引用本文： 张文志, 邱大权, 李旭, 段丽群, 张锋, 唐康. 经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定治疗胸腰椎骨折的疗效评价. 中国修复重建外科杂志, 2016, 30(5): 569-574. doi: 10.7507/1002-1892.20160115 复制
胸腰椎骨折是临床常见脊柱骨折类型，占全身骨折的5%～6%[1]，占脊柱骨折的50%左右。对于无神经及脊髓损伤的胸腰椎骨折，经皮椎弓根螺钉内固定术治疗具有损伤小、恢复快等特点[2-3]，术中均采用万向钉固定。但有学者提出万向钉无复位功能，术后撑开复位效果不理想，中长期随访发现畸形矫正及生物力学稳定性较差[4-5]。为此，我院骨科对经皮万向钉进行了改良，发明了经皮单方向螺钉及其内固定系统（专利号：ZL 2013 2 0016324.5），该钉在矢状位具有固定钉效果，侧方位作用与万向钉相同。自2012年1月起我院开始使用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定治疗胸腰椎骨折，现回顾分析其临床效果，并与仅使用万向钉固定患者进行比较，探讨采用该螺钉治疗的优势。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准[6-9]：①不稳定型胸腰椎骨折；②无神经损伤；③爆裂骨折、无椎管受累或椎体后缘骨折块向椎管内占位小于椎管横截面积的1/4；④椎管内无血肿等异物占位；⑤采用经皮椎弓根螺钉内固定术治疗。 排除标准[6, 8]：①有内脏、颅脑损伤等不宜手术者；②骨质条件差、严重骨质疏松者；③术前检查示病理性骨折；④合并明显神经损伤表现需行椎管减压者；⑤骨折2周后手术者。
2012年1月－2014年6月共56例患者符合选择标准纳入研究；其中30例采用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定（A组），26例仅采用万向钉固定（B组）。
1.2 一般资料
A组：男20例，女10例；年龄18～56岁，平均37.5岁。体质量45～70 kg，平均61.0 kg。致伤原因：摔伤12例，高处坠落伤8例，交通事故伤7例，重物砸伤3例。受伤至入院时间1～10 d，平均4 d。损伤节段：T11 6例，T12 12例，L1 7例，L2 5例。骨折根据AO分型，A1型14例，A2型7例，A3型9例。术前美国脊髓损伤学会（ASIA）分级：D级12例，E级18例。
B组：男17例，女9例；年龄21～66岁，平均36.5岁。体质量44～70 kg，平均62.5 kg。致伤原因：摔伤12例，高处坠落伤7例，交通事故伤5例，重物砸伤2例。受伤至入院时间1～10 d，平均4 d。损伤节段：T11 4例，T12 11例，L1 9例，L2 2例。骨折根据AO分型，A1型13例，A2型7例，A3型6例。术前ASIA分级：D级10例，E级16例。
两组均无明显脊髓受压及神经损伤症状。术前常规行过伸位垫枕间接复位骨折。两组患者性别、年龄、体质量、致伤原因、受伤至入院时间、损伤节段、骨折类型及术前ASIA分级、疼痛视觉模拟评分（VAS）、伤椎前缘高度百分比、后凸Cobb角、矢状面指数等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表 1～4。
1.3 手术方法
