胸腰段脊柱爆裂骨折不同内固定方式的比较研究

http://www.100md.com 《第三军医大学学报》 2000年第2期

     作者：杨欣建 王正国 朱佩芳 李晓炎 翁格文

    单位：杨欣建(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心，重庆 400042)；王正国(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心，重庆 400042)；朱佩芳(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心，重庆 400042)；李晓炎(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心，重庆 400042)；翁格文(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所创伤中心，重庆 400042)

    关键词：胸腰椎；爆裂性骨折；三维运动；器械评价

    第三军医大学学报000223

    提要 目的：评价不同内固定器械的三维稳定性和对椎管的减压作用，为今后临床胸腰段脊柱爆裂骨折 的治疗提供依据。方法：通过对13例中、重度胸腰段 脊柱爆裂骨折标本进行不同内固定器械的固定，判断和观察脊柱节段的三维稳定性、椎管减压情况和 椎间植骨的固定作用。结果：Steffee,Kaneda器械可使重度 爆裂骨折在屈曲、后伸及侧弯方向上较好地恢复脊 柱的稳定性；Harrington在后伸时可保持稳定，在前屈、侧弯时虽优于Luque，但与正常对照无明显差异(P<0.05)；在旋转方向上，除Kaneda外的其余器械与正常对照的差 异明显(P<0.05)。当椎间植骨后，除Luque外的所有器械 节段的稳定性明显增加，但轴向旋转也仅有Kaneda能阻 止节段的活动。除后伸活动外，Luque器械与其余器械 组对节段的稳定作用的差异有统计学意义(P<0.05或 P<0.01)。结论：严重爆裂骨折以前路减压、植骨及 Kaneda最理想；Steffee即可保持节段稳定，又可使椎管间接减压；Harrington的稳定作用不甚理想，但对椎管减压 最佳；Luque无稳定和减压作用，应避免使用；脊柱前 中柱植骨可防止继发后凸畸形和器械固定失败。

    中图法分类号R683.205;R683.208 文献标识码A

    文章编号：1000-5404(2000)02-0176-04

    Comparative study of different internal fixations in treatment of

    thoracolumbar burst fracture

    YANG Xin-jian, WANG Zheng-guo, ZHU Pei-fang, LI Xiao-yan, WENG Ge-wen

    (Research Institute of Field Surgery, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042)

    Abstract Objective: To evaluate the effects of internal fixation with different instruments. Methods: Thirteen injured segments with severe and moderate burst fracture were fixed by different instruments. The fixation effects of the instruments and intervertebral bone grafts on segment fixation were investigated by analysis of the 3-dimensional stability and their decompression of the spinal canal. Results: Treatment with Steffee or Kaneda instruments could well restore the stability of the spine in directions of flexion, posterior extension and lateral bend. Fixation with Harrington could keep the stability in the direction of posterior extension and was superior to Luque in maintaining the stability in directions of flexion and lateral bend, which were not significantly different as compared with the control group (P>0.05). In maintaining the stability of rotation, all of the instruments could only reduce the rotation of the injured segment by different degrees. However, it still exceeded the movement limitation of normal specimen, showing significant difference (P<0.05) in comparison with the normal group except for Kaneda. After intervertebral bone plantation, all of the instruments could markedly increase the segmental stability except for Luque. But only Kaneda could limit the segmental movement in axial rotation. Conclusion: Use of anterior pathway decompression, bone plantation and Kaneda instrument may be the best treatment for severe burst fracture. Steffee instrument can maintain the segmental stability and cause indirect decompression of the spinal canal. The fixation with Harrington is not effective, but shows the best benefit in decompression of the spinal canal. Luque is not beneficial for fixation and decompression. Bone plantation can prevent secondary posterior deformity and failure of instrumental fixation.

