经皮椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折的中期疗效

王京亮，万 磊，皮安平，辛志强，于宝新，王剑文，潘 锰，郑泉鑫

临床研究

经皮椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折的中期疗效

王京亮，万 磊，皮安平，辛志强，于宝新，王剑文，潘 锰，郑泉鑫

目的评价经皮椎弓根钉固定治疗胸腰椎骨折的中期疗效。方法回顾性分析2012年7月至2014年7月广州市正骨医院收治、随访资料完整的95例无神经损伤胸腰椎骨折手术患者的临床资料，根据术式的不同分为微创组和传统组，其中微创组采用经皮空心椎弓根钉固定（n=50），传统组采用传统开放椎弓根钉固定（n=45）。对两组患者术后3 d、3个月及末次随访影像学指标、腰背痛视觉模拟量表（VAS）评分、Oswestry功能障碍指数（ODI）及并发症进行比较。结果95例患者获得30～48个月随访，平均随访时间（40±8）个月。两组患者手术前后椎体前缘高度、矢状位后凸Cobb角、椎管内骨块占位率比较，差异均有统计学差异（P＜0.05）；但同一时间点两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。微创组在术后早期疼痛缓解、功能恢复程度方面优于传统组，但末次随访时两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。微创组断钉2例、骨折复位丢失6例、置钉不良1例，传统组感染3例、神经损伤1例、骨折复位丢失2例、置钉不良5例，两组总体并发症发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），但微创组置钉优良率、骨折复位丢失率均高于传统组（P＜0.05）。结论经皮椎弓根螺钉内固定创伤小，可明显缓解患者术后早期疼痛症状，恢复胸腰椎功能，中期疗效与传统开放手术相近；内固定断裂、骨折复位丢失是术后常见并发症，应采取针对性预防措施。

脊柱骨折；胸椎；腰椎；骨折固定术，内；椎弓根螺钉；外科手术，微创性

椎弓根钉内固定技术是治疗胸腰椎骨折成熟有效的方法，但传统开放术式需要广泛剥离软组织，手术时间长，出血量多，易导致患者术后残留腰背疼痛及功能障碍[1-2]。微创经皮空心椎弓根钉固定具有创伤小、出血量少、对腰背肌肉损伤小、术后恢复快、住院时间短等优点，特别是医源性损伤程度明显低于传统开放手术[3-4]。许多文献报道其短期临床效果良好，但有关中期疗效的研究较少。我院收集2012年7月至2014年7月采用微创和传统开放手术治疗的120例无神经损伤的胸腰椎骨折患者的临床资料，对其中95例随访资料完整者进行回顾性比较研究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 病例选择标准 纳入标准：①胸腰椎单节段骨折；②根据AO分型为A型骨折且无明显神经损伤症状；③伴机械性不稳。排除标准：病理性骨折、开放性骨折、陈旧性骨折，伴明显骨质疏松、胸腰椎畸形者。

1.1.2 分组 本组患者95例，均在外伤后1周内入院。其中微创组50例，采用经皮空心椎弓根钉固定；传统组45例，采用传统开放椎弓根钉固定。两组患者性别、年龄、伤程、受伤原因、AO分型等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

1.1.3 内固定器械 微创组采用的微创经皮空心椎弓根钉系统（上海锐植医疗器械公司）由空心可折U形椎弓根钉、连接棒及安装配套器械等组成。其椎弓根钉螺钉部外径5.0～7.0 mm，长35～65 mm，中有直径2 mm内孔，螺钉顶部U形开口；配套安装器械有软组织扩张开口器、手椎、打口器、角形持棒器、抗扭撑开器等。传统开放手术器械采用国产GSS-Ⅳ椎弓根钉系统（江苏欣荣博尔特公司）。

