椎间盘损伤的研究进展

邹 岩，任 栋(综述)，王鹏程(审校)(河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 050051)

·综述·

椎间盘损伤的研究进展

邹 岩，任 栋(综述)，王鹏程*(审校)
(河北医科大学第三医院创伤急救中心，河北省骨科生物力学重点实验室，河北 石家庄 050051)

脊柱骨折；椎间盘；综述文献

胸腰段脊柱骨折常伴有不同程度的椎间盘损伤。临床医师常根据脊柱稳定性及神经损伤情况选择治疗方案，但是在评估脊柱稳定性的过程中，多以骨折类型及后方韧带复合体(posterior ligamentous complex,PLC)的完整性为依据，较少关注椎间盘损伤。Schnee等[1]认为椎管占位超过40%、椎体高度丢失40%以上或后凸畸形超过15°者应采取前路手术，而无神经损伤和轻度畸形的患者可考虑后路手术，未将椎间盘损伤纳入评估标准。无论前路还是后路手术，充分减压、稳定脊柱序列是治疗的首要目的，而在临床工作中，单纯后路内固定治疗胸腰段脊柱骨折在术后有一定的内固定失败率及矫正角度丢失，主要由伤椎相邻的椎间隙高度丢失所致[2-3]。这种现象与术中未正确处理受损的椎间盘密切相关，故术前通过MRI评价椎间盘损伤程度十分必要。现将近年来椎间盘损伤的研究进展综述如下。

1 椎间盘损伤的机制及病理学研究

椎间盘位于相邻椎体之间，由上下软骨终板、中心髓核及四周纤维环构成，成人椎间盘缺乏直接的血液供应[4]，是人体内最大的无血液供应组织。椎间盘可以承受并分散负荷，主要为抗压作用，对张力及扭转力量对抗较差。胸腰段脊柱骨折常由轴向暴力导致，同时可合并屈曲牵张、扭转及侧方剪切暴力，极易造成椎间盘损伤。当椎间盘承受过高的负荷时，髓核内压力明显增高，可致椎间盘破裂、出血；受损的椎间盘能通过骨折的终板疝入椎体，使得椎体后壁骨折块向椎管移位，骨折片向周围“爆裂”[5]。

Heyde等[6]研究指出胸腰段椎体骨折能够诱导受损椎间盘中的细胞早期凋亡，同时指出除了长时间反常的机械负荷，椎间盘细胞早期凋亡也能导致椎间盘过早退变。赵小丹等[7]收集了24例经前路椎体切除减压融合内固定治疗患者的椎间盘组织，观察创伤后软骨终板的组织形态和免疫组织化学改变，指出胸腰段椎体爆裂骨折部位相邻椎间盘软骨终板有明显的组织学损伤表现，且上位椎间盘软骨终板比下位更易受损且损伤程度更重，同时在分子水平推测损伤后椎间盘退变过程与自然退变过程有所不同。张亮等[8]提出在Denis B型骨折中下位椎间盘组织形态学完整，具有保留价值，为胸腰段脊柱爆裂骨折的个体化治疗提供了理论依据。

2 椎间盘损伤的影像学表现及损伤程度评价

MRI用来评价椎间盘损伤具有无创、快速、全面、准确等优点，能够充分显示损伤后椎间盘的信号、形态和高度的改变，同时能清楚显示椎间盘膨出或突出、破入椎体等异常改变。Oner等[9]应用MRI检查胸腰段脊柱骨折伴椎间盘损伤的尸体标本，证实了应用MRI评价椎间盘损伤是可靠的。正常的椎间盘在MRI影像上表现为T1WI上髓核呈中等信号，纤维环呈低信号；T2WI髓核呈高信号，纤维环呈低信号。受损的椎间盘损伤在T1WI上信号变化常不明显，在T2WI上表现为信号增高；T2WI信号不均匀、呈低信号或混合信号时，提示椎间盘出血或撕裂，同时可清楚看到髓核和纤维环形态的改变。T2WI在早期诊断胸腰段脊柱骨折伴椎间盘损伤具有重要价值。

目前临床上常用的胸腰段脊柱骨折分型包括AO分型、Denis分型、载荷分享分类法(load sharing classification)、胸腰椎损伤分类及损伤程度评分(thoracolumbar injury classification and severity score，TLICS)对椎间盘损伤程度的描述均不够详细。

Oner等[10]收集75处胸腰段脊柱骨折的MRI影像,根据椎间盘形态、椎间隙变化和T2WI信号改变将椎间盘损伤分为6型。Type1,椎间盘形态基本正常，无明显椎间隙高度丢失及信号改变；Type2,椎间盘形态基本正常，无明显椎间隙高度丢失，椎间盘信号减低；Type3,Schmorl结节改变，椎间隙高度无明显改变，信号无明显减低；Type4,椎间盘前1/3膨出或髓核疝入终板，椎间隙前1/3高度不成比例丢失而中间和后方高度保持不变，髓核信号无明显改变；Type5,大量髓核组织疝入终板中心，椎间隙前、后方高度丢失导致上下位椎体终板几乎完全接触，髓核组织信号较正常；Type6,椎间盘及椎间隙高度丢失，椎间盘信号减低。这种分型较复杂，不同观察者间一致性较好(Kappa=0.77)。

