胸腰椎结核手术内固定方法及节段的选择

王骞 施建党 王自立



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胸腰椎结核手术内固定方法及节段的选择

王骞 施建党 王自立

在目前临床上胸腰椎脊柱结核重建手术中，对于固定方法及固定节段的选择较为混乱，存在内固定及融合范围过长的局面。长节段固定、融合虽可获得坚强的固定，但牺牲了更多的脊柱运动功能。作者对胸腰椎结核手术融合、内固定的适应证、操作方法及优缺点进行了论述，提出来一些看法，试图抛砖引玉，以期引起读者对此问题的关注。

胸椎； 腰椎； 结核, 脊柱； 脊柱融合术； 外科手术, 选择性； 方案评价

随着对脊柱外科治疗研究的进步，现代脊柱结核手术治疗的四大目的也愈加明确，其包括了治愈脊柱病灶、重建脊柱稳定性、恢复脊髓功能及早日康复[1-2]。传统理论的脊柱结核的治疗目的侧重于治愈结核病灶，但随着现代脊柱外科的快速进展及人们对脊柱运动功能恢复的高度关切，对脊柱结核治疗的其余三大目的愈加重视[3-5]。在治愈结核、稳定性重建、脊髓功能恢复的基础上，如何最大程度地保留脊柱的运动功能被人们所重视。

在脊柱结核彻底病灶清除、椎管减压、畸形矫正、植骨融合、器械内固定的5种系列手术方法中[6]， 器械内固定、植骨融合是重建脊柱稳定性的重要组成部分。然而，重建手术中固定方法及固定节段的选择在临床较为混乱，尚无统一共识。其中最突出的问题是对活动期胸腰椎结核的固定、融合节段过长。大多数学者采用的方法是除进行病变运动单元间的固定外，还固定多个正常的运动单元。长节段固定、融合虽可获得坚强的固定，但牺牲了更多的脊柱运动功能[7]。合理选择胸腰椎固定、融合的手术范围，既可达到可靠的脊柱稳定性重建的目的，又能尽量保留脊柱的正常运动功能。

目前，胸腰椎结核的手术方式，包括单纯前路、单纯后路、前后路联合的方式，每种手术方式均包括上述5种系列手术方法[6,8-10]。而对于具体的内固定、融合可选择的方法,常有以下3种：(1)长节段固定、病椎间融合；(2)短节段固定、病椎间融合；(3)病椎间融合、固定。在临床上各有其优缺点及适应证，应根据不同临床病理表现合理选择。

长节段固定、病椎间融合

长节段固定是指跨越病椎上、下各2个及2个以上运动单元的固定方法[11]。 病椎间融合系指仅对病变运动单元的融合，包括了后路后外侧病椎间融合与前路椎体间病椎间融合。常用于后路内固定的患者，偶可用于前路椎体间的长节段固定。

一、 长节段固定、病椎间融合手术的适应证

长节段固定、病椎间融合手术的适应证包括：(1)骨病治愈型与骨病静止型胸腰椎结核伴严重后凸畸形需行截骨矫正者[12]。(2)活动期胸、腰椎结核严重后凸畸形矫形困难者[13]。(3)附件结核破坏严重，无法行病椎后路内固定者。(4)严重骨质疏松者。

二、不建议行长节段固定、病椎间融合手术的患者

不建议行长节段固定、病椎间融合手术的患者包括：(1)术中通过体位、手法、器械复位基本达到要求者。(2)前路内固定。当病椎严重破坏，钉-板系统无法在病椎上置钉时，钛板需跨越数节病椎而置于两端的正常椎体。如跨越4个以上运动单元固定，钛板的中间部分无置钉设计，故固定极不牢靠；前路钉-棒系统虽可在固定范围内的每一个椎体上置钉，但如固定范围太长，会增加因剥离节段长、连续结扎节段血管多等操作所带来的严重并发症[14-15]。

