Viper脊柱微创系统和椎弓根螺钉内固定修复胸腰椎压缩性骨折

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.44.007

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (44): 6583-6589.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.44.007

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Viper脊柱微创系统和椎弓根螺钉内固定修复胸腰椎压缩性骨折

徐建达¹，高益¹，赵洪¹，彭立波¹，郑冲¹，王斌¹，瞿玉兴¹，赵建宁²

¹常州市中医医院骨科，江苏省常州市 213003；²解放军南京军区南京总医院骨科，江苏省南京市 210012

修回日期:2016-08-07 出版日期:2016-10-28 发布日期:2016-10-28
通讯作者: 瞿玉兴，博士，主任医师，硕士生导师，常州市中医医院骨科，江苏省常州市 213003 赵建宁，博士，主任医师，博士生导师，解放军南京军区总医院骨科，江苏省南京市210012
作者简介:徐建达，男，1983年生，汉族，江苏省连云港市人，南方医科大学在读博士，主治医师，研究方向为脊柱外科。
基金资助:
江苏省临床医学科技专项基金(BL2012002)

Viper system and pedicle screw fixation for treating thoracolumbar compression fractures

Xu Jian-da¹, Gao Yi¹, Zhao Hong¹, Peng Li-bo¹, Zheng Chong¹, Wang Bin¹, Qu Yu-xing¹, Zhao Jian-ning²

¹Department of Orthopedics, Changzhou Traditional Chinese Medicine Hospital, Changzhou 213003, Jiangsu Province, China; ²Department of Orthopedics, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command of Chinese PLA, Nanjing 210012, Jiangsu Province, China

Revised:2016-08-07 Online:2016-10-28 Published:2016-10-28
Contact: Qu Yu-xing, M.D., Chief physician, Master’s supervisor, Department of Orthopedics, Changzhou Traditional Chinese Medicine Hospital, Changzhou 213003, Jiangsu Province, China Zhao Jian-ning, M.D., Chief physician, Doctoral supervisor, Department of Orthopedics, Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command of Chinese PLA, Nanjing 210012, Jiangsu Province, China
About author:Xu Jian-da, Studying for doctorate, Attending physician, Department of Orthopedics, Changzhou Traditional Chinese Medicine Hospital, Changzhou 213003, Jiangsu Province, China
Supported by:
the Clinical Medical Science and Technology Special Fund of Jiangsu Province, No. BL2012002

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

Viper脊柱微创系统：作为一套微创空心椎弓根固定系统，采用Ti6A14V钛合金材料，自身备有多种螺钉选择及棒的选择，具有直观、快速、肌肉创伤小的特点，由美国Depuy Spine Inc. 生产。

胸腰椎压缩性骨折：作为临床较为常见的脊柱骨折类型，往往出现因前屈应力造成椎体前柱压缩、后柱相对正常的改变，可伴有椎管内脊髓损伤等情况。对于此类疾病的治疗，早期多采用保守治疗，随诊解剖及生物力学的认识，当前多采用手术治疗。

摘要

背景：脊柱胸腰段作为应力的高度集中部位，往往容易出现椎体骨折。随着人们对脊柱生物力学及解剖结构知识的深入，脊柱后路切开复位椎弓根螺钉内固定已经获得临床医师的广泛接受。

目的：探讨Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折的临床疗效及安全性。

方法：收集2013年1月至2014年2月常州市中医医院骨科及解放军南京军区南京总医院收治胸腰椎压缩性骨折患者40例，根据患者植入物类型分为试验组(n=20)和对照组(n=20)，分别采用Viper脊柱微创系统和单纯开放椎弓根螺钉内固定治疗。

结果与结论：两组患者病椎均获得骨性愈合；试验组在手术时间及骨愈合时间比对照组短，且术中出血量比对照组少。两组患者治疗前后Cobb’s角、前缘高度百分比和楔变角接近，但内固定后12个月时试验组患者伤椎前缘高度百分比较对照组低。2组患者内固定后目测类比评分和Oswestry功能障碍指数均较内固定前明显改善，但试验组患者内固定后即刻目测类比评分和Oswestry功能障碍指数比对照组低。结果说明，与单存开放椎弓根螺钉内固定相比，Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折由脊柱结构恢复稳定和功能恢复较好的特点且不增加围手术期并发症。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

