨（B 组）。两组患者除术前 Cobb 角比较，差异有统计学意义（P<0.05）外，性别、年龄、致伤原因、伤后至手术时间、骨折分型、损伤节段以及术前神经功能 Frankel 分级、伤椎前缘高度百分比、疼痛视觉模拟评分（VAS）等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。记录并比较两组患者后凸 Cobb 角、伤椎前缘高度百分比及腰背部疼痛、神经功能恢复情况。
结果
两组患者均获随访，A 组随访时间 16～31 个月，平均 19.1 个月；B 组 17～25 个月，平均 20.2 个月。两组术后切口均Ⅰ期愈合，无神经损伤等手术相关并发症发生。两组术前存在神经功能损伤患者，除 Frankel A 级患者外，其余患者神经功能均有不同程度改善。两组患者腰背部疼痛均较术前缓解，术后 3 个月、末次随访时 VAS 评分与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；两组间术后各时间点间比较，差异无统计学意义（P>0.05）。X 线片复查示，随访期间两组均未发生断钉、退钉、断棒、内固定松动等；伤椎椎体内植骨填充良好，植骨融合。术后伤椎椎体高度均恢复良好，A、B 组术后 1 周、3 个月及末次随访时伤椎前缘高度百分比及后凸 Cobb 角与术前比较，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）。两组间术后各时间点以上两指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。
结论
对于 Denis A、B 型胸腰椎爆裂型骨折，经椎板间隙小开窗或经椎弓根进行椎体内植骨联合椎弓根钉棒系统内固定术治疗均能较好恢复椎体高度和矫正后凸并维持椎体稳定，降低了内固定物松动、断裂等并发症发生风险。因此，可根据患者椎管占位严重程度、椎体塌陷情况及脊髓神经损伤程度，选择合适植骨通道。
Keywords: 胸腰椎爆裂型骨折, 椎弓根, 椎板间隙, 植骨
Abstract
Objective
To investigate the effectiveness and long-term stability of small fenestration vertebral bone grafting and transpedicular bone grafting in the treatment of Denis types A and B thoracolumbar burst fractures.
Methods
Between January 2012 and February 2014, 50 patients with Denis type A or B thoracolumbar burst fractures were treated with vertebroplasty and pedicle screw rod fixation system, and the clinical data were retrospectively analyzed. Small fenestration vertebral bone grafting by trans-interlaminar approach was used in 30 cases (group A), and bone grafting by unilateral transpedicular approach was used in 20 cases (group B). X-ray and CT examinations of the thoracolumbar vertebrae were performed routinely before and after operation. There was no significant difference in sex, age, cause of injury, time from injury to operation, fracture type, injury segment, and preoperative Frankel classification, the percentage of the anterior body height of the injured vertebra, and visual analogue scale (VAS) score between two groups (P>0.05). There was significant difference in preoperative Cobb angle of kyphosis between two groups (P<0.05). The Cobb angle of kyphosis, the percentage of the anterior body height of the injured vertebra, and the recovery of neurological function were recorded and compared between two groups.
Results
The patients were followed up for 16-31 months (mean, 19.1 months) in group A and for 17-25 months (mean, 20.2 months) in group B. Primary healing of incisions was obtained in the two groups; no nerve injury and other operative complications occurred. The neurological function was improved in varying degrees in the other patients with neurological impairment before operation except patients at grade A of Frankel classification. The lumbar back pain was relieved in two groups. There was significant difference in VAS score between before operation and at 3 months after operation or last follow-up in two groups (P<0.05), but no significant difference was found between at 3 months and last follow-up in two groups and between two groups at each time point after operation (P>0.05). X-ray examination showed that there was no breakage of nail and bar, or dislocation and loosening of internal fixation during follow-up period. The bone grafts filled well and fused in the fractured vertebra. The vertebral height recovered well after operation. The percentage of the anterior body height of the in-jured vertebra and Cobb angle of kyphosis at 1 week, 3 months, and last follow-up were significantly better than preope-rative ones in two groups (P<0.05), but there was no significant difference between different time points after operation (P>0.05), and between two groups at each time point after operation (P>0.05).
Conclusion
For Denis types A and B thoracolumbar burst fractures, vertebral bone grafting and pedicle screw internal fixation through interlaminal small fene-stration or transpedicular approach can restore the vertebral height, correct kyphosis, and maintain the vertebral stability, which reduce the risk of complications of loosening and breakage of internal fixators. The appropriate bone grafting approach can be chosen based on the degree of spinal canal space occupying, collapse of vertebral and spinal cord injury.