两组手术均由同一组医师完成。A组：全麻下，患者取俯卧位、下腰背部处过伸位。C臂X线机透视下，用克氏针标记伤椎和上、下椎体椎弓根在体表投影。于伤椎上位椎体体表投影处外侧作长约1.5 cm的纵切口，逐层钝性分离，暴露关节突。正位透视下，于标记的椎体左、右椎弓根投影的外缘（左侧9～10点钟位、右侧2～3点钟位），以内倾角度10～15°将穿刺针向椎体内穿刺，深入椎弓根内约2 cm；正、侧位透视证实椎弓根内壁无穿破后，继续穿刺至椎体后缘前方1 cm；拔出针芯，置入导丝，依次使用中空丝攻、中空椎弓根螺钉扩大钉道，植钉；透视确认内固定物位置。同法依次植入伤椎及下位椎体椎弓根螺钉。其中伤椎植入万向钉，上、下位椎体植入经皮单方向螺钉。然后，从伤椎的上方椎体椎弓根螺钉开口处植入固定棒，拧入固定螺帽。拧紧伤椎上方的椎弓根螺帽，透视下进行撑开复位，恢复伤椎椎体高度、矫正后凸畸形，拧紧其余固定螺帽，扳除螺钉长尾。术毕，关闭切口，无需放置引流管。B组：手术操作同A组，伤椎及上、下位椎体均植入万向钉。
1.4 术后处理
术后48 h内常规给予抗生素预防感染。术后24 h内行直腿抬高锻炼；48 h后开始进行腰背肌锻炼，并支具固定后下床活动，支具固定3个月；1年后取出内固定物。
1.5 疗效评价指标
记录两组手术时间、术中出血量及并发症发生情况。采用VAS评分评估疼痛改善情况。摄正侧位X线片复查内固定物位置，有无断钉、退钉发生。于术前及术后3 d、末次随访时X线片测量并计算以下指标：①矢状位后凸Cobb角，即伤椎上位椎体上缘线的垂直线与下位椎体下缘线的垂直线的交角；②伤椎前缘高度百分比，即伤椎前缘高度/[（伤椎上位椎体前缘高度+伤椎下位椎体前缘高度）/2]×100%；③矢状面指数，即伤椎前缘高度/伤椎后缘高度×100%。以上指标均计算矫正度（术后3 d测量值－术前测量值）以及丢失度（末次随访测量值－术后3 d测量值）。
1.6 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；组内不同时间点间比较采用重复测量方差分析；检验水准取双侧α=0.05。
2 结果
两组患者手术均顺利完成，术中未出现椎弓根钉误植入椎管致脊髓、神经及重要血管损伤等，无硬脊膜撕裂、脑脊液漏发生。术后切口Ⅰ期愈合，无感染发生。A组手术时间（60.4±4.3）min、术中出血量（50.2±5.6）mL，B组分别为（59.6±4.6）min、（51.7±5.6）mL，比较差异均无统计学意义（t=0.656，P=0.515；t=—1.105，P=0.315）。两组患者均获随访，A组随访时间20～42个月，平均32个月；B组21～44个月，平均30个月。术后A组4例、B组8 例遗留轻度腰背部疼痛，经对症治疗后好转。两组术后3 d及末次随访时VAS评分均明显低于术前，比较差异有统计学意义（P<0.05）；术后3 d与末次随访时比较，差异亦有统计学意义（P<0.05）。组间比较，术后3 d A组VAS评分显著低于B组，比较差异有统计学意义（t=—2.277，P=0.027）；但末次随访时两组VAS评分比较，差异无统计学意义（t=—0.28 9，P=0.774）。见表 1。
表1
两组手术前后VAS评分比较（X线片复查示两组内固定物位置良好，无断钉、退钉发生，压缩畸形均获矫正；两组患者于术后11～14个月手术取出内固定物。见图 1。两组术后3 d及末次随访时伤椎前缘高度百分比、后凸Cobb角及矢状面指数与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05），术后3 d及末次随访时比较差异亦有统计学意义（P<0.05）。组间比较，术后3 d及末次随访时A组以上指标均优于B组，矫正度亦高于B组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）；但两组丢失度比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表 2～4。
表2
两组手术前后伤椎前缘高度百分比比较（%，
表3
两组手术前后后凸Cobb角比较（°，
表4
两组手术前后矢状面指数比较（%，
图1
A组患者，女，54岁，L1节段A1型骨折正侧位X线片 ⓐ术前 ⓑ术后3 d L1椎体形态、前缘高度恢复 ⓒ术后1年椎体前缘高度维持满意 ⓓ术后26个月L1椎体前缘高度无明显丢失
Figure1.