ORCID: 0000-0003-0824-9110(瞿玉兴)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 胸腰椎压缩性骨折, Viper脊柱微创系统, 脊柱内固定系统, 胸腰椎压缩性骨折, 伤椎前缘高度百分比, 伤椎后凸畸形角, 楔变角, Oswestry功能障碍指数

Abstract:

BACKGROUND: Thoracolumbar spine as highly concentrated stress, often prone to vertebral fractures. With the further development of the biomechanics and anatomical structure of the spine, posterior open reduction and internal fixation with pedicle screw has been widely accepted by clinicians.

OBJECTIVE: To explore the clinical results and safety of percutaneous pedicle screw fixation system (Viper system) used in thoracolumbar compression fractures.

METHODS: We retrospectively analyzed 40 patients with thoracolumbar compression fractures from Department of Orthopedics, Changzhou Traditional Chinese Medicine Hospital and Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command of Chinese PLA from January 2013 to February 2014. According to the type of graft, patients were randomly divided into experiment group and control group, with 20 patients in each group. They were respectively subjected to Viper percutaneous pedicle screw fixation system and open reduction and pedicle screw fixation.

RESULTS AND CONCLUSION: All vertebra got bone unions. Operative time and time to bone union were shorter in the experiment group than in the control group. Moreover, intraoperative blood loss was less in the experiment group than in the control group. Cobb’s angle, height percentage of leading edge and wedge angle were similar between the two groups. However, at 12 months after internal fixation, height percentage of leading edge was lower in the experiment group than in the control group. Visual Analogue Scale scores and Oswestry Disability Index were noticeably improved after fixation in both groups. Visual Analogue Scale scores and Oswestry Disability Index were lower in the experiment group than in the control group immediately after fixation. These results suggest that compared with open reduction and pedicle screw fixation, Viper percutaneous pedicle screw fixation system for thoracolumbar compression fractures can stably restore the structure and function of spine, and does not increase perioperative complications.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Internal Fixators, Fractures, Compression, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

徐建达，高益，赵洪，彭立波，郑冲，王斌，瞿玉兴，赵建宁. Viper脊柱微创系统和椎弓根螺钉内固定修复胸腰椎压缩性骨折[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(44): 6583-6589.

Xu Jian-da, Gao Yi, Zhao Hong, Peng Li-bo, Zheng Chong, Wang Bin, Qu Yu-xing, Zhao Jian-ning. Viper system and pedicle screw fixation for treating thoracolumbar compression fractures[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(44): 6583-6589.

图/表（结果） 4

2.1 患者数量分析 所有患者均获得完整的临床随访。两组患者在年龄、性别、受伤原因及受伤节段方面差异无显著性意义(P > 0.05；表1)，具有临床可比性。试验流程见图1。

2.2 影像学结果 两组患者治疗前后伤椎Cobb’s角、前缘高度百分比、楔变角差异无显著性意义(P > 0.05)，表明Viper脊柱微创系统可以达到传统切开复位内固定同样的预后结果。但内固定后12个月时，试验组患者伤椎前缘高度百分比较对照组低(P=0.041)，而Cobb’s角和前缘高度百分比接近(P > 0.05；表2)。

2.3 目测类比评分及Oswestry功能障碍指数两组患者内固定后目测类比评分和Oswestry功能障碍指数较内固定前明显改善(P < 0.05)，但内固定后即刻试验组患者目测类比评分和Oswestry功能障碍指数比对照组低(P < 0.05；表3)，提示Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折后即刻症状改善较对照组好。

2.4 手术情况 与对照组相比，试验组手术时间及骨愈合时间较短(P < 0.05)，且术中出血量较少(P < 0.05；表4)。2组患者内固定后伤椎均获得了骨性愈合及伤口的I期愈合。

