空心钉置入内固定在椎管成形治疗中的应用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.48.009

摘要/Abstract

摘要：

背景：恢复脊柱的稳定性已经成为脊柱外科的共识，椎管成形术式不断改进，但如何能让椎管成形获得良好的效果，且价格实惠，许多国内学者开始尝试各种改良术式。
目的：评价空心钉置入内固定在椎管成形治疗中的应用价值。
方法：2011年2月至2013年2月对24例应用空心钉固定法行椎管成形治疗的脊椎疾病患者进行回顾性分析，其中颈椎管狭窄12例，胸椎肿瘤2例，腰椎肿瘤10例。治疗后对所有患者进行随访并复查CT和MRI，观察治疗后临床症状和影像学改变。颈椎管狭窄患者于治疗前后行JOA评分评估以及椎管横截面积测量；胸腰椎肿瘤患者于治疗前后评估目测类比评分。
结果与结论：所有患者均未出现神经、血管损伤等并发症。治疗后随访12-24个月，影像学评估显示内固定确实，未见空心钉脱落移位，沟槽处植骨达骨性愈合，无椎板塌陷或再关门现象。颈椎管狭窄症患者治疗后12个月随访时的JOA评分及椎管横截面积均显著优于治疗前(P < 0.01)。治疗后12个月JOA评分分类评估优良率为92%。治疗后12个月随访，胸腰椎肿瘤患者的目测类比评分由治疗前的(8.2±1.6)分改善到出院后1年的(2.3±1.3)分(P=0.004 2)。提示空心钉在椎管成形治疗中不仅可以增强后柱的稳定性，而且可以提高截骨处的愈合率，价格低廉，操作技术简便，修复效果良好。

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

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 椎管成形, 空心钉内固定, 单开门椎管扩大成形, 韧带复合体回植, 脊椎稳定性

Abstract:

BACKGROUND: Restoring the stability of the spine has become the consensus of spinal surgery. The canaloplasty technology has been continuously improved, but how can we get the good clinical effect of the canaloplasty, and the price affordable, many domestic scholars have to try all kinds of the improved operation methods.
OBJECTIVE: To evaluate the clinical application value of cannulated screws fixation in canaloplasty.
METHODS: From February 2011 to February 2013, totally 24 patients with spinal disease treated by canaloplasty using cannulated screw were retrospectively analyzed, of which 12 cases of cervical stenosis, 2 cases of intraspinal tumor in thoracic and 10 cases of intraspinal tumor in lumbar. All patients were followed up after treatment. Postoperative CT and MRI were done in all patients. Clinical symptoms and radiographic changes were observed after treatment. The Japanese Orthopaedic Association score and the spinal canal cross-sectional area measurement were conducted in the patients with cervical stenosis between the preoperation and postoperation. Visual analog scale score was evaluated in patients who have the tumor in the thoracolumbar spine between the preoperation and postoperation.
RESULTS AND CONCLUSION: All patients had no complications such as nerve or blood vessel damage. All patients were followed up 12 to 24 months. Imaging evaluation showed that internal fixator was stable without the hollow screw loss or displacement. The bone grafting in groove reached bone fusion. There was no occurrence of lamina collapse or “re-close of door”. The Japanese Orthopaedic Association score and spinal canal cross-sectional area of patients with cervical stenosis during the follow-up after 12 months of treatment
were significantly superior to those in preoperation (P < 0.01). After 12 months of treatment, Japanese Orthopaedic Association scores showed that the excellent rate of classification assessment was 92%. During the follow-up after 12 months of treatment, the visual analog scale of patients with thoracolumbar tumor improved from (8.2±1.6) points before treatment to (2.3±1.3) points at the first year after discharge (P=0.004 2). These results suggest that the application of cannulated screws in the canaloplasty can not only enhance the stability of the rear pillar, and can improve the healing rate of osteotomy, and has the characteristics of inexpensive, easy to operate, and repair effect is good.

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中图分类号:

R318

王林锋，叶宏，陈小杰，魏桂财，金志辉. 空心钉置入内固定在椎管成形治疗中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(48): 7758-7764.