1.2 手术方法

微创组患者全麻后俯卧于可透视X线的手术床上，胸腰段保持过伸位。透视下确定骨折节段上下相邻两个椎骨4个椎弓根的开口部位，并以划线笔在皮肤上作出标记。常规消毒铺巾，在皮肤标记处分别作4个1.5 cm纵形切口。切开皮肤及深筋膜，沿肌纤维间隙至椎弓根开口部。透视下用手椎由椎弓根椭圆形影外缘即横突根部中点开口，矢状位保持与终板平行，冠状位向内倾斜8°～10°，沿椎弓根方向轻轻钻入椎体。于手椎中放入导针，X线透视确认导针的位置、方向和深度，放入扩张器、开口器，丝攻攻口，探针确定钉道四壁完整后，将尺寸合适的空心椎弓根钉套入导针拧入。直视下调整椎弓根钉的U形开口方向，通过椎旁肌深层置入预弯好的连接捧，采用抗扭撑开器行前柱撑开、后柱加压以复位骨折、矫正后凸，然后拧紧固定螺帽，折断椎弓根钉尾可折断部分，缝合切口，切口不放引流。传统组采用传统开放手术方法[1-2]。

表1 微创组和传统组患者术前一般情况比较（s）

表1 微创组和传统组患者术前一般情况比较（s）

组别 例数 年龄/岁 伤程/d女50 45受伤原因/例坠落伤微创组传统组检验统计量P值性别/例男30 28 χ2=0.049 0.824 20 17 38±10 38±9 t=0.000 1.000 5.6±2.6 6.5±2.3 t=1.779 0.079 97交通伤13 12摔伤28 26 A3 17 15 χ2=0.101 0.079 AO分型/例A1 33 30 χ2=0.005 0.945

1.3 观察指标

术后3 d开始在腰围保护下下床行走，术后12～24个月取出内固定系统。术后3 d进行X线片和CT检查，术后3个月、末次随访时复查X线片，观察两组患者椎体前缘高度、矢状位后凸Cobb角、椎管内骨块占位率等影像学指标，采用视觉模拟量表（visual analogue scale，VAS）评分[5]、 Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index，ODI）[6]分别评估患者术后腰背痛改善及功能恢复情况，同时记录术后并发症。

1.4 统计学方法

采用SPSS 13.0软件进行数据的统计学处理。计量数据以均数±标准差（x-±s）表示，计数资料以率表示，采用卡方检验进行比较。多组比较采用重复测量的方差分析，组间两两比较采用SNK-q检验；两组比较采用两独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

95例患者获得30～48个月随访，平均随访时间（40±8）个月。如表2所示，两组患者术后各时间点椎体前缘高度、矢状位后凸Cobb角、椎管内骨块占位率等影像学指标均明显优于术前，手术前后比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；微创组术后不同时相点各影像学指标的改善程度与开放手术组相似（P＞0.05）。微创组术后早期疼痛缓解、功能恢复程度优于传统组（P＜0.05），但末次随访时两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。两组均无顽固性腰背痛病例。典型病例见图1。

表2 微创组和传统组患者手术前后影像学指标比较（s）

椎体前缘高度/%椎管内骨块占位率/%时相点t值P值t值P值t值P值术前术后3 d术后3个月末次随访F值P值微创组（n=50）68±7 93±5 93±5 90±6 216.300 0.000传统组（n=45）67±9 93±6 94±6 92±4 180.710 0.000 0.182 -0.606 -0.594 -1.504 0.856 0.546 0.554 0.136 Cobb角/°微创组（n=50）20.2±3.5 4.2±1.2 4.5±1.3 5.6±1.8 643.490 0.000传统组（n=45）21.0±4.3 3.7±1.4 4.2±1.6 5.1±1.6 491.220 0.000 -1.018 1.894 1.271 1.191 0.312 0.061 0.207 0.237微创组（n=50）21.0±3.8 4.3±2.9 4.3±3.0 5.3±2.4 354.920 0.000传统组（n=45）21.8±3.9 3.8±1.6 4.0±1.6 5.4±1.6 599.190 0.000 -1.331 1.091 0.666 0.236 0.301 0.279 0.507 0.814

