寰枢椎弓根螺钉置入单节段固定治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.31.007

中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (31): 4957-4962.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.31.007

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寰枢椎弓根螺钉置入单节段固定治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折

屈巍，闫亮，宋宗让，刘继军，吴起宁，郝定均

西安交通大学附属红会医院脊柱外科，陕西省西安市 710054

出版日期:2017-11-08 发布日期:2017-12-01
通讯作者: 郝定均，主任医师，教授，西安交通大学附属红会医院脊柱外科，陕西省西安市 710054
作者简介:屈巍，男，1984年生，陕西省扶风县人，汉族，2010年解放军第四军医大学毕业，硕士，主治医师，主要从事脊柱脊髓损伤研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(81401843)

Single segment fixation with atlantoaxial pedicle screws in the treatment of Jefferson fracture combined with unstable odontoid fracture

Qu Wei, Yan Liang, Song Zong-rang, Liu Ji-jun, Wu Qi-ning, Hao Ding-jun

Department of Spinal Surgery, Xi’an Honghui Hospital, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710054, Shaanxi Province, China

Online:2017-11-08 Published:2017-12-01
Contact: Hao Ding-jun, Chief physician, Professor, Department of Spinal Surgery, Xi’an Honghui Hospital, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710054, Shaanxi Province, China
About author:Qu Wei, Master, Attending physician, Department of Spinal Surgery, Xi’an Honghui Hospital, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710054, Shaanxi Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81401843

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

Jefferson 骨折：Jefferson于1919年最早报道寰椎的一种爆裂骨折，其为单纯垂直暴力作用于寰椎，使寰椎前后弓同时骨折，前后弓各有2条骨折线将寰椎分为4个骨折块，寰椎侧块可向两侧分离移位，并常伴有寰椎横韧带损伤或断裂。

不稳定齿状突骨折：齿状突骨折最经典的分型为Anderson-D’Alonzo分型，其按照骨折线的位置将齿状突骨折分为3型，其中Ⅱ型为齿状突基底部骨折，为最不稳定骨折，Ⅲ型为涉及枢椎体的齿状突骨折，Ⅲ型中的浅Ⅲ型由于骨折线靠近齿状突基底部与Ⅱ型骨折一样具有高度的不稳定。

摘要

背景：Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折比较少见，临床报道较少。目前多采用枕颈融合手术治疗，造成患者颈椎活动度严重丧失，对患者日常生活影响很大，疗效较差。

目的：为了避免枕颈融合，保留枕寰关节活动度，应用寰枢椎弓根螺钉固定技术治疗Jefferson骨折伴不稳定性齿状突骨折，评价其可行性及修复效果。

方法：对2010年3月至2015年8月收治的15例Jefferson骨折合并枢椎齿状突骨折患者行寰枢椎弓根螺钉固定术，合并齿状突Anderson Ⅱ型骨折13例，Anderson 浅Ⅲ型骨折2例，伴有寰椎横韧带断裂5例。入院后给予患者颅骨牵引，术前行三维CT检查，于CT片中测量寰椎椎弓根钉道并选择合适尺寸螺钉。全麻下行寰枢椎弓根螺钉置入、寰枢椎复位，对横韧带断裂患者行寰枢椎植骨融合，其余患者采用单纯固定。采用ASIA分级及目测类比评分比较术前、术后神经功能和疼痛改善情况，术后随访时观察寰枕关节活动度。

结果与结论：①平均手术时间(150±41) min(120-270 min)；平均失血量(246±95) mL (160-500 mL)；②所有患者寰枢椎弓根螺钉成功置入，术中无脊髓、神经根和椎动脉损伤发生。寰枢骨折脱位复位良好；③术后随访12-36个月。脊髓不完全损伤者共9例，7例患者术后神经功能明显恢复；术后1年目测类比评分(1.20±1.40)分较术前(8.15±0.62)分明显改善(P < 0.05)；④所有骨折及植骨全部愈合，无内固定断裂和松动；术后寰枕关节活动度平均(14.6±2.8)°；⑤综上，寰枢椎弓根螺钉内固定是修复Jefferson骨折合并枢椎不稳定性齿状突骨折的有效方法，固定牢靠，骨折愈合率高，可避免枕颈融合，保留寰枕活动度。

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: 0000-0003-0541-6032(屈巍)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 齿状突不稳定骨折, Jefferson 骨折, 寰枢椎脱位, 寰枢椎弓根螺钉, 单节段固定, 寰枕活动度, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Jefferson fracture associated with unstable odontoid fracture is rare, and little reported. Occipito-cervical fusion is the commonly used treatment method, but it causes a severe loss of the motion of cervical vertebrae, which affects the patients’ quality of life, so the curative effect is poor.

