单侧腰椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与双侧固定的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.09.008

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (9): 1571-1578.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.09.008

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单侧腰椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与双侧固定的比较

薛剑¹，靳安民²，孙小平¹，王延斌¹，谢伟勇¹

1武警广东总队医院骨科，广东省广州市 510507
2南方医科大学珠江医院骨科，广东省广州市 510282

收稿日期:2012-12-08 修回日期:2013-01-10 出版日期:2013-02-26 发布日期:2013-02-26
通讯作者: 靳安民，硕士，主任医师，南方医科大学珠江医院骨科，广东省广州市 510282 jinanmin@yahoo.com
作者简介:薛剑☆，男，1978 年生，广西壮族自治区梧州市人，汉族，博士，主要从事脊柱外科的研究。 gdwjxj@163.com

Clinical outcomes of unilateral lumbar pedicle screw combined with translamina facet screw fixation versus bilateral fixation

Xue Jian¹, Jin An-min², Sun Xiao-ping¹, Wang Yan-bin¹, Xie Wei-yong¹

1 Department of Orthopedics, Wu Jing Zong Dui Hospital of Guangdong Province, Guangzhou 510507, Guangdong Province, China
2 Department of Orthopedics, Zhujiang Hospital of Southern Medical University, Guangzhou 510282, Guangdong Province, China

Received:2012-12-08 Revised:2013-01-10 Online:2013-02-26 Published:2013-02-26
Contact: Jin An-min, Master, Chief physician, Department of Orthopedics, Zhujiang Hospital of Southern Medical University, Guangzhou 510282, Guangdong Province, China jinanmin@yahoo.com
About author:Xue Jian☆, Doctor, Department of Orthopedics, Wu Jing Zong Dui Hospital of Guangdong Province, Guangzhou 510507, Guangdong Province, China gdwjxj@163.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：经椎板关节突关节螺钉固定、椎间植骨融合治疗脊柱疾患是一种独特的固定方法，可用于退变性腰椎的融合。
目的：比较采用微创经腰椎间孔椎体融合联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定治疗下腰痛疾病的临床效果。
方法：纳入2010年6月至2012年6月于武警广东总队医院就诊的腰椎间盘突出伴腰椎轻度不稳患者49例，均采用后路减压椎间融合器植骨内固定治疗。其中24例采用微创经椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定，25例采用常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定，比较两种固定方法的临床疗效。
结果与结论：两种固定方法术后椎体融合率、日本矫形外科协会评分及疼痛目测类比评分改善率差异均无显著性意义(P > 0.05)。可见对无严重不稳的单节段退变性腰椎疾病患者，两种治疗方法的效果相当，均能有效提高椎间融合率，使小关节稳定，解除临床症状，门诊随访满意。但采用微创经椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定的患者手术切口长度、手术时间、术中出血量、术后切口引流液量明显减少(P < 0.05)，说明该方法具有创伤小、操作简单的优势。

关键词: 骨关节植入物, 脊柱植入物, 椎板关节突螺钉, 椎弓根螺钉, 内固定, 椎间融合, 经椎间孔椎体间融合术, 后路腰椎体间融合术, 退行性腰椎疾病, 省级基金, 骨关节植入物图片文章

Abstract:

BACKGROUND: The translaminar facet joint screw fixation and interbody fusion in the treatment of spinal disorders is a unique fixation method which can be used for degenerative lumbar spinal fusion.
OBJECTIVE: To observe the clinical effect of the minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion combined with unilateral lumbar pedicle screw and translamina facet screw fixation versus conventional posterior lumbar interbody fusion combined with bilateral pedicle screw fixation for the treatment of low back pain.
METHODS: Forty-nine patients had lumbar disc herniation with lumbar spinal mild instability were selected from Wu Jing Zong Dui Hospital of Guangdong Province between June 2010 and June 2012. All the patients were treated with posterior decompression and interbody fusion and internal fixation. Among the 49 patients, 24 patients were treated with minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion combined with unilateral lumbar pedicle screw and translamina facet screw fixation, and 25 patients were treated with conventional posterior lumbar interbody fusion combined with bilateral pedicle screws fixation. The clinical effects of the two methods above were compared.
RESULTS AND CONCLUSION: There were no significant differences of vertebral fusion rate, Japanese Orthopedic Association score and visual analogue scale score between two groups (P > 0.05). These two approaches had similar clinical outcomes for single-level lumbar degenerative disorders with no instability. These two methods could effectively improve intervertebral fusion rate, make the small joint stability, relieve clinical symptoms and make outpatient follow-up satisfaction. In addition the incision length, operative time, intraoperative blood loss, postoperative incision drainage of minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion combined with unilateral lumbar pedicle screw and translamina facet screw fixation technology were significantly reduced (_P< 0.05), and it indicated that the method had the advantages of small trauma and simple operation.