Anteroposterior and lateral X-ray films of a 54-year-old female patient with L1 fracture (A1 type) in group A ⓐBefore operation ⓑAt 3 days after operation,showing L1 vertebral body shape,anterior height recovery ⓒAt 1 year after operation,showing satisfactory anterior height of the injured vertebrae ⓓAt 26 months after operation,removal of internal fixation,no obvious loss of L1 anterior height
3 讨论
3.1 内固定术螺钉组合选择
经皮单方向螺钉主要有两方面优势：①采用加长臂设计[10]，在植入固定棒时，加长臂能保护软组织不被过度牵拉；螺钉植入后，因臂在切口外，可直视螺钉U形槽方向，便于调整方向，且能在直视下判断固定棒是否穿入螺钉U形槽，节约手术时间、减少透视次数。②与万向钉相比，其明显优点在于单平面可动性。万向钉设计了球窝装置，钉尾活动范围大，利用万向钉固定胸腰椎骨折，只能通过体位复位及连接棒与螺钉固定后的悬桁作用进行复位，难以达到满意复位效果 [11-12]。而经皮单方向螺钉只保留了与U形槽开口垂直方向的活动，在矢状面方向不能活动，手术操作过程中利用特制撑开器对螺钉撑开时，对椎体前柱及前纵韧带的撑开作用更强，有利于伤椎前缘高度的恢复及后凸畸形的矫正。有研究表明 [13]，单方向螺钉联合伤椎植入万向钉固定后的生物力学稳定性与单纯单方向螺钉固定比较无明显差异。因此对于无神经损伤的单节段胸腰椎骨折，我们建议伤椎植入万向钉，伤椎邻近椎体植入经皮单方向螺钉。伤椎植入螺钉的优势体现在以下方面[8, 14]：①避免跨伤椎4钉固定带来的平行四边形效应、悬挂效应及过度牵拉椎间盘，增强系统稳定性，保护椎间盘；②伤椎植钉后加压钉棒系统可直接顶推伤椎，促进前柱高度恢复；③可通过降低钉棒之间应力和螺钉对椎体的切割作用，减少断钉、退钉及松动的发生，本研究中无1例出现螺钉松动、断裂等并发症。伤椎植钉选择万向钉主要基于以下因素[15]：万向钉固定可保留局部微动，使得载荷分享增加，应力集中减少；术中可直接调整尾帽方向，方便植入连接棒。经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定既可避免单纯使用万向钉复位矫正效果不佳及矫形效果丢失等问题，又具备微动功能，避免应力集中。
3.2 疗效分析
本研究中，A组手术时间及术中出血量与B组无显著差异，说明经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定术中操作与单纯万向钉植钉一样，也可节约手术时间，减少出血量。影像学检查显示，两组术后脊柱后凸畸形（后凸Cobb角、矢状面指数）及伤椎前缘高度百分比均较术前明显改善；两组矫正度差异有统计学意义（P<0.05），说明经皮单方向螺钉联合万向钉在畸形矫正及维持脊柱稳定性方面优于单纯使用万向钉，也证实了其单平面可动性的优势。术后3 d及末次随访时A组影像学测量指标均优于B组，差异有统计学意义，说明经皮单方向螺钉联合万向钉对于椎体撑开效果、中长期椎体复位维持效果佳。相关生物力学研究亦证实，单纯万向钉固定后脊柱各方向运动范围均大于单方向螺钉联合万向钉固定，表明单纯万向钉固定稳定性及对骨折的复位效果均较单方向螺钉联合万向钉差[4, 16]。本研究末次随访时虽然A组影像学检测指标丢失度优于B组，但差异无统计学意义，分析原因可能与观察样本量较小以及两组伤椎均使用万向钉固定，保留了微动功能，负重后矫正度丢失有关。