Wang Lin-feng, Ye Hong, Chen Xiao-jie, Wei Gui-cai, Jin Zhi-hui . Application of the cannulated screws in canaloplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(48): 7758-7764.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析纳入观察对象24例，其中颈椎管狭窄症患者12例，胸腰椎管内肿瘤患者12例(胸椎管内占位2例，腰椎管占位10例)，全部进入结果分析，无脱落。治疗后1年复查CT、MRI未见空心钉脱落，截骨面均达到骨性愈合。
2.2 临床疗效治疗后随访12-24个月，术中及术后均未见因空心钉固定引起的脊髓、神经根及椎动脉损伤。12例颈椎管狭窄患者术后肢体麻木和束胸感均有不同程度的减轻，大部份患者的四肢活动灵活性改善，行走能力增强，握力增加，用筷进食准确性提高，治疗前有尿便功能障碍者术后均有改善。
颈椎管狭窄症患者治疗后2周出院时JOA评分为(11.2±2.4分)，治疗后12个月随访时JOA评分与治疗前进行配对资料t 检验，差异有显著性意义(P < 0.01)，见表1。治疗后12个月分类评估优7例(58.3%)，良4例(33.3%)，可1例(8.4%)。
治疗后12个月随访，12例胸、腰椎肿瘤的患者治疗后下肢神经功能均得到了明显改善，行走能力增强，疼痛明显减轻，目测类比评分由治疗前的(8.2±1.6)分改善到出院后1年的(2.3±1.3)分(P=0.004 2)。

2.3 影像学观察颈椎疾病患者治疗后X射线片示开门效果确切，内固定位置良好，均未进入椎管内，颈椎单开门者术后CT观察，未见空心钉脱落移位，无椎板塌陷或再关门现象(图3，4)。
治疗后随访时在CT片上测量椎管横截面积，采用Photo shop软件中的多边形套索工具对有效椎管进行划界测量，每幅图像均测量3次，取其平均值，治疗后1年复查得到C5椎管横截面积为134-224 mm2，与治疗前椎管横截面积(79-144 mm2)比较有显著增加(P < 0.01)，治疗后12个月可见C7处支撑骨块达骨性愈合，且无继发的增生狭窄。胸、腰椎椎管内占位者，治疗后6个月复查CT可见植骨融合，回植后韧带复合体可见骨性愈合，椎管形态良好，无继发狭窄。治疗后颈椎病变患者MRI显示脊髓压迫解除，胸、腰椎肿瘤患者示肿瘤切除彻底。

2.4 并发症 12例颈椎管狭窄患者仅有1例治疗后出现明显的C₅神经根刺激症状，在治疗后3周后逐渐好转，治疗后3个月症状缓解。

颈椎后路椎管扩大成形术中，轴性症状近年来越来越引起人们的重视，有文献报道其发生率可高达60%^[4]，但本组患者随访12-24个月，均未见明显椎后颈肩部疼痛。2例胸椎管肿瘤的患者，因肿瘤为髓外硬膜内占位，术后有并发有脑脊液漏，但按胸、腰椎术后脑脊液漏的常规处理方法，即持续引流至术后5 d，引流液变淡后，拔除引流管，并给予引流管口深缝合1针，并嘱患者府卧位，并给予切口沙袋加压，术后切口愈合良好，均未见切口渗液，均未见神经症状。