Key words: bone and joint implants, spinal implants, translamina facet screw, pedicle screws, fixation, intervertebral fusion, transforaminal lumbar interbody fusion, posterior lumbar interbody fusion, degenerative lumbar disease, provincial grants-supported paper, photographs-containing paper of bone and joint implants

中图分类号:

R318

薛剑，靳安民，孙小平，王延斌，谢伟勇. 单侧腰椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与双侧固定的比较[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(9): 1571-1578.

Xue Jian, Jin An-min, Sun Xiao-ping, Wang Yan-bin, Xie Wei-yong. Clinical outcomes of unilateral lumbar pedicle screw combined with translamina facet screw fixation versus bilateral fixation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(9): 1571-1578.

图/表（结果） 6

2.1 研究对象数量分析 研究共纳入49例患者，治疗后均进行电话和门诊随访，全部获得满意随访，随访时间6-24个月，所有患者均进入结果分析。

2.2 基线资料 将纳入的49例患者按内固定方法不同分为微创组和常规组，经比较发现，两组的性别、年龄、损伤节段等差异无显著性意义(P > 0.05)，见表1。

2.3 经内固定治疗后下腰痛疾病患者的恢复情况 两组患者切口均一期愈合，未发生切口感染。全部病例固定后症状均减轻，生活质量提高，6-12个月后，门诊复查腰椎平片或腰椎CT，提示椎间融合，椎间融合器无移位、沉降，内固定物无松动、断裂及拔出。治疗后12个月随访时，微创组和常规组患者椎体融合率均达100%，获得满意效果。

2.4 经内固定治疗后下腰痛疾病患者临床症状及疼痛程度的改善情况 分别于治疗前、治疗后1周及治疗后6个月应用日本矫形外科协会评分及疼痛目测类比评分对患者的临床症状及疼痛程度进行评价，结果发现与治疗前比较，两组患者治疗后1周及治疗后6个月时日本矫形外科协会评分明显增高(P < 0.05)，疼痛目测类比评分明显降低(P < 0.05)；但治疗前、治疗后及治疗后6个月两组间日本矫形外科协会评分及疼痛目测类比评分差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2，3。

2.5 两组患者手术切口长度、手术时间、出血量、术后引流量的比较 研究结果显示微创组患者的术中切口长度3.0-3.5 cm、手术时间53-87 min、术中出血量210-400 mL、术后引流量50-180 mL。而常规组患者的术中切口长度8.2-12.0 cm、手术时间90-150 min、术中出血量450-1 200 mL、术后引流量250-600 mL。两组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，见表4。可见微创经椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定治疗具有创伤小，减轻患者痛苦的有点。

2.6 不良反应 内固定治疗后两组均未见明显的不良反应，无植入物宿主反应。

2.7 典型病例分析 病例1，男，35岁，因腰痛伴右下肢麻痛1年就诊，经门诊牵引理疗及相关药物治疗6个月，症状无明显缓解。入院查腰椎MRI示L4-5椎间盘退变向右后突出，神经根受压明显，腰椎前屈、后伸应力侧位片可见腰椎轻度不稳；治疗前日本矫形外科协会评分7分，疼痛目测类比评分8分。患者采用传统开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定治疗，治疗后1周复查腰椎正侧位X射线片。治疗后日本矫形外科协会评分24分，疼痛目测类比评分3分。治疗后12个月随访时，日本矫形外科协会评分28分，疼痛目测类比评分2分，复查腰椎平片可见椎间融合好，见图3。

病例2，男，38岁，因左下肢麻痛9个月就诊，不能久坐久站，保守治疗6个月后症状反复，影响生活及工作。入院查腰椎MRI示L4-5椎间盘退变向左后突出，神经根受压明显，腰椎X射线检查显示轻度不稳，治疗前日本矫形外科协会评分7分，疼痛目测类比评分8分。患者采用微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定治疗，治疗后1周复查腰椎正侧位X射线片。治疗后日本矫形外科协会评分23分，疼痛目测类比评分2分。治疗后6个月随访时，日本矫形外科协会评分28分，疼痛目测类比评分2分，12个月复查腰椎平片可见椎间融合好，见图4。