OBJECTIVE: To evaluate the feasibility and therapeutic efficacy of atlantoaxial transpedicular screw fixation for Jefferson fracture associated with unstable odontoid fracture, so as to avoid occipito-cervical fusion and preserve the motion of the atlanto-occipital joint.

METHODS: Fifteen patients with Jefferson fracture associated with unstable odontoid fracture from March 2010 to August 2015, were treated with atlantoaxial transpedicular screw fixation. There were 13 cases of Anderson type II and 2 cases of Anderson shallow type lll odontoid fracture, as well as 5 cases combined with transverse atlantal ligament rupture. All patients underwent skull traction after admission, as well as three-dimensional CT was applied preoperatively to determine the atlas pedicle screw trajectory and chose suitable screws. Atlantoaxial transpedicular screw was placed and atlantoaxial joint was reduced under general anesthesia. Bone graft fusion of atlantoaxial joint was applied only for the transverse atlantal ligament. The pain and neurologic function were evaluated by the Visual Analog Scale and the American Spinal Injury Association Impairment Scale before and after operation. The range of motion of the atlanto-occipital joint was observed during follow-up.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The mean operation time was (150±41) minutes (120-270 minutes). The mean blood loss was (246±95) mL (160-500 mL). (2) Atlantoaxial transpedicular screws were successfully placed in all patients. No spinal and nerve root injury, or vertebral artery injury occurred intraoperatively. The atlantoaxial achieved good reduction. (3) The follow-up time was 12-36 months. There were nine cases of incomplete spinal cord injury, and 7 cases of obviously improved neurologic function. The visual analog scale scores were significantly improved at 1 year postoperatively, from preoperative (8.15±0.62) to postoperative (1.2±1.4) (P < 0.05). (4) All fractures and bone grafts were healed without loosening or rupture of the screws. The range of motion of the atlanto-occipital joint was (14.6±2.8)° postoperatively. (5) To conclude, atlantoaxial transpedicular screw fixation is effective for Jefferson fracture combined with unstable odontoid fracture, which not only exhibits a high rate of bone healing and stable fixation, but also avoids the occipital-cervical fusion and preserves occipito-atlantal motion.

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: Axis, Fractures, Bone, Internal Fixators, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

屈巍，闫亮，宋宗让，刘继军，吴起宁，郝定均. 寰枢椎弓根螺钉置入单节段固定治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(31): 4957-4962.

Qu Wei, Yan Liang, Song Zong-rang, Liu Ji-jun, Wu Qi-ning, Hao Ding-jun. Single segment fixation with atlantoaxial pedicle screws in the treatment of Jefferson fracture combined with unstable odontoid fracture[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(31): 4957-4962.

图/表（结果） 2

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引言

材料方法

1.1 设计 病例回顾性分析。

1.2 时间及地点 于2010年3月至2015年8月在西安交通大学附属红会医院脊柱外科完成。

1.3 材料 使用的寰枢椎内固定器械由美国MEDTRONIC公司生产，产品标准：YZB/USA 6107-2013《脊柱内固定系统(商品名：VERTEX)》。该系统用于枕骨、颈椎或上胸椎脊柱的后路固定，由各种形状和尺寸的螺钉、螺帽、横连接、连接棒和钩组成。该产品的材料构成为医用级TC4ELI钛合金。产品经检测，无血液及细胞毒性，具有良好的生物相容性，且不会在人体内被腐蚀产生毒副作用。产品机械强度高，不易疲劳断裂，使用寿命长。

1.4 对象 纳入Jefferson骨折伴枢椎齿状突骨折患者15例，男9例，女6例；年龄22-63岁，平均(40.5±12.0)岁；13例患者合并齿状突AndersonⅡ型骨折，2例患者合并Anderson浅Ⅲ型骨折；伴寰椎横韧带断裂5例。

