侧块螺钉置入治疗颈椎骨折对颈椎曲度的影响★

孟宪中，曹俊明，申勇，孟宪国，杨大龙

孟宪中★,男，1967年生，河北省邯郸市大名县人，汉族，1999年河南医科大学毕业，硕士，副主任医师,主要从事脊柱外科方面的研究。
mspine33@
yahoo.com.cn

通讯作者：申　　　勇，教授，主任医师，博士，博士生导师，河北医科大学第三医院脊柱外科，河北省石家庄市 050051

中图分类号: R318
文献标识码: B
文章编号: 1673-8225
(2008)04-00717-04

Influence of lateral mass screw fixation on the cervical alignment in patients with cervical fracture

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＡＩＭ:The recovery of cervical alignment is significant for the long-term stability and biomechanics of cervical vertebra. This study evaluated the effect of lateral mass screw placement on alignment maintenance in a long term.
ＭＥＴＨＯＤＳ: ①From June 2002 to August 2004, 78 patients with unstable cervical vertebral fracture or a fracture-dislocation undergoing posterior spine fusion and lateral mass instrumentation in Department of Spinal Surgery, Third Affiliated Hospital of Hebei Medical University were retrospectively analyzed. Among them, 67 patients were followed up (85.9%), of whom 9 patients received one level fused, 14 two levels fused, 25 three levels fused, 14 four levels fused and 5 five levels fused. ②The fixed material of Axis cervical posterior fixation system was from Sofamor company. The plate and screw were made of titanium alloy, presenting MRI compatibility. Titanium plates were of 11, 13 and 15 mm in pore diameter; the screws included cancellous bone screws (3.5 mm and 4.0 mm in diameter, 6–24 mm in length) and os integumentale screws (4.0 mm in diameter and 26–54 mm in length). ③Postoperatively, patients were followed from 3, 12, and 24 months. Anteroposterior and lateral radiographs of the cervical spine were obtained at each visit, and power radiographs of partial patients were examined to investigate the changes in cervical physiological curvature.
ＲＥＳＵＬＴＳ: ①Cervical alignment: In 65 of the 67 patients, the mean change in sagittal alignment from the immediate postoperative to the end of the follow-up was 2° (range, 0° to 6°). Radiographically, two cases were of instrumentation/fixation failure and loss of sagittal alignment in 3 months postoperatively. ②Complications: Five patients developed complications after operation, including one case of C5 nerve root injury (distractive flexion), three cases of superficial wound infections and one diabetic patient of deep wound infection. ③Biocompatibility of tissue and material: All the materials used in operation were interstitial implant of titanium alloy. To the end of follow-up, there were no reaction of blood, immunization and tissue, no peplos formation or changes in cytoplasm, and no reaction of materials such as alloy corrosion and worn out.
ＣＯＮＣＬＵＳＩＯＮ: Lateral mass screws could effectively correct and maintain the alignment with minimal complications for patients with traumatic injuries in cervical spine.

Meng XZ, Cao JM, Shen Y, Meng XG, Yang DL.Influence of lateral mass screw fixation on the cervical alignment in patients with cervical fracture. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(4):717-720(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-4/4k-717(ps).pdf]

摘要
目的：恢复颈椎的生理曲度对维持颈椎的远期稳定性及恢复颈椎本身的生物力学环境有重要意义。将侧块螺钉内固定系统应用于颈椎骨折，探讨其对颈椎曲度的远期影响。
方法：①回顾分析河北医科大学第三医院脊柱外科于2002-06/2004-08应用后路侧块螺钉置入治疗颈椎骨折不稳或骨折脱位的78例患者。78例患者中67例（85.9%）获得随访。其中1个节段固定9例，2个节段固定14例，3个节段固定25例，4个节段固定14例，5个节段固定5例。②固定材料：Sofamor公司的Axis颈椎后路固定系统。板及螺钉为钛合金材料，具有MRI兼容性。钛板按孔径分为11、13和15 mm 3种不同规格。螺钉分松质骨螺钉和皮质骨螺钉。松质骨螺钉有直径3.5 mm和4.0 mm、长度 6~24 mm两种规格，皮质骨螺钉直径4.0 mm、长度26~54 mm。③患者分别在术后3个月、12个月、24个月进行随访，每一次随访均拍颈椎正、侧位X射线片，部分患者行颈椎动力位X射线检查，分析患者颈椎生理曲度的改变情况。
结果：①颈椎生理曲度：67例中有65例从术后到随访结束时生理曲度的改变平均为 2°( 0°~6°)。有2例术后3个月固定失败，生理曲度丢失。②并发症：5例患者术后有并发症，其中1例单侧C5神经根损伤（患者是屈曲牵张损伤），3例患者伤口浅表感染，1例糖尿病患者深部伤口感染。③材料与组织的生物相容性反应：术中所用材料均为钛合金体内植入物，与人体组织的生物相容性好，到随访结束时，无血液、免疫、组织等反应，无囊膜形成及细胞质的转变；亦无钛合金腐蚀、磨损等材料反应的发生。
结论：颈椎外伤患者应用后路侧块螺钉可以有效矫正并保持颈椎的生理曲度，并发症少。
关键词：颈椎损伤；生理曲度；侧块螺钉

