胸腰椎骨折伴后凸畸形的评估与治疗现状

martinbigbird 2024-02-29 发布于广东

展开全文

来源：[1]焦坤,陈锴,邱松楠,等.胸腰椎骨折伴后凸畸形的评估与治疗现状[J].骨科, 2023, 14(4):389-392.

胸腰椎后凸畸形指的是胸腰椎后凸超出正常生理曲度范围，常见于先天椎体发育畸形、强直性脊柱炎、脊柱结核、脊柱创伤和Scheuermann病等。其中脊柱创伤，尤其是胸腰椎骨折的外科治疗不当，极易继发后凸畸形。据统计，我国胸腰椎骨折发生率约占脊柱创伤的7.17%，主要包括暴力性骨折和骨质疏松性骨折［1］。暴力性骨折好发于20~40岁的青年，多见于交通事故和高处坠落，目前已成为国内胸腰椎骨折的主要病因。而骨质疏松性骨折好发于60岁以上的老年群体，本身胸腰椎退行性改变导致骨质疏松和骨量减少，跌倒、咳嗽等低能量因素即可诱发骨质疏松性骨折［1］。部分胸腰椎骨折病人由于治疗不当或其他原因，易引发椎体前柱进一步压缩，而导致后凸畸形发生，其危害不容小觑。胸腰椎骨折伴后凸畸形主要表现为严重神经弥散性疼痛、腰背部及下肢的疼痛和运动功能减退甚至丧失，可伴有脊髓压迫症状、脊柱呈驼背后凸、身高降低、以及胸腹部受压导致的肺功能和消化功能的障碍。因此，加强对胸腰椎骨折伴后凸畸形的关注十分必要，本文旨在对该病的病因及发病机制、诊断和治疗方面进行综述及讨论，为临床决策提供部分理论依据，以供诊疗参考。

一、文献检索及筛选策略

本文以“胸腰椎骨折”“后凸畸形”“诊断”“治疗”为中文关键词在中国知网、万方数据库中检索；以“thoracolumbarfracture”“kyphosis”“sagittal imbalance”“osteotomy”为英文关键词，在 PubMed、Web of Science 中进行检索。文献纳入标准：①已正式发表的期刊文献；②文献内容涉及胸腰椎骨折

伴后凸畸形的相关病因、分型、评估及治疗；③同类研究中高质量的文献。文献排除标准：①文献质量偏低或重复性研究；②无法获取全文或重复发表的文献；③非中英文文献；④学位论文、会议论文文献；⑤仅提及胸腰椎后凸畸形的文献；⑥护理相关文献。本文共检索文献 3 757 篇（中国知网 936篇，万方数据984篇，PubMed 1 071篇，Web of Science 766篇），最终纳入36篇，其中中文文献5篇，英文文献31篇（图1）。

二、生理脊柱力线

在生理状态下，胸椎、胸腰椎和腰椎在矢状位维持着正常的生理曲度，一般以后凸为正角度，前凸为负角度。T2或T4上终板到T12的下终板为胸椎后凸的测量标准，正常范围为20°~40°，后凸的顶点位于T6~T7。胸腰椎交界处，即T12~L2为

过渡区域，测量 T10上终板到 L2下终板，一般为 0°或轻微前凸。腰椎前凸的测量为T12上终板到S1的终板，正常范围为30°~80°，前凸顶点位于L3~L4［2］。矢状位垂直轴（sagittal veni⁃cal axis，SVA）测量的是C7铅垂线与S1后上角的关系，若C7铅垂线位于S1后上角前方，则认为病人矢状位正平衡；若C7铅垂线位于 S1后上角后方，则认为病人矢状位负平衡［3］。在Bruno等［4］的脊柱负荷模型中，任何活动都会在脊柱胸腰椎和下腰椎产生负荷，因为胸腰椎的椎骨强度低于腰椎，所以胸腰椎是脊柱负荷应力最强的区域，同时也是最不稳定的节段，当受到暴力创伤时，有自然形成后凸畸形的趋势。

