椎弓根钉棒系统联合同种异体骨移植治疗胸腰椎爆裂性骨折疗效的影像学评价

郝爱华，曾庆娟，高春正

（1.山东中医药大学附属医院放射科，山东济南250014；2.山东大学第二医院脊柱外科，山东济南250014）



椎弓根钉棒系统联合同种异体骨移植治疗胸腰椎爆裂性骨折疗效的影像学评价

郝爱华1，曾庆娟1，高春正2

（1.山东中医药大学附属医院放射科，山东济南250014；2.山东大学第二医院脊柱外科，山东济南250014）

目的：探讨椎弓根钉棒系统联合同种异体骨移植治疗胸腰段爆裂性骨折的作用。方法：回顾性分析经上述方法治疗的33例患者术前、术后的CT资料，测量术前及末次随访时椎管狭窄率、椎体前缘压缩率，以及末次随访时CT矢状位及横断位图像上伤椎骨缺损程度，观察伤椎骨性愈合情况及椎间盘内积气退变的情况。结果：33例经12～27个月随访，伤椎前缘压缩率由术前的（41.05±11.68）%矫正至术后的（11.68±2.65）%；椎管狭窄率由术前的（27.67±13.40）%矫正到术后的（7.76±6.56）%，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。末次随访时椎体上终板骨质均存在不同程度的塌陷，伤椎骨缺损程度为（16.53±9.71）%，最大缺骨量（2.10±1.77）cm3。19例椎体出现椎间盘积气退变，最早出现于术后2个月。结论：采用椎弓根钉棒系统联合同种异体骨移植治疗胸腰椎爆裂骨折，能有效维持椎体高度、重塑椎管形态，但伤椎并未完全达到骨性愈合，椎间盘退变积气率约55.9%，不能有效防止远期脊柱后凸畸形。

椎弓根内固定系统；胸腰椎爆裂性骨折；同种异体骨移植

［Abstract］Objective：To explore the value of transpedicular intracorporeal grafting in the treatment of patients with thoracolumbar burst fracture.Methods：33 patients treated with transpedicular intracorporeal grafting from January 2013 to March 2016 and followed up for 12～27 months were reviewed retrospectively through radiographic analysis.Radiographic measurements included spinal canal stenosis ratio and vertebral height compression ratio before surgery and late follow-up.Observed bone defect degree，vertebral bone healing and intervertebral disc degeneration of the product gas from CT sagittal and axial images at the time of the last follow-up.Results：The compression ratio of anterior vertebral was corrected from（41.05±11.68）% to（11.68±2.65）%.And spinal canal stenosis ratio was corrected from（27.67±13.40）% to（7.76±6.56）%.There was significant difference in every group（P＜0.01）.At the time of the last follow-up，vertebral endplate bone had different degrees of collapse，bone defect degree was about（16.53±9.71）%，the maximum missing bone was about（2.10±1.77）cm3.There were 20 cases of intervertebral disc degeneration with the product of gas，first appeared in 2 months after surgery.Conclusion：The treatment of thoracolumbar burst fracture with pedicle screw rod system and allogenic bone transplantation can effectively maintain the height of vertebral body，remodeling of the spinal canal morphology，but the injured vertebra could not fully healed，intervertebral disc degeneration product gas is about 58%，can not effectively prevent long-term spinal kyphosis.

［Key words］Pedicle screw fixation；Allogenic bone graft；Thoracolumbar burst fracture

1986年Daniaux［1］报道了胸腰椎骨折后路复位内固定后，经椎弓根椎体内植骨，以强化骨折椎体的前中柱。虽经过临床广泛应用，但关于其能否维持椎体前中柱的高度、有效防止术后椎体终板塌陷及远期脊柱的后凸畸形还存较大争议。本研究通过分析2013年1月至2015年1月山东中医药大学附属医院收治的33例胸腰椎爆裂骨折患者的术前、术后随访的CT资料，探讨椎体内植骨在早期伤椎形态恢复和晚期椎体骨性愈合方面的作用。

1　资料与方法

1.1一般资料本组33例，其中男17例，女16例；年龄28～64岁，平均41岁。受伤原因：高空坠落伤25例，车祸6例，压砸伤2例。损伤节段：L117例，T129例，L21例，L34例，L41例，L2+L41例。所有患者均合并不同程度的神经症状。