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引言

材料方法

对象和方法
设计：回顾性临床对照。
时间及地点：于2010年6月至2012年6月在武警广东总队医院完成。
对象：为2010年6月至2012年6月于武警广东总队医院就诊的并采用后路减压椎间融合器植骨内固定治疗的下腰痛疾病患者。
诊断标准：患者均经腰椎X射线片、过伸过屈位片和MRI检查明确诊断。目前对下腰椎不稳的诊断标准主要依靠临床症状和体征及影像学改变。前屈位X射线片相邻椎体前后移位>8%(L₄-₅)或>6%(L₅-S₁)，后伸时相邻椎体前后移位>9%或L₃-₅节段前后位移>3 mm，_L5-S₁前后位移>5 mm或终板成角落>10°，即提示腰椎不稳。
纳入标准：患者均有较严重的下腰部疼痛和(或)下肢神经症状，均为腰椎间盘突出伴腰椎轻度不稳患者。患者均摄腰椎正、侧位及腰椎过伸、过屈动力侧位及左右斜位X射线片，腰椎病变部位予CT及MRI检查，所有患者均在医师指导下非手术治疗6个月以上症状未见明显好转(或反复)的，且症状体征与影像学相符。
排除标准：①合并有不能耐受手术的严重基础疾病者。②合并有其他脊柱疾患者，如肿瘤、结核、畸形等。③既往有椎间盘手术史者。
研究共纳入49例患者，其中男32例，女17例，年龄26-43岁，平均34.5岁，因单节段腰椎退变致腰椎间盘突出症，临床症状影响患者生活及工作，治疗后随访6-24个月。研究取得受试者的知情同意，符合《医疗机构管理条例》的相关要求。
内固定材料：治疗过程中选择的后路钛合金钉棒内固定系统及钛合金皮质骨螺钉均由江苏创生公司提供，椎间融合器由法国MEDICREA公司提供，见图1。

方法：将49例患者按随机排列表法分配为微创组(男16例，女8例)和常规组(男16例，女9例)。其中微创组采用微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧钉棒系统固定并椎板关节突螺钉固定进行治疗，常规组采用常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定进行治疗。
内固定方法：微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定方法：①体位与麻醉：全身麻醉或硬膜外麻醉下，患者取俯卧位，胸部及两髂嵴部垫软枕，腹部悬空。②术前定位：采用两针筒针头在C型臂X射线机透视下定位融合椎的患侧椎弓根双侧上关节突，然后用记号笔把椎弓根连线作标记。③手术方法：一般而言，沿标记线做切口 3.0 cm，切开皮肤及腰背筋膜，用器械公司的Tubel管道扩张显露单侧椎板、椎板间隙、黄韧带和关节突，小骨膜剥离器作局部骨膜下剥离，电凝止血后清除视野中软组织，此时可跟直视下操作一样常规置入椎弓根螺钉，用长柄窄骨刀凿除该侧下关节突及上关节突上内侧部分，将上位椎板下1/2、下位椎板上1/3切除，以实现对神经根管的充分减压，保留了棘间韧带、棘上韧带和大部分棘突基底部。显露椎间盘，纤维环的开窗处选择在硬膜囊的外缘，上、下神经根之间。一般将椎间隙撑开后，上神经根对操作影响不大，以棉片保护后将其略向上推开即可，下神经根多位于开窗处内、下侧，对该神经妥善保护是避免神经损伤的关键。依然选择上述开窗位置，尖刀沿椎体边缘由内向外切开纤维环，用逐级椎间绞刀清除椎间盘组织，最后终板刮刀清除软骨。充分冲洗椎间隙，将咬除骨块咬碎后填入椎间隙前缘并适当打压，斜向内侧置入1枚椎间融合器。冲洗清除骨碎屑，检查神经根减压情况。在X射线检查椎间融合器位置满意后椎弓根钉间需略加压后锁固。于棘突基底部中点进针，根据X射线片及CT片显示，确定进针角度，采用磨钻沿椎板板障缓慢向关节突方向推入，突破上下关节突，探针探查为骨道，测深后，拧入皮质骨螺钉固定上下关节突，在C型臂X射线机透视下确定螺钉位置及长度正确，见图2。
常规开放后路后路腰椎体间融合方法：采用全身麻醉，患者取俯卧位，取后正中切口，剥离骶棘肌，显露腰椎椎板及关节突，关节突截骨，咬除部分椎板，切除黄韧带。开窗显露硬膜囊及神经根，切除病变间隙椎间盘组织，彻底松解硬膜和神经根，刮除终板软骨，椎间隙打压植入咬掉的椎板及关节突松质骨粒。两侧置入4枚椎弓根螺钉，取剩余松质骨粒填充椎间融合器cage。斜向椎间隙置入后安装椎弓根螺钉连接杆适当加压使cage稳定于上下椎体间。