三、胸腰椎骨折后凸畸形的病因

（一）创伤后畸形

暴力性骨折中，以爆裂性骨折为例，骨折块分离形成空隙或伴有椎间盘破裂进入骨折间隙内时，会导致骨折块不愈合，而且强大的垂直压缩暴力使骨折块之间的空隙在垂直方向上分离更加明显，而大的空隙无法完成骨愈合，骨折不愈合则导致慢性脊柱不稳，使内固定承载过多的应力，极易发生疲劳断裂，骨折椎体再次塌陷、移位、成角畸形。随时间推移，脊柱不稳继发形成严重后凸畸形［5］。在骨质疏松性骨折中，退行性改变会促进骨吸收，加速骨细胞、成骨细胞凋亡，加强破骨细胞作用，导致病人骨量减少、骨结构破坏，同时骨周围肌肉韧带组织松弛、强度减弱，因此容易导致椎体进一步压缩，或并发多个节段的骨折，进一步形成脊柱后凸［6］。

（二）陈旧性骨折伴后凸畸形

除了由创伤直接引起的后凸畸形外，还有陈旧的创伤后畸形，造成陈旧性骨折的原因包括最佳手术时机的错失、保守治疗不当、未得到早期处理、手术不当和内固定失败［7］。陈旧性骨折病人往往伴有一次及以上手术史，使得进一步治疗变得更加困难，对于椎体高度和矢状面稳定的恢复更加困难，后凸畸形的危险因素增加且矫正难度加大。

（三）医源性后凸畸形

医源性因素主要涵盖五个方面：①术中未植骨，单纯的器械固定恢复高度后，由于椎体松质骨的缺失形成空腔，导致椎体稳定性差，有增大Cobb角、形成畸形的倾向；②椎体高度恢复不足，术中高度恢复不足会导致后期椎体塌陷，另外也有术后椎体高度的丢失，且在内固定取出后多见，椎间盘的损伤也是加重因素［8］；③矢状面稳定恢复不足，矢状面稳定的恢复受到越来越多的重视，有研究认为无法正确恢复矢状面稳定必然会因融合不足而导致后凸畸形；④内固定失败，尤其是近端交界区失败（proximal junctional failure，PJF），其发生率在5%~46%不等，矢状位失衡表现明显，同时术前存在矢状位失衡的病人更容易发生急性PJF，约37%的急性PJF需要进行翻修手术［9］；⑤椎体骨折过度牵张复位，脊柱的后柱为牵拉结构，前柱为支撑结构，复位时的过度牵张，反而会加重其不稳定性。

四、诊断分型与评估

（一）诊断及鉴别

对于胸腰椎骨折伴后凸畸形的定义并不明确，在Schoenfeld等［10］的研究中，仅有一半的医生使用特定的方法定义后凸角度，这些角度在5°到30°不等，一般将20°以上作为标准，而另一种普遍接受的定义为“骨折后脊柱的一种疼痛性的后凸”。根据病史、体格检查和影像学检查不难诊断，同时需要完善实验室检查和骨密度测定。鉴别诊断包括先天性脊柱后凸、强直性脊柱炎、Scheuermann病等。先天性脊柱后凸在婴幼儿期间即可发现明显的畸形。强直性脊柱炎影像学检查中表现为明确的骶髂关节炎改变。Scheuermann病的诊断标准为青少年胸椎中3个或以上相邻椎体有楔形变。

（二）分型

胸腰椎后凸畸形的分类有很多，可根据部位分为胸椎畸形、腰椎畸形、胸腰椎畸形；根据形态分为弧形后凸畸形、成角后凸畸形；也可以基于病理诊断分为先天性、发育性、炎性、代谢性、创伤后、肿瘤、软骨营养不良、放射性；还可以根

据X线片观测到的结构异常如后凸的程度、畸形形状、涉及的脊椎节段数、长分段或短分段、灵活性、矢状面平衡等进行分类［3］。这些分类系统均无法准确指导手术的选择，外科医生需要更简单的评估指标。

（三）影像学和实验室检查

X线片评估畸形区域和对脊柱整体的影响，进行Cobb角的测定以确定畸形程度。需要选择站立位和坐位的正位、侧位和后前方位的全脊柱图像，有条件的可以结合X射线影像采集系统（EOS系统），对矢状位的失平衡和骨盆的代偿机制进行分析［11］。脊柱的负荷视图和移动视图的Cobb角差异可以用于评估畸形的可还原性。CT对脊柱骨折的诊断更为准确，包括 X 线片无法判断的骨折和全脊柱非邻近节段的损伤。并且针对手术操作不当或预后不当产生后凸畸形的病人，可以明确损伤部位的解剖结构和骨质细节，同时可以明确畸形附近的椎管情况。MRI用于评估脊髓是否损伤，是否存在椎间管狭窄和脊髓空洞症等［12］。观察相邻椎间盘状况有助于确定融合的范围。另外，MRI可以对韧带的损伤进行评估，这是治疗中经常被忽视的因素。对骨盆参数和脊柱参数的测量，可以用于评估畸形和代偿情况，以及对原生脊柱形态的确定［13⁃14］。实验室检查包括血常规、尿常规、肝肾功