2.5 典型病例 患者1，男，45岁，因跌伤致腰部疼痛入院，诊断为L₂椎体压缩性骨折，行Viper脊柱微创系统治疗(图2)，术后椎体Cobb’s角、前缘高度百分比、楔变角均未出现明显丢失。

患者2，男，46岁，因跌伤致腰部疼痛入院，诊断为L₁椎体压缩性骨折，行脊柱内固定系统治疗(图3)，术后椎体Cobb’s角、前缘高度百分比、楔变角均未出现明显丢失。

2.6 不良反应 整个随访过程中未发现明显的螺钉松动、退钉及相关感染的情况。

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引言

脊柱胸腰段处于活动范围较大的腰椎和相对固定的胸椎间的移行衔接部位，同时还是小关节面移行转换方向的部位。脊柱胸腰段往往处于应力的高度集中状态，因而容易发生椎体骨折^[1]。

对于胸腰椎压缩性骨折，传统上主要采取绝对卧床休息、手法整复、佩戴相关固定器械等方法进行治疗，这些方法也在一定时期内取得了一定的疗效^[2-3]。但由于胸腰椎压缩性骨折患者需要长期卧床，而这会导致骨质疏松的加重及相关肌肉的萎缩，同时增加卧床相关并发症发生的可能，导致不良预后^[4-5]。

随着人们对脊柱生物力学及解剖结构知识的深入，脊柱后路切开复位椎弓根螺钉内固定方法已经获得临床医师的广泛接受，其具有固定确切可靠以及恢复保持椎体高度等优点，避免保守治疗所出现的长期卧床并发症^[6-7]，但也有创伤大、住院时间较长的缺点^[8]。但有研究认为脊柱后路手术往往伴有椎旁肌、筋膜及韧带的广泛剥离，加之术中需要长时间牵拉肌肉组织，术后容易出现椎旁肌的缺血性坏死及失神经支配，引起脊柱前屈力量减弱及椎体的不稳，患者后期往往出现腰背部肌无力及疼痛等并发症，严重影响患者的活动能力^[9]。

近年来随着脊柱微创技术及相关手术器械的进步及普及，脊柱微创理念逐渐被接受，微创治疗技术自身的创伤小、恢复快等特点得以进一步凸显，为临床医师的治疗提供了新的选择^[10-11]。贺瑞等^[12]通过解剖学研究发现胸腰段脊神经后支于椎间孔外由脊神经发出内侧支，跨过横突跟部，绕过小关节突外缘，到乳突与副突间的骨纤维管，呈树状分布，支配同一平面骶棘肌内侧束、小关节、棘突、棘间韧带。外侧支沿横突上缘自骶棘肌深面向下、外、背侧行走，支配骶棘肌的中间份和外侧份，这为脊柱微创治疗提供了很好的解剖学基础。微创治疗借助影像学系统，准确引导椎弓根螺钉经皮植入，基本保留原有脊柱正常解剖结构，避免了医源性软组织及骨性解剖结构的损伤，为患者术后快速康复及早期下地活动提供了强有力的保证。张文志等^[13]通过对比研究认为经皮椎弓更螺钉固定技术可以显著减少胸腰椎压缩性骨折患者术中、术后的出血量，减轻了患者术后的疼痛症状，获得了良好的临床效果。

试验结合2013年1月至2014年2月常州市中医医院骨科及解放军南京军区南京总医院收治胸腰椎压缩性骨折患者40例，探讨Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折的临床疗效及安全性。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计 同期非随机临床试验。