1.2手术方法全身麻醉成功后，患者取俯卧位，胸部和双骼部软垫垫高，腹部悬空，使腰部略后伸。以伤椎为中心，作后正中切口，暴露伤椎及上下椎板、关节突；胸椎采用Roy-camille等［2］报道的方法进钉，腰椎采用Weinstein等［3］的解剖定位法进钉，紧靠骨嵴的外上方，稍咬平骨嵴后，用开路椎钻透皮质，开路器钻入椎弓根内到达椎体前中1/3处，探针探查椎弓根四壁完整，分别置入定位针；“C”臂透视位置良好后，分别于伤椎上下椎体两侧的椎弓根内置入椎弓根螺钉，深度以接近椎体前缘为宜。为病椎植骨，于病椎椎弓根内拧入椎弓根螺钉再拉出，探针探查椎弓根四壁完整，于一侧安放预弯好的钛棒，纵向撑开使伤椎复位达到上下正常椎体的高度后固定。再于伤椎另一侧通过椎弓根骨道植入椎体内，安放预弯好的钛棒，纵向撑开复位。在植骨完成后可应用骨蜡填塞钉孔，达到止血、防止植入骨外漏的作用。根据塌陷程度确定植骨量，一般3～6 g。冲洗伤口，放置引流管，逐层缝合伤口。术后卧床6～8周，并进行背肌锻炼。2个月后带胸腰部支具保护下床。

1.3影像学测量与观察选取术前及末次随访时CT资料。采用PACS/RIS软件测量术前及末次随访时椎管狭窄率、椎体前缘高度压缩率，以及末次随访时CT矢状位及横断位上伤椎骨缺损程度。①伤椎前缘高度压缩率=（伤椎相邻椎体前缘高度平均值-伤椎前缘高度）/伤椎相邻椎体前缘高度平均值×100%。②椎管狭窄率［4］=1-伤椎椎管最狭窄处正中矢状径/伤椎相邻椎管正中矢状平均值×100%。③伤椎骨缺损程度：选取末次随访CT横断面图像，测量伤椎缺损面积占椎体面积的百分比，在CT矢状位测量伤椎骨缺损最大深度，计算出伤椎的最大缺骨量。1.4统计学方法所有数据资料用Excel输入，由SPSS 19.0软件进行分析。计量资料以±s表示，计量资料中分析手术效果对椎管狭窄率及椎体前缘高度压缩率的影响采用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

33例均获得随访，随访时间12～27个月，其中12～18个月30例，21个月1例，27个月2例。术前CT观察发现椎体骨质碎裂（图1），33例34个病椎椎体上缘终板骨质碎裂塌陷，骨碎块向四周散落推移，其中28例骨折块向后突入椎管，硬膜囊明显受压推移，椎管有效矢状径明显变窄，椎体附件呈不同程度碎裂。术前、术后CT测量伤椎前缘高度压缩率18%～63%，压缩率在20%～30% 6个，31%～40% 9个，41%～50% 13个，51%～63% 6个，平均压缩率为（41.05±11.68）%，术前椎管狭窄率（27.67±13.40）%。

术后即行CT发现椎体高度、形态及序列恢复正常范围，椎管重塑、椎管矢状径恢复正常。椎体内密度不均匀，其内见多发不规则形条片状低密度裂，周围包绕大小不等的骨块，椎体中柱及椎弓根内见条状及斑片状植骨影，椎体前1/3区域植骨组织很难到达（图2）。

末次随访时伤椎高度较术前不同程度增高2～10 mm，其椎体前缘压缩率（11.68±2.65）%。椎体皮质骨连续，达到骨性愈合，植骨区与周围骨组织融合，无明显界限，但松质骨残留骨质缺损区，其边缘骨质密度增高硬化，椎体后缘骨皮质光整，椎管通畅无狭窄，椎管狭窄率为（7.76±6.56）%。20例伤椎上下椎间盘伴不同程度的积气退变，其中上位16例，上下位3例（图3），下位1例。33例34个病椎均残留不同程度的骨缺损，骨缺损程度7.40%～26.6%，平均（16.53±9.71）%，矢状位骨最大缺损深度（0.91± 0.31）cm，最大缺骨量（2.10±1.77）cm3。

经配对样本t检验，术前、术后椎体前压缩率、椎管狭窄率比较，差异均有统计学意义（t=15.54，10.81；均P＜0.05）。

3　讨论

“爆裂骨折”最早于1963年由Holdsworth［5］首次提出，他认为爆裂骨折是由于轴向载荷而导致椎间盘髓核挤入椎体引起上下终板骨折，并造成椎体骨碎片向外移位而形成的骨折。胸腰段骨折占脊柱骨折的65%～75%，其中爆裂骨折占10%～20%。1983年，Denis［6］提出了三柱理论，并认为爆裂骨折脊柱的前中柱均受损，是一种不稳定骨折，且椎体骨折后伤椎前中柱均崩溃，其内骨小梁结构大量破坏，椎体高度降低。椎弓根钉棒系统的力学稳定性及安全性已被认同和接受，椎弓根螺钉技术利用韧带整复作用，恢复伤椎高度、矫正后凸畸形，但椎体骨折伴椎间盘不同程度破裂，挤入椎体中的髓核、破碎的终板、被挤压破坏的骨小梁无纤维环附着，在撑开复位时不能完全复位。撑开复位后椎体内存在较大的骨缺损区，椎管内的“空壳”只能由机化血肿的纤维结缔组织充填，在有内固定支撑时，只能实现部分的纤维连接，不能完全骨性愈合。

