植入物与Halo-vest内外固定联合治疗下颈椎骨折脱位

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.35.021

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (35): 6351-6356.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.35.021

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植入物与Halo-vest内外固定联合治疗下颈椎骨折脱位

姚关锋，王新家，罗滨，王伟东，曾机灿

汕头大学医学院第二附属医院骨科，广东省汕头市 515041

收稿日期:2013-06-14 修回日期:2013-07-25 出版日期:2013-08-27 发布日期:2013-08-27
作者简介:姚关锋☆，男，1976年生，广东省梅州市人，汉族，2007年汕头大学医学院学校毕业，博士，副主任医师，主要从事脊柱脊髓损伤研究。 yaoguanfeng@21cn.com
基金资助:
高校博士点专项科研基金新教师类(20124402120004)；汕头市科技计划项目(E201100393)

Combined therapy of implants internal fixation and Halo-vest external fixation for the treatment of subaxial cervical fracture-dislocation

Yao Guan-feng, Wang Xin-jia, Luo Bin, Wang Wei-dong, Zeng Ji-can

Department of Orthopedics, the Second Affiliated Hospital of Shantou University Medical College, Shantou 515041, Guangdong Province, China

Received:2013-06-14 Revised:2013-07-25 Online:2013-08-27 Published:2013-08-27
About author:Yao Guan-feng☆, M.D., Associate chief physician, Department of Orthopedics, the Second Affiliated Hospital of Shantou University Medical College, Shantou 515041, Guangdong Province, China yaoguanfeng@21cn.com
Supported by:
New Teacher Special Scentific Research Fund for Doctoral Program of Universities, No.20124402120004*; Shantou Science and Technology Planning Project, No.E201100393*

摘要/Abstract

摘要：

背景：对于外伤性下颈椎骨折脱位及脊髓损伤，选择何种治疗方式目前尚存争议。
目的：评价植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用治疗下颈椎骨折脱位后稳定性的临床效果。
方法：回顾分析汕头大学医学院第二附属医院骨科2009年1月至2011年12月收治下颈椎骨折脱位的17例患者，男13例，女4例，年龄21-65岁，平均年龄41.6岁，高处坠落伤6例，重物压砸伤3例，道路交通伤8例，伤后入院时间2 h-5 d，平均2.5 d，所有患者均在局麻下行Halo-vest外固定，然后逐步撑开，在复位情况下，行前路减压植骨、钛板螺钉内固定，通过Frankel分级与影像学检查评价治疗效果。
结果与结论：所有患者获得随访，随访12-24个月，平均15.4个月，常规X射线正侧位片显示骨折脱位均复位，恢复颈椎的正常序列及生理弧度，CT显示植骨融合，未发现内固定断裂及松动，按Frankel分级，显效(降低2级)5例，有效(降低1级)10例，无效2例。植入物与Halo-vest内外固定联合对下颈椎骨折脱位失稳固定的效果不仅安全可靠，并且能更好的恢复脊柱的矢状位对线。

关键词: 骨与关节植入物, 骨与关节学术探讨, 颈椎骨折, 骨折脱位, 前后路, 椎弓根螺钉, 内固定, Halo-vest外固定, Halo-vest支架, 脊柱植入物, 骨性融合, 生物力学, 并发症, 其他基金

Abstract:

BACKGROUND: There is controversial in choosing the treatment method for the treatment of traumatic subaxial cervical fracture-dislocation and spinal cord injury.
OBJECTIVE: To evaluate the clinical effect of implant internal fixation and Halo-vest external fixation on the stability after treatment of subaxial cervical fracture-dislocation.
METHODS: A retrospective analysis was conducted on 17 patients with subaxial cervical fracture-dislocation in the Department of Orthopedics, the Second Affiliated Hospital of Shantou University Medical College between January 2009 to December 2011, including 13 male patients and 4 female patients, the age was ranged from 21-65 years, average 41.6 years. There were six cases of high falling injury, three cases of crush injury and eight cases of traffic accident injury. The hospitalization time after injury was 2 hours to 5 days, average 2.5 days. All the patients received Halo-vest external fixation under local anesthesia, then distraction gradually, and received anterior decompression graft and titanium screw fixation under reduction. The treatment effect was evaluated through Frankel classification and imaging examination.
RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed-up for 12-24 months, average 15.4 months. Normal anteraposterior X-ray film showed fracture reduction, the cervical vertebra restored to the normal sequence and physiological curvature; CT showed graft fusion without internal fixation fracture and loosing; according to Frankel classification, marked effect (decreased for 2 grade) in five cases, effective (decreased for 1 grade) in 10 cases, and ineffective in two cases. Implant internal fixation combined with Halo-vest external fixation is safe and reliable in the instability fixation of subaxial cervical fracture-dislocation, and can better restore the spinal sagittal alignment.

Key words: bone and joint implants, academic discussion of bone and joint, cervical fracture, fracture and dislocation, anterior and posterior approach, pedicle screw, fixation, Halo-vest external fixation, Halo-vest stent, spinal implants, bony fusion, biomechanics, complications, other grants-supported paper

中图分类号:

R318

姚关锋，王新家，罗滨，王伟东，曾机灿. 植入物与Halo-vest内外固定联合治疗下颈椎骨折脱位[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(35): 6351-6356.

Yao Guan-feng, Wang Xin-jia, Luo Bin, Wang Wei-dong, Zeng Ji-can. Combined therapy of implants internal fixation and Halo-vest external fixation for the treatment of subaxial cervical fracture-dislocation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(35): 6351-6356.

图/表（结果） 1

2.1 相关研究资料的获取 检索CNKI数据库和SCI数据库的方法获取相关文献^[12-13]。检索时间范围1990至2012年，检索词为“颈椎骨折(cervical spine fracture)；骨折脱位(fracture dislocation)；相关因素(related factors)；内固定(fixation)；椎弓根螺钉固定(pedicle screw fixation)；骨性融合(osseous fusion)；Halo-vest外固定(Halo-vest immobilization)；Halo-vest支架(Halo-vest bracket)；生物力学(biomechanics) ；并发症(complication)”，检索出相关文献37篇，其中CNKI数据库文献21篇，学术期刊15篇，学位论文4篇，会议论文2篇。SCI数据库文献16篇。按设定主题要求，纳入研究文献共24篇^[14-37]。

2.2 入选标准 ①研究的主题包括植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用治疗下颈椎骨折脱位的临床病例分析、与单纯应用治疗下颈椎骨折脱位进行比较等。检索的文献中排除与研究主题无关的文献5篇。②研究所撰写的文章类型包括原著、实验分析及病例分析等。检索文献中排除综述类文章4篇。③同一实验项目，且为同一组实验人员进行的研究，定为重复研究文献，选取其中1篇进行深入分析。

2.3 质量评估分析植入物内固定治疗下颈椎骨折脱位入路方式的选择^[14-17]；内固定稳定性的生物力学研究^[18-21]；应用单纯植入物内固定治疗下颈椎骨折脱位的并发症^[22-29]；Halo-vest支架具有的生物力学优势^[30-32]；单纯应用Halo-vest外固定的并发症及处理措施^[33]；植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用治疗下颈椎骨折脱位的优点与不足^[34-37]。