1.2 时间及地点 试验于2013年1月至2014年2月在常州市中医医院骨科及解放军南京军区南京总医院骨科完成。

1.3 对象 收集2013年1月至2014年2月在常州市中医医院骨科及解放军南京军区南京总医院骨科收治胸腰椎压缩性骨折患者。

纳入标准：①单节段胸腰椎压缩性骨折^[14]；②新鲜骨折；③AO分型A型骨折^[15]；④愿意完成随访调查。

排除标准：①多节段胸腰椎压缩性骨折者；②陈旧性骨折；③合并严重脏器损伤；④病理性骨折；⑤明显精神疾患无法完成随访者。

最终获得40例患者，其中男28例，女12例；年龄29-54(37±14)岁；受伤原因：坠落伤15例，交通意外19例，其他6例；受伤节段：T₁₁ 1例，T₁₂ 18例，L₁ 14例，L₂ 7例。所有患者均签署知情同意书，试验方案得到常州市中医医院医院伦理道德委员会批准。根据患者植入物类型分为试验组(n=20)和对照组(n=20)。

1.4 材料 脊柱内固定系统购自常州市康辉医疗器械有限公司，主要材料为钛合金。Viper脊柱微创系统购自美国Depuy Spine Inc.公司，主要材料为Ti₆Al₁₄V钛合金。

1.5 方法

1.5.1 内固定所有患者均在全身麻醉下完成内固定，手术采取俯卧位，由年资相近的医师完成。

对照组：采用单纯开放椎弓根螺钉内固定。以伤椎为中心作上下纵行切口，显露伤椎上下各一节椎体，充分暴露椎板及关节突关节，取“人”字嵴顶点作为进针位置^[16-17]，骨锥钻入椎弓根并探查见骨道完成后依次拧入合适的椎弓根螺钉，C臂机(Philips公司)透视见椎弓根螺钉位置满意后行纵向撑开复位，安装横连连接杆，C臂机透视见复位满意后依次缝合手术切口。

试验组：采用Viper脊柱微创系统。患者俯卧位后行体位复位，C臂机透视见骨折复位满意后标注伤椎上下椎体椎弓根入口，纵行切开长约1 cm皮肤切口，透视下定位椎弓根(2点或10点位置)并取椎弓根常规位置进钉^[18]。术中注意正侧位透视的使用，在位置得以确认后依次拧入合适长度的椎弓根螺钉，安装连接杆并再次透视确认复位位置后逐层缝合

1.5.2 康复治疗内固定后第1天开始进行床上功能锻炼，内固定后1周左右进行必要的腰背肌功能训练，1个月后在腰围或支具的保护下进行部分负重活动，3个月后进行完全负重活动。

1.5.3 影像学观察内固定前、内固定后即刻及12个月拍摄腰椎X射线正侧位片，必要时辅以CT检查。计算2组患者伤椎后凸畸形角(Cobb’s角)、前缘高度百分比和楔变角。Cobb’s角为伤椎上位椎体上缘与下位椎体下缘的垂线夹角^[19]。伤椎前缘高度百比=伤椎前缘高度/上下相邻正常椎体前缘高度的平均值×100%^[20]。楔变角为椎体上下缘线的夹角。

1.5.4 疼痛程度评价采用目测类比评分和Oswestry功能障碍指数进行评价。目测类比评分在纸上取一条10 cm的横线，横线的一端为0，表示无痛；另一端为10，表示剧痛，由患者自行指出疼痛程度^[21]。

Oswestry功能障碍指数包括疼痛、日常生活自理能力、提物、行走、坐、站立、睡眠、性生活、社会活动、旅行等方面能力的综合评定，取实际得分/50×100%^[22]。

1.6 主要观察指标 ①影像学结果；②目测类比评分及Oswestry功能障碍指数结果。

1.7 统计学分析 数据采用 SPSS 17.0 统计学软件处理，计数资料比较釆用卡方检验。正态分布计量资料以x(_)±s表示，两组比较采用t 检验。多个时间点间比较采用重复测量方法进行分析，检验水准为α=0.05。

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讨论

脊柱胸腰段处于活动范围较大的腰椎和相对固定的胸椎间的移行衔接部位，同时还是小关节面移行转换方向的部位，往往处于应力的高度集中状态，进而容易出现椎体骨折。对于胸腰椎压缩性骨折经历了传统治疗(包括绝对卧床休息、佩戴相关固定器械等)、脊柱后路切开复位椎弓根螺钉内固定等方式，虽然取得了相当的进步及疗效，但也带来了一定的临床并发症^[23-24]。近年来随着脊柱微创技术及相关手术器械的进步及普及，微创治疗技术自身的创伤小、恢复快等特点得以进一步凸显，为临床医师的治疗提供了新的选择^[25-27]。