三、长节段固定、病椎间融合的手术方法

手术方法包括病椎置钉、相邻正常脊椎置钉、病椎间植骨等。病椎置钉固定可增加内固定的强度。

1. 病变脊椎置钉：(1)前路长节段内固定。前路长节段固定极不可靠，不推荐使用。(2)后路长节段内固定。脊柱结核的附件未遭破坏或破坏轻微，可完成病椎椎弓根钉-棒系统内固定；当椎弓根松质完好时，直接置入椎弓根螺钉；若椎弓根完好，而所对应的椎体在病灶清除后缺损较大，可选用长度仅达缺损边缘的短椎弓根螺钉固定[16-18]。

2. 相邻正常脊椎置钉：正常脊椎置钉均位于相邻病椎上、下2个及2个以上的正常脊椎，即上、下各跨越2个及2个以上的正常运动单元。

3. 病椎间植骨：对于长节段固定者，植骨融合仅在病椎间进行，正常运动单元不需融合。(1)前方病椎间植骨融合：在彻底病灶清除后，修整病椎间的植骨床骨面。植骨采用含三面皮质的自体髂骨，因其优良的骨愈合和支撑能力故为首选。植骨中要注意使植骨块紧密镶嵌于植骨区并加压固定。(2)后外侧植骨融合：长节段固定术中如果行后路显露，则同时行后外侧病椎间植骨融合。

四、长节段固定的优缺点

优点在于稳定性强，支撑强度高，固定更为牢固，且在维持椎体高度、减少固定失败及预防畸形发生等方面均有明显效果[19]。长节段固定的缺点在于手术时间长、出血多，内固定器械操作复杂，内固定材料费用高。牺牲了病椎上、下各2个及2个以上正常运动单元的运动功能。固定节段过长还会造成邻近节段的退行性变，导致脊柱固定融合后邻近节段病变[19]。生物力学研究表明，融合、固定节段越长，邻近节段活动和椎间盘应力随之增大，更加容易引起邻近节段退变[19-20]。而且，固定节段越多，术后出现内固定物断裂、脱出的风险也增大。

短节段固定、病椎间融合

短节段固定是指器械内固定的范围仅局限于病椎上、下各一个正常运动单元[21]。此方法目前在胸腰椎骨折的治疗中应用最广，在脊柱结核的手术中亦有应用[22-24]。

一、短节段固定、病椎间融合的手术适应证

与后文所述单节段手术及病椎间手术的适应证基本相同。但如存在下列情况，则可以采用短节段固定、病椎间融合手术。(1)适宜单节段手术、病椎间手术的患者，但因骨质条件所限，无法在病椎植入内植物，且不适合于长节段固定的患者。(2)单节段手术、病椎间手术植入内植物失败者。(3)胸椎由于T1～T10脊椎与肋骨、胸骨形成桶状结构，其弹性回缩特性导致在畸形较为严重时矫形、固定效果较腰椎差，可于病椎相邻的上、下端正常脊椎进行固定，以增加固定强度。

二、不建议行短节段固定、病椎间融合手术的患者

不建议行短节段固定、病椎间融合手术的患者：(1)可应用单节段手术的患者，尽可能不要牺牲过多的脊柱正常运动功能。如具备单节段手术、病椎间手术适应证的T10～S1结核患者等。(2)必须采用长节段固定的患者，如截骨矫形的患者，必须提供坚强的内固定。

三、短节段固定、病椎间融合手术的方法

同样包括病椎植入内植物、相邻正常椎体置钉、病椎间支撑植骨等内容。

1. 病变脊椎置钉：(1)前路短节段内固定。钉-板系统跨越了1个病变运动单元和2个正常运动单元。(2)后路短节段内固定，同长节段部分。

2. 相邻正常脊椎置钉：置钉均限于相邻病椎及上、下各1个正常脊椎。

3. 病椎间支撑植骨：短节段融合固定手术也要完成前路病椎间和后路后外侧的植骨融合。

四、短节段固定、病椎间融合的优缺点

1. 短节段固定、病椎间融合的优点：首先，与长节段固定、病椎间融合比较，在固定效果相似的情况下，避免了过多牺牲正常的脊柱功能单位，减少了对患者脊柱运动功能更多的限制。其次，避免或减少了长节段固定容易出现的断钉、断棒的风险。

