经皮椎弓根螺钉内固定修复单节段胸腰椎骨折：活动度改善12个月随访

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.09.004

摘要/Abstract

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文题释义：

胸腰段骨折：胸腰段是指T₁₁-L₂节段，是胸椎与腰椎之间的连接部分，目前将其视为“胸腰关节”，由于其解剖的特殊性，容易由传导暴力造成损伤，从而更容易导致椎体骨折。随着医学技术的发展，胸腰段骨折的治疗技术也在不断进步，如对于中老年椎体压缩性骨折的患者可以选择经皮椎体成形、经皮椎体后凸成形、开放性椎弓根螺钉内固定或经皮椎弓根螺钉内固定。

经皮椎弓根螺钉内固定系统：具有牢固的三维固定效果、良好的生物力学稳定性，骨折复位效果好，使患者能够早期恢复、减少住院时间等优势，目前被广泛用于临床治疗胸腰段骨折。先前的许多研究已经发现经皮椎弓根螺钉修复胸腰段骨折的效果与开放性椎弓根螺钉内固定效果相当，但是前者具有出血少，住院时间短、并发症较少等特点。

背景：研究表明经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰段脊柱骨折可以克服四边形效应，获得更好的生物力学性能，同时可提供三点固定，降低悬挂效应，减少后凸的形成。

目的：观察经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰段脊柱骨折的临床疗效及并发症发生率。

方法：收集经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰段骨折的患者36例，共36个治疗椎体：T₁₁=5，T₁₂=8，L₁=17，L₂=6。对比观察治疗前及治疗后3，6，12个月的目测类比评分，治疗前及治疗后1周、12个月的Oswestry功能障碍指数，治疗前及治疗后1 d、治疗后12月的Cobb角，并记录并发症发生率。

结果与结论：治疗后3，6，12个月的目测类比评分显著低于治疗前(P < 0.001)；治疗后1周、12个月的Oswestry功能障碍指数显著低于治疗前(P < 0.001)；治疗后1 d及12个月Cobb角显著小于治疗前(P < 0.001)。仅3例(8%)患者出现并发症，包括椎弓根螺钉穿透椎弓根进入椎管、椎弓根螺钉松动及穿刺部位感染。提示经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰段脊柱骨折可矫正后凸畸形，改善胸腰段活动度，快速缓解患者腰背部疼痛，且并发症发生率低。

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: 0000-0003-2866-3896 (杨刘柱)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 经皮椎弓根螺钉内固定, 微创脊柱外科, 胸腰段骨折, 并发症

Abstract:

BACKGROUND: Studies have shown that percutaneous pedicle screw internal fixation in repair of single segment of thoracolumbar fracture can overcome quadrilateral effect, get better biomechanical properties, meanwhile, it also can provide three-point fixation, reduce suspension effect, and reduce the formation of kyphosis.
OBJECTIVE: To investigate the clinical efficacy and incidence of complications of the percutaneous pedicle screw internal fixation for treatment of single segment thoracolumbar fractures.
METHODS: Totally 36 patients with single segment thoracolumbar fractures treated by percutaneous pedicle screw internal fixation were enrolled. A total of 36 vertebral bodies were treated: T11=5, T12=8, L1=17, L2=6. The visual analog scale scores before treatment and at 3, 6 and 12 months after treatment, the Oswestry disability indexes before treatment, at the first week and at the 12th month after treatment, the Cobb angle before treatment, the first day and at the 12th month after treatment were compared and observed. The incidence of complications was recorded.
RESULTS AND CONCLUSION: The visual analog scale scores at 3, 6 and 12 months after treatment was significantly lower than those before treatment (P < 0.001). The Oswestry disability indexes before treatment, at the first week and at the 12th month after treatment were significantly lower those that before treatment (P < 0.001).The Cobb angle before treatment, at the first day and at the 12th month after treatment was significantly smaller than that before treatment (P < 0.001). Only three (8%) patients had complications, including pedicle screw penetrating pedicle into the spinal canal, pedicle screws loosing and the infection in puncture site. These results suggest that percutaneous pedicle screw internal fixation for treatment of single segment thoracolumbar fractures can correct kyphosis, improve the thoracolumbar motion, quickly relieve patient’s back pain, and the incidence of complications is low.