综上述，针对无神经损伤的单节段胸腰椎骨折，采用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定治疗疗效确切，与传统单纯应用万向钉相比，降低了手术操作难度，伤椎复位及固定效果更好。但该种术式仍需更多病例和长期随访来综合评价临床效果。
胸腰椎骨折是临床常见脊柱骨折类型，占全身骨折的5%～6%[1]，占脊柱骨折的50%左右。对于无神经及脊髓损伤的胸腰椎骨折，经皮椎弓根螺钉内固定术治疗具有损伤小、恢复快等特点[2-3]，术中均采用万向钉固定。但有学者提出万向钉无复位功能，术后撑开复位效果不理想，中长期随访发现畸形矫正及生物力学稳定性较差[4-5]。为此，我院骨科对经皮万向钉进行了改良，发明了经皮单方向螺钉及其内固定系统（专利号：ZL 2013 2 0016324.5），该钉在矢状位具有固定钉效果，侧方位作用与万向钉相同。自2012年1月起我院开始使用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定治疗胸腰椎骨折，现回顾分析其临床效果，并与仅使用万向钉固定患者进行比较，探讨采用该螺钉治疗的优势。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准[6-9]：①不稳定型胸腰椎骨折；②无神经损伤；③爆裂骨折、无椎管受累或椎体后缘骨折块向椎管内占位小于椎管横截面积的1/4；④椎管内无血肿等异物占位；⑤采用经皮椎弓根螺钉内固定术治疗。 排除标准[6, 8]：①有内脏、颅脑损伤等不宜手术者；②骨质条件差、严重骨质疏松者；③术前检查示病理性骨折；④合并明显神经损伤表现需行椎管减压者；⑤骨折2周后手术者。
2012年1月－2014年6月共56例患者符合选择标准纳入研究；其中30例采用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定（A组），26例仅采用万向钉固定（B组）。
1.2 一般资料
A组：男20例，女10例；年龄18～56岁，平均37.5岁。体质量45～70 kg，平均61.0 kg。致伤原因：摔伤12例，高处坠落伤8例，交通事故伤7例，重物砸伤3例。受伤至入院时间1～10 d，平均4 d。损伤节段：T11 6例，T12 12例，L1 7例，L2 5例。骨折根据AO分型，A1型14例，A2型7例，A3型9例。术前美国脊髓损伤学会（ASIA）分级：D级12例，E级18例。
B组：男17例，女9例；年龄21～66岁，平均36.5岁。体质量44～70 kg，平均62.5 kg。致伤原因：摔伤12例，高处坠落伤7例，交通事故伤5例，重物砸伤2例。受伤至入院时间1～10 d，平均4 d。损伤节段：T11 4例，T12 11例，L1 9例，L2 2例。骨折根据AO分型，A1型13例，A2型7例，A3型6例。术前ASIA分级：D级10例，E级16例。
两组均无明显脊髓受压及神经损伤症状。术前常规行过伸位垫枕间接复位骨折。两组患者性别、年龄、体质量、致伤原因、受伤至入院时间、损伤节段、骨折类型及术前ASIA分级、疼痛视觉模拟评分（VAS）、伤椎前缘高度百分比、后凸Cobb角、矢状面指数等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表 1～4。
1.3 手术方法
两组手术均由同一组医师完成。A组：全麻下，患者取俯卧位、下腰背部处过伸位。C臂X线机透视下，用克氏针标记伤椎和上、下椎体椎弓根在体表投影。于伤椎上位椎体体表投影处外侧作长约1.5 cm的纵切口，逐层钝性分离，暴露关节突。正位透视下，于标记的椎体左、右椎弓根投影的外缘（左侧9～10点钟位、右侧2～3点钟位），以内倾角度10～15°将穿刺针向椎体内穿刺，深入椎弓根内约2 cm；正、侧位透视证实椎弓根内壁无穿破后，继续穿刺至椎体后缘前方1 cm；拔出针芯，置入导丝，依次使用中空丝攻、中空椎弓根螺钉扩大钉道，植钉；透视确认内固定物位置。同法依次植入伤椎及下位椎体椎弓根螺钉。其中伤椎植入万向钉，上、下位椎体植入经皮单方向螺钉。然后，从伤椎的上方椎体椎弓根螺钉开口处植入固定棒，拧入固定螺帽。拧紧伤椎上方的椎弓根螺帽，透视下进行撑开复位，恢复伤椎椎体高度、矫正后凸畸形，拧紧其余固定螺帽，扳除螺钉长尾。术毕，关闭切口，无需放置引流管。B组：手术操作同A组，伤椎及上、下位椎体均植入万向钉。