孟宪中，曹俊明，申勇，孟宪国，杨大龙.侧块螺钉置入治疗颈椎骨折对颈椎曲度的影响[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(4):717-720 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-4/4k-717(ps).pdf]

外科治疗不稳定性颈椎骨折有前路及后路固定融合等方法[1]。目前在治疗颈椎外伤时多采用后路侧块螺钉固定系统[2-3]。后路侧块螺钉－板或棒固定系统比前路融合手术更具有生理优势，效果确切[4-8]，但有关侧块螺钉在应用于颈椎外伤后颈椎生理曲度的保持能力方面目前报道较少。本文测定侧块螺钉置入治疗颈椎外伤
后颈椎生理曲度的远期保持能力并观察其相关并发症。

设计：回顾性分析。
单位：河北医科大学第三医院脊柱外科。
对象：回顾分析河北医科大学第三医院脊柱外科于2002-06/2005-08应用后路侧块螺钉置入治疗颈椎骨折不稳或骨折脱位的78例患者。78例患者中67例（85.9%）获得随访，其中2例骨折脱位伴高位截瘫患者术后2个月因肺部感染死亡。致伤原因：交通伤35例，高处坠落伤21例，重物砸伤11例。其中17例垂直压缩型、14例屈曲牵张型、11例屈曲压缩型、10例压缩后伸型、9例牵张伸展型、6例侧方屈曲型损伤。随访时间平均26个月（24~48个月）。其中男49例，女18例；年龄18~70岁，平均年龄41岁。67例患者都行X射线及MRI检查。术前患者基本资料见表1。使用植入物情况见表2。

固定材料：固定材料为Sofamor公司的Axis颈椎后路固定系统。板及螺钉为钛合金材料，具有MRI兼容性。钛板按孔径分为11、13和15 mm 3种不同规格。螺钉分松质骨螺钉和皮质骨螺钉。松质骨螺钉有直径3.5 mm和4.0 mm、长度 6~24 mm两种规格，皮质骨螺钉直径4.0 mm、长度26~54 mm。
设计、实施、评估者：实验设计为第一、三作者，资料收集为第二、四、五作者，实施第一、三、四作者，评估第二、五作者。
方法：
在气管插管全麻下，取俯卧位，常规消毒铺单。取背侧正中切口，显露受伤节段及其上下各一两个节段的棘突、椎板、椎间关节外侧块，根据损伤情况，进行复位，接着行侧块螺钉固定术。取侧块中心点偏内侧1 mm为进钉点，进钉方向为向头端成角30°~40°，向外侧成角10°。应用测深器确定螺钉长度后植入侧块螺钉固定。所有操作均在 C 形臂X射线机透视下完成，然后咬掉部分棘突，关节突内侧椎板破坏皮质植骨。术后在颈围保护下4~7 d坐起,平均术后10 d拆线，所有患者术后颈托固定6周。
术后随访：术后患者分别在3个月、12个月、24个月进行随访，在每一次随访中都要拍颈椎正、侧位X射线片，部分患者行颈椎动力位X射线检查，分析患者术后颈椎生理曲度的改变情况。术后如果没有神经症状，不需行CT或MRI检查。
固定失败指在X射线片上证实螺钉从侧块中脱出或一系列X射线片矢状面上的曲度改变超过6°。矢状面上的曲度改变指矢状面上的曲度减去术后即刻角度（从头侧第一个不打内固定的椎体终板下缘到尾端第一个不打内固定的椎体终板上缘连线进行测量）。在数位化的X射线图像中序列角度以最小1°的变量进行测量。每一个矢状面角度测量2次，取平均值。
主要观察指标：生理曲度改变情况，并发症发生情况。
统计学分析：由第二作者利用SPSS 11.5软件包处理，并对测量数据进行配对t检验，以P < 0.05定为差异有显著性意义。