诊断标准：明确的头部撞击外伤史(交通事故8例，高处坠落6例，重物砸伤1例)，根据X射线及CT确诊。

临床表现：颈痛，颈部活动受限；部分患者出现感觉肌力减弱等神经症状。

纳入标准：满足以下条件：①寰椎前后弓各2处骨折；②齿状突Ⅱ型或浅Ⅲ型骨折；③受伤时间< 2周；④年龄< 65岁。

排除标准：①单独寰椎前弓或后弓骨折；②寰椎前弓1处、后弓2处骨折或寰椎前弓2处、后弓1处骨折；③累及寰椎侧块的粉碎骨折；④枢椎齿状突Ⅰ型骨折、深Ⅲ型骨折；⑤枢椎伴有除齿状突以外的其他部位骨折；⑥随访丢失、随访资料不全。

1.5 方法

1.5.1 术前准备患者经颈椎X射线，CT及MRI检查确诊，判断寰椎横韧带的损伤情况，给予牵引治疗，3.0-5.0 kg，持续4-7 d。牵引后给予上颈椎三维CT检查，于寰椎CT片中测量寰椎椎弓的高度、宽度，钉道直径、长度及方向(图1)，选择术中合适尺寸的椎弓根螺钉。采用目测类比疼痛评分评价术前颈部疼痛情况。对脊髓损伤患者术前采用美国脊髓损伤协会损伤分级(American Spinal Injury Association Classification，ASIA)进行神经功能评价。

1.5.2 手术方法患者全麻下气管插管后取俯卧位，颈部中立，将头置于头架并保留颅骨牵引，分别用2条宽约6 cm的胶布自双肩向斜下方拉紧皮肤并将胶布固定于手术床侧方。采用后正中切口，自枕骨隆突至C₃棘突，长约10 cm。逐层切开皮肤、皮下组织、背筋膜，紧贴棘突骨面用电刀骨膜下剥离显露枕骨大孔后缘、寰椎后弓、枢椎椎板及枢椎椎弓根少许内侧壁。剥离寰椎时注意不要损伤椎动脉沟内的基底动脉、后弓下方的C₂神经根及伴行静脉丛。如遇静脉丛出血采用明胶海绵填塞止血。对于寰椎骨折分离移位不明显或牵引后寰椎复位良好的骨折，采用Tan等^[17]的寰椎椎弓根螺钉技术进行置钉，进钉点位于中线旁开18-20 mm，椎弓下缘上方2 mm处，垂直于冠状面，头倾5°，钉道深度24-30 mm；反之寰椎螺钉的置入根据术前CT测量的结果进行置钉(图1)。对于枢椎的椎弓根置钉采用Harm的技术置钉^[18]，剥离子探及C₂峡部的上表面和内侧面，根据峡部解剖钉道内倾20°、头倾30°左右，钉道深度24-30 mm。进针前先使用1.5 mm磨钻开口，开路锥开路时，反复探针探查有无穿破椎弓壁或侧块。双侧安装预弯棒，对寰枢椎进行复位。对于横韧带断裂的患者磨钻毛糙处理寰椎后弓及枢椎椎板，取髂后上棘适合尺寸骨块修整后植入寰椎后弓与枢椎椎板间。横韧带完好的患者采用寰枢椎单纯固定。安装横向连接器。放置负压引流，逐层关闭切口。

测量钉道AF与矢状线的夹角，指导术中进钉方向。BG为后结节中心与经过进钉点A的矢状线的垂直距离。由于寰椎Jefferson骨折多伴有后弓骨折块的分离移位，因此BG可大于常规置钉时的18-20 mm，根据术前测量的BG距离可于术中确定进钉A点。IH为寰椎椎弓根的最狭窄部位(图1b)，测量其高度和宽度(图1c)，于术前挑选合适直径和长度的螺钉。

1.5.3 术后处理及随访术后24-48 h拔除引流管，行颈椎X射线及CT观察骨折复位及内固定情况。术后3-5 d佩戴颈托下地活动，3个月后去除颈托行颈部功能锻炼。定期随访(术后3，6，9个月及1，2，3年)，随访时拍摄颈椎X射线片及CT。术后1年观察颈痛、神经功能康复情况并与术前状况进行比较。

1.6 主要观察指标

1.6.1 疼痛采用目测类比评分对术前及术后1年颈痛进行疗效评定，观察颈痛改善情况。目测类比评分标准：从0-10分疼痛逐渐加重。0分：无痛；1-3分：轻微疼痛可忍受；4-6分：疼痛尚能忍受，但影响睡眠；7-10分：强烈疼痛，不可忍受，影响食欲和睡眠。