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张强，李瑞龙，杨刘柱，李赵扉，罗谨，粟谋，梁大弟. 经皮椎弓根螺钉内固定修复单节段胸腰椎骨折：活动度改善12个月随访[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(9): 1242-1246.

Zhang Qiang, Li Rui-long, Yang Liu-zhu, Li Zhao-fei, Luo Jin, Su Mou, Liang Da-di . Percutaneous pedicle screw internal fixation repairs single segment of thoracolumbar fracture: activity improvement during 12 months of follow-up[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(9): 1242-1246.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析共有36例单节段胸腰椎骨折的患者被纳入研究，研究过程中无患者失访，未采用意向性分析。

2.2 治疗前后疼痛评分比较根据不同研究时间点的目测类比评分结果分析显示(图1)，治疗前目测类比评分最高，说明患者腰背部疼痛最为剧烈，接受经皮椎弓根螺钉置入内固定治疗后，患者的腰背部疼痛出现明显减轻，治疗后3，6及12个月目测类比评分均明显低于治疗前，差异有显著性意义(t=24.36，26.15，26.64，P均< 0.001)。治疗后3个月的目测类比评分与6，12个月相比较时，差异无显著性意义(P > 0.05)；此外，治疗后6个月的目测类比评分与12个月相比较时，差异也无显著性意义(P > 0.05)。

2.3 治疗前后ODI比较图2代表不同研究时间点的ODI及其之间的比较，根据试验数据分析，发现经皮椎弓根螺钉置入内固定能够明显改善患者的腰椎活动情况，当治疗后1周、12个月与治疗前相比较时，差异均有显著性意义(t=30.77，37.25，P均< 0.001)；此外，治疗后1周ODI与治疗后12个月相比较，差异无显著性意义，这就说明经皮椎弓根螺钉置入内固定可以长时间维持患者术后的胸腰椎活动度。

2.4 治疗前后Cobb角变化图3表示治疗前及治疗后1 d、12个月的Cobb角，研究发现治疗后1 d、12个月的Cobb角均明显低于治疗前(t=54.65，53.95，P均< 0.001)；而治疗后1 d Cobb角与治疗后12个月相比较，尽管治疗后12个月的平均Cobb角高于治疗后1 d(4.77° > 4.46°)，但其差异无显著性意义(P > 0.05)，这就说明经皮椎弓根螺钉置入内固定可以快速矫正腰椎后凸畸形，并可以长时间维持腰椎的稳定性。

2.5 并发症及不良事件在此次研究中，有3例(8%)患者出现并发症，包括椎弓根螺钉穿透椎弓根进入椎管、椎弓根螺钉松动及穿刺部位感染。1例患者出现椎弓根螺钉穿透椎弓根进入椎管(图4)，但术后患者未出现明显的神经功能损害的表现，因此未给予处理；出现椎弓根螺钉松动的患者也未予以处理，12个月的随访结果仍满意；穿刺部位感染的患者经及时清创处理及抗生素的应用，治疗好转。

2.6 典型病例患者，40岁，男，因高处坠落致T₁₂椎体压缩性爆裂性骨折，经皮椎弓根螺钉置入内固定治疗后，胸腰背疼痛明显减轻(图5)。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。

1.2 时间及地点病例来源于贺州市人民医院脊柱骨病关节外科2010年1月至2014年1月行经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰椎骨折的患者。

1.3 材料文中所使用的经皮椎弓根螺钉内固定系统由厦门大博颖精医疗器械有限公司提供，属于脊柱微创固定系统Ⅱ型，该系统内植物由螺钉、预弯钛棒和螺塞组成，通过系统辅助工具，小切口微创置入体内，起到对椎体压缩性骨折撑开复位及固定的作用，双蕊双线设计，提高螺钉强度和拧入速度，其材质为钛合金，其具有较好的耐腐蚀性及较高的强度，该内固定系统具有较好的组织相容性，在人体不会被腐蚀且不会产生毒副作用，比如致癌性、致畸等，较高的强度，使植入椎体内的螺钉不容易疲劳断裂。