1.4 术后处理
术后48 h内常规给予抗生素预防感染。术后24 h内行直腿抬高锻炼；48 h后开始进行腰背肌锻炼，并支具固定后下床活动，支具固定3个月；1年后取出内固定物。
1.5 疗效评价指标
记录两组手术时间、术中出血量及并发症发生情况。采用VAS评分评估疼痛改善情况。摄正侧位X线片复查内固定物位置，有无断钉、退钉发生。于术前及术后3 d、末次随访时X线片测量并计算以下指标：①矢状位后凸Cobb角，即伤椎上位椎体上缘线的垂直线与下位椎体下缘线的垂直线的交角；②伤椎前缘高度百分比，即伤椎前缘高度/[（伤椎上位椎体前缘高度+伤椎下位椎体前缘高度）/2]×100%；③矢状面指数，即伤椎前缘高度/伤椎后缘高度×100%。以上指标均计算矫正度（术后3 d测量值－术前测量值）以及丢失度（末次随访测量值－术后3 d测量值）。
1.6 统计学方法
采用SPSS19.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；组内不同时间点间比较采用重复测量方差分析；检验水准取双侧α=0.05。
2 结果
两组患者手术均顺利完成，术中未出现椎弓根钉误植入椎管致脊髓、神经及重要血管损伤等，无硬脊膜撕裂、脑脊液漏发生。术后切口Ⅰ期愈合，无感染发生。A组手术时间（60.4±4.3）min、术中出血量（50.2±5.6）mL，B组分别为（59.6±4.6）min、（51.7±5.6）mL，比较差异均无统计学意义（t=0.656，P=0.515；t=—1.105，P=0.315）。两组患者均获随访，A组随访时间20～42个月，平均32个月；B组21～44个月，平均30个月。术后A组4例、B组8 例遗留轻度腰背部疼痛，经对症治疗后好转。两组术后3 d及末次随访时VAS评分均明显低于术前，比较差异有统计学意义（P<0.05）；术后3 d与末次随访时比较，差异亦有统计学意义（P<0.05）。组间比较，术后3 d A组VAS评分显著低于B组，比较差异有统计学意义（t=—2.277，P=0.027）；但末次随访时两组VAS评分比较，差异无统计学意义（t=—0.28 9，P=0.774）。见表 1。
表1
两组手术前后VAS评分比较（X线片复查示两组内固定物位置良好，无断钉、退钉发生，压缩畸形均获矫正；两组患者于术后11～14个月手术取出内固定物。见图 1。两组术后3 d及末次随访时伤椎前缘高度百分比、后凸Cobb角及矢状面指数与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05），术后3 d及末次随访时比较差异亦有统计学意义（P<0.05）。组间比较，术后3 d及末次随访时A组以上指标均优于B组，矫正度亦高于B组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）；但两组丢失度比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表 2～4。
表2
两组手术前后伤椎前缘高度百分比比较（%，
表3
两组手术前后后凸Cobb角比较（°，
表4
两组手术前后矢状面指数比较（%，
图1
A组患者，女，54岁，L1节段A1型骨折正侧位X线片 ⓐ术前 ⓑ术后3 d L1椎体形态、前缘高度恢复 ⓒ术后1年椎体前缘高度维持满意 ⓓ术后26个月L1椎体前缘高度无明显丢失
Figure1.