Keywords: Thoracolumbar burst fracture, vertebral pedicle, laminae interval space, bone grafting
胸腰段及腰椎爆裂型骨折是脊柱创伤的常见类型，其中以 Denis A、B 型多见。如存在节段不稳、骨折块突入椎管以及脊髓、神经结构损伤等情况时，常需选择手术治疗，以恢复椎体稳定性及功能。近年，后方入路手术已成为治疗该类型骨折的首选术式，对于撑开复位后伤椎椎体的“蛋壳效应”，主要通过椎体内植骨解决[1-2]。目前植骨方式较多，其中针对 Denis A、B 型骨折主要采用经单、双侧伤椎椎弓根植骨[3-5]，但文献报道经椎弓根植骨存在植骨范围及植骨量有限、术中不能进一步有效复位骨折块等缺点。因此，自 2013 年开始我们采用经伤椎椎板间隙小开窗对占位椎管减压并经椎管植骨治疗 Denis A、B 型胸腰椎爆裂型骨折，并获得了满意疗效[6-7]。目前有关该术式与传统经椎弓根植骨术式的比较研究较少，为此我们进行了回顾性对比研究，以探讨两种植骨术式治疗 Denis A、B 型胸腰椎爆裂型骨折的重建效果以及远期脊柱稳定性，为临床选择植骨方式提供参考。报告如下。
1. 临床资料
1.1. 患者选择标准
纳入标准：① Denis A、B 型胸腰段（T11～L3）单椎体爆裂型骨折；② 新鲜骨折，受伤至手术时间<2 周；③ 无脊髓、神经损伤者，或伴脊髓、神经损伤、但影像学检查显示伤椎相邻椎间盘无明显撕裂或突入椎管者；④ 采用后方入路椎弓根钉棒系统短节段复位内固定，术中均行椎体内同种异体骨植骨。排除标准：① 合并严重心、肺功能障碍等疾病；② 严重骨质疏松症；③ 病理性骨折。
2012 年 1 月—2014 年 2 月，共 50 例胸腰椎骨折患者符合选择标准纳入研究，根据术中植骨方式将患者分为两组。其中，30 例采用经伤椎椎板间隙小开窗椎体内植骨（A 组），20 例采用经伤椎单侧椎弓根椎体内植骨（B 组）。
1.2. 一般资料
A 组：男 17 例，女 13 例；年龄 17～62 岁，平均 36.2 岁。致伤原因：高处坠落伤 10 例，交通事故伤 14 例，重物砸伤 6 例。伤后至手术时间为 0～13 d，平均 4.13 d。骨折根据 Denis 分型：A 型 9 例，B 型 21 例。损伤节段：T12 6 例，L1 12 例，L2 7 例，L3 5 例。神经功能 Frankel 分级：A 级 4 例，B 级 2 例，C 级 1 例，D 级 3 例，E 级 20 例。
B 组：男 11 例，女 9 例；年龄 17～60 岁，平均 42.3 岁。致伤原因：高处坠落伤 6 例，交通事故伤 11 例，重物砸伤 3 例。伤后至手术时间为 0～13 d，平均 4.25 d。骨折根据 Denis 分型：A 型 6 例，B 型 14 例。损伤节段：T11 6 例，T12 5 例，L1 4 例，L2 2 例，L3 3 例。神经功能 Frankel 分级：B 级 1 例，D 级 3 例，E 级 16 例。
两组术前均常规行胸腰段椎体正侧位 X 线、CT 检查。两组患者除术前 Cobb 角比较，差异有统计学意义（P<0.05）外，性别、年龄、致伤原因、伤后至手术时间、骨折分型、损伤节段以及术前神经功能 Frankel 分级、伤椎前缘高度百分比、疼痛视觉模拟评分（VAS）等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1~3。
表 1.
Comparison of VAS scores between two groups at pre- and post-operation (
)
两组患者手术前后 VAS 评分比较（
）
| 组别
Group |
例数
n |
术前
Preoperative |
术后 3 个月
Three months after operation |
末次随访
Last follow-up |
统计值
Statistic |
|
* 与术前比较 P<0.05，# 与术后 3 个月比较 P<0.05
* Compared with the preoperative value, P<0.05;# compared with the value at 3 months after operation, P<0.05 | |||||
| A | 30 | 7.867±1.756# | 2.533±1.634* | 1.900±1.348* |
F=122.796
P= 0.000 |
| B | 20 | 8.150±1.899# | 2.450±1.701* | 2.050±1.638* |
F=72.771
P= 0.000 |
| 统计值
Statistic |
t=–0.541
P= 0.591 |
t=0.174
P=0.863 |
t=–0.354
P= 0.725 |
||
表 3.