1.4 对象 2010年1月至2014年1月共有36例单节段胸腰段压缩性骨折患者在本院骨科行经皮椎弓根螺钉置入内固定，男15例，女21例；年龄(49.67±10.99)岁；共36个治疗椎体：T₁₁=5，T₁₂=8，L₁=17，L₂=6；共置入椎弓根螺钉144枚。

纳入标准：①腰背部疼痛与压缩椎体的所在位置一致。②X射线检查提示有椎体压缩性骨折。③胸腰段椎体压缩性骨折不伴有明显的神经症状。④椎体压缩性骨折为外伤所致。⑤患者知情同意。

排除标准：①术前伴有神经根功能障碍。②脊髓受压。④病理性椎体压缩性骨折。④骨折伴脱位。

1.5 方法

修复方法：全身麻醉后，患者俯卧于双横软垫上，使其处于过伸位以利于骨折椎体复位。在C臂透视下定位病椎及上下椎的椎弓根体表投影并根据定位网刻度线来标记穿刺部位，然后在椎弓根投影外缘做1.5 cm 长纵形切口，切开皮肤、皮下组织、深筋膜并钝性分开肌纤维。以上关节突外缘与横突中线交点处为进针点，插入导针，在C臂透视下确定导针进针点位置的准确性，将导针沿常规进针方向穿刺到椎体中柱，正侧位透视确保导针位置准确。将导向套筒和空心扩张芯组合后沿导针插入，扩开肌纤维，压紧导向套筒使其齿尖棘在骨皮质上并固定，拔出扩张芯，用空心平突锥沿导针插入，磨开关节突皮质并生成开口孔道，沿导针用空心丝攻攻丝，拔出导针，将椎弓根钉与上钉器连接，插入导向套筒，并沿导向套筒内壁进入，钉尖进入开口孔道，按合适角度拧入椎弓根螺钉。选择长度合适的固定棒，预弯成合适弧度，固定棒固定在持棒器上，通过上位(或下位)螺钉皮肤切口，用钉尾拉钩拉开切口，将固定棒插至椎旁肌深层，向下位(或上位)椎弓根螺钉U槽中穿插，直视下使固定棒置入椎弓根钉U形开口。连接同侧椎弓根螺钉，安装锁紧螺母。先拧紧一端螺母，用撑开加压器两臂分别经小切口垂直插入，两臂U槽骑跨于连接棒上，推动椎弓根钉沿连接棒移动，复位压缩的椎体及上下椎间隙，拧紧螺母进行固定。缝合皮肤切口，无菌敷料覆盖并用医学胶布固定。

修复后处理：所有患者治疗前、后均不使用抗生素，术后均要求绝对卧床1-3 d，并要求患者进行腰背肌功能锻炼，患者下床行走时需带腰围，保护胸腰椎。此外，所有的患者在治疗后1-5 d都会予以复查胸椎或腰椎X射线检查来评估椎弓根螺钉的置入情况，有并发症出现的患者还需行相应椎体的CT检查。

1.6 主要观察指标目测类比评分被用来评估治疗前及治疗后3，6，12个月患者的腰背部疼痛情况，其中治疗前目测类比评分在入院时立即予以评估，治疗后3，6及12个月目测类比评分则通过电话随访获得。目测类比评分被分为0-10分，“0”分表示无腰背部疼痛；“10”表示非常剧烈的腰背部疼痛。

患者的人口学统计包括性别、年龄、压缩椎体分布情况以及术后并发症。

以Oswestry功能障碍指数(Oswestry Dability Index，ODI)评价腰椎活动障碍情况，治疗前ODI入院时立即评估，治疗后1周及12个月的ODI则于术后通过电话进行随访获得。ODI越高者腰椎活动障碍越严重。

治疗前及治疗后1 d、12个月的Cobb角、手术并发症也被记录。

1.7 统计学分析使用SPSS 21.0(SPSS Inc，Chicago，IL，USA)软件进行统计学分析。治疗前及治疗后不同时间点的目测类比评分、ODI、Cobb角之间的比较采用配对t 检验，当P < 0.05时表示差异有显著性意义。