Anteroposterior and lateral X-ray films of a 54-year-old female patient with L1 fracture (A1 type) in group A ⓐBefore operation ⓑAt 3 days after operation,showing L1 vertebral body shape,anterior height recovery ⓒAt 1 year after operation,showing satisfactory anterior height of the injured vertebrae ⓓAt 26 months after operation,removal of internal fixation,no obvious loss of L1 anterior height
3 讨论
3.1 内固定术螺钉组合选择
经皮单方向螺钉主要有两方面优势：①采用加长臂设计[10]，在植入固定棒时，加长臂能保护软组织不被过度牵拉；螺钉植入后，因臂在切口外，可直视螺钉U形槽方向，便于调整方向，且能在直视下判断固定棒是否穿入螺钉U形槽，节约手术时间、减少透视次数。②与万向钉相比，其明显优点在于单平面可动性。万向钉设计了球窝装置，钉尾活动范围大，利用万向钉固定胸腰椎骨折，只能通过体位复位及连接棒与螺钉固定后的悬桁作用进行复位，难以达到满意复位效果 [11-12]。而经皮单方向螺钉只保留了与U形槽开口垂直方向的活动，在矢状面方向不能活动，手术操作过程中利用特制撑开器对螺钉撑开时，对椎体前柱及前纵韧带的撑开作用更强，有利于伤椎前缘高度的恢复及后凸畸形的矫正。有研究表明 [13]，单方向螺钉联合伤椎植入万向钉固定后的生物力学稳定性与单纯单方向螺钉固定比较无明显差异。因此对于无神经损伤的单节段胸腰椎骨折，我们建议伤椎植入万向钉，伤椎邻近椎体植入经皮单方向螺钉。伤椎植入螺钉的优势体现在以下方面[8, 14]：①避免跨伤椎4钉固定带来的平行四边形效应、悬挂效应及过度牵拉椎间盘，增强系统稳定性，保护椎间盘；②伤椎植钉后加压钉棒系统可直接顶推伤椎，促进前柱高度恢复；③可通过降低钉棒之间应力和螺钉对椎体的切割作用，减少断钉、退钉及松动的发生，本研究中无1例出现螺钉松动、断裂等并发症。伤椎植钉选择万向钉主要基于以下因素[15]：万向钉固定可保留局部微动，使得载荷分享增加，应力集中减少；术中可直接调整尾帽方向，方便植入连接棒。经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定既可避免单纯使用万向钉复位矫正效果不佳及矫形效果丢失等问题，又具备微动功能，避免应力集中。
3.2 疗效分析
本研究中，A组手术时间及术中出血量与B组无显著差异，说明经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定术中操作与单纯万向钉植钉一样，也可节约手术时间，减少出血量。影像学检查显示，两组术后脊柱后凸畸形（后凸Cobb角、矢状面指数）及伤椎前缘高度百分比均较术前明显改善；两组矫正度差异有统计学意义（P<0.05），说明经皮单方向螺钉联合万向钉在畸形矫正及维持脊柱稳定性方面优于单纯使用万向钉，也证实了其单平面可动性的优势。术后3 d及末次随访时A组影像学测量指标均优于B组，差异有统计学意义，说明经皮单方向螺钉联合万向钉对于椎体撑开效果、中长期椎体复位维持效果佳。相关生物力学研究亦证实，单纯万向钉固定后脊柱各方向运动范围均大于单方向螺钉联合万向钉固定，表明单纯万向钉固定稳定性及对骨折的复位效果均较单方向螺钉联合万向钉差[4, 16]。本研究末次随访时虽然A组影像学检测指标丢失度优于B组，但差异无统计学意义，分析原因可能与观察样本量较小以及两组伤椎均使用万向钉固定，保留了微动功能，负重后矫正度丢失有关。
综上述，针对无神经损伤的单节段胸腰椎骨折，采用经皮单方向螺钉联合伤椎万向钉固定治疗疗效确切，与传统单纯应用万向钉相比，降低了手术操作难度，伤椎复位及固定效果更好。但该种术式仍需更多病例和长期随访来综合评价临床效果。