2. 短节段固定、病椎间融合手术的不足：对于需行截骨矫形的患者其固定效果难以满足要求；与下述单节段固定、融合的方法比较，此术式仍然更多地限制了脊柱的正常运动功能。

单节段手术与病椎间手术

根据Gotzen等[25]最早提出的治疗椎体压缩性骨折的“单节段固定”方法，以及之后其他学者[26-27]和本研究组[28-29]的临床与生物力学研究结果，笔者提出了单节段手术的概念；系指对于单节段的胸腰椎结核仅在病变节段内施行脊柱结核的5种系列手术方法，即单节段彻底病灶清除、减压、矫正、植骨、内固定，简称为单节段手术。病椎间手术，系指按照单节段手术的方法，对于连续多节段或非连续多节段胸腰椎结核施行病变侵及节段的彻底病灶清除、植骨、固定、减压、矫形，手术操作不涉及相邻的正常运动单元，简称为病椎间手术。其实单节段手术是病椎间手术的方法之一。

一、单节段手术、病椎间手术的必要性与可行性

1.必要性：与病椎间手术相比，短节段固定与长节段固定手术分别牺牲了2个和4个以上的正常运动单元，脊柱的运动功能受限、活动范围变小。固定节段越长，相应的邻近运动单元代偿性运动越明显，邻近节段的应力越集中，椎间盘的压力随之增大，从而加速邻近节段的退变[7]。固定节段延长，手术时间延长，术中出血量增加；增加固定节段，所用内固定材料成倍增加，患者经济负担也成倍增加；随之假关节发生率增高，术后出现内固定断裂、松动的风险更大；长节段固定还可能因为内固定的应力遮挡产生悬挂效应，不利于植骨块的早期融合，植骨块吸收、移位、骨折风险增加[16]；内固定物松动及断裂的概率增加。从外科治疗以恢复脊柱的解剖结构和运动功能的目的考虑，单节段手术、病椎间手术显然是更为精准、合理的方法。该手术不必牺牲正常的运动单位，最大限度地保留了脊柱的运动功能，创伤较小、操作简单，减轻了患者经济负担，符合微创、经济的医疗原则。

2.可行性：病椎间手术能否满足脊柱稳定性和载荷要求，国内外学者对此进行了基础[30-31]和临床研究[32-34]。在后柱结构完整的前提下，单节段固定不仅满足了脊柱稳定性和载荷要求，而且单节段固定的钉-棒系统载荷小于短节段固定，有利于减少内固定的相关并发症。研究证实前、中柱支撑植骨可明显降低内固定的载荷，配合椎弓根螺钉固定可使局部稳定性、载荷能力增强；病灶清除后残留椎体约为正常椎体高度的1/3时，短椎弓根钉同样有效[16]。病椎间手术在理论及临床上均为可行。

二、单节段手术、病椎间手术的适应证

病椎间手术与短节段手术比较，后者仅于病椎相邻的上、下脊椎各多固定了1个正常运动单元，因而病椎间手术的适应证与短节段手术的适应证十分相近。包括: (1)术中可矫正畸形的活动性胸腰椎结核。(2)椎弓根未被结核病灶侵及或破坏较轻者。基础研究表明，椎弓根螺钉可提供60%的抗拔出力强度，可以满足稳定性重建的需求。若椎弓根严重破坏，则不能够提供足够的抗拔出力强度。(3)病椎上、下终板基本完好的患者，或病灶清除后的剩余椎体骨质条件较好，能施行可靠的支撑植骨。(4)脊椎骨质条件良好，可提供牢靠的固定及支撑植骨条件。(5)T1～T10单节段手术的矫形、固定的效果略逊于T10～S1的效果，短节段固定与单节段固定均可选用。