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讨论

自1997年美国FDA批准脊柱后路固定方法之后，经过几十年的发展，现已经被广泛应用于临床^[4-5]，经皮椎弓根螺钉技术在微创脊柱外科领域中已成为脊柱后路固定的一种新的技术手段。微创是治疗骨科疾病的一种正在快速发发展的技术，但手术对患者都会造成一定程度的医源性损伤，会破坏机体的内环境的稳定，使身体产生应激反应。微创外科的目的就是要尽可能的减轻医学操作对患者的不利于影响。Wild等^[6]通过对胸腰段骨折微创后路手术治疗的患者长期研究发现：接受微创手术治疗的患者在术中及术后的出血量明显低于开放手术的患者，手术时间和X射线的照射时间也明显低于开放性手术的患者，此外，另一项研究发现，采用开放性手术治疗的胸腰段骨折的患者，多裂肌横断面积明显减少，而采用椎弓根螺钉内固定的患者，其椎旁肌损害及对术后躯干肌功能的影响明显降低^[7]。

经皮椎弓根钉内固定系统具有牢固的三维固定效果、良好的生物力学稳定性，骨折复位效果好，使患者能够早期恢复、减少住院时间等优势^[8-10]，目前被广泛用于临床治疗胸腰段骨折^[11-16]。胸腰段是指T₁₁-L₂节段，是胸椎与腰椎之间的连接部分，目前将其视为“胸腰关节”，由于其解剖的特殊性，容易由传导暴力造成损伤，从而更容易导致椎体骨折。随着医学技术的发展，胸腰段骨折的治疗技术也在不断进步，如对于中老年椎体压缩性骨折的患者可以选择经皮椎体成形、经皮椎体后凸成形、开放性椎弓根螺钉内固定或经皮椎弓根螺钉内固定。一般对于没有出现明显神经损伤症状的患者，可以选择微创手术治疗——经皮椎体后凸成形或经皮椎体成形或经皮椎弓根螺钉内固定，但是经皮椎体后凸成形或经皮椎体成形需要在椎体中注入骨水泥，使发生椎体压缩的椎体恢复一定的高度，但是由于骨水泥具有一定的毒性，会导致接受治疗的椎体出现严重的骨质疏松以及骨水泥所在部位出现骨坏死等现象，另一方面骨水泥泄露引起脊髓受压、肺栓塞等并发症也是不可忽略的问题^[17-20]。对于不伴有严重骨质疏松症的患者，经皮椎弓根螺钉内固定是个不错的选择。本研究结果显示，经皮椎弓根螺钉内固定修复中老年胸腰段压缩性骨折取得了较好的效果。

目前，经皮椎弓根螺钉内固定技术已经被用于不同类型的胸椎骨折、胸腰段骨折及腰椎骨折^[21-24]，此外，先前的许多研究已经发现经皮椎弓根螺钉治疗胸腰段骨折的效果与开放性椎弓根螺钉内固定效果相当^[25-26]，但是前者具有出血少，住院时间短、并发症较少等特点，而后者约10%的患者会出现术后感染、腰背肌肉僵硬、术后残留腰背疼痛及螺钉松动等^[1-2]，此外，Verlaan等^[27]通过对腰椎后路切开手术和微创手术后肌酶及炎性因子的变化进行定量分析研究发现，微创手术对肌肉的损伤明显小于切开手术。本研究结果提示，经皮椎弓根螺钉内固定能够明显减轻患者腰背部疼痛、改善腰椎活动，矫正后凸畸形，并能够长期维持脊柱稳定性，且无患者术后残留胸腰背部疼痛。在随访结束时脊柱后凸平均矫正17.18°，平均ODI在术后1周及1年分别降低了54，53.72；腰背部疼痛目测类比评分在3，6，12个月分别降低了6.05，6.02，5.89分。顾宇彤等^[28]通过对接受经皮椎弓根螺钉内固定术治疗的20例不伴有神经根症状的单节段新鲜胸腰段爆裂性骨折的患者进行长期观察，他们的研究发现：经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰段骨折安全有效，患者均未出现并发症。Dai等^[29]研究也发现经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰段骨折是有效的，其具有出血少，住院时间较短等特点，且术中未出现并发症。Cimatti等^[30]的研究发现经皮椎弓根螺钉内固定可以使胸腰段压缩性骨折的患者获得满意的临床效果。