Comparison of Cobb angle of kyphosis between two groups at pre- and post-operation (°,
)
两组患者手术前后后凸 Cobb 角比较（°，
）
| 组别
Group |
例数
n |
术前
Preoperative |
术后 1 周
One week after operation |
术后 3 个月
Three months after operation |
末次随访
Last follow-up |
统计值
Statistic |
|
* 与术前比较 P<0.05，# 与术后 3 个月比较 P<0.05
* Compared with the preoperative value, P<0.05;# compared with the value at 3 months after operation, P<0.05 | ||||||
| A | 30 | 15.095±5.384# | 4.833±3.120* | 5.048±3.057* | 5.286±3.085* |
F=79.135
P= 0.000 |
| B | 20 | 20.700±3.498# | 5.900±2.183* | 5.900±2.183* | 5.900±2.183* |
F=179.869
P= 0.000 |
| 统计值
Statistic |
t=–2.991
P= 0.006 |
t=–0.970
P= 0.340 |
t=–0.788
P= 0.437 |
t=–0.564
P= 0.577 |
||
1.3. 手术方法
两组患者均于插管全麻下，取俯卧位；准确定位伤椎后取后正中入路，骨膜下剥离两侧竖脊肌，充分显露伤椎及其上下椎体棘突、椎板、关节突及进钉点。分别于伤椎相邻上、下椎椎弓根植入椎弓根螺钉，安装预弯的连接棒并适当撑开复位后锁定。
植骨方式：A 组结合患者术前神经损伤症状、影像学检查结果及术中 C 臂 X 线机透视情况，选取神经损伤较重、伤椎骨折较重、高度丢失较大、骨折块突入椎管较重一侧行椎板间隙开窗，保留关节突外侧，切除部分黄韧带，显露硬膜囊并用神经拉钩向对侧牵拉（不超过中线），椎管静脉丛出血以双极电凝结合脑棉片压迫止血。用神经剥离子沿椎弓根内侧壁向上、向下探查椎管至后纵韧带，若有未复位突入椎管的骨折块，可予以按压复位，于骨折缺口处探查可见伤椎椎体内骨缺损后形成的空腔，刮匙适当撬拨复位上、下终板；C 臂 X 线机透视观察伤椎复位满意后，将开窗时的自体骨剪碎混合同种异体骨颗粒（北京大清生物技术有限公司）经椎管植入伤椎空腔，植骨棒适当打压填实，取下止血脑棉片，观察椎管内无活动性出血，神经剥离子再次探查椎管内无异物，胶原蛋白海绵覆盖填塞骨折缺口，常规冲洗，放置负压引流管 1 枚，逐层缝合切口。
B 组经伤椎单侧椎弓根植入椎弓根螺钉，C 臂 X 线机透视螺钉达约椎体 1/2 处时取出，反复扩张椎弓根通道，角度刮匙经通道撬拨以复位骨折塌陷的终板，植入同种异体骨颗粒（北京大清生物技术有限公司），直至填满空腔。透视下明确伤椎复位满意，检查术区无异物，胶原海绵覆盖伤椎进钉口，常规冲洗，放置负压引流管 1 枚后逐层缝合切口。
1.4. 术后处理
两组患者术后处理方式一致。术后患者取平卧位，第 3 天开始进行下肢、腰背肌功能锻炼；术后 48～72 h 拔除引流管后，术前无脊髓、神经损伤者可在支具保护下下床活动，伴脊髓、神经损伤且 Frankel C 级以下者亦可在支具保护下适当下床活动，Frankel C 级以上者需卧床行下肢康复锻炼。术后佩戴支具或腰围保护 3～6 个月。
1.5. 疗效评价指标
术前及术后 1 周、3 个月、末次随访时摄正侧位 X 线片，观察有无断钉、断棒及松动等情况发生；于侧位片上测量伤椎及相邻上、下椎体前缘高度，按照公式计算伤椎前缘高度百分比，公式：（伤椎前缘高度/相邻上、下椎前缘高度均值）×100%；后凸 Cobb 角。观察患者术后神经功能恢复情况，术前及末次随访时进行 Frankel 分级评定。观察腰背部疼痛缓解情况，术前及术后 3 个月、末次随访时采用 VAS 评分进行评价。
1.6. 统计学方法
采用 SPSS23.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；组间比较采用独立样本 t 检验；计数资料采用秩和检验；检验水准 α=0.05。
2. 结果
两组患者均获随访，A 组随访时间 16～31 个月，平均 19.1 个月；B 组随访时间 17～25 个月，平均 20.2 个月。两组术后切口均Ⅰ期愈合，无神经损伤等手术相关并发症发生。两组患者腰背部疼痛均较术前缓解，术后 3 个月、末次随访时 VAS 评分与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05），术后 3 个月与末次随访比较差异无统计学意义（P>0.05）；两组间术后 3 个月及末次随访时 VAS 评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1。两组术前存在神经功能损伤患者，除 Frankel A 级患者外，其余患者神经功能均有不同程度改善。末次随访时，A 组术前 B 级患者中 1 例恢复至 C 级、1 例恢复至 D 级，C 级及 D 级患者恢复至 E 级；B 组术前 B 级患者恢复至 C 级，D 级患者恢复至E级。
X 线片复查示，随访期间两组均未发生断钉、退钉、断棒、内固定松动等；伤椎椎体内植骨填充良好，植骨融合。见图 1、2。术后伤椎椎体高度均恢复良好，两组组内术后各时间点伤椎前缘高度百分比与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后各时间点间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。两组间术后 1 周、3 个月及末次随访时伤椎前缘高度百分比比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 2。A、B 组术后各时间点后凸 Cobb 角与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后各时间点间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。两组间术后 1 周、术后 3 个月及末次随访后凸 Cobb 角比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表 3。
图 1.