并发症方面，两组总体并发症发生率无显著性差异（微创组18%vs传统组24%，χ2=1.752，P= 0.421）。其中微创组断钉2例、骨折复位丢失6例、置钉不良1例，无术后感染及神经损伤病例；传统组螺钉位置不佳5例、螺钉突破椎弓根内壁产生神经根刺激症状1例、复位丢失2例、感染3例，其中2例浅表性感染加强换药后治愈，1例迟发型深部感染患者行内固定物取出、彻底清创、灌洗引流后治愈。进一步对比各并发症，微创组置钉优良率优于传统组（98%vs 89%，χ2=5.212，P=0.044），复位丢失率高于传统组（12%vs 4%，χ2=6.781，P=0.035）；两组断钉率比较，差异无统计学意义（4%vs 0，χ2=0.652，P=0.321）。

表3 微创组和传统组患者手术前后VAS评分、ODI比较（x-±s，分）

图1 经皮空心椎弓根钉固定治疗L1椎体爆裂性骨折手术前后影像学图片（女，44岁）1A术前腰椎侧位X线片示L1椎体压缩1/2以上 1B术后3 d复查X线片示骨折复位良好，局部后凸矫正，伤椎椎体高度基本恢复正常 1C术后1年复查X线片示骨折愈合，矫正无明显丢失 1D术后2.5年复查X线片示内固定拆除后矫正无明显丢失 1E上图为术前冠状面CT扫描，提示椎管内骨块占位明显，局部后凸；下图为术后3 d伤椎冠状面CT扫描，示椎管内骨块大部分复位 1F左图为术前矢状面CT扫描，提示椎管内骨块占位占位明显，局部后凸；右图为术后3 d矢状面CT扫描，示术后椎管内骨块大部分复位，局部后凸矫正 1G术后3 d冠状面CT扫描显示经皮椎弓根钉置入位置良好，上图为T12椎体，下图为L2椎体

3 讨论

胸腰椎骨折是常见的脊柱骨折，传统治疗方式为后路切开复位椎弓根螺钉固定，但开放手术易导致腰背部僵硬无力、疼痛等症状，后经研究发现，这些症状的出现与术中广泛剥离多裂肌止点，以及长时间牵拉挤压造成术后肌肉纤维瘢痕化、肌肉失神经支配等改变有关[7]。经皮微创椎弓根钉固定技术的出现，减少了因传统开放置钉剥离肌肉所造成的医源性损伤，目前已越来越多地用于治疗无神经症状的胸腰椎骨折[8-9]。

3.1 经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折中期疗效

研究表明，微创经皮椎弓根螺钉内固定技术短期疗效满意，具有创伤小、恢复快、复位良好等优点[10]，但其中期疗效仍有待进一步研究。我们对采用该技术的50例患者进行平均40个月的中期随访，结果表明，微创治疗达到了与传统术式相似的影像学矫形效果，两组椎体前缘高度、矢状位后凸Cobb角、椎管内骨块占位率等影像学指标比较均无明显差异，这与文献报道基本一致[9]。临床疗效方面，微创组患者术后3个月内腰背部疼痛缓解、功能恢复程度明显优于传统组，但末次随访时二者差异不大。我们分析认为，术后早期传统开放性手术患者局部软组织损伤较大，肌肉瘢痕化、失神经支配明显，而微创组手术创伤小，较好地保留了神经、肌肉组织，故二者在VAS评分和ODI方面存在明显差异。但即使存在一定创伤，传统短节段固定术式所造成的局部创伤相对于全脊柱运动节段而言仍处于代偿范围之内，经过至少30个月的康复后，损伤区肌肉瘢痕化趋于稳定，周边正常肌肉组织代偿性增生，多数患者不适症状显著减弱，无明显功能障碍，因此两组中期疗效并无显著性差异。另外，从年龄上看，本组患者平均（38 ±10）岁，多为壮年，自身代偿能力较强，这也是中期疗效差别不大的另一个原因。对于年老体弱、代偿能力差的患者，微创组能否获得相当的中期疗效，仍有待进一步深入探讨。