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引言

Denis^[1]提出脊柱三柱理论的概念，恢复脊柱的稳定性已经成为脊柱外科的共识，为了尽量减少对脊椎结构的破坏，不损伤脊柱的稳定性，应尽量还纳固定取下的椎板或脊柱植骨内固定。20世纪70年代Hirabayashi等^[2]提出的颈后路单开门椎管扩大成形术。至今围绕该术式的改良方法仍层出不穷^[3]，目前颈椎管狭窄性疾病采用颈椎管扩大成形治疗被公认为最有效的手术方法之一^[4]，术后1年随访可以显著改善患者NDI疼痛评分^[5]，故许多学者开始研究各种方法在颈椎后路双开门的应用，例如：丝线悬吊法、锚钉、微型钛板、钛缆或骨块支撑法等，但丝线悬吊法虽操作简单且经济实惠，但常出现关门及轴性症状，增加患者的负担，而其他内固定法价格昂贵、操作技术要求较高，难以在基层医院普及应用。是否有更好的内固定方法可以兼固二者要求？
椎管内肿瘤占中枢神经系统肿瘤的10%-15%^[6]，手术切除是惟一比较积极的治疗方法，所以一经确诊应尽可能地切除肿瘤，解除脊髓压迫^[7-8]，手术方式有椎板切除、半椎板切除、椎板成形，但以往行椎管内肿瘤切除后，大多是行前两者手术，而未将切除的后韧带复合体再回植，使得后方结构缺失，降低了脊柱的稳定性，且术后瘢痕形成，为二次手术时增加了额外的难度，近年来大多数学者采用后纵韧带复合体回植椎管成形来恢复原有椎管形态，可以防止或减少纤维瘢痕组织长入椎管、避免或减少其对脊髓及神经根的压迫等^[9-10]。椎板回植的内固定器材的选用早期采用丝线捆扎固定，随着材料学研究的进步，目前广泛采用刚性固定，如椎板螺钉、微型钛板固定、钛网等，常常回植效果不佳，丝线固定不确切，常出现回植组织移位，塌陷及继发椎管狭窄，而且钛板及钛网固定材料昂贵、不能达到即刻稳定，必须卧床待椎板与椎体愈合，需要较长时间^[11]，且方法操作复杂常常很难在基层医院普及，而且目前没有文献报道各种内固定器材固定的可靠性及对骨愈合的影响，以及对脊柱三维运动恢复与保持的对比研究。是否还有更简便有效，且材料价格合理，方便普及的内固定方法呢？经过临床经验的总结，作者尝试将创伤骨科频繁应用的空心钉技术应用到在脊柱外科的椎管成形中，临床疗效如何？截骨面融合是否有改善？术后并发症是否会增加？
南平市第一医院自2011年2月至2013年2月先后收治24例患者，其中颈椎管狭窄症12例，胸椎管内占位2例，腰椎管内占位10例，给予空心钉固定法行颈椎后路单开门椎管成形及胸腰椎棘突韧带复合体回植椎管成形治疗，取得了较好的疗效。