胸腰椎压缩性骨折往往是因为纵向压缩应力导致，带来了脊柱稳定性的破坏，这就要求临床治疗需要有效重建脊柱结构的立体稳定，恢复椎体的有效高度及生理曲度^[28]。陈曦等^[29]通过影像学检查发现，在胸腰椎骨质疏松性压缩性骨折中，终板损伤、椎体的骨折程度与伤椎上位椎间盘的损伤程度具有明显的相关性，认为应该重视术后椎间盘的损伤带来的临床效应。传统脊柱后路切开复位椎弓根螺钉内固定方法已经获得临床医师的广泛接受，具有骨折复位后固定确切可靠，椎体高度恢复保持等优点，但也带来了创伤大、住院时间较久的缺点。椎弓根螺钉置入深度与力学稳定性具有很好的相关性。有研究认为后正中入路手术由于剥离了椎旁肌肉的附着，增加了韧带的损伤，往往导致较大量的出血，同时也破坏了肌肉自身稳定作用机制，即使后续的纤维瘢痕再生也无法完全替代^[30-32]。Viper系统作为一种经皮椎弓根钉技术，具有手术创伤小、自攻自钻等优点，同时自身配备的复位工具极大的简易了棒的安装及复位操作，可以很好的帮助临床医师缩短手术时间。试验结果显示，Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折有效控制出血，同时没有破坏椎体周缘软组织结构的破坏，缩短了手术时间。杨雷等^[33]通过解剖学研究发现开放性手术往往具有损伤椎旁肌及脊神经后支的风险，进而导致腰背部深层肌肉的失神经营养，带来术后的腰部不适症状。所以微创手术操作时可以选择用示指钝性劈开多裂肌与最长肌之间的无血管区，在触摸下确定进钉点，避免了椎旁肌肉的剥离及手术视野的出血，加快了术中操作和术后的恢复^[34]。周成文等^[35]通过临床随访研究发现，微创经皮置入椎弓根螺钉内固定技术具有切口小、创伤小、出血少、术后疼痛请、恢复快的优点，降低了住院时间，可以有效治疗胸腰段椎体骨折，值得临床推广。连保卫等也通过临床随访研究得出了类似的结论^[36]。

内固定系统可通过椎弓根螺钉自身的力臂支撑，借助关节突关节的支点，通过撑开器作用间接恢复椎体前柱的高度并固定保持^[37]。而Viper脊柱微创系统通过体位复位，有效借助身体上下体位垫的支撑，通过撑开前柱的同时借助外力加压与前纵韧带的反作用了共同恢复椎体高度，达到椎体复位目的^[38]。作者通过随访证实，2种内固定方式均可以有效恢复伤椎高度，为后期功能恢复创造良好的前提条件。

试验结果提示，Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折后即刻症状改善较单纯开放椎弓根螺钉内固定明显提高。作者认为这可能与经皮微创内固定避免了椎旁肌肉的剥离及软组织破坏，较少的破坏椎体结构有关，降低了椎旁肌缺血缺氧及坏死的可能，避免了术后即刻的疼痛及功能受限状况^[39]。同时微创手术治疗切口小，出血少，术后切口并相关的并发症基本没有，增快了术后康复的进程。

综上所述，Viper脊柱微创系统治疗胸腰椎压缩性骨折可以有效降低术后即刻目测类比评分和Oswestry功能障碍指数评分，具有切口小、出血少、功能恢复快等特点，同时与常规单纯开放椎弓根螺钉内固定相比可以同样有效恢复椎体结构，值得推广应用。但试验样本量较少且随访周期有待进一步延长，因而有待进一步试验深入研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Viper脊柱微创系统和椎弓根螺钉内固定修复胸腰椎压缩性骨折

Viper system and pedicle screw fixation for treating thoracolumbar compression fractures

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