3.2 经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎骨折并发症

微创经皮椎弓根钉固定手术的并发症主要包括：①手术操作相关并发症，如置钉位置不良、医源性神经损伤、感染等；②内固定物相关并发症，如内固定松动、断裂等；③其他并发症，如骨折复位丢失、慢性腰背疼痛等[11-12]。本研究中微创组总体并发症发生率为18%，传统组为24%，二者差异不大（P＞0.05）。其中微创组置钉优良率优于传统组（P＜0.05），骨折复位丢失率高于传统组（P＜0.05）。

3.2.1 置钉位置不良 传统组仅依靠直视下解剖标志定位，在骨折损伤状态下定位难度增加，难免会出现置钉位置欠佳的病例，另外传统置钉无导针引导，置钉过程中螺钉位置亦可能会偏离正确方向，尤其是对于骨量减少的患者。微创术式在这一方面独具优势，手术操作全程在X线透视监视下，采用经导针引导空心钉的方式，置钉准确性和安全性大为提升，本研究中微创组仅出现1例置钉不良，为早期病例，原因是导针偏离，未及时发现。

3.2.2 螺钉断裂 螺钉断裂是常见的内固定失败并发症，主要与内固定本身、手术操作及患者因素等有关。

3.2.2.1 椎弓根螺钉设计和工艺因素 如果椎弓根钉系统设计存在缺陷，螺钉刚度过大，缺乏弹性，则必然使应力集中，载荷分布不均匀，长期负荷下椎弓根钉会最终出现疲劳以致断裂。鉴于脊椎解剖学上的特殊性，椎体内松质骨较稀疏，椎弓根内松质骨较致密，故本研究中的经皮空心椎弓根系统采取椎体内为松质骨螺纹、椎弓根内为皮质骨螺纹的设计，理论上增加了螺钉把持力，降低了螺钉松动、脱出的风险，但这两种螺纹深度的不同也造成椎弓根螺钉根径上的落差，即两种螺纹交界处椎弓根根径突然由细变粗，出现刚度差异，因此导致该处应力集中，本研究所见的断钉即发生在此处。另外，螺钉强度与其横截面积呈正相关关系，椎弓根螺钉内有2 mm空洞，同等条件下强度较同根径实心螺钉低，因此建议在椎弓根直径允许范围内尽可能选用粗的螺钉。

3.2.2.2 内固定物取出时间 目前胸腰椎骨折的治疗多倾向于单纯固定，不做节段间融合，骨折上下节段存在微动，内固定所承担的载荷无法转移至脊柱本身，即使在脊椎骨折完全愈合后，椎弓根螺钉仍然需要继续承载负荷，疲劳折断的可能性增加。因此我们认为，胸腰椎骨折术后内固定时间不可过长，宜尽早取出内固定物。

此外，微创经皮空心椎弓根钉内固定治疗胸腰椎骨折，无法也没有必要行椎间植骨融合，事实上内植物仅起到“内固定支架”的作用，椎体骨折骨性愈合后其支架作用就已失去，从这个意义上讲，也应尽快去除内固定，尽早恢复脊椎正常的负重和运动功能。但是，骨折复位后椎体中央骨小梁塌陷仍无法复位，在骨质吸收、骨量丢失的内环境下形成椎体中央蛋壳样空洞（骨质疏松患者更为常见），从而降低了骨折愈合后的椎体强度，有导致椎体塌陷、骨折复位丢失、再骨折的可能，因此在拆钉之前建议行CT检查，了解蛋壳样空洞是否存在以及空洞的大小，评估其对椎体稳定的影响，如空洞较小、周边骨质足够强大、空洞不影响椎体稳定，则可尽早拆钉，否则建议适当延长拆钉时间。