    Key words thoracolumbar burst fracture; 3-dimensional motion; instrument evaluation

    胸腰段脊柱不稳定爆裂骨折的内固定器械种类繁多 ，但可归纳为后路内固定器械和前路内固定器械2大 类。内固定器械的如何选择，目前仍存在着争议^[1]。 本研究通过对比不同内固定器械的节段三维稳定性 和对椎管的减压作用，达到充分评价不同内固定器 械的目的，同时比较椎体间植骨对节段固定作用的 影响，以便为今后临床胸腰段脊柱爆裂骨折的治疗 选择提供详实、可靠的实验依据。

    1 材料和方法

    1.1 标本制备

    人脊柱节段(T11～L3)重度致伤标本遭受(264.71±46.53)J能 量的纵向撞击，L1椎体明显粉碎破裂，节段明显不稳 ，共7例；中度致伤标本遭受(187.54±23.72)J能量的纵向撞 击，L1椎体劈裂为3～4块，节段尚较稳定，共6例。将5例 未致伤人脊柱节段标本作为正常对照组。

    1.2 椎管中矢状径的计算

    图1示通过试件致伤前后和器械复位固定前后的系 列CT扫描检查，以判断椎管的狭窄和恢复情况。

    图1 L1椎体水平中矢状径狭窄测试示意图

    Fig1 Scheme of measuring the sagittal and transverse diameters of spinal canal

    1.3 三维运动测试

    将各致伤标本及5例正常对照组标本分别进行三维 运动测试，不同器械固定节段稳定性的量化分析按 双向分类方差分析统计处理后，作均数间的两两比 较(Student-keuls法)。

    1.4实验测试过程

    标本的器械安装顺序为：Harrington棒、Luque棒、steffee钢 板、Kaneda器械。为比较椎间植骨对器械固定的影响， 标本最后均行前路椎体间植骨(骨水泥替代)节段稳定 性测试。

    椎体间植骨后，由于节段的稳定性为双因素(植骨 +器械)所影响，因而，不同器械的固定作用需通过 多因素方差分析的MANOVA程序进行处理，当P<0.05时表明 差异显著。

    2 结果

    脊柱三维运动稳定性测试的数据统计结果显示，左 右侧弯、左右旋转其左、右数据基本一致。因而， 脊柱节段运动的资料比较可仅用4个方向的活动度就 能表示节段的稳定性。

    为便于直观地表示数据间的差异，以正常对照节段 间的活动值作基准(只选择T12～L1节段的相对运动为计 算单位)，将各种器械固定节段间活动值作百分化处 理，用负百分率值表示节段间活动的减少；相反， 表示节段间活动较正常标本增加。求出各器械组节 段间相对运动的百分率，用如下公式，以便在直方 图中进行比较(本文仅以重度致伤组为例给予说明 )。

    2.1 前屈运动

    4种器械组与正常对照组比较，Kaneda、steffee组有显著 的差异(P<0.05)；Harrington、Luque无显著差异(P>0.05)，而且 ，Luque组与Kaneda、Steffee组之间的差异有统计学的意义 (P<0.05)。当椎间植骨后，除Luque外，其余器械组与正 常对照相比有显著的差异(P<0.05)，各器械组间差异无 统计学意义(P>0.05)。

    2.2 后伸运动

    4种器械与正常对照相比，除Luque外，其稳定作用明 显为高(P<0.05)。但Luque组与其余组的差异无统计学意 义(P>0.05)。当椎间植骨后，各组器械的稳定性优于正 常对照组(P<0.05)，但仍以Kaneda为最坚固，各组间差异 无统计学意义(P<0.05)。

    2.3 侧弯运动

    Luque组节段活动超过正常对照组，但无统计学意义 (P>0.05);Harrington虽可限制节段的活动，但与正常对照已 无明显差异(P>0.05);Steffee、Kaneda可明显限制侧弯活动 (P<0.05)。椎间植骨后,除Luque外,各器械组限制节段活动 明显增加(P<0.05),且Kaneda最高,但与Harrington、Steffee无统计 学差异(P>0.05)。

    2.4 轴向旋转

    所有器械组较正常对照组节段间活动都增大，除 Kaneda外的各器械组与正常对照组差异显著(P<0.05)，各 器械组间的差异无统计学意义(P>0.05)。椎间植骨后， 各器械组节段间活动虽有所减少，但仍没有正常对 照组稳定。除Kaneda外，其余各组与正常对照组差异显著(P<0.05)，见图2。

    图2 重度致伤不同器械脊柱旋转运动节段间活动度

    Fig2 Rotational motion of segments in severe fractured spinal fixed by different instruments