能、血钙、磷、骨转换生化标志物（血清碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原C端肽交联、尿吡啶啉）等［15］。

（四）评估

1. 对功能的评估

一是对颈胸腰椎活动功能的评估，主要通过病人在不同姿势（站立位、坐位和卧位）时脊柱节段（胸椎、腰椎和胸腰椎）的位置、形状和柔韧性来确定其活动范围和灵活度，进而评估不同节段对矢状位失衡的影响。二是对神经功能的评估，大范围后凸或后凸角度大的病人往往会出现严重的脊髓受压，这是因畸形对脊髓神经造成直接压迫，需要重点关注下肢运动障碍和疼痛等症状。三是对病人其他疾病的评估，包括心脏和肺部的病理检查、骨密度的测定、营养状况以及其他合并症如感染、糖尿病、高血压等。

2. 对后凸的评估

首先是评估后凸的大小、形状、长度和灵活度。确定后凸的覆盖范围是单独的节段，还是局域性的胸椎、腰椎或胸腰椎，或是脊柱的大范围，不同的范围决定是否需要手术干预。而后凸的灵活度则决定了手术术式的选择。其次是评估后凸的相关参数。SVA适用于术前和术后矢状位平衡的评估，于老年人而言，当SVA大于4 cm时称为矢状面失衡，大于9.5 cm则定义为严重失衡。Cobb角指的是椎体上下终板到损伤水平的夹角，但是不能只测量单个骨折椎体的后凸角，有研究证明这是不准确的，需结合Cobb角和椎体丢失高度来评估节段后凸角度和邻近节段稳定性。矢状面指数（sagittal index，SI）指的是脊柱后凸角度-正常生理弧度，SI大于15°可作为手术的指征。

骨盆参数主要包括骨盆入射角（pelvic incidence，PI）、骶骨倾斜角（sacral slope，SS）和骨盆倾斜角（pelvic tilt，PT），PI指的是S1上终板的垂线和S1上终板的中点与股骨头中心连线的夹角，SS指的是S1上终板与水平线的夹角，PT 指的是重力垂直线和S1上终板的中点与股骨头中心连线之间的夹角，其中每个人的PI值都是固定的，且PI=PT SS。Le Huec等［16］发现高PI是失代偿的主要危险因素，需要更大的腰椎前凸角恢复量进行平衡。SS的下降、SVA的异常则提示邻近节段变性的风险。Iyer等［17］发现脊柱矢状面有随年龄增长而前倾的趋势，这提示我们将SVA最大矫正至0°不一定是最佳方案。Gomez等［18］的研究显示，术前胸椎后凸角（thoracic kyphosis，TK）大于 50°是 PJK 的危险因素。Oe等［19］认为TK变化量越大，PJK风险越高，最佳术前TK应在30°~39°间。

五、临床治疗的选择

除了存在严重神经症状的病人，保守治疗应该是所有后凸畸形的早期治疗手段。手术治疗的适应证包括：①神经根症状严重或神经功能障碍；②脊柱轴性疼痛增加；③术后假关节的形成、畸形愈合；④畸形上下节段“崩溃”；⑤保守治疗无效者。

（一）保守治疗

卧床休息的目的在于制动，要点是保持脊柱处于正常的屈伸和弯曲状态，这点通过仰卧和选择硬板床实现，在骨折处垫枕以保持脊柱平直。值得注意的是，Guzey等［20］的研究指出，对于60岁以上的骨质疏松病人，无卧床的早期活动会增加压迫和后凸畸形的危险。药物治疗的原则是对症解决病人不适，如早期应用非甾体类解热镇痛药可以缓解病人的疼痛，可以使用中药辅助治疗。关于支具的作用，Karimi［21］的分析发现支具对胸腰椎稳定型骨折病人的后凸角度没有矫正作用，主要起单纯保护作用。同时，对于某些不适合当时手术或未达到手术条件的病人，可以使用矫形器矫正畸形，到达一定程度后再进行手术治疗。对于老年病人，延缓骨质疏松，能降低压缩性骨折的危险，进而降低脊柱后凸的发生率。同时应用钙剂和维生素D，适时遵照医嘱实施抗骨吸收药物和促骨形成类药物的干预。