固定后处理：固定后常规应用抗生素(固定前30 min、固定后第1天)、激素、脱水剂等3-5 d，其间酌情减量。固定后第1，3，5天查血常规、血沉及C-反应蛋白。鼓励患者早期功能锻炼，行腰背肌肉功能锻炼，固定后5-7 d后支具保护下下地活动，支具保护3-6个月，期间继续进行腰背部肌群功能锻炼。
临床疗效评估：固定后3，6，12个月门诊复查，摄腰椎正侧位和过伸过屈侧位X射线片，必要时结合腰椎CT，了解骨融合及脊柱稳定性。融合率依据Suk等^[5]的融合判断方法。融合：融合节段有连续骨小梁通过，在动态位摄片上，节段间相对活动小于4 mm；可能融合：融合节段间未见有连续骨小梁通过，但在动态位摄片上，节段间相对活动小于4 mm；不融合：融合节段间有明显的间隙，动态位摄片上，节段间的活动大于4 mm。
分别于治疗前、治疗后1周及治疗后6个月采用日本矫形外科协会下腰痛评分系统及疼痛目测类比评分对患者的临床症状及疼痛程度进行评价^[6-7]。
日本矫形外科协会评分满分29分，主要从主观症状(下腰背痛、腿痛兼/或麻刺痛、步态)、临床体征(直腿抬高试验、感觉障碍、运动障碍)、日常活动受限度(平卧翻身、坐位、举重物、行走)及膀胱功能这4方面进行评估。日本矫形外科协会评分<10分，差；10-15分，中度；16-24分，良好；25-29分，优。
主要观察指标：两组患者手术切口长度、手术时间、出血量、术后引流量的比较；患者腰椎融合情况及日本矫形外科协会评分和疼痛目测类比评分的改善情况。
统计学分析：应用SPSS 13.0统计软件包进行分析。结果以x(_)±s表示，组间及组内不同时间点的比较采用t 检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

20世纪80年代经椎弓根螺钉固定技术出现，由于其适用范围广、固定强度大、节段稳定性好、植骨融合率高而获得广泛应用，特别是联合椎间融合器植骨的应用明显提高了其载荷强度，进一步提高了融合率和融合质量^[8-9]。同时，后路椎间融合术也成为治疗腰椎间盘突出症并腰椎不稳、腰椎滑脱症的经典手术^[10]。

Ebara等^[11]研究发现脊柱的稳定性会因腰椎间盘退变而降低，如果一个运动节段的稳定度在减压前定级为100%，在部分椎板关节突切除后则减为82%，在椎间盘切除后仅为65%。有效减压是腰椎间盘突出症并腰椎不稳外科治疗的关键，但是有效的减压会损失脊柱的稳定性，故内固定及植骨融合必不可少。虽然常规经后路椎间植骨融合并根据减压范围及腰椎稳定度采用椎间融合双侧椎弓根螺钉固定术能使腰椎获得即刻稳定性，但其大范围破坏了脊柱后方结构，对筋膜、肌肉、韧带及骨结构造成较大的医源性损伤。开放手术广泛剥离和牵拉椎旁肌肉导致肌肉失神经支配和萎缩，使融合病和腰椎术后综合征风险加大。Gejo等^[2]对80例腰椎术后患者进行躯干肌肉力量和MRI检查，发现椎旁肌肉损伤与术中牵拉时间直接相关，而且术后腰痛显著增加。