    2.5各器械组中矢状径的变化

    中度致伤组由于椎体后侧骨块移位不明显，故不必 行器械复位的比较。重度致伤组器械复位前的中矢 状径为正常值的43%(范围21%～58%)。

    Harrington复位固定后中矢状径狭窄率为15%(范围6%～ 24%)；Luque复位固定后中矢状径狭窄率为37%(范围17% ～48%)；Steffee复位固定后中矢状径狭窄率为23%；Kaneda复 位固定后中矢状径狭窄率19%。器械各组(除Luque外)复 位固定后中矢状径狭窄率明显减少(P<0.05或P<0.01)， 见表1。Harrington使椎管内骨块获得良好复位，各器械组 (除Luque外)对椎管复位的差异显著(P>0.05)。Luque的复位效 果最差，与各器械组之间的差异有明显的统计学意 义(P<0.05)。Luque复位前后的中矢状径无明显的变化 (P>0.05)，表明Luque不具有使椎管内骨块复位的作用。

    3 讨论

    胸腰段脊柱爆裂骨折的治疗历来存在着争议，迄今 仍无统一规范的标准。脊柱生物力学的稳定性研究 结果证实，角位移可作为反应脊柱稳定性的重要指 标,而脊柱的稳定性又是衡量器械固定成败的关键因素^[2]。角位移越大，术后脊柱继发畸形及滑脱的发生率越高。

    研究结果显示，中度爆裂骨折除Luque外所有器械对 节段间固定均可达到较为满意的结果。结合病理解 剖证明，这主要是由于中度爆裂骨折，大都为椎体 的线性劈裂骨折而脊柱的后柱骨韧带结构均未遭受 破坏之故。因此，除Luque外的所有器械均可使脊柱获 得稳定。Abumi^[3]、Mann^[4]的同类研究得出了类似的结果。 而严重的爆裂骨折，由于脊柱遭受广泛的破坏，一 般的后路器械常不能达到满意固定，椎间植骨可使 节段在前屈、后伸、侧弯时获得稳定，但在轴向旋 转时作用却不甚明显。此研究结论与Lim^[5]和An^[1]的椎间 植骨对节段稳定性研究结论基本一致，即椎间植骨 可明显增加节段在前屈、后伸、侧弯方向上的稳定 ，但对旋转运动的稳定作用不甚明确。

    本研究结果同时提示，严重爆裂骨折由于前中柱的 塌陷、空虚，使脊柱的承载功能丧失。正如Lim^[5]的研 究结果所指出，严重爆裂骨折应优先考虑恢复前、 中柱结构的完整性，或当使用后路器械时应给予胸 腰石膏背心或支架固定，以减少节段间过度位移的 发生。

    各器械对中矢状径恢复的研究显示，纵向牵伸力是 椎体爆裂骨折椎管内骨块复位的主要因素^[6、7]。研 究发现Luque由于明显缺乏纵向牵伸力，椎管内骨块几 乎不能复位，与其他器械组相比，差异显著(P<0.05)。 这充分证明任何种类的器械对椎管的间接减压，必 需要具备较为强大的纵向牵伸力^[8]。Harrington器械组优 于Steffee、Kaneda器械的原因可能是后2种器械不具备 Harrington器械更加典型的纵向牵伸力的原故。本研究结 果可作为临床治疗选择的又一依据。

    纵观器械固定节段稳定性及椎管复位作用的研究， 我们可得出如下结论：①严重爆裂骨折，以前路直 接减压、椎体间植骨及Kaneda固定为最理想。②Steffee即 可达到较为满意的节段固定，又可使椎管得到间接 的减压。③Harrington棒虽对节段固定不甚理想，但对椎 管间接减压的效果最佳，且操作简便、宜于普及， 是至今仍被应用的原因所在。④Luque棒固定极不牢靠 ，且无纵向牵伸力，达不到后路器械对椎管间接减 压的目的，故在胸腰椎爆裂骨折的使用中应尽量避 免。⑤脊柱前中柱植骨是防止严重爆裂骨折术后继 发后凸畸形及器械固定失败的根本措施。⑥严重爆 裂骨折的器械固定，其轴向旋转有欠稳固，治疗中 应注意防犯。

    作者简介：杨欣建(1962.8)，男，重庆市人，博士，副主任医师，副教授，主要从事脊柱外科及 四肢创伤方面的研究，发表论文13篇。电话：(68757614)

    参考文献

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    [8]Panjabi M M, Thibodeau L L, Crisco J J, et al. What consti-tutes spinal instability[J]. J Neurosuryg, 1988, 34(3): 314-316.

    收稿日期：1999-11-15；修回日期：1999-12-21

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