2.1 生理曲度改变情况 67例患者中有65例（97.01%）从术后即刻到最近的X射线平片检查中生理曲度改变平均为2°（0°~6°）。（见图1~3）。2例患者在术后由于过早去除颈托活动致固定失败、生理曲度丢失。其中1例术后植骨未融合，螺钉松动，诉轻度颈部酸痛。1例融合良好，无不适主诉。67例患者中有44例是3个或3个以上节段固定，术后生理曲度改变平均为2.1°；而2个或2个以下节段固定的患者术后生理曲度改变平均为1.5°。统计处理结果显示随访中颈椎曲度改变差异无显著性意义（P > 0.05），见表3。

2.2 并发症发生情况 5例患者术后有并发症，其中1例单侧C5神经根损伤（患者是屈曲牵张损伤），导致右肩前外侧感觉异常，而无运动功能障碍。该患者术后行脊髓CT检查显示侧块螺钉位置良好。症状于术后3个月缓解。3例患者伤口浅表感染，应用抗生素治疗后治愈。1例糖尿病患者深部伤口感染，于术后10 d行清创术、冲洗伤口（保留内固定物）并应用抗生素后恢复满意。
2.3 材料与组织的生物相容性反应术中所用材料均为钛合金体内植入物，与人体组织的生物相容性好，到随访结束时，无血液、免疫、组织等反应，无囊膜形成及细胞质的转变；亦无钛合金腐蚀、磨损等材料反应的发生。

3.1 骨折后颈椎生理曲度改变对患者术后功能的影响正常情况下成人颈椎生理曲度随头颈部体位的改变而改变，颈椎侧位（中立位）片上，正常时颈椎生理前凸。颈椎生理前凸使颈椎更具弹性，具有减轻震荡、维持重心等生理功能。颈椎曲度改变为颈椎变直、生理曲度消失或反弯曲,有些人没有明显的临床症状。颈椎活动度异常与颈椎曲度改变有关。White等[9]采用下颈椎的功能单位进行生物力学试验，提示创伤引起的一侧或双侧小关节脱位的相邻椎体是不稳定的。作用于头颈部的突发性外伤可引起椎体节段程度不同的松动与失稳，尤其是当外伤引起椎节超限活动时，椎节韧带易出现撕裂征，可直接引起颈椎不稳，即外伤后由于椎体及小关节的骨性解剖结构和（或）周围的韧带、关节囊损伤所致颈椎序列异常或关节咬合关系变位，一侧或双侧小关节脱位，甚至绞锁，造成相邻椎体不稳、异常活动，颈椎生理曲度发生改变，曲度变直、消失或反弯曲。这样势必会导致椎管的变位及狭窄，以致出现椎管内的神经组织受损，引起一系列脊髓、脊神经根受压或受刺激的症状。脊柱后凸增加，使得脊髓在椎体的后方成褶皱状。Breig[10]研究了脊髓的微血管供应，发现颈部的弯曲可使供应脊髓的小血管变平，此外，由于受齿状韧带和颈部脊神经根的限制，有弯曲的脊髓纵向张力增高，脊髓张力增高和缺血导致随畸形进展进而导致神经元的直接损伤，影响患者术后功能恢复。
3.2 恢复及保持颈椎生理曲度的意义有学者提出恢复颈椎的生理曲度对维持颈椎的远期稳定性及恢复颈椎本身的生物力学环境有重要意义[11-12]。生理曲度的恢复对防止邻近节段乃至整个颈椎的进一步退行性变有积极作用，因而恢复椎节高度及生理曲度成为继保证植骨融合率后的评估颈椎植骨融合术的新标准。当颈椎骨折合并有脊髓损伤时，损伤椎节的稳定性及保持正常的曲度对残留脊髓功能的转归有重要的影响，损伤椎节的异常活动可加重脊髓损伤。因此有学者提出颈椎骨折脱位的手术目的是：有效解除脊髓及神经根的压迫，恢复颈椎的稳定性，维持椎间隙高度，获得正常生理曲度以及和脊髓相适应的椎管容量和形态，挽救脊髓残留功能阻止病情进一步发展[11]。
3.3 后路侧块螺钉系统长期保持颈椎生理曲度的可行性自1989年Roy-Camille等首先报道了颈椎后路采用侧块钢板固定以来，这种内固定方式迅速普及，但是只有极少的临床数据报道有关该固定系统的生理曲度保持能力。对于适合使用一种手术方法的颈椎外伤患者，行前路、后路、还是前后路联合手术以保持颈椎稳定，在脊柱外科医生中存有争议[1]。Merits证实前路手术在改善神经症状方面具有优势，而后路手术的倡导者证实了该方法在颈椎骨折固定、恢复生理曲度方面的优越性[5,13]。Brodke 等[1]对颈椎外伤患者行前路和后路手术进行比较，两者在融合率、神经症状改变情况、远期并发症方面没有明显差别。但作者发现颈椎骨折脱位患者大多伴有小关节绞索，单纯行前路手术对复位绞索的小关节是困难的，术后小关节绞索、颈椎不稳、甚至生理曲度的丢失一直存在；而后路手术容易复位绞索的小关节，可以稳定颈椎，恢复并保持正常的生理曲度。此研究的结果证实侧块螺钉固定系统能有效的矫正颈椎外伤后的畸形，并能很好的保持颈椎的生理曲度。赵善明等[14]指出颈椎侧块钢板螺钉内固定术因其固定点在侧块，实现了短节段坚强固定，目前已成为治疗颈椎损伤的一种定型手术。
吴文化等[15]研究证实侧块螺钉内固定治疗颈椎骨折脱位的优点是：在进行后方减压的同时能进行坚强的内固定并有利于脊髓功能的恢复。本研究中所有患者脊髓功能恢复情况均满意，其中1例患者术后出现单侧C5神经根损伤症状，占1.5%，这比文献报道[16-17]的神经根损伤发生率低，可能与骨折脱位复位过程中神经根受牵拉有关，该患者术后3个月症状缓解。Kalff等[18]指出应用侧块螺钉治疗颈椎骨折不仅能获得良好的融合而且可以防止假关节形成，从而减少螺钉松动的发生率，以便更好的维持颈椎生理曲度。正是由于侧块螺钉系统内固定牢靠，因此植骨融合率高，螺钉松动发生率低。本研究中有1例患者（4枚螺钉）出现术后螺钉松动，发生率为0.77%（4/52），较先前文献报道低，侧块螺钉系统是安全的[19-20]。
本实验表明颈椎外伤患者应用后路侧块螺钉系统可以有效矫正并保持颈椎的生理曲度，并发症少，适应范围广，是颈后路固定的一种有效、可靠的方法。

