經皮經傷椎與跨傷椎椎弓根置釘術對中青年胸腰椎爆裂性骨折椎體高度恢復的影像學研究

曾慶娟，劉傳梅，程艷艷，趙霞，王建國，鄒瑞琪

山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院放射科，山東 濟南 250011；*通信作者 鄒瑞琪 zrq197935@163.com

經皮后路短節(jié)段椎弓根內固定治療胸腰椎爆裂型骨折可即刻恢復脊柱的三維穩(wěn)定，使壓縮的脊柱高度和矢狀面成角恢復良好，是脊柱骨折后路內固定的“金標準”[1-2]，分為經傷椎置釘和跨傷椎置釘兩種方式。既往研究[3-6]發(fā)現(xiàn)這兩種修復方式對傷椎椎體高度及其Cobb角的恢復存在差異；且以往研究均把傷椎前緣高度作為研究指標，較少關注椎體中央及后緣高度的恢復情況。本研究擬分析經皮后路短節(jié)段椎弓根內固定治療的胸腰椎爆裂骨折患者的術前、術后及末次隨訪CT資料，研究兩種治療方法對椎體前緣、中央及后緣高度及傷椎Cobb角恢復的差異，探討晚期傷椎椎體骨性愈合情況及鄰近上下位椎間盤積氣退變情況。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2016年1月—2020年3月于山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院就診的經皮后路椎弓根內固定治療患者57例。納入標準：①新鮮單節(jié)段胸腰椎骨折；②有胸腰部外傷史；③年齡18～60歲；④傷椎骨折塊椎管內占位≤30%；排除標準：①陳舊性椎體骨折；②多節(jié)段椎體骨折；③傷椎椎弓根骨折；④傷椎椎管內骨折塊占位嚴重，需切開椎管探查減壓；⑤合并一側或兩側椎弓根骨折；⑥合并嚴重的器官損傷及嚴重基礎病，如糖尿病、血液系統(tǒng)疾病等；⑦神經脊髓受壓癥狀，需減壓；⑧有手術禁忌證及隨訪脫落者。

最終納入57例，按傷椎是否置釘分為經傷椎組31例和跨椎組26例。經傷椎組男20例，女11例；年齡20～57歲，平均（44.6±9.5）歲。受傷原因：高空墜落傷18例，車禍10例，壓砸傷3例。損傷節(jié)段：T11 1例，T12 9例，L1 8例，L2 10例，L3 3例。隨訪10～21個月，平均（16.3±2.8）個月?？鐐到M男14例，女12例。年齡18～58歲，平均（42.6±10.8）歲。受傷原因：高空墜落傷12例，車禍10例，壓砸傷2例。損傷節(jié)段：T11 2例，T12 4例，L1 13例，L2 6例，L3 1例。隨訪12～32個月，平均（18.2±4.5）個月。本研究經山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準[（2021）倫申第（041）號-KY]，患者或其家屬知情同意。

1.2 手術及CT檢查 胸椎采用Roy-cami11e法進釘，腰椎采用weinstein的解剖定位法進釘，分別于傷椎上下椎體兩側的椎弓根內置入椎弓根螺釘，深度以接近椎體前緣為宜（跨傷椎組，傷椎不置入椎弓根螺釘，即4釘固定；經傷椎組患者，傷椎置入椎弓根螺釘，即6釘固定）。所有患者均采用東芝320排Aquilion ONE CT掃描，掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流最大300 mA，自動毫安秒掃描（80～300 mAs），層厚和層距均為0.5 mm，均為連續(xù)無間斷掃描，采集數(shù)據(jù)傳至工作站，采用多平面重組進行后處理重組，獲得相應的圖像。