脊柱的长期稳定依靠骨愈合的质量，有赖于椎体本身生物稳定的建立，骨性融合才能保证永久性稳定，确切植骨是关键。因此，现在多在椎弓根螺钉固定的同时联合椎体内植骨。本研究中采用经椎弓根植骨，在伤椎的空隙内植入同种异体骨，使骨质连续，诱导骨的生长，加速骨质愈合。胡海刚等［7］认为经椎弓根伤椎内植骨可增强椎体抗压稳定性，重建椎体高度。杨维权等［8］认为经伤椎椎弓根椎体内植骨的植骨量有限，尤其是撑开后骨缺损较大时，植骨充填不确定，较难达到较满意效果。印飞等［9］对植骨与未植骨治疗的40例Denis B型胸腰椎骨折患者术后CT资料进行分析，未植骨组椎体骨缺损率为100%，而植骨组为85%，缺损程度为7%，表明骨植入术后可有效减少骨缺损面积，但不能完全避免骨缺损的发生。本组末次随访时100%椎体存在骨缺损，骨缺损程度平均为（16.53±9.71）%，骨质最大缺损量（2.10±1.77）cm3。较上述骨缺损面积大，可能原因是本组大部分患者采用单侧椎弓根植骨，覆盖面积和植骨量相对欠缺，提示椎体内植骨宜双侧进行，尽量扩大植骨面积，增加植骨量，尽可能地填充椎体内的空虚薄弱区；也可能是同种异体骨引起的排斥反应。研究报道［10］，异体冷冻骨移植后也能引起免疫反应，主要以慢性排斥反应为主，表现为伴骨吸收的无菌性炎症和原因不明的骨吸收。此外，爆裂骨折在椎体发生塌陷的同时，与其相邻的上下位椎间盘也发生破坏，椎间盘为无血供组织，损伤后不愈合。李方财等［11］认为椎间盘损伤后可经破裂的终板疝入椎体，阻止椎体的骨愈合，从而导致椎体高度的进行性丢失。虽术中利用器械对终板行撬推复位，但椎间盘组织仍可从损伤的薄弱区持续突入终板，持续压迫椎体骨质，干扰异体骨愈合过程，使受累骨质发生营养障碍，不断被吸收。Vornanen［12］通过临床随访观察和MRI检查证实，未受损伤的椎间盘通过哈氏棒系统固定11个月后，未出现退行性改变，因此椎间盘若无损伤，单纯制动的情况下不会引发退行性变，说明椎间盘损伤是引起椎间盘退变的主要原因。一般单纯上位椎间盘损伤最多，本组34个椎体中19个（55.9%）伤椎上位椎间盘伴不同程度的积气退变，且最早于术后2个月出现，高于郝勇等［13］的研究结果。

图1　男，61岁，高处坠落后L1椎体爆裂骨折图1a术前CT MPR矢状位示L1椎体明显变扁，椎体上缘终板骨质碎裂，骨碎块向后上方椎管内陷落，椎管明显变窄图1b术后16个月，椎体形态恢复，椎管塑性良好，椎体上缘骨皮质塌陷，松质骨未完全骨化，椎体前柱存在不规则形骨质缺损区图2女，54岁，L3椎体爆裂骨折图2a单侧椎弓根植骨术后，左侧椎弓根及椎体中柱见植骨后条状骨质密度增高区，椎体前柱植骨未能覆盖图2b术后16个月植骨区密度均匀，骨小梁清晰，椎体前柱残留骨质缺损区，周围见环形骨质硬化带图3男，55岁，高处坠落，L1椎体爆裂骨折图3a术前MRI示L1椎体变扁，邻近上下位椎间盘膨胀变形信号增高图3b，3c术后12个月CT矢状位及横断位椎体前柱残留巨大骨质缺损，周围骨质密度增高硬化，上下位椎间盘积气退变

脊柱爆裂骨折的治疗目的在于充分有效的椎管减压，恢复正常脊柱序列和重建脊柱的稳定性。后路坚强内固定矫正了后凸畸形，恢复了椎体高度，提供了椎骨重建的空间，但仅为临时固定，如不能及时重建前中柱稳定性来恢复椎体的力学强度，不能承受正常纵向压缩负荷，则易使已经获得的复位再度丢失。本研究发现术后1年100%椎体前中柱存在不同程度的骨质缺损，且55.9%椎体存在邻近椎间盘积气退变。取出内固定后椎体抗压性及稳定性较差，导致伤椎椎体高度下降、椎间隙进行性狭窄，并不能阻止远期脊柱后凸畸形及慢性腰背部疼痛。

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The Imaging evaluation of the Efficacy of pedicle screw fixation combined with allogenic bone graft by the pedicle treating thoracolumbar burst fracture

Hao Aihua，Zeng Qingjuan.Department of Radiology，The Affiliated Hospital of Tradi-tional Chinese Medical University；Jinan，250014，China.

2016-02-07）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.04.015

山东省科技发展计划（2014GSF118045）。

曾庆娟，E-mail：15318800901@163.com。