胸腰椎骨折分型的發(fā)展過程及臨床意義

矯健航，張善勇，陳 曦，吳敏飛*

（1.吉林大學(xué)第二醫(yī)院，長春 130041；2.吉林市中心醫(yī)院，吉林 吉林 132001）

脊柱骨折分型史要追溯到上世紀(jì)30年代，自Bohler[1]首次對脊柱損傷節(jié)段特征進(jìn)行歸納描述，對脊柱骨折分型的研究從未停止過。不同分型方法的提出，很大程度上得益于醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，以及臨床醫(yī)生對脊柱損傷生物力學(xué)機(jī)制理解的不斷加深。建立胸腰椎骨折分型方案的根本目的是指導(dǎo)臨床治療：保守還是手術(shù)，前方入路還是后方入路，融合還是非融合，都需要醫(yī)生依據(jù)損傷情況做出及時(shí)合理的選擇。全面系統(tǒng)的胸腰椎骨折分型方式可以簡化醫(yī)生的診療過程，從而迅速為患者制定出標(biāo)準(zhǔn)化的治療方案，并有助于對疾病進(jìn)展和預(yù)后做出判斷[2]。理想的分型方式可以概括為：簡單、全面、可重復(fù)。實(shí)際上，現(xiàn)有的分型形式仍無法充分滿足上述要求。有的過于簡化，有的在臨床應(yīng)用中又過于復(fù)雜或應(yīng)用起來模凌兩可?？紤]到目前的胸腰椎骨折的分型方式尚沒有一種能夠在業(yè)內(nèi)廣泛接受，加深對這些脊柱脊髓損傷分型的理解意義深遠(yuǎn)[3]。本文簡要的回顧了從胸腰椎骨折理論的提出至現(xiàn)今的發(fā)展歷程。

1 胸腰椎骨折的解剖和生物力學(xué)基礎(chǔ)

胸腰椎，特別是胸腰段（T10～L2）是脊柱脊髓損傷的好發(fā)部位。超過半數(shù)的脊柱骨折發(fā)生在該處，其中L1椎體骨折發(fā)病率最高，T12其次[4]。 高發(fā)病率是由該部位的解剖特點(diǎn)決定的：1）該區(qū)域脊柱活動度大，這種易活動的特征導(dǎo)致多種暴力形式如壓縮、屈伸和旋轉(zhuǎn)等均會成為致傷因素，即損傷的易感性高；2）該區(qū)域較陡直，承啟相對固定胸椎和活動度較大的腰椎，是脊柱胸椎后凸和腰椎前凸的移型區(qū)，且不同于胸段脊柱，缺乏肋骨的限制導(dǎo)致穩(wěn)定性下降；3）該部位是小關(guān)節(jié)面朝向變化的交界處，胸段脊柱的關(guān)節(jié)面呈冠狀排列，很大程度上限制了屈伸活動，而腰椎的小關(guān)節(jié)面呈矢狀排列易于屈伸活動。關(guān)節(jié)面朝向改變的特征也進(jìn)一步導(dǎo)致該部位骨折發(fā)生率高[5]。

2 胸腰椎骨折分型的發(fā)展史

2.1 早期骨折分型 基于損傷的機(jī)制和骨折形態(tài)特征，Boehler[1]在1929年創(chuàng)建了首個(gè)胸腰椎骨折分型系統(tǒng)。該分型將骨折分為五類：壓縮骨折，屈曲－牽張損傷（椎體壓縮合并后方結(jié)構(gòu)牽張損傷），伸展型損傷，剪力損傷，旋轉(zhuǎn)力損傷。

1938 年，Watson[6]最初在分型中引入了穩(wěn)定性的概念，并強(qiáng)調(diào)了后方韌帶復(fù)合體（Integrity of the posterior ligamentous complex，PLC）的重要性。通過觀察252例臨床病例，Watson將胸腰椎骨折分為4型：1）單純楔形骨折；2）粉碎性骨折；3）骨折移位；4）過伸傷。Watson觀察到椎體粉碎性骨折患者疼痛癥狀并不嚴(yán)重，而嚴(yán)重的楔形壓縮骨折疼痛明顯，認(rèn)為正是由于前方的塌陷造成后方小關(guān)節(jié)的高張力導(dǎo)致疼痛發(fā)生。Watson進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，如果脊柱的序列得不到恢復(fù)，30%～40%的患者會長期遭受較嚴(yán)重的疼痛困擾。而嚴(yán)重粉碎性骨折常伴間盤撕裂，會引發(fā)椎間隙狹窄導(dǎo)致臨近椎體融合從而減輕疼痛。