3.2.2.3 患者因素 患者依从性是决定内固定效果的重要因素，如果患者依从性差，过早、过度负重，必然会增加内固定的载荷，引起内固定疲劳甚至断裂[13]。

本组资料2例断钉中一例为12岁青少年患者，伴有椎弓根发育不良，仅能置入直径5.0 mm的椎弓根螺钉，内固定强度受限；患者自控力较差，术后未严格制动，也是导致断钉的重要原因。另一病例为重体力劳动者，术后未及时拆钉（断钉发生在术后11个月、身体完全负重后5个月），并过大负重，使椎弓根螺钉长期过度负荷，加之前述的应力集中，最终导致断钉。

3.2.3 骨折复位丢失 相对于常规椎弓根钉，微创空心椎弓根钉固定术后患者骨折复位丢失率更高，且复位丢失多发生在负重行走到骨折完全愈合前的这段时间，这可能与空心椎弓根钉的生物力学性能有一定关系，空心椎弓根钉内有2 mm空洞，同等横截面积下空心椎弓根钉的刚度下降，弹性增加，对骨折上下节段微动的控制更差，负重状态下易发生弹性屈曲，载荷可传导到骨折椎体上并施加压缩力，导致骨折复位丢失，这或许是空心钉系统不可避免的短板，未来材料工艺的进步有希望弥补这一缺陷。

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Mid-term efficacy of percutaneous pedicle screw instrumentation for thoracolumbar fractures

WANG Jingliang,WAN Lei,PI Anping,XIN Zhiqiang,YU Baoxin,WANG Jianwen,PAN Meng,ZHENG Quanxin.DepartmentⅡ of Orthopaedics,Guangzhou Orthopaedics Hospital,Guangzhou,Guangdong 510045, China.

ObjectiveTo evaluate the mid-term outcome of percutaneous pedicle screw fixation for thoracolumbar fractures.MethodsClinical data of 95 patients suffered from thoracolumbar fractures without obvious neurologic deficits and then treated surgically in Guangzhou Orthopaedics Hospital from July 2012 to July 2014,were analyzed retrospectively.With complete follow-up data,they were divided into two groups according to different fixation methods:patients in minimally invasive surgery group underwent fixation by percutaneous hollow pedicle screw systems(n=50),and patients in conventional surgery group,by conventional transpedicular screw systems(n=45).At 3 d,3 months after surgery and the latest follow-up,radiological indicators,back pain visual analogue scale(VAS)score,Oswestry disability index(ODI)as well as complicationswere compared between two groups.ResultsAll patients were followed up for 30 to 48 months,with an average of(40±8)months.There were significant differences between preoperative and postoperative anterior vertebral body height,sagittal Cobb angle and narrowing rate of vertebral canal in both groups(P＜0.05),however,at the same timepoint,there were no significant differences between two groups(P＞0.05).At 3 d and 3 months after the surgery,VAS score and ODI in minimally invasive group were improved obviously compared with the conventional group,but no statistical differences were found between two groups at the final follow-up.As for complications,there were 2 cases of pedicle screw breakage,6 of fracture reduction loss,1 of poor screw placement in minimally invasive group,and 3 cases of infection,1 of nerve injury,2 of fracture reduction loss, 5 of poor screw placement in conventional group.No statistical differences of total complication rate were observed in two groups(P＞0.05);while excellent and good rate of screw placement,and the rate of fracture reduction loss in minimally invasive group were all higher than those in conventional group(P＜0.05).ConclusionBeing a minimally invasive method to treat thoracolumbar fracture,percutaneous pedicle screw fixation which obviously relieve back pain symptom and restore thoracolumbar functions during early postoperative period,could obtain similar mid-term effects compared to conventional open surgery.Fixator breakage and fracture reduction loss are common complications,specific prevention measures should be taken.

Spinal fractures;Thoracic vertebrae;Lumbar vertebrae;Fracture fixation,internal;Pedicle screw;Surgical procedures,minimally invasive

R683.2，R687.32

：A

：1674-666X(2017)01-017-07

2017-01-05；

2017-02-02）

（本文编辑：白朝晖）

10.3969/j.issn.1674-666X.2017.01.003

510045广州市正骨医院骨二科

E-mail：wangjl7929@163.com