三、单节段手术、病椎间手术的方法

遵循的原则是病灶多少、清除多少；清除多少、融合多少；融合多少、固定多少。即手术操作范围限于病变累及的椎体和椎间盘，不必牺牲正常椎体和椎间盘。

1. 内固定方法的选择：包括前路、后路及后前联合入路等3种手术方式。

(1)前路内固定：当预计彻底病灶清除后残余椎体高度>2/3时，可行单纯前路手术，在病灶清除、植骨后，可同期完成前路钉-板系统内固定。当需多个节段连续固定时，前路钉-板系统固定1～3个运动单元比较可靠。

(2)后路椎弓根螺钉内固定：当预计彻底病灶清除后残余椎体高度为1/3～2/3时，前路钉-板系统则无法置入，此时可行后路常规椎弓根螺钉内固定。具体手术方式与方法同前述短节段固定手术。

(3)后路短椎弓根螺钉内固定：当预计彻底病灶清除后残余椎体高度为1/3时，由于前路椎体已无法进行内固定；如行后路常规椎弓根螺钉内固定，螺钉的前端势必裸露在缺损区内，需要选用长度为25～35 mm的短椎弓根螺钉固定。

(4)横连杆的应用：横连杆可增强单节段椎弓根钉-棒系统固定后脊柱的抗扭转应力，降低后方关节突应力，保护关节突关节，从而增强脊柱的轴向稳定性[35]，故病椎间手术必须使用横连杆。

2. 跳跃性结核的病椎间手术方法:当跳跃性结核病变节段之间间隔一个正常椎间隙时，可将正常椎间隙连续固定。当跳跃性结核病变节段之间间隔2个或2个以上正常椎间隙时，可对每一个病变节段分别行单节段手术或病椎间手术，正常运动单元不固定、不融合。

3. 病椎间支撑植骨：病椎间支撑植骨方法同长节段或短节段固定部分。需同时行后外侧植骨融合。

四、病椎间手术的优缺点

病椎间手术仅在病变节段进行手术，其除了具备短节段植骨融合及内固定的所有优点外，较短节段融合固定手术更能以最小的创伤获得最大的疗效。不足之处是：病椎上、下终板破坏致不完整者则无法采用此术式，因为支撑植骨需有牢靠的植骨床，如果植骨床薄弱易导致终板骨折，植骨失败。另外，严重骨质疏松的患者，不仅椎弓根螺钉或椎体钉的把持力明显减弱、内固定失败率增加，而且支撑植骨易发生下陷，不适宜采用病椎间手术。最后，对于活动期脊柱结核后凸畸形矫形困难、骨病治愈型和骨病静止型结核伴后凸畸形、需行截骨矫形的患者不适于采用此术式。

总之，笔者针对目前国内外脊柱结核手术治疗中内固定范围过长的混乱局面，对胸腰椎结核融合、内固定的适应证及操作方法和优缺点进行了介绍。试图抛砖引玉，以期引起读者对此问题的关注。笔者认为，在保证病灶清除彻底、脊柱稳定性重建可靠的前提下，应尽量缩小融合、固定节段，尽量地减小手术的范围。

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(本文编辑：薛爱华)

The selection of internal fixation method and segments for thoracic and lumbar spinal tuberculosis

WANGQian*,SHIJian-dang,WANGZi-li.

*TheMedicineSchoolofSouthernFloridaUniversity,Tampa33612,USA

SHIJian-dang,Email:shi_jiandang@163.com

Nowadays, the selection of internal fixation method and fixed segments are chaotic in the reconstruction of thoracic and lumbar spinal tuberculosis. The range of internal fixation and fusion were extent more. Long segment fixation and fusion can make fixation stronger, but lost more spinal motor function. Thus, this paper discussed the range of fusion and internal fixation for thoracolumbar spinal tuberculosis including indications, operation procedures and advantages and disadvantages, in order to arouse the readers’ attention on this question.

Thoracic vertebrae； Lumbar vertebrae； Tuberculosis, spinal； Spinal fusion； Surgical procedures, elective； Program evaluation

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.04.004

宁夏回族自治区科2013科技惠民计划(201304)

33612 坦帕，美国南佛罗里达大学药学院(王骞)；宁夏医科大学总医院脊柱外科(施建党、王自立)

施建党， Email: shi_jiandang@163.com

2017-01-28)