Nicolle[7]對Watson的分型系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，指出解剖學(xué)復(fù)位是脊柱骨折治療成功的關(guān)鍵?；?62例胸腰椎骨折病例，Nicolle發(fā)現(xiàn)胸腰椎骨折疼痛的關(guān)鍵并不在于小關(guān)節(jié)的損傷復(fù)位，而是髓核刺激脊髓神經(jīng)結(jié)構(gòu)所致。如果間盤結(jié)構(gòu)仍完整，楔形壓縮骨折引起的疼痛主要源于骨折造成后方韌帶的張力性損傷。因此，Nicolle建議：不論何種損傷，都要對如下4種結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨(dú)的評估：椎體，間盤，小關(guān)節(jié)和棘間韌帶。該學(xué)者在1949年提出了新的胸腰椎骨折分型系統(tǒng)：1）前方楔形變；2）側(cè)方楔形變（屈伸旋轉(zhuǎn)損傷）；3）骨折移位：常伴有棘間韌帶損傷和小關(guān)節(jié)骨折－脫位；4）椎弓損傷：旋轉(zhuǎn)損傷伴峽部裂。于此之外，Nicolle進(jìn)一步對穩(wěn)定性的概念進(jìn)行了闡述。他認(rèn)為輕中度的前方和側(cè)方楔形骨折以及椎板骨折在L4水平以上是穩(wěn)定的，保守治療不會增加畸形和脊髓損傷發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；在L4水平以下、嚴(yán)重的楔形骨折和雙側(cè)椎板骨折則為不穩(wěn)定骨折。

2.2 二柱理論 通過1000例胸腰椎骨折患者的治療觀察，Holdsworth[8]在1970年革命性的提出了胸腰椎骨折二柱理論。該理論將脊柱分為了前柱和后柱，前者由椎體和間盤構(gòu)成，后者由小關(guān)節(jié)和后方韌帶復(fù)合體構(gòu)成。具體的分型分案為：1）前柱壓縮骨折；2）旋轉(zhuǎn)骨折伴脫位；3）伸展性損傷；4）剪切力傷；5）爆裂骨折。Holdsworth同樣強(qiáng)調(diào)了后方韌帶復(fù)合體在維持脊柱穩(wěn)定性上的重要作用，并指出即便X線片檢查不能明確，當(dāng)后方可觸及棘間間隙增寬仍提示骨折不穩(wěn)。他將楔形骨折和爆裂性骨折劃分為穩(wěn)定性骨折，認(rèn)為治療上可以采用數(shù)天至數(shù)周的石膏背心制動。對于粉碎性骨折，則需要行融合手術(shù)并延長制動時(shí)間。因?yàn)轫g帶結(jié)構(gòu)多愈合不良，單純的脫位，即便不存在骨折仍屬不穩(wěn)定，推薦融合手術(shù)。

2.3 Denis三柱理論 隨后的另一大突破是一直沿用至今的Denis三柱理論[9]。Denis在1983年通過對412例胸腰椎骨折患者行回顧性分析，將Holdsworth的二柱理論擴(kuò)展為三柱理論, 其所引入的中柱：椎體后壁，后方纖維環(huán)，后縱韌帶； 前柱：前總韌帶，前方纖維環(huán)，椎體的前部；后柱：后方韌帶復(fù)合體及其伴隨的骨性結(jié)構(gòu)，后柱構(gòu)成與此前Holdsworth描述相同。后方韌帶復(fù)合體：棘上韌帶、棘間韌帶、黃韌帶和關(guān)節(jié)囊。區(qū)別于Holdsworth，Denis 認(rèn)為，對不累及后縱韌帶、后方椎體和后方纖維環(huán)的單純后方韌帶復(fù)合體損傷并不會引起不穩(wěn)。脊柱損傷可分為微小損傷（橫突骨折、關(guān)節(jié)突骨折、峽部骨折、單純棘突骨折）和嚴(yán)重?fù)p傷。嚴(yán)重?fù)p失可以分為4類：1）壓縮骨折；2）爆裂骨折；3）安全帶型骨折；4）骨折脫位。各分型又再細(xì)分為多個(gè)亞型。 Denis認(rèn)為輕中度壓縮骨折屬于穩(wěn)定狀態(tài)，可以早期下床活動。嚴(yán)重的壓縮骨折或安全帶型損傷屬于I度不穩(wěn)，爆裂骨折為II度不穩(wěn)，嚴(yán)重爆裂骨折伴神經(jīng)癥狀或骨折脫位為III度不穩(wěn)。對于III度不穩(wěn)的患者，推薦手術(shù)減壓固定治療。