2.4 植入物内固定治疗下颈椎骨折脱位

2.4.1 植入物内固定治疗方式的选择目前的方法主要有前路、后路及前后路联合治疗3种。2000年，Ordonez等^[14]通过研究，认为前路植入物内固定操作简便，可充分减除前方压迫，实现前柱稳定，但无法减除来自后方的压迫和不稳定，如果发生关节突交锁则无法完全复位。2001年，Do等^[15]认为后路植入物内固定复位率高、固定可靠，但无法解决椎间盘破裂突出对脊髓的压迫。2008年，王新光等^[16]探讨下颈椎骨折脱位伤合并脊髓损伤的植入物内固定入路选择及疗效分析，将植入物内固定治疗的56例下颈椎骨折脱位合并脊髓损伤患者的临床资料，按照入路不同分为前路组、后路组、前后路联合组。植入物内固定后获6-49个月随访，95.4%的患者于植骨后12周获骨性融合，全部患者植骨均于植骨后半年获骨性融合。治疗后颈椎椎间高度、生理曲度无丢失，前路组3例发生螺钉松动。因此，认为采用前路、后路或前后路联合植入物内固定治疗下颈椎骨折脱位均能达到良好的解剖复位，保持椎体稳定，促进神经功能恢复，治疗后疗效跟植入物内固定入路无必然联系，植入物内固定的入路主要取决于损伤机制及分型。2010年，张海波等^[17]总结前后路联合减压复位内固定治疗难复性下颈椎外伤性滑脱伴关节突交锁的临床经验和疗效，所有患者均获得良好骨性融合，不完全性脊髓损伤患者均有不同程度的恢复，Frankel分级恢复一级者23例，恢复二级者8例，无变化者3例。

2.4.2 下颈椎骨折脱位内固定稳定性的生物力学变化对于颈椎失稳的治疗，为避免潜在的影响神经功能症状的异常作用力的反复产生，导致脊柱后畸形、危害相邻运动节段，因此，维持脊柱的矢状位全面的平衡，恢复脊柱的稳定性和减少脊髓或神经受压成为临床治疗的基本目标。利用内固定植骨融合尽早的重建颈椎的稳定是目前常用的治疗方法。内固定治疗克服了保守治疗后不能提供即刻稳定性的缺点，有利于植骨融合^[18]。1994年，Kotani等^[19]经过生物力学测试证明，对于颈椎三柱损伤如爆裂性骨折，经后路椎弓根螺钉内固定的固定效果最好，而且椎弓根螺钉在多节段固定时抗旋转和伸展力的作用最强，具有保守治疗无可替代的固定优势。内固定治疗不仅可解剖恢复颈椎的结构，还可彻底解除脊髓前后双方的压迫，弥补因单纯外固定造成的不足，促进患者脊髓功能的恢复^[20]。2004年，吴叶等^[21]比较采用头颈胸石膏外固定和颈椎前路内固定治疗下颈椎不稳屈曲骨折患者的治疗结果。对45例下颈椎不稳屈曲骨折患者随访两三年，其中24例用头颈胸石膏外固定，21例行颈椎前路内固定，通过调查表格对患者的治疗结果进行分析，拍片检查患者骨折愈合及颈椎后突畸形程度，结果两组患者治疗后的症状和体征及患者对治疗结果的满意程度没有明显的差异，骨折处均完全愈合，外固定组颈椎平均后突畸形的角度是12.6°，而前路内固定组为4.2°，两组之间比较差异有非常显著性意义(P < 0.001)。因此，内固定可以安全而有效的治疗颈椎不稳定性骨折，既可以提供颈椎的即刻稳定性，有能更好的恢复脊柱的矢状位对线，而且不影响影像学检查。

2.4.3 下颈椎骨折脱位后单纯植入物内固定治疗的并发症植入物内固定治疗下颈椎骨折、脱位技术发展较晚，虽然相对较成熟，但仍存在一系列并发症，治疗中的并发症主要为螺钉置入的偏差，螺钉多穿破外侧壁，有损伤椎动脉的危险^[22]。下颈椎损伤的经前路植入物内固定并发症主要包括喉返神经损伤，植骨块塌陷、脱落，钢板或螺钉断裂松动及其引起的食管瘘、椎间高度丢失、植骨不融合等^[23-24]。后路植入物内固定并发症主要是由于侧块螺钉或椎弓根定向不准而导致椎动脉、脊髓、神经根损伤。前后路联合应用的并发症包括切口感染及肺部感染在内的术后感染等。目前，由于前路带锁钢板的应用，植骨不融合及植骨块塌陷等并发症已大大减少。