1.3 影像學測量與觀察 選取術前、術后及末次隨訪時CT資料，在CT同一矢狀位層面采用PACS/RIS軟件測量各時間點的椎體前緣、中央及后緣高度壓縮率，椎管狹窄率及傷椎Cobb角；測量末次隨訪時傷椎骨缺損量。①傷椎高度壓縮率：傷椎前緣高度壓縮率=（傷椎相鄰椎體前緣高度平均值-傷椎前緣高度）／傷椎相鄰椎體前緣高度平均值×100%；傷椎中央?yún)^(qū)、后緣壓縮率的測量同上方法。②椎管狹窄率：椎管狹窄率=1-傷椎椎管最狹窄處正中矢狀徑/傷椎相鄰椎管正中矢狀平均值×100%。③傷椎Cobb角：在CT正中矢狀位上分別作傷椎上位椎體上終板延長線和下位椎體下終板延長線的垂線，兩條垂線的交角即為傷椎Cobb角；各指標丟失量=末次隨訪時數(shù)值-術后即刻數(shù)值。④傷椎骨缺損量：選取末次隨訪CT圖像。利用PACS/RIS軟件中的多邊形測量功能分別測量每幅橫斷位圖像的骨缺損區(qū)面積，計算總和后乘以層厚即得到缺損區(qū)的體積。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 25.0軟件，計量資料以±s表示，兩組數(shù)據(jù)符合獨立正態(tài)分布且方差齊；兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內不同時間段比較采用配對t檢驗；計數(shù)資料采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 基線資料比較 兩組患者性別（χ2=0.699，P=0.413）、年齡（t=-1.202，P=0.235）、骨折椎體（χ2=5.047，P=0.282）、致傷原因（χ2=0.911，P=0.634）；椎體前緣高度比值（t=-0.367，P=0.716）、傷椎Cobb角（t=1.120，P=0.268）比較，差異無統(tǒng)計意義（P＞0.05），具有可比性。

2.2 影像學觀察結果 術前傷椎椎體變扁，上和（或）下終板斷裂塌陷（圖1A、2A），骨松質壓縮密度增高；部分椎體后上方形成骨碎塊突入椎管（圖1A），椎基靜脈孔上方層面（椎弓根層面）椎管最窄（圖1D）。術后CT發(fā)現(xiàn)椎體高度、形態(tài)及序列恢復正常范圍，椎管重塑，椎管矢狀徑接近正常（圖1B、2B），相對于椎體四周骨皮質，椎體中央?yún)^(qū)塌陷終板復位欠佳（圖2B）。末次隨訪時椎體四周骨皮質均能達到骨性愈合；但松質骨內往往（多位于椎體中央?yún)^(qū)）殘留不規(guī)則形的骨質缺損區(qū)（圖1C、1F、2D）。經傷椎組與跨傷椎組分別有27例、22例傷椎內存在骨質缺損區(qū)，經傷椎組缺骨區(qū)（1.65±0.42）cm3，跨傷椎組缺骨區(qū)（0.96±0.19）cm3，差異無統(tǒng)計學意義（t=-1.406，P=0.165）；椎體上方呈“許莫氏結節(jié)樣”改變，骨缺損區(qū)邊緣骨質密度增高且隨時間延長范圍逐漸擴大。

圖2 女，48歲，L2椎體爆裂骨折；傷椎置釘組。A.術前腰椎CT矢狀位圖像，L2椎體上緣終板塌陷，以中央?yún)^(qū)壓縮率最大；B.術后腰椎CT矢狀位圖像，L2上位終板復位欠佳；C.術后3個月腰椎CT矢狀位圖像，L2上位椎間盤見真空征象，椎體上部骨質密度吸收降低，骨小梁稀疏模糊，其邊緣骨質密度增高模糊；D.末次隨訪腰椎CT矢狀位圖像，L2椎體中央?yún)^(qū)存在骨質缺損區(qū)，其邊緣骨質密度增高區(qū)范圍增大；上位椎間盤仍見椎間盤真空征

末次隨訪時，傷椎上下位椎間盤見真空征象（圖1C、2C、D）；經傷椎組80%（25/31）的患者出現(xiàn)真空征（上下椎間盤均積氣7例，上椎間盤積氣16例，下椎間盤積氣2例）?？鐐到M50%（13/26）的患者出現(xiàn)椎間盤真空征象（上下椎間盤均積氣3例，上椎間盤積氣10例）。椎間盤真空征最早出現(xiàn)于術后2個月的復查過程中。傷椎椎管重塑能力強，椎管矢狀徑較術前及術后均有明顯的增寬（圖1D～F）。兩組患者中均有1例出現(xiàn)斷釘，經傷椎置釘組1例出現(xiàn)術后感染。