基于前人的胸腰椎分型理論，McAfee進(jìn)一步觀察了100例胸腰椎骨折接受保守治療患者的CT掃描結(jié)果，分析其損傷機(jī)制和形態(tài)學(xué)改變，在1983年又發(fā)展了新的分型方法[10]。他的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在骨折發(fā)生的力學(xué)分析，提出了軸向壓縮力、軸向牽張力和橫向力三種致傷形式。同時(shí)McAfee首次將爆裂骨折進(jìn)一步分為兩型：穩(wěn)定型爆裂骨折（前中柱損傷不涉及后柱）和不穩(wěn)定型爆裂骨折（骨折累及后柱，如小關(guān)節(jié)半脫位或后弓骨折）。McAfee又進(jìn)一步將安全帶型損傷分為Chance骨折和其它僅累及韌帶結(jié)構(gòu)的屈曲牽張型損傷。不穩(wěn)定型爆裂骨折常需手術(shù)治療。

2.4 Load-sharing分型 19世紀(jì)末，隨著短節(jié)段椎弓根后路固定的逐漸普及，McCormack總結(jié)了短節(jié)段固定的缺點(diǎn)，如內(nèi)固定失敗和進(jìn)行性的脊柱后凸畸形。在對以往病例進(jìn)行回顧性分析后，McCormack在哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院骨科中心總結(jié)了一種評分系統(tǒng)用于評估后路短節(jié)段固定失敗的風(fēng)險(xiǎn)，即載荷評分系統(tǒng)（Load-sharing classification system）[11]。該分型系統(tǒng)可用于指導(dǎo)脊柱外科醫(yī)生對固定節(jié)段的選擇，如選擇單純的后路短節(jié)段還是后前路聯(lián)合手術(shù)，長節(jié)段固定還是短節(jié)段固定。臨床應(yīng)用結(jié)果表明該載荷評分系統(tǒng)可靠性高[12]。然而，也有學(xué)者指出該系統(tǒng)的局限性，即該系統(tǒng)并沒有納入韌帶和神經(jīng)功能損傷情況，一定程度上限制了其臨床應(yīng)用價(jià)值[13]。

2.5 AO分型 與McCormack同時(shí)，Magerl等通過對1445例胸腰椎骨折患者的骨折情況進(jìn)行細(xì)致分析后又總結(jié)出一套更為全面的胸腰椎骨折分型系統(tǒng)，即AO分型[14]。該分型根據(jù)損傷機(jī)制（壓縮、牽張、旋轉(zhuǎn)）、影像學(xué)表現(xiàn)和脊柱軟組織損傷情況將胸腰椎骨折情況進(jìn)行綜合評估。分型主要通過3-3-3的模式展開。首先分為A、B、C 3型，每一型又各自分成3組，每組又相應(yīng)的分為3個(gè)亞組。從A型到C型以及各亞型間，嚴(yán)重程度逐級增加。A型骨折的特點(diǎn)是椎體壓縮，后柱結(jié)構(gòu)多無明顯損傷，表現(xiàn)為輕中度疼痛無皮下血腫。B型骨折多表現(xiàn)為明顯的局部壓痛、腫脹和皮下血腫。B1和B2型損傷可觸及棘突間隙增寬或臺階感。C型骨折是在A或B型基礎(chǔ)上的旋轉(zhuǎn)暴力所致。

AO分型共包含53個(gè)亞型，分型較繁瑣，記憶困難且可重復(fù)性較低，可信度研究表明AO的主型間觀察可信度僅67%，亞型間則更低，對臨床的指導(dǎo)意義有限[15]。此外，該分型一方面未對“穩(wěn)定性”做出明確定義，也沒有將神經(jīng)功能障礙情況納入到評分標(biāo)準(zhǔn)中。后續(xù)的研究也表明，AO所提示的不穩(wěn)狀態(tài)與MRI通過觀察后方韌帶復(fù)合體所提示的脊柱不穩(wěn)呈低相關(guān)[16]。