Abumi等^[25]报告并发症的发生率为6.7%，但患者发生临床症状的很少，主要是由于椎动脉周围有静脉窦包绕存在缓冲空间，受压后可向横突孔外侧移位，因此螺钉“胀破”外侧壁时是安全的^[26]，很多学者认为椎动脉损伤会导致灾难性的后果^[27]，如动静脉瘘、假性动脉瘤、迟发出血、血栓、脑出血等并发症甚至死亡。为减少螺钉偏差的发生，除精确定位外，螺钉的选择也很重要，螺钉越粗置钉时螺钉的可变化角度越小，发生风险的几率增加，因此在保证螺钉可靠的抗拔出力基础上，尽量选择直径较细的螺钉，有报道3.5 mm和2.7 mm直径的螺钉抗拔出力没有差别^[28]。除此之外，应注意密切观察全身情况，加强监测和护理，谨防低钠血症、呼吸系统并发症等危及生命^[29]。

2.5 Halo-vest外固定架治疗下颈椎骨折脱位 Halo-vest外固定目前在国内外已广泛应用于各种类型颈椎不稳定的治疗中。此装置可迅速给患者安装，安装后患者的颈部受到三维的准确固定，具有固定、牵引与调节颈椎伸屈的功能，从而达到使骨折脱位复位、固定的目的。Halo-vest外固定与内固定比较，丁惠强等^[30]研究结果发现，Halo-vest外固定相对内固定组简单，治疗时间短，治疗费用少。

Halo-vest支架具有的生物力学优势：临床上可以把颈椎的运动分为屈曲、侧屈、旋转3种主要方向。如果出现颈椎的伤病，要求外固定装置能够在三维方向上起到稳定颈椎的目的，防止出现继发性神经损害。Halo-vest支架是目前惟一可在三维平面上维持颈椎有效稳定的外固定支具^[31]。并且可以通过支撑杆连接胸廓上的背夹和固定于可伸屈的头颅的头环，因而兼具牵引、固定及调整伸屈功能。由颈椎研究学会研究的一项颈椎支具制动力学比较表中可看到与其它颈椎支具颈围的限制颈椎各项运动比较中发现，Halo-vest支架具可控制96%的矢状面及侧屈运动、99%的轴向运动，是各种颈部制动装置中最有效的。外固定不仅需要能使骨折面密合对线，对位好，而且要求有足够大的从应力刺激，Halo-vest支架能达到这个要求。在颈椎伤病的处理过程中，Halo-vest支架能有效地解决颈椎伤病患者受伤后的急诊转运、治疗前、治疗中及治疗后颈椎的稳定问题，利于残存脊髓神经功能的恢复、椎间植骨的融合、脊柱骨折的愈合、感染的控制。另外，Halo-vest支架系统除了与其它颈椎支具对比所具有的生物力学优势外，患者可佩戴该支具下地行走，能有效的减少卧床并发症的发生。

虽有各种颈椎支具用于颈椎的稳定，但不同设计对颈椎运动的控制有很大不同，特别表现在对下颈椎的运动控制。有研究表明，许多定形的支具均缺乏颈椎运动的充分控制。2001年，Vieweg等^[32]分析Halo-vest治疗682例不同类型的颈椎损伤，进行35个相关研究表明Halo-vest对颈椎失稳有良好的固定效果。虽然Halo-vest会引起一些并发症，但多与操作不当有关，Halo-vest尽管没有达到100%稳定，与其它支具相比，仍是颈椎失稳保守治疗的一种有效方法。

单纯应用Halo-vest外固定易出现的并发症： Halo-vest外固定的并发症包括螺钉松动、钉道感染、钉孔处疼痛、背部压疮、额部瘢痕、神经损伤、吞咽困难、脑脊液漏等^[33]。