（二）手术治疗

手术治疗的目的包括解除神经压迫、重建矢状位平衡以及提供足够的融合固定。在手术方式的选择上，经皮椎体成形术（percutaneous vertebral plasty，PVP）和经皮球囊扩张椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）已经很少应用于该病的治疗，主流手术方式为截骨手术和后路固定术，手术入路均以后路为主。截骨手术的重要参考为Schwab等［22］提出的六级截骨分类：一级为关节突部分切除，即smith⁃pe⁃terso 截骨术（smith⁃peterson osteotomy，SPO）；二级为关节突完整切除，即Ponte截骨术；三级为经椎弓根截骨术（pediclesubtraction osteotomy，PSO）；四级为经椎弓根椎体椎间盘截

骨术（BOBO）；五级为全椎体截骨术（VCR）；六级为多节段全椎体截骨术。

Rajasekaran等［23］也提出了一种基于柱状缺损的形态、椎间盘间隙的偏移和曲度大小的截骨分类方法。其中PSO为目前应用最多的截骨术，和SPO一起应用于程度较轻的后凸畸形，拥有多种改良术式。Park等［24］发现闭合开口楔形截骨术能够提供比PSO更大的矫正角度。楼宇梁等［25］的研究发现双节段PSO术在大于40°的矫正中效果优于单节段PSO截骨。Eichler等［26］提示PSO术后存在错位复发的风险。截骨手术基本都可以达到预期的矫正效果，但是仍然存在长时间手术和术后并发症的风险。

微创化和计算机、3D技术、机器人的辅助可以帮助降低风险，如Kosterhon等［27］开发的术前3D模拟导入术中可视化导航系统。在后路固定手术中，Liao等［28］的研究认为六钉短节段后路内固定加骨替代效果优于长节段内固定术。同时，Ren等［29］研究发现微创经皮椎弓根螺钉内固定术（MIPPSO）可得到与传统开放式椎弓根螺钉内固定术（TOPSO）相同的效果，同时具有恢复快的优势。Tong等［30］阐述了增加中间固定螺钉6钉固定，相比传统的节段间椎弓根螺钉4钉固定，在椎体高度重建和植入成功率上更有优势。在融合固定的选择上，有研究显示钛网笼固定效果相比骨融合更有优势。对于骨质疏松性骨折伴后凸畸形，Martikos等［31］的回顾性研究显示椎体成形术与保守治疗相比，能降低后凸畸形的发生率。但是 Li 等［32］认为单纯PVP并发症较多，建议使用经皮椎弓根螺钉固定（PPSF）降低并发症率。楼宇梁等［25］和陈建良等［33］的研究显示各种截骨术式均可达到满意效果。

（三）预后

手术治疗总体来说能够达到术前预期的效果，影响预后的因素主要包括初始骨折类型、损伤和畸形矫正间隔时长、以及病人的身体状况。在骨折类型方面，Kim等［34］的研究发现后凸畸形复发与Denis A型爆裂性骨折显著相关。Mattei等［35］的研究发现，胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统（TLICS）评分低于4分的粉碎性爆裂性骨折病人在长期保守治疗中，后凸畸形危险性很高。Hitchon 等

［36］的研究同样发现有四分之一TLICS评分为2的神经学完好病人的非手术治

疗失败，后凸畸形危险性增加。

六、胸腰椎骨折伴后凸畸形诊疗的挑战与意义

胸腰椎骨折伴后凸畸形的分类和评估系统尚存在不足，迫切需要一种简单易行、能够指导是否需要手术及手术方式选择的评估系统。可通过经正确评估后的手术来降低后凸畸形的发生率，而想要获得更好的矫形效果、降低并发症、减轻疼痛、改善功能和进行有效预防等，仍需进一步改进。

七、总结与展望

胸腰椎骨折伴后凸畸形的主要病因包括创伤、骨质疏松和治疗不当，完善的影像学评估和分型系统指导制定个体化治疗方案，截骨和后路固定是有效的手术方式。数字技术辅助进行手术、固定范围的确定和对后凸风险的预测，以及合理的内固定器械的选用，是手术成功的基础。除此之外还需重视合理的保守治疗、预后康复、复诊随访。随着数字技术、机器人以及矫形器械的逐年发展，可以预见将来评估的准确性、手术的精确性必将进一步提高，后凸畸形及其并发症的发生率必将进一步降低。