A 41-year-old male patient with Denis B fracture at L1 in group A
A 组患者，男，41 岁，L1 Denis B 型骨折
a. 术前侧位 X 线片； b. 术前伤椎 CT；c. 术后即刻侧位 X 线片；d. 术后即刻 CT 示伤椎内植骨；e. 术后 18 个月侧位 X 线片，示椎体高度无丢失；f. 术后 18 个月 CT
a. Lateral X-ray film before operation; b. CT of injured vertebra before operation; c. Lateral X-ray film at immediate after operation; d. CT at immediate after operation, showing vertebral bone graft; e. Lateral X-ray film at 18 months after operation, showing no loss of the vertebral height; f. CT at 18 months after operation
图 2.
A 20-year-old male patient with Denis A fracture at L3 in group B
B 组患者，男，20 岁，L3 Denis A 型骨折
a. 术前侧位 X 线片；b. 术前伤椎 CT；c. 术后即刻侧位 X 线片；d. 术后即刻 CT 示伤椎内植骨；e. 术后 24 个月侧位 X 线片，示椎体高度无丢失；f. 术后 24 个月 CT
a. Lateral X-ray film before operation; b. CT of injured vertebra before operation; c. Lateral X-ray film at immediate after operation; d. CT at immediate after operation, showing vertebral bone graft; e. Lateral X-ray film at 24 months after operation, showing no loss of the vertebral height; f. CT at 24 months after operation
表 2.
Comparison of percentage of anterior vertebral height between two groups at pre- and post-operation (%,
)
两组患者手术前后伤椎前缘高度百分比比较（%，
）
| 组别
Group |
例数
n |
术前
Preoperative |
术后 1 周
One week after operation |
术后 3 个月
Three months after operation |
末次随访
Last follow-up |
统计值
Statistic |
|
* 与术前比较 P<0.05，# 与术后 3 个月比较 P<0.05
* Compared with the preoperative value, P<0.05;# compared with the value at 3 months after operation, P<0.05 | ||||||
| A | 30 | 56.733±12.852# | 92.486±4.108* | 91.238±4.542* | 90.295±5.214* |
F=167.610
P= 0.000 |
| B | 20 | 54.260± 8.485# | 95.390±4.254* | 94.810±5.078* | 94.190±5.154* |
F=362.214
P= 0.000 |
| 统计值
Statistic |
t=0.552
P=0.586 |
t=–1.820
P= 0.079 |
t=–1.972
P= 0.058 |
t=–1.951
P= 0.061 |
||
3. 讨论
3.1. 椎体内植骨成形重建后伤椎的稳定性