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 设计回顾性病例分析。
1.2 时间及地点于2011年2月至2013年2月在南平市第一医院骨科完成。
1.3 材料术中内固定材料为厦门大博颖精医疗器材有限公司生产的无头加压空心接骨钉，直径3.0mm/3.5mm，或者AO/辛迪思医疗器械贸易有限公司的直径3.0 mm的空心钉，长度一般在24-30 mm，为钛金属材质，无毒、质轻、强度高，具有优良的生物相容性，而且因空心钉的钉头细螺纹设计对门轴侧有一定的加压作用。
1.4 对象对本院自2011年2月至2013年2月收治的颈椎管狭窄症及胸腰椎椎管内占位行椎管成形治疗的患者进行回顾性分析，纳入24例患者，其中男10例，女14例；年龄38-75岁，平均55岁；病程1-9年，平均3年。颈椎疾病者主要表现为四肢麻木、四肌无力、僵硬不灵活、走路不稳伴踩棉花感、束带感、尿便功能障碍等神经受损症状；6例退变性椎管狭窄，4例发育性椎管狭窄及2例混合性椎管狭窄。治疗前日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association，JOA)评分3-12分，平均(7.2±1.6)分；治疗前 C5平面椎管横截面积为79-144 mm2，平均(110.0± 18.5) mm2。胸椎管内肿瘤的患者主要表现为双下肢乏力、感觉减退、胸腹部束带感、胸肋部疼痛。而腰椎管内肿瘤患者主要表现为双下肢疼痛、麻木、力弱。治疗前目测类比评分7-10分，平均(8.2±1.6)分。
患者在术前行常规检查。颈椎管狭窄症行颈椎正侧位+动力位片，颈椎CT、MRI检查，部分患者还行肌电图检查。胸腰椎管内占位者行胸/腰椎正侧位片、椎管造影、增强CT及增强MRI检查，部分患者也进行了下肢肌电图的检查。颈椎疾病患者X射线片见颈椎均有不同程度的退行性改变，部分表现为颈椎管矢状径减小。CT及MRI示：颈椎管有效矢状径减小，颈髓有明显受压，且病变累及3个以上节段。胸腰椎管内占位者X射线片未见骨质破坏，增强CT及MRI可见椎管内有占位改变，包膜完整，边界清楚，其中硬膜外7例，髓外硬膜内4例，髓内1例。
诊断标准：根据患者临床症状、体征以及患者影像学检查进行诊断，其中判断行颈椎后路手术的标准，主要还是根据影像学的表现，无明显的颈椎不稳，颈椎管的有效矢状径小于12 mm，Pavlov比值小于0.75，并有3个以上的节段脊髓受压。而胸腰椎占位者诊断主要是根据症状、体征以及增强CT及MRI上可见明显占位性改变。
纳入标准：患者无明显的内科基础疾病，如心脑血管疾病、肺或肝肾功能衰竭者，无明显手术禁忌证，病情稳定，颈椎疾病患者颈椎的Pavlov比值小于0.75，无明显不稳定，MRI上可见3个以上节段受累。胸腰椎占位者，X射线片及CT见无骨质破坏，肿瘤边界清楚，无恶性肿瘤倾向，无明显椎体的节段性不稳定。且所有的患者同意采用空心钉行椎管成形治疗，并签知情同意书。
排除标准：具有手术禁忌证者。
1.5 方法
颈椎单开门治疗：按传统的单开门法，一侧做为门轴，另一侧开门，充分予以椎管减压后，选择的空心钉导针穿行门轴侧椎板，固定椎板于相应的侧块上，例如：先将C7棘突咬下，清除表面软组织，修整骨块约1.5-2.0 cm，将椎板向一侧开门后将植骨块嵌入C7开门处，再用空心钉导针于C7开门侧斜行贯串椎板并贯串游离骨块至C7侧块骨质，一般进针角度以斜30°-45°方向，若椎板过薄时宁可穿透椎板外侧皮质，以保守空心钉不进入椎管内，一般空心钉拧入1.0 cm左右，术后可透视双斜位片了解进针方向及深度，再将导针于C3，4，5，6棘突椎板交界处自一侧斜行贯串另一侧椎板并进入侧块骨质，进针方向一般也在45°左右，测深后拧入相应长度的空心螺钉，经检查椎板与棘突固定牢靠；将咬除的棘突骨粒置于门轴处，手术中采用直径为3.0 mm的沉头加压空心钉(图1)。

椎管成形治疗：按传统后路术式，取后侧正中切口，骨膜下剥离椎板两侧至小关节内缘，以L2-4椎管成形为例：去除L1-2及L4-L5两侧椎板之间连接的黄韧带，切断L4-5棘上及棘间韧带；以磨钻或双关节咬骨钳于椎弓根峡部离断 L2，3，4两侧椎板，椎板下稍加分离并将游离的L2，3，4棘突及椎板以L1/2棘上韧带为轴向上方翻起，湿盐水纱布包裹保护；切除椎管内肿物后，将L2，3，4椎板截骨面的一侧分别斜行钻入导针1枚(方向：L2，4为同侧，L3为另一侧)，进针方向一般可直视下从椎板截面反向钻入，从棘突另一侧根部穿出，再用空钻从另一侧拔出，截面处仅留导针头，待复合体回植后，再将导针正向钻入，深度约1.0 cm，测深后依次拧入空心加压螺钉1枚，将多余骨质植于两侧截骨槽处。术中一般采用直径为3.5 mm的沉头加压空心钉(图2)。