1.6.2 骨性愈合随访时拍摄颈椎X射线及CT观察骨折愈合和植骨融合情况。骨折愈合的评估标准：颈椎X射线及CT示骨折两端有明显骨痂形成，骨痂连续，骨折线模糊。

1.6.3 神经功能恢复情况采用ASIA分级对术前、术后神经功能进行评估，观察神经功能改善情况。ASIA的评估标准：A级为完全损伤，骶段S₄_-₅无任何感觉或运动功能保留；B级为不全损伤，损伤平面以下包括骶段S₄_-₅有感觉功能，但无运动功能；C级为不全损伤，损伤平面以下有运动功能，大部分关键肌肌力小于3级；D级为不全损伤，损伤平面以下有运动功能，大部分关键肌肌力等于或大于3级；E级为正常，感觉运动功能正常。

1.6.4 寰枕关节活动度随访时于过伸过屈位X射线片测量寰枕关节角度变化范围。

1.7 统计学分析 采用 students't 检验分析术前术后颈痛目测类比评分变化情况，P < 0.05为差异有显著性意义。

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

寰枢椎复合骨折比较少见，复合骨折只占所有急性颈椎损伤的3%，其中最常见的是Jefferson骨折合并齿状突Ⅱ型骨折，约占齿状突骨折的12%^[1^，^19-20]。寰枢椎复合骨折较单独寰椎或枢椎骨折具有更高的神经损伤及死亡率^[21]。Jefferson骨折合并齿状突骨折的发病机制可能是由于突然的轴向垂直暴力作用于寰椎的同时伴随屈曲暴力作用于枢椎齿状突导致^[22-23]。Jefferson骨折合并齿状突骨折比较少见，临床报道较少。对于此类复合骨折的治疗没有共识。Longo^[4]回顾Halo支架治疗上颈椎骨折的文献，认为Halo支架可有效治疗Jefferson骨折合并齿状突骨折。Ergün等^[5]认为Halo支架可有效治疗上颈椎复合骨折，但患者的舒适性和满意度较低。但更多的学者认为Halo支架不能有效的稳定寰枢椎而导致骨折不愈合。Vieweg等^[7]采用Halo支架治疗寰椎骨折伴枢椎齿状突Ⅱ型骨折，12例患者只有67%的骨折愈合率。Hein^[9]和Deen等^[8]采用Halo支架或硬颈托外固定治疗Jefferson骨折合并齿状突骨折，所有患者骨折愈合失败。Guiot等^[10]用Halo支架固定治疗Jefferson骨折伴齿状突Ⅱ型骨折同样骨不愈合。一些研究结果显示Halo支架不能有效稳定上颈椎，骨愈合率低，术后螺钉松动、钉道感染、复位丢失经常发生，患者易发生压疮，耐受性差，而手术具有立即稳定，复位良好、骨愈合率高，患者耐受性好的优点^[19^，^24]。

随着脊柱内固定技术的发展和患者对治疗舒适性、周期及可靠性要求的提高，采用内固定手术治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折越来越被脊柱外科医生和患者接受。对于寰枢椎复合骨折，许多学者认为应以枢椎骨折的特点制定治疗方案^[1^，²²^，^25]。在齿状突骨折分型中最经典的为Anderson-D’Alonzo分型，其中Ⅰ型为齿状突尖部撕裂性骨折，属于稳定性骨折，Ⅱ型为齿状突基底部骨折，为最不稳定骨折，Ⅲ型为涉及枢椎体的齿状突骨折^[26]。按照骨折线距离齿状突的距离可分为浅Ⅲ型和深Ⅲ型骨折，深Ⅲ型一般较稳定，浅Ⅲ型骨折靠近齿状突颈与Ⅱ型骨折一样具有高度的不稳定^[27-28]。对于大多数Ⅰ型和深Ⅲ型齿状突骨折可采用外固定保守治疗^[29]。由于齿状突为单向血供，基底部骨质较密，骨折后易导致愈合延迟或不愈合，对于Ⅱ型和浅Ⅲ型这种不稳定骨折提倡早期手术治疗^[27-28]。同样，对于Jefferson骨折复合Ⅱ型和浅Ⅲ型骨折也应采用手术治疗。

Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折的以往手术报道取得了良好的骨性愈合。Deen^[8]、Kesterson^[14]和Satyarthee等^[15]采用枕颈融合治疗Jefferson骨折合并齿状突Ⅱ型骨折获得了满意的骨性融合。Hein等^[9]采用后路寰枢关节突螺钉固定融合治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折，患者获得良好的骨性融合。Guiot等^[10]采用齿状突螺钉内固定加硬颈托外固定治疗Jefferson骨折伴齿状突Ⅱ型骨折也达到骨性愈合。