Sander等[11]根据102例患者204个椎间盘MRI影像提出将椎间盘的损伤程度由轻到重分为4级。Grad 0，T1WI和T2WI没有明显信号和形态改变，无明显损伤；Grad 1，T1WI无明显信号改变，T2WI信号增高，主要特点是椎间盘水肿；Grad 2，T1WI等强度高信号，T2WI低信号伴病灶周围高信号，其特点是椎间盘破裂伴随椎间盘内出血；Grad 3，T1WI等强度高信号，T2WI低信号伴病灶周围高信号，椎间盘侵犯到椎体，纤维环撕裂或者疝入终板。这种分级方法详细描述了不同程度的椎间盘损伤在MRI影像上的表现，不同观察者间一致性良好(Kappa=0.96)，其对临床治疗的指导意义尚需要前瞻性研究来验证。

3 椎间盘损伤的临床意义及治疗进展

3.1 椎间盘损伤能够影响胸腰段脊柱骨折后脊柱的稳定性及预后：Lin等[12]经过生物力学研究指出椎间盘损伤与椎体爆裂程度有关，在胸腰段脊柱爆裂骨折后的不稳定因素中，椎体本身占38%，上位椎间盘占35%，下位椎间盘占27%。Shi等[2]对52例应用后路切开椎弓根螺钉内固定技术治疗的胸腰椎爆裂骨折患者进行了平均7年的随访，他们在随访中发现术后矫正角度丢失主要由伤椎上下椎间隙高度丢失所致，且上椎间隙丢失高度大于下椎间隙，而骨折的椎体高度丢失则相对较小。

椎间盘损伤导致术后椎间隙高度丢失的机制尚未明确。有学者[13-14]认为椎间盘损伤后，缺血的椎间盘组织不可能完全愈合，而由瘢痕组织取代，导致椎间盘强度下降，不能承受较大负荷，引起椎间隙变窄，导致晚期后凸畸形复发或加重，由于伤椎上位椎间盘及上终板损伤较重，因而上位椎间隙高度丢失较下位明显；也有学者[3,15]认为在爆裂型骨折中，受损的椎间盘组织通过骨折的终板疝入椎体，后路椎弓根螺钉技术可使外周终板通过附着的纤维环间接复位，而终板的中心区域由于无纤维环附着复位不良，处于压缩状态，形成“杯”状畸形，椎间盘组织填入其中导致椎间隙高度丢失。

虽然椎间盘损伤导致椎间隙高度丢失的机制尚未明确，但是它对胸腰段脊柱骨折手术方式的选择及疗效的影响已逐渐引起临床医师的重视。因而术前通过MRI评价椎间盘损伤程度对治疗方案的选择具有重大意义。

3.2 椎间盘损伤的治疗进展：对于胸腰段脊柱骨折伴椎间盘损伤的患者，为防止晚期椎间隙高度丢失、后凸畸形加重，无论采取何种术式，重建前中柱的支撑能力成为手术的重要目标。传统的前路切开减压植骨融合术能够方便处理受损的椎间盘及粉碎的椎体，重建前中柱的支撑能力，但其手术创伤较大，出血和并发症较多，因而通过微创技术或后路一个切口完成前中柱的重建成为手术研究的方向，同时由于受损椎间盘的病理改变及最终转归还缺乏足够的研究，如何处理受损的椎间盘成也为讨论的热点。

胸腔镜辅助下前路减压植骨融合术是近年来脊柱外科领域较热门的一项微创技术，利用单肺通气使肺组织塌陷，空旷的胸腔对胸椎尤其是下胸椎能够很好地显露，使术者能够安全有效地完成与传统前路手术相同的手术步骤，获得与传统前路手术相似的疗效，同时并发症更少。Beisse[16]报道应用胸腔镜技术治疗胸腰段脊柱骨折，扩展了胸腔镜技术的应用范围。何海龙等[17]报道胸腔镜辅助下前路减压植骨融合术治疗合并椎间盘损伤的下胸椎椎体爆裂骨折患者11例，手术时间3.5～8.0h，平均(5.2±1.6)h，术中出血600～3 800mL，平均(1 195±576)mL，2例患者胸腔闭式引流管术后24h拔出，余9例术后48h拔出，无感染、肺不张、神经功能恶化等并发症，术后随访36～65个月，术后24个月CT证实均骨性融合，无内固定松动、断裂等并发症，临床疗效良好。然而胸腔镜手术与传统前路手术相比，平均手术时间较长，术中出血量较多，与术者的操作技术及娴熟程度密切相关。术前需认真评估患者肺功能，要求能耐受单肺通气，因而对合并严重肺损伤或血气胸的患者则不适用该术式。