修复后处理：颈椎疾病患者按椎体后路开门手术后常规处理。术后第2天即可起床活动，一般颈围固定两至三周，胸、腰椎管成形按胸、腰椎后路手术后常规处理，腰椎带腰围三至四周。治疗后1，3，6，12个月常规复查CT、MRI，观察门轴固定情况、植骨融合情况及椎管形态。
临床评定指标：对于颈椎管狭窄症患者，根据治疗前及治疗后1年的脊髓功能改善程度(JOA评分)以及椎管横截面积进行综合评估。胸腰椎管内占位的患者，根据患者治疗前后疼痛及症状改善程度进行评估，采用目测类比评分测定患者的疼痛症状改善情况，并通过术后复查MRI了解患者肿瘤切除情况及是否复发。两组患者通过治疗后复查CT了解截骨处的愈合情况以及椎管形态。
JOA评分改善率计算公式：治疗后评分-治疗前评分/ (17-治疗前评分)×100%，JOA评分改善率：75%以上为优，50%-74%为良，25%-49%为可，25%以下为差。
疼痛目测类比评分标准(0-10分)：0分：无痛；3分以下：有轻微的疼痛，能忍受；4-6分：患者疼痛并影响睡眠，尚能忍受；7-10分：患者有渐强烈的疼痛，疼痛难忍，影响食欲，影响睡眠。
1.6 主要观察指标通过治疗前及治疗后1年复查，对颈椎管狭窄患者进行JOA评分评估及C5椎管横截面积测量；并对胸腰椎管内肿瘤患者进行目测类比评分评估，记录治疗前后临床症状改善情况。
1.7 统计学分析本研究采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析，对治疗前后指标采用t 检验进行数据比较，P < 0.05表示差异有显著性意义。