单纯后路内固定手术虽能间接复位伤椎、加强伤椎短节段后柱稳定性，但前中柱重建及稳定性恢复不理想[8]。伤椎终板及椎体内部骨小梁结构遭到严重破坏，在复位过程中不能恢复至原结构，形成“蛋壳样”空腔[9]，失去承受和卸载应力的功能；随着术后患者活动增加，后柱内固定承受应力过大，椎体手术矫正度出现不同程度丢失，甚至发生内固定松动、断裂等并发症[10-12]。脊柱长期稳定性是依靠本身的生物力学系统维持，即伤椎骨性愈合后对应力的承载，内固定是为伤椎愈合提供前期支撑，并起到分担部分应力的作用[5]。椎体内“蛋壳样”空腔是一种特殊形式的骨缺损，于伤椎体内进行植骨重建，可有效恢复前中柱早期完整性，增加前中柱对应力的承受与卸载，并促进骨缺损愈合，有效降低远期因后方内固定应力较高所致的断钉、断棒、椎体塌陷或矫正度数丢失等并发症的发生率[13-17]。本研究结果显示，两组无内固定松动、断裂等因脊柱不稳引起的相关并发症，随访期间脊柱矫正度丢失不明显，进一步证明伤椎植骨可有效重建并恢复前中柱稳定性。
3.2. 后路植骨通道的选择
胸腰椎骨折撑开复位后，针对椎体内的“蛋壳样”骨缺损，必须建立合适的植骨通道进行椎体内植骨重建。大量研究指出，对于胸腰椎爆裂型骨折，后路内固定联合经椎弓根椎体内植骨，可以有效防止术后远期矫正度数丢失，增强脊柱稳定性[16-18]。该类方法是经过对伤椎椎弓根钉道的适当扩张，得以建立植骨通道，术者利用椎弓根通道，适当撬拨上下终板，以复位塌陷椎体，再植骨成形。史会明等[19]提出经椎弓根植骨通道适用于损伤后椎管前壁完整、椎体向椎管内轻度突出经撑开后可复位满意、压缩骨折丢失高度较多需植骨成形者。我们认为，以下两点不足缩小了该类手术的适应证：① 椎弓根通道术野小，且通道在椎体后外侧，因此对椎体内植骨范围局限，对于椎体后方的“蛋壳样”缺损的重建存在盲区；② 不能解决伴有大块骨折块突入椎管，却无法通过撑开复位或经椎弓根通道撬拨间接椎管减压的问题。
对于椎管占位明显、间接复位后椎管减压效果不满意的胸腰椎爆裂型骨折，前路手术因存在创伤大、手术风险高、并发症多等缺点，逐渐被后路椎板切除术替代[20-22]。而后路椎板切除术破坏了后柱的原有功能结构，降低了后柱的扭转刚度，增加了内固定术后远期脊柱失稳的风险[23-24]。敖俊等[6]报道经椎板间隙开窗椎管减压手术方式，最大程度保留了后柱完整性，同时也可以直视下进行椎管减压。并临床应用治疗 165 例患者，术后随访 6 个月显示，除 Frankel A 级外，神经损伤患者神经功能均有 1 级或 1 级以上的恢复（Frankel 分级），末次随访椎体高度与矫正度数较术后 7 d 无明显丢失。次年，陈太勇等[7]通过对经椎板间隙开窗伤椎椎体内植骨治疗的 56 例胸腰椎爆裂骨折患者随访，指出椎板间隙小开窗手术不仅能直视下进行椎管减压、充分伤椎植骨，且一定程度上降低了远期脊柱稳定性相关并发症发生风险。上述研究表明，椎管内植骨疗效肯定；经后路建立椎管减压术区和植骨通道，不论是椎板切除或是单侧椎板开窗及改良后的椎板间隙小开窗，相对于椎弓根通道，均对后柱施加二次损伤；本研究选取开窗范围较小的治疗患者，与后路椎弓根通道进行比较，旨在说明对于建立椎弓根通道不足以满足充分植骨、间接减压的患者可以通过椎板间隙小开窗的方式建立直视减压、植骨术区，二者远期稳定性相当，但经椎板间隙小开窗方式的适应证更广，术野更直观、清晰，不仅最大程度保留了后柱稳定，而且椎管减压效果好，植骨重建更充分。
综上所述，经椎板间隙小开窗或经椎弓根进行椎体内植骨联合椎弓根钉棒系统内固定手术治疗胸腰椎爆裂型骨折，均能较好的恢复椎体高度和矫正度数并保持长期稳定，降低内固定松动、断裂等并发症发生；在实际操作中可根据椎管占位严重程度、椎体塌陷情况及脊髓神经损伤程度等，选择相对合理的植骨通道进行手术。但本研究也存在不足，两组术前 Cobb 角差异有统计学意义，可能与样本量有限有关，导致分析结果存在偏倚。为此，我们将进一步随访，了解其远期变化。
Funding Statement
贵州省科学技术基金课题资助项目（2010J2179）；遵义医学院博士科研启动基金资助项目（201019）
Science and Technology Foundation of Guizhou Province (2010J2179); Doctoral Research Foundation of Zunyi Medical College (201019)
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