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引言

下颈椎骨折脱位后脊柱稳定性受到严重破坏，脊髓损伤较重，损伤平面往往在颈椎骨折脱位平面以上，常影响患者的呼吸功能，甚至危及患者的生命^[1]。Halo-vest外固定架又称头环背心，1959年，由Nickel等^[2]首先应用对脊髓灰质炎患者的颈椎融合进行了外固定。目前在国内外已广泛应用于各种类型颈椎不稳定的治疗^[3-4]。Halo-vest外固定架装置应用于临床后成为颈髓损伤安全、有效、实用、易行的治疗方法。该装置已成为固定不稳定颈椎的最常用的手段。安装后患者的颈部受到三维的准确固定，是目前惟一在三维平面上维持有效稳定的外固定支具^[5]。该固定架通过几个支柱相连，使颈椎得以稳定，其牵引和固定作用较以往的牵引固定装置有显著的优越性，无需切开头皮和行颅骨钻孔，而且颅钉尖刺入颅骨外板不易活动，患者不会感到不适，也减少了下颈椎骨折脱位患者的感染的机会^[6-7]。但它也有不足之处，如对下颈椎固定效果不如上颈椎稳定，生理曲度恢复不够理想，特别是C₅和C₆、C₆和C₇复位时有困难，其他并发症，如固定颅钉的松动、进钉点的感染、复位的丢失、吞咽困难、疼痛、硬脑膜穿孔、神经损伤、头环下皮肤损伤和患者的不耐受等问题^[8]。

2010年，杨挺等^[9]认为Halo-vest外固定系统除了与其他颈椎支具对比所具有的生物力学优势外，其更重要的一个优势是能够将复杂的病情处理简单化，经济社会学效益最大化。通过Halo-vest外固定后，前路植骨块及内固定取出，后路植骨融合，患者既能达到颈椎即刻稳定性，又能减少治疗风险，最终达到稳定地融合目的。在颈椎伤病处理过程中，如何将植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用，是目前下颈椎骨折脱位治疗方法临床研究的一个主要方面。

文章对汕头大学医学院第二附属医院骨科2009年1月至2011年12月收治下颈椎骨折脱位的17例患者，通过植入物与Halo-vest内外固定联合治疗患者进行效果分析，并与以往单纯应用内固定、外固定治疗下颈椎骨折脱位文献进行比较，探讨了植入物与Halo-vest内外固定联合治疗下颈椎骨折脱位的价值。

材料方法

1.1 病例资料 选取2009年1月至2011年12月，汕头大学医学院第二附属医院骨科收治下颈椎骨折脱位的17例患者，其中男13例，女4例；年龄21-65岁，平均41.6岁。致伤原因：高处坠落伤6例，重物压砸伤3例，道路交通伤8例，全部为急性损伤，根据Frankel分级^[10]，见表1，A级4例，B级5例，C级5例，D级3例。伤后入院时间2 h-5 d，平均2.5 d。

1.2 材料 ①外固定Halo-vest支架，又叫做头颈胸外固定支架(北京惠慈医疗用品开发有限责任公司)；分为大、中、小号，以适应不同头围、胸围的患者。其头环和连接杆为铝合金，4枚颅骨固定螺钉为不锈钢制品。背心为塑料制品，内衬厚5 mm的海绵。②内固定植入物为山东威高骨材料有限公司颈椎前路钢板系统。

1.3 治疗方法

1.3.1 内固定植入物麻醉均采用气管插管全麻，仰卧位，切口为右侧颈前横切口，长度为5.0-6.0 cm，行椎体次全切除减压或脱位单节段椎间盘切除，选取合适融合器或钛笼，植骨、置入椎间隙融合。选择适当内固定钛板置于椎前，于钛板上下端松质骨螺钉固定。C型臂治疗中确认内固定物位置良好，锁定螺钉。切口内置入细胶管引流一条，外接引流袋计量。冲洗切口后，逐层缝合切口。内固定后分别给予甲基泼尼松龙80 mg/d、抗生素预防感染，静滴3 d。同时给予胃黏膜保护剂、脱水剂等对症治疗；治疗后24 h引流量少于50 mL予拔除引流管。治疗后常规复查颈椎正侧位X射线片和CT片，了解内固定装置的位置，以1例道路交通伤致C₆-C₇骨折脱位的60岁男患者的X射线片为例，见图1。治疗后3 d开始在颈托保护下下地适度活动。