尽管经皮椎弓根螺钉内固定治疗胸腰段骨折的并发症发生率较低，但手术治疗都有可能导致患者出现并发症。在本研究中发现1例肥胖患者出现椎弓根螺钉穿透椎弓根进入椎管，可能的原因是：由于患者体型肥胖，在C臂下透视定位进入针点确定不佳，其次患者肥胖导致皮肤致目标椎体椎弓根距离较远，容易导致椎弓根螺钉外展角度较大，从而引起椎弓根螺钉穿透椎弓根进入椎管，但是在本研究中，该例患者并未出现神经损伤症状，因此，术后未予以处理。对于肥胖的患者，术中反复透视，术前仔细研究其影像学检查，有助于术中明确穿刺位置及穿刺角度，同时在拧入椎弓根螺钉之前，应仔细探查钉道有无向内壁穿透，从而降低椎弓根螺钉误植率的发生。在本研究中，还有2例患者出现并发症：1例患者出现椎弓根螺钉松动，另1例患者出现穿刺部位感染。前者未予以处理，但治疗效果满意；后者由于出现穿刺部位感染，经清创处理及应用抗生素治疗后好转。

尽管经皮椎弓根螺钉内固定技术治疗胸腰段骨折安全有效，但术中操作及术后处理仍必须注意一下事项：①术前体位的摆放：患者应俯卧于双横软垫上，使其处于过伸位以利于骨折椎体复位，但要防止过伸角度过大，加重骨折移位。②注意体表定位的准确性，在本研究中使用定位网(一种带有许多刻度、网格状的装置)进行穿刺部位定位，提高椎弓根螺钉置入的准确性，降低术中穿刺部位定位的时间，而且还可以减少透视的次数，从而有助于保护患者及医务人员。③在置入椎弓根螺钉前，一定要仔细探查椎弓根螺钉进入椎弓根及椎体的通道前、后、外侧、内侧壁及底部，降低椎弓根螺钉的误植率。一般椎弓根螺钉理想的进针点位于前后位片椎弓根的2-3点(右)或9-10点(左)的外侧缘处，侧位片上，导针须与椎体终板平行。当侧位透视导针经过椎弓根准备进入椎体时，需透视正位片，确保导针没有超出椎弓根内侧缘。④术后应尽早行康复训练，一般在术后第1天嘱患者开始进行腰背肌功能锻炼，术后1-3 d要求患者绝对卧床休息，因为过早下地活动可能会导致内固定断裂或松动，而且还会加重手术切口疼痛，不符合无痛病房管理的要求。⑤对于肥胖患者，术前应仔细研究影像学图片，术中应仔细操作，对于穿刺点不能确定时，应增加透视次数，直到明确穿刺点，因肥胖患者皮下脂肪及肌肉较厚，体表穿刺点距离椎弓根进针点较远，再加上肌肉张力较大，外展角度不容易把握，容易出现椎弓根螺钉误植。⑥经皮椎弓根螺钉置入术前及术后使用抗生素或许是没有必要的，尽管先前的研究显示给予抗生素可以预防感染^[31]，但并不能说明术前及术后应用抗生素可以明显降低感染发生率，目前缺少临床随机对照试验。术后及时换药并在切口上用浸泡有体积分数75%乙醇的小方纱覆盖或许是预防感染的有效方法。在本研究中，尽管所有患者术前及术后均不使用抗生素预防感染，但仅有1例患者出现穿刺部位感染。

总之，经皮椎弓根螺钉置入内固定修复单节段胸腰段骨折具有矫正后凸畸形、改善胸腰段活动度、快速缓解患者腰背部疼痛、且并发症发生率较低的特点。

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