2.6 Thoracolumbar Injury Classification System（TLICS）分型系統(tǒng) 對胸腰椎骨折分型的研究一直未有終止，美國脊柱創(chuàng)傷研究所的Vaccaro等學(xué)者總結(jié)了現(xiàn)有分型的主要問題：過于繁瑣、臨床應(yīng)用不變，對后方韌帶復(fù)合體的重要性認(rèn)識不足，未能將神經(jīng)功能障礙程度納入到評分系統(tǒng)中，未給予明確的治療指導(dǎo)意見幾方面問題，提出了新的TLICS分型[17]。Vaccaro等認(rèn)為損傷的形態(tài)學(xué)改變代表當(dāng)前的機(jī)械力學(xué)不穩(wěn)情況，后方韌帶復(fù)合體的損傷情況代表著長期穩(wěn)定狀態(tài)，而傷后即刻的神經(jīng)功能狀態(tài)決定著最終的神經(jīng)功能預(yù)后。將這三方面因素結(jié)合到一起能更為客觀的反應(yīng)脊柱的穩(wěn)定性及預(yù)后。就手術(shù)入路的選擇，Vaccaro等也提出了幾點(diǎn)建議：前方壓迫導(dǎo)致不完全神經(jīng)功能障礙時(shí)應(yīng)選擇前路手術(shù)，后方韌帶復(fù)合體損傷應(yīng)選擇后路，而二者同時(shí)存在時(shí)應(yīng)選擇聯(lián)合入路[18]。通過結(jié)合形態(tài)學(xué)、后方韌帶復(fù)合體和神經(jīng)功能評估，TLICS確實(shí)比較客觀的反應(yīng)了損傷的嚴(yán)重程度并給出了相應(yīng)治療方案[19]。TLICS是目前比較可靠實(shí)用的胸腰椎骨折評分系統(tǒng)，值得提出的一點(diǎn)是，在后方韌帶復(fù)合體的完整性的判斷上，有時(shí)不同的脊柱外科醫(yī)生會有差異[19]。

3 小結(jié)

骨折的分型史也一定程度上反映了骨折臨床治療的發(fā)展史，隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的不斷發(fā)展、對骨折生物力學(xué)理解的不斷加深以及臨床上治療上的推陳出新，舊的骨折分型逐漸難以適應(yīng)臨床需要，新的分型方案應(yīng)運(yùn)而生。越來越多的脊柱骨折分型方案也使醫(yī)生面臨著選擇的困難。目前臨床上應(yīng)用較廣泛的分型方式包括：Danis 分型、Load-sharing 分型、AO分型和TLICS分型[20]。迄今對各分型的評估尚缺乏能夠廣泛認(rèn)可的結(jié)果，之前的測試結(jié)果表明不同分型系統(tǒng)的可信度很大程度上與脊柱外科醫(yī)生的工作年資正相關(guān)[21]。這也說明各分型系統(tǒng)有其各自的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，需要脊柱外科醫(yī)生在應(yīng)用中加深理解，才能更有效的指導(dǎo)治療。同時(shí)，各分型系統(tǒng)對于脊柱穩(wěn)定性的評價(jià)依據(jù)往往代表其各自的精髓，也是其決定治療方案的關(guān)鍵所在。有學(xué)者對胸腰椎骨折患者依據(jù)骨折分型系統(tǒng)行手術(shù)治療和保守治療2年后的療效進(jìn)行了隨訪。研究表明手術(shù)治療確實(shí)改善了患者的后凸畸形，然而就疼痛緩解，神經(jīng)功能恢復(fù)及重返工作崗位的情況并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。就固定節(jié)段的選擇而言，長節(jié)段固定不可避免的增加了手術(shù)時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)和出血量，同時(shí)犧牲了脊柱活動度。相比之下短節(jié)段的固定失敗率更高，畸形矯正情況更差[22]。因此，脊柱外科醫(yī)生在選擇分型方案時(shí)要能從充分理解到熟練應(yīng)用，要全面評估胸腰椎骨折的損傷機(jī)制、神經(jīng)功能改變、后方韌帶復(fù)合體的完整性、基于影像學(xué)分析的形態(tài)學(xué)改變、基礎(chǔ)疾病及創(chuàng)傷應(yīng)激對全身各器官的影響，從而為患者擬定出最佳的治療方案。