为解决这一问题产生了经腰椎间孔椎体融合固定方式，该方法由于仅需切除单侧小关节突，增加了椎体间的稳定性，同时又能避免对神经根和硬膜的损伤^[12-13]。Suk等^[14]在2000年报道了在腰椎融合中，单侧椎弓根螺钉固定与双侧椎弓根螺钉固定效果相当，但单侧固定的断钉率较双侧高(12.8% vs. 5%)。Chen等^[15]对猪新鲜脊柱标本研究后得出结论，单侧椎弓根螺钉固定结合单枚融合器固定可以提供足够的稳定和矫正脊柱的失稳，至于用单枚融合器还是双枚融合器，取决于术中脊柱结构破坏的情况。陈志明^[16]通过建立正常人L_3-5三维有限元模型并在模型上进行试验比较后认为，单侧椎弓根螺钉固定附加单枚融合器置入可以重建融合节段的稳定性，腰椎单侧椎弓根螺钉固定结合单枚融合器置入与双侧椎弓根螺钉固定加单枚融合器置入比较，二者在临床有效率、融合率及并发症发生率方面差别无显著性意义，临床应用是安全有效的。由于腰椎，尤其是下腰椎，在生物力学上的复杂性以及个体的差异性，其生物力学特点目前尚不能被任何一个模型准确客观地复制和表达出来^[17]，因而单侧行椎弓根螺钉固定，对侧采用经椎板螺钉固定，这样既可避免双侧暴露所造成创伤大，也可达到双侧力学上的平衡稳定效果。

关节突关节融合可增加脊柱抗旋转、抗剪力和抗张力或抗后柱分离作用，限制腰椎椎间的大部分活动。力学性能对比研究和临床应用均表明关节突关节融合对非创伤性腰骶融合来讲，其固定作用确实可靠，可以单独应用，也可以与各种腰椎融合结合应用，作为加强椎弓根螺钉内固定系统、椎体间融合术或横突间融合术的辅助手段。手术指征与结合椎弓根螺钉内固定系统的腰椎融合术相似^[18]，主要包括中央型腰椎管狭窄症、腰椎间盘病变、不需作提拉复位的退变性腰椎滑移或不稳。有学者通过生物力学实验证明了腰椎经椎板关节突螺钉固定的有效性^[19-20]。自此，经椎板关节突螺钉固定技术获得了较为广泛的临床应用，特别是联合椎间融合器植骨在下腰椎病变中的应用^[21-22]。

自2010年6月至2012年6月，课题组采用微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定治疗下腰痛疾病患者24例，手术入路从患侧多裂肌及间隙进入，利用Tubel管道扩张显露单侧椎板、椎板间隙、黄韧带和关节突，完成内固定物安置、椎管减压、髓核摘除、融合器置入。此法避免行竖脊肌剥离，减少术后医源性腰痛并发症的发生率。另25例采用双侧椎弓根螺钉固定，需剥离两侧竖脊肌，不仅软组织剥离程度和范围大，而且切口长度、手术时间、术中出血量和术后引流量均多于微创组。有研究表明，软组织剥离的范围与手术时间的长短是影响腰背肌恢复的重要因素，软组织的广泛剥离与手术时间的延长将增加腰椎术后并发症和加速邻近节段退变的风险^[23]。而生物力学测定也表明，单枚融合器斜向植入，即使双侧都有症状需要减压，也能最大程度保留非植入侧的后部结构。可采用更大长度的融合器，侧前方可植入较多骨粒，更多的融合器外植骨更有利于融合^[24]。

实验结果显示，两组术前、术后1周和术后6个月随访时日本矫形外科协会和疼痛目测类比评分差异均无显著性意义，说明采用微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与常规开放后路腰椎体间融合术联合双侧椎弓根螺钉固定治疗效果相当。术后6个月随访时，两组患者均未出现内固定移位、松动或断裂的现象，且获得了较好的椎间融合。

通过两组病例的对比并结合文献报道，发现虽然常规双侧椎弓根螺钉固定结合后路腰椎体间融合固定术后效果及融合率肯定，但创伤大，出血多，术后腰椎医源性疼痛明显。而微创经腰椎间孔椎体融合术联合单侧椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定具有切口小、创伤小、出血少、操作简单等优点，缩短了手术时间，其内固定效果与双侧椎弓根螺钉固定相近。因此，只要临床医师严格掌握手术指征，熟悉脊柱周围的三维解剖结构及有丰富的开放经腰椎间孔椎体融合术手术经验，该项技术很容易推广运用，较适合在大部分医院推广。

基金资助：广东省卫生厅医学科研基金项目(A2011453)。
作者贡献：实验设计为第一作者，实验实施和评估为第一、二、三、四、五作者，资料收集为第一作者。第一作者成文，第一、二作者审校，第一作者对文章负责。
利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。
伦理要求：患者均签署手术及内固定器材置入同意书，研究符合国务院颁布的《医疗机构管理条例》的相关规定。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。

单侧腰椎弓根螺钉及经椎板关节突螺钉固定与双侧固定的比较

Clinical outcomes of unilateral lumbar pedicle screw combined with translamina facet screw fixation versus bilateral fixation

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