圖1 女，22歲，L1椎體爆裂性骨折，跨傷椎組。A.術前腰椎CT正中矢狀位圖像，L1椎體上方終板碎裂，椎體后上方形成骨碎塊向椎管內陷落，椎體后緣骨于椎基靜脈孔層面形成（箭）；B.術后腰椎CT正中矢狀位圖像，L1椎體骨碎塊復位，椎體形態(tài)及序列恢復；C.末次隨訪腰椎CT正中矢狀位圖像，L1椎體上下終板有塌陷，椎體中央?yún)^(qū)存在骨質缺損區(qū)，上方椎間盤積氣；D～F分別為L1椎體術前、術后及末次隨訪時椎弓根層面橫軸位圖像，L1椎體后緣椎管重塑良好，椎管管徑依次增寬

2.3 經傷椎組與跨傷椎數(shù)據(jù)測量結果 兩組術前椎體中央?yún)^(qū)的壓縮率最大，其次為椎體前緣，椎體后緣最小（表1）。末次隨訪時兩組傷椎前緣、中央及后緣壓縮率、椎管狹窄率均較術前明顯降低，傷椎Cobb角較術前減小，兩組內比較差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；末次隨訪時兩組傷椎各區(qū)域的高度較術后均有部分丟失，傷椎高度丟失量以中央?yún)^(qū)最重。經傷椎組椎體中央、后緣高度丟失量及傷椎Cobb角丟失量小于跨傷椎組，差異無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05）。

表1 經傷椎組及跨傷椎組手術前后椎體壓縮率、椎管狹窄率及傷椎Cobb角的變化（±s，經傷椎組n=31，跨傷椎組n=26）

表1 經傷椎組及跨傷椎組手術前后椎體壓縮率、椎管狹窄率及傷椎Cobb角的變化（±s，經傷椎組n=31，跨傷椎組n=26）

組內術前比末次項目術前術后末次隨訪矯正丟失量組間矯正丟失量比t值P值t值P值前緣壓縮率（%）經傷椎組28.02±2.09 4.69±1.25 11.6±1.65 6.90±1.30 8.55＜0.001＜0.001中央壓縮率（%）跨傷椎組28.28±2.6 4.40±1.23 9.28±1.57 4.80±0.90 6.46-1.182 0.242經傷椎組32.51±1.71 18.96±1.63 24.15±2.31 6.95±1.18 4.22＜0.001 0.01后緣壓縮率（%）跨傷椎組32.36±2.66 14.93±1.64 25.70±2.54 10.77±2.01 2.68 1.644 0.106經傷椎組8.81±0.96 3.35±1.76 4.69±1.25 1.95±0.69 4.48＜0.001＜0.001椎管狹窄率（%）跨傷椎組8.89±1.71 2.34±1.76 4.40±1.23 2.10±0.56 4.40 1.355 0.181經傷椎組22.85±2.88 13.41±3.40 6.41±1.71 6.71±3.40 5.60＜0.001＜0.001 Cobb角（°）跨傷椎組22.42±4.06 9.46±2.03 8.01±1.71 1.45±1.08 4.47 1.277 0.207經傷椎組15.80±0.59 7.33±0.88 10.74±1.10 2.54±0.80 4.92 0.001跨傷椎組15.76±1.96 6.50±1.08 9.88±1.21 3.30±0.71 3.07 0.005 0.687 0.495

3 討論

胸腰段骨折占脊柱骨折的65%～75%，其中爆裂骨折約占10%～20%。爆裂骨折為不穩(wěn)定骨折，需要手術治療，經皮后路短節(jié)段椎弓根內固定術是最常用的手術方法，但內固定術后矯正度的再丟失普遍發(fā)生，發(fā)病因素很多。本研究主要通過椎間盤、椎體自身及手術方式因素進行討論。