在以往这些手术中，枕颈融合术具有立刻坚强稳定、有效避免颈髓迟发损伤，患者耐受性好，操作简单的优点，但枕寰枢关节的活动度全部丧失。后路寰枢关节螺钉(Magerl技术)固定融合技术可有效稳定寰枢椎的平移和旋转，但Magerl技术固定前要求寰枢椎解剖复位，且10%-23%的患者有椎动脉变异，有较高的椎动脉损伤风险，进针角度大，不易操作^[30-31]。在齿状突螺钉治疗齿状突骨折的研究中，Eysel按照骨折线的方向将Ⅱ型齿状突骨折分为3个亚型：ⅡA为横向基底骨折，ⅡB为前上斜向后下的骨折，ⅡC为后上斜向前下的骨折。对于ⅡC骨折使用齿状突螺钉固定易导致骨折再移位和假关节形成^[30]。当治疗Jefferson骨折合并齿状突骨折时，采用前路齿状突螺钉固定治疗应不伴寰椎横韧带断裂，骨折和脱位复位良好，齿状突骨折不能为ⅡC型，并且需要坚强的外固定稳定上颈椎。所以采用齿状突螺钉内固定不能广泛适用此类寰枢复合骨折。

寰枢椎椎弓根螺钉固定C₁-C₂椎体安全可靠，较Magerl技术损伤椎动脉的风险低，植骨融合率更高^[32]。柳超等^[33]采用有限元分析寰枢椎椎弓根螺钉固定和枕颈融合治疗Jefferson骨折合并Ⅱ型齿状突骨折，证实寰枢椎椎弓根螺钉固定具有与枕颈融合固定同样稳定可靠的效果。采用寰枢椎弓根螺钉技术治疗Jefferson骨折合并齿状突骨折，利于术中复位，不破坏寰枢关节，并且保留了枕寰活动度。本组患者术后随访寰枕关节活动度平均(14.6±2.8)°。

Dickman等^[25]认为手术治疗寰枢椎复合骨折时，是否融合以寰椎骨折的类型为基础。成人寰齿前间隙一般不超过3 mm，若寰齿前间隙> 5 mm提示寰椎横韧带断裂；寰椎骨折时，当寰椎侧块向两侧移位之和> 7 mm时，提示横韧带断裂^[34]。洪波等^[35]采用寰枢融合技术治疗Jefferson骨折伴齿状突骨折，未判断横韧带断裂与否。陈卫等^[36]采用寰枢间临时固定治疗伴有或不伴有横韧带断裂的Jefferson骨折合并齿状突骨折。寰枢椎之间的稳定性主要取决于齿状突、横韧带和寰椎前弓的完整性^[26^，^36]。寰椎横韧带断裂后是不可自我修复的。因此，对于横韧带断裂的Jefferson骨折复合齿状突骨折应采用融合手术，如果采用临时固定可能造成取出内固定后出现寰椎失稳。一些采用寰枢后路钉棒临时固定上颈椎骨折的研究结果表明，骨愈合后取出临时内固定，寰枢活动度可不同程度保留^[20^，^37-39]。作者建议对于不伴横韧带断裂的Jefferson骨折合并齿状突骨折采用临时固定可保留寰枢活动度，采用X射线、CT或MRI可于术前判断横韧带损伤情况指导手术^[40]。

在寰枢椎弓根螺钉置入前应于三维CT测量寰椎椎弓数据及钉道方向，有利于术中安全置钉。本文的所有患者寰枢椎弓根螺钉安全置入，术中无神经血管损伤发生，术后颈痛目测类比评分较术前明显降低，78%(7/9)的脊髓损伤患者术后神经功能明显恢复。术后1年所有骨折及植骨愈合，无内固定断裂和松动，无脱位或失稳复发。因此，应用寰枢椎椎弓根螺钉固定技术可有效治疗Jefferson骨折合并齿状突骨折。本研究仍有一些不足，如纳入患者数量不大，以后会对该组患者进行更长时间随访，并增加样本量，进一步验证该手术方法的疗效及可靠性。

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

寰枢椎弓根螺钉置入单节段固定治疗Jefferson骨折合并不稳定齿状突骨折

Single segment fixation with atlantoaxial pedicle screws in the treatment of Jefferson fracture combined with unstable odontoid fracture

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