1.3.2 外固定Halo-vest支架治疗方法患者取仰卧位，用颈托临时固定颈部，助手扶持患者头部及Halo环，保持正确位置，常规消毒，局部浸润麻醉起效后，用4枚颅骨固定螺钉将头环固定于颅骨外板上，前部螺钉分别在两侧眉弓外1/3上缘1 cm处固定，后缘螺钉应与前方螺钉呈对角线位置，相当于耳后1 cm处固定，颅钉固定完毕后，拧紧螺器，使颅钉锁紧，颅钉的紧度以头环不能再移动，患者感到头颅有明显紧箍感为止，以环的四周距头一指间距为宜，由助手将头颅环套在颅骨最大直径以下。把安装好的背心和支撑杆与头环连接一体，先将背心后页置于背后，放好前页，用尼龙带把两页固定牢固，通过旋转螺旋扣、肩带、胸带和背带，将Halo环与背心相连，调整松紧螺旋扣和使颈部牵引制动于预期的位置，以达到充分的牵引和制动^[11]。安装Halo-vest架完毕后，逐步撑开， X射线片观察复位情况，以1例道路交通伤致颈C₆-C₇骨折脱位的60岁女患者的X射线片为例，见图2，3。

1.4 治疗结果 治疗后随访12-24个月，平均15.4个月。治疗后及随访分别复查颈椎正侧位X射线片及CT片，显示所有病例内固定位置良好，未发现内固定断裂、松动、脱出等并发症，按Frankel分级，治疗前及治疗后末次随访时神经功能Frankel分级结果，见表2。

讨论

下颈椎骨折脱位阶段大多合并椎间盘损伤或突出，导致脊髓受压或脊髓损伤；颈椎高度及生理曲度有不同程度丧失。严重的下颈椎骨折脱位不仅影响脊髓功能，甚至危及生命，因此治疗应以彻底减压、恢复颈椎序列和生理曲度及重建颈椎稳定性为基本原则^[34-35]。文章中病例采用植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用治疗下颈椎骨折脱位取得良好效果，但同时不可否定存在不足之处。

3.1 植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用的生物力学特点 首先Halo-vest外固定操作相对简单，容易撑开复位，能早期维持损伤节段稳定性，解除颈脊髓压迫，避免神经功能的进一步损伤；其次是固定后容易护理，能避免长期卧床导致的并发症；再次下颈椎骨折脱位患者，在Halo-vest支架撑开复位情况下，往往只需单纯前路植入物内固定，能大大减轻前后路手术带来的创伤，促进患者治疗后恢复。二者联合应用治疗下颈椎不稳可使损伤节段获得早期稳定，有利于脊髓功能恢复，方便治疗后护理和功能锻炼，临床疗效满意。因此，根据颈椎损伤机制、损伤部位及类型采取个体化治疗方案是成功的关键。

3.2 植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用的不足 文章中病例对下颈椎骨折脱位的患者，采用Halo-vest支架撑开复位联合单纯前路减压内固定取得不错的疗效，但也有存在不少并发症，值得注意，如颅钉松动、钉孔感染、压疮和肺部感染等^[36]。Sears等^[37]文章曾报道闭合Halo-vest撑开复位使破裂的椎间盘进一步突入椎管，加重患者脊髓损伤。所以为尽量克服Halo-vest复位联合单纯前路减压内固定治疗的不足，应熟练掌握其操作要点，在安装、撑开复位过程中及术后注意严密观察患者神经功能变化情况。

综上所述，对比其他作者报道的临床数据，在治疗颈椎骨折脱位，尤其是下颈椎的骨折脱位和合并有其他严重合并症或多发性损伤方面，植入物内固定与Halo-vest外固定联合应用有一定的优势。此种治疗方式植入物时间短、治疗中出血量少，能减轻外科治疗带来的创伤，促进患者治疗后恢复。

植入物与Halo-vest内外固定联合治疗下颈椎骨折脱位

Combined therapy of implants internal fixation and Halo-vest external fixation for the treatment of subaxial cervical fracture-dislocation

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