后路经关节突保留椎弓根入路最早用于胸椎间盘切除术，其避免了前路手术并发症，患者恢复较快，逐渐被应用于脊柱损伤。它具有以下优点。①术中暴露较充分，无需牵拉硬膜即可直达受损的椎间盘，有效防止脊髓损伤；②减压彻底，可经侧后方切除受损的椎间盘及软骨终板并植骨，可行相邻节段固定及横突间植骨，恢复前中柱支撑能力同时固定融合后柱，减小了后路内固定失败率，避免了前路手术并发症；③减少了固定节段，尽可能保留脊柱活动度，降低了后期脊柱固定节段相邻椎间盘的退变；④避免了单纯后路手术残留椎间盘组织的可能。张新军等[18]报道经关节突保留椎弓根入路手术治疗胸腰椎椎间盘损伤患者7例，其病例特点为不伴椎体骨折的胸腰椎椎间盘损伤，重者可合并关节突关节骨折或脱位，或并发脊髓损伤，属于AO分型中B型或C型损伤，由牵张及扭转暴力所致。术中先于受损椎间盘上下椎体内置入椎弓根螺钉，切断关节突及部分椎板到达病变椎间隙，充分显露硬膜囊及肋间神经根，探查受损椎间盘，新鲜受损椎间盘纤维环破裂，髓核脱出，无硬化及粘连，较易剥离，直视下摘除，刮除残存椎间盘组织及软骨终板，取自体髂骨植骨融合，最后安装钛棒固定，横突间植骨。所有患者平均随访1.1年，均无切口感染、脊髓损伤加重、后凸畸形及内固定失败等并发症，脊柱解剖序列正常，获得椎间坚强融合，治疗效果满意。

后路经椎弓根椎体次全切除三柱重建术具有前后路联合入路手术的优点，同时后路入路解剖简单、椎管减压充分、创伤小、手术时间短、危险性低，有利于神经功能回恢复。与传统的前后路联合手术相比，后路经椎弓根椎体次全切除三柱重建术具有以下优点。①单一后路，无需改变体位，通过一个切口、一期手术即可达到前后路联合手术的目的；②后入路解剖简单，技术成熟，手术创伤小、耗时少；③经椎弓根可270°椎管减压，能够彻底清除压迫脊髓的骨块及受损的椎间盘，同时无需处理节段血管，减少脊髓圆锥血运障碍问题；④后路椎弓根螺钉三柱固定，钛网重建前、中柱支撑能力，后外侧植骨融合，实现了三柱稳定。Sasani等[19]应用此项技术治疗胸椎或腰椎爆裂骨折，取得了良好的疗效。周成洪等[20]应用此项技术治疗严重胸腰椎爆裂骨折伴椎间盘损伤患者25例，手术时间2.3～5.0h，平均3.4h，术中出血980～3 800mL，平均1 380mL，术后脑脊液漏4例，经延长引流时间、换药等处理后愈合，无血管、神经损伤、感染等并发症。术后随访时间12～24个月，平均14.6个月，未见内固定失败病例，无假关节形成及后凸畸形发生，椎体高度、曲度及椎管容积无明显丢失，均获得骨性融合。

有学者[3,14-15]指出单纯后路固定术后椎间隙高度丢失，是由于终板中心区域复位不佳，形成“杯”状畸形，受损的椎间盘组织填入其中所致，在后路椎弓根螺钉固定基础上结合球囊辅助终板复位可以直接复位终板至接近解剖形态，同时应用骨水泥给予有效支撑防止椎间盘组织进入椎体，从而防止矫正角度丢失[21]。

在治疗胸腰段脊柱骨折的手术中，张力带原则是一条重要的生物力学原则。棘突间植骨融合防止棘突在应力作用下分离，这种术式可用于治疗腰椎管狭窄及椎体滑脱，但很少用于治疗胸腰段脊柱骨折，其生物力学机制尚不清楚。He等[22]通过三维有限元分析及小规模临床试验验证后路椎弓根内固定联合双侧关节突关节及棘突间植骨能否预防胸腰段脊柱骨折伴椎间盘损伤术后晚期矫正角度丢失。与椎弓根内固定关节突关节融合模型相比，联合棘突间植骨融合加强后柱张力带结构，能够预防后凸畸形的发生。此种术式不适用于椎体骨折粉碎的病例(load-sharing score≥7)，棘突间植骨的融合率是不确定的，与术者关系密切。

4 结 语

椎间盘损伤对胸腰段脊柱骨折手术方式的选择及疗效的影响已逐渐引起临床医师的重视。目前受损的椎间盘病理改变及最终转归缺乏足够研究，如何处理受损的椎间盘仍存在争议。术前通过MRI评价椎间盘损伤程度具有重大意义，应将椎间盘损伤程度与胸腰段脊柱骨折分型结合起来综合评价，建立一套新的评价标准，指导临床治疗。

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(本文编辑：赵丽洁)

2014-03-12；

2014-04-01

河北省卫生厅医学科学研究重点课题(zd2013032)

邹岩(1986-)，男，河北保定人，河北医科大学第三医院医学硕士研究生，从事创伤骨科疾病诊治研究。

*通讯作者。E-mail：wpcheng999@hotmail.com

R683.2

A

1007-3205(2014)12-1475-05

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.12.042