4 参考文献

1 Brodke DS, Anderson PA, Newell DW, et al.Comparison of anterior and posterior approaches in cervical spinal cord injuries.J Spinal Disord Tech 2003;16(3):229-235
2 Abumi K, Shono Y, Ito M, et al.Complications of pedicle screw fixation in reconstructive surgery of the cervical spine.Spine 2000;25(8):962-969
3 Jones EL, Heller JG, Silcox DH, et al.Cervical pedicle screws versus lateral mass screws. Anatomic feasibility and biomechanical comparison. Spine 1997;22(9):977-982
4 Anderson PA, Henley MB, Grady MS, et al.Posterior cervical arthrodesis with AO reconstruction plates and bone graft.Spine 1991;16(3 Suppl):S72-S79
5 Do Koh Y, Lim TH, Won You J, et al.A biomechanical comparison of modern anterior and posterior plate fixation of the cervical spine. Spine 2001;26(1):15-21
6 McCullen GM, Garfin SR. Spine update: cervical spine internal fixation using screw and screw-plate constructs. Spine 2000;25(5):643-652
7 Papagelopoulos PJ, Currier BL, Neale PG, et al.Biomechanical evaluation of posterior screw fixation in cadaveric cervical spines.Clin Orthop Relat Res 2003;(411):13-24
8 Seybold EA, Baker JA, Criscitiello AA, et al.Characteristics of unicortical and bicortical lateral mass screws in the cervical spine. Spine 1999;24(22):2397-2403
9 White AA 3rd, Johnson RM, Panjabi MM, et al.Biomechanical analysis of clinical stability in the cervical spine.Clin Orthop Relat Res 1975;(109):85-96
10 Breig A. Adverse mechanical tension in the central nervous system.2nd ed. New York: John Wiley and Sons 1978：264
11 贾连顺，李家顺. 颈椎外科手术学[M].