3.1 椎間盤損傷是脊柱遠期后凸畸形的危險因素胸腰椎爆裂骨折時合并不同程度椎間盤及終板損傷，終板為椎間盤提供血供和營養(yǎng)[7]，終板骨折后椎間盤的營養(yǎng)受到破壞，其內新陳代謝失平衡，基質分解成以氮氣、氧氣、二氧化碳為主的氣體，在CT檢查中表現(xiàn)為真空征，為椎間盤退變的重要依據(jù)，椎間盤損傷可以加速其退變[8]，本研究中兩組患者在術后復查過程中均發(fā)現(xiàn)傷椎上下位椎間盤內有真空征象。損傷后的椎間盤修復過程緩慢且效果不明顯及其退變加速，促使椎體前中柱對有效的縱向壓縮負荷承受能力下降，誘導后期脊柱后凸畸形。本研究中兩組患者均發(fā)生Cobb角丟失，且隨著內固釘?shù)娜〕?，角度丟失會更大。部分研究證實[9-10]合并椎間盤損傷的胸腰椎爆裂骨折患者在取出內固定6個月后，Cobb角丟失顯著大于非損傷組，上位椎間盤損傷是內固定物取出后再發(fā)后凸的危險因素。脊柱后凸會引發(fā)腰椎慢性疼痛，影響手術效果。因此客觀評價椎間盤損傷程度，手術過程中對損傷椎間盤是否進行融合成為臨床治療的新熱點。

3.2 椎體骨缺損是術后椎體高度再丟失的重要因素傷椎手術復位過程中，傷椎中央?yún)^(qū)終板及壓縮后的骨松質難以完全復位，復位后椎體內的骨質裂隙及自終板骨折處疝入或爬入的椎間盤[11]均干擾、阻止椎體的愈合，導致后期椎體骨缺損。骨缺損在各種患者中均可發(fā)生，其位置、大小、形態(tài)不一，發(fā)生率為52%～100%[12]。本研究末次復查時87%（27/31）經傷椎組及84%（22/26）跨傷椎組的傷椎內殘留骨質缺損區(qū)，一般位于椎體的前中部。骨缺損使椎體失去了前中柱支撐，前方椎體存在過度應力遮擋將造成后期內固定失敗和椎體高度丟失。本研究中末次傷椎高度均較術后有所丟失，中央?yún)^(qū)丟失最多，前緣次之，與王翔等[13]發(fā)現(xiàn)的傷椎術后前緣及中央?yún)^(qū)均有壓縮殘留且中央?yún)^(qū)殘留更高相符；但該研究在X線片上測量椎體中央與后緣高度比，易受患者體位、拍攝角度的影響而產生誤差；本研究在CT同一矢狀面上測量壓縮率，較大地減少了人為誤差。

3.3 手術方式對椎體骨折術后矯正度維持的差異跨傷椎置釘為4釘固定，易出現(xiàn)懸掛效應，造成矯正度丟失、釘棒松動及斷釘。經傷椎置釘為6釘固定，比跨椎置釘抗屈力增加49%，抗扭轉力增加40%，軸向承載力增加150%，有更加穩(wěn)定的生物力學作用[14]。部分研究[3,5,15-16]認為傷椎置釘能更好地維持傷椎椎體的高度及Cobb角；并已逐漸成為后路短節(jié)段固定治療胸腰椎爆裂性骨折的趨勢[17]。但部分研究[18-19]顯示傷椎置釘與否對椎體高度再丟失的預防無差異。本研究也顯示經傷椎組與跨傷椎組均有傷椎高度及Cobb角矯正度丟失，經傷椎組對椎體中央及后緣高度、Cobb角矯正度的丟失量小于跨傷椎組，但差異無統(tǒng)計學意義；故筆者認為經傷椎與跨傷椎置釘治療胸腰椎爆裂性骨折患者術后矯正度維持度相似。但本研究樣本量較小且為回顧性研究；隨訪時間短，對取釘后未能隨訪，無法確定該研究的遠期效果；結論需開展前瞻性、大樣本、多中心、長期隨訪及標準化操作進一步證實。

總之，經皮后路椎弓根短節(jié)段內固定術能有效恢復并維持椎體高度及Cobb角，重塑椎管的形態(tài)，但后期均有矯正度丟失，以中央?yún)^(qū)為著；末次隨訪時椎體尚殘留不同程度的壓縮，中央?yún)^(qū)最重，椎體內存在骨缺損區(qū)不能達到骨性愈合，且損傷椎間盤后期退變、積氣較嚴重。