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

讨论

颈椎后路单开门椎管扩大成形术目前对于各种原因引起的多节段颈椎管狭窄仍然是主要的治疗手段^[12]，而且目前国内外大多数学者主张，对于超过2个节段颈椎间盘突出退变的病例尽量选择后路手术^[13-14]，后路单开门椎管成形术发展至今已有30余年，10年以上的远期随访性研究证明是一种简单有效的治疗方法^[15]，目前国内最常用的是关节囊悬吊法，即用粗丝线将棘突和侧块关节囊缝扎在一起。这是一种软性门轴固定，在门轴侧没有骨性愈合之前，施加在椎板上的应力牵拉缝线可以导致关节囊的松弛，因此在维持开门和减压效果上，存在着术后容易出现再关门甚至压迫脊髓的缺陷^[16]。且许多学者研究表明颈椎后路手术常出现颈椎成形术后轴性症状，孙宇^[17]和Yoshida等^[18]认为，轴性症状发生的另一重要原因，与传统单开门时采用小关节囊悬吊法有很大关系。分析原因：在悬吊过程中针线可能对小关节囊和周围组织中存在的颈神经后支及其分支造成刺激或损伤，甚至将神经与其他组织缝扎在一起，导致肌肉痉挛和疼痛。另外，颈椎活动时悬吊部位的小关节囊受到创伤而产生炎性反应。正常颈椎活动时，小关节囊纤维随着关节面的滑动而伸缩。而缝扎后由于关节囊纤维中的悬吊线限制了部分关节囊纤维的伸缩而出现不协调运动，关节囊本身可出现创伤而导致创伤性炎症。再者，轴性症状的加重与术后颈椎活动度的减少成正相关，而关节囊由于缝扎损伤导致的瘢痕挛缩，正是造成颈椎活动度降低的主要原因之一。而Satomi等^[19]认为颈椎后路单开门手术后关门导致椎管再狭窄和轴性症状的发生密切相关。为了解决这一问题，有学者利用门轴侧置入侧块螺钉后再用丝线固定的“锚定法”固定技术固定开门的椎板，这一术式由韩国学者率先报道[20]，其设计目的是采用一种较为刚性的固定方式，避免术后再关门。
孙宇[17]认为，该方法避免了缝扎小关节囊，在避免轴性症状的发生方面有一定意义，但此方法，因锚定钉较粗，常仅有一次置钉机会，术中置钉方向不理想时不能调整进钉角度，会增加损伤血管神经的风险，且丝线固定机械强度不足，仍有可能出现关门的情况。而空心钉是通过导针拧入，避免了置钉后所至的占位损坏，可以提高置钉固定的确切性，且因空心钉有一定的加压作用，可以早期对椎管成形获得即刻的稳定性，有利于截骨面的愈合，而C7开门侧的骨块支撑固定处理，可以使打开的椎板获得一定的支撑作用，增加了椎板打开的机械强度，最大限度的减少关门的机会。
国外有学者在20世纪90年代中期提出了“硬性”门轴固定的概念[21]，即采用微型钛板作为支撑结构，固定于开门一侧，但因该种方法操作困难、危险性高、材料昂贵，而且同样无法避免对椎旁肌的广泛剥离，所以至今没有得到广泛的推广。与之相比，空心钉固定法无需过多的剥离椎旁肌，最大程度的保护两侧小关节囊的血运，可以减少术后轴性症状的发生。
因此作者认为，传统关节囊悬吊法，会破坏关节囊血运，颈后路的微型钛板及锚钉法固定不仅材料价格较贵，且过多的剥离椎旁组织操作复杂，也会破坏小关节囊的血运，均会增加术后轴性症状的发生，而采用空心钉进行固定，对门轴侧骨质空心钉有一定的加压作用可促进骨质愈合，而开门侧的骨块支撑空心钉贯穿固定处理，使椎板与门轴侧侧块保持一定的距离，可避免发生后期的关门现象，增加远期的椎管成形效果；因此空心钉在颈椎后路单开门手术中的应用，不仅材料价格比锚钉和微型钛板低，而且操作简单，安全有效，对于基层医院或经济困难的患者来说是一种不错的选择。
椎板韧带复合体回植是在传统的后路全椎板切除肿瘤摘除术基础上演变发展面来，棘突韧带复合体对维持脊柱稳定性有重要意义^[22]，Oda等^[23]研究证实单纯的后部结构破坏不会引起胸椎失稳，但在此基础上破坏了双侧肋椎关节则会大大降低胸椎的三维稳定性，很显然椎管内肿瘤摘除术对脊柱稳定性的破坏是难以避免的。脊柱矢状面稳定由前方和后方结构的平衡来维持，脊柱后方的骨或韧带结构的任何改变都可能引起承重轴的移位^[24]，术后发生脊柱失稳和后凸畸形的可能性较大。以往的胸、腰椎椎管内占位的患者行椎管内肿瘤切除，需要咬除棘突、棘上韧带、棘间韧带、椎板等结构才能够充分显露肿瘤，使得后方结构缺失，影响脊柱生物力学平衡，加之后正中入路需要剥离椎旁肌肉，降低了脊柱的稳定性，且后方椎板缺失，硬脊膜周围纤维化与瘢痕组织形成，可影响患者的远期疗效，若后期肿瘤复发，欲行二次手术时，后方的瘢痕粘连，让手术医生望而却步。而腰椎管内占位者，去除了后方的韧带复合体，后方张力带作用的缺失，常易出现继发的后凸畸形，引发相应的症状，需行手术治疗时，后方的瘢痕粘连，经常造成不可避免的术后并发症，如神经根的误伤，硬膜的破裂，术后脑脊液漏，瘢痕创面的渗血，给医生及患者均带来诸多的问题。
因此近年来，国内外学者不断研究，改进术式，在最大程度的恢复脊椎后方韧带复合体结构上达成了共识，既保持了椎管的完整性，维持了脊柱的稳定性，又可以有效的预防术后瘢痕粘连对脊髓的压迫。张军曙等^[25]、刘小波等^[26]分别报道了25例和15例，均得到良好效果。而许多学者在韧带复合体回植中常常采用丝线、钢丝或钛板固定，前两者经常出现回植的复合体稳定性不足，不能真正达到回植愈合的目的，而钛板的应用较为昂贵，很难广泛的普及，作者在创伤骨科中获得启发，空心钉轻巧简便的特点，可以很好使韧带复合体在脊柱椎板间得到加压固定，且有一点的加压作用，可以增强椎板韧带复合体回植的稳定性，空心钉固定，特别是使用沉头加压空心钉固定时可提高截骨处的愈合率，而且空心钉较钛板的价格低廉，操作技术简便，可以很好的在各医院推广应用。
小结：综上所述，空心钉在椎管成形治疗中不仅可以增强后柱的稳定性，而且可以提高截骨处的愈合率，价格低廉，操作技术简便，临床疗效良好，是椎管成形手术一种不错的选择。但目前仍缺乏十分完善的、大宗病例的对照研究，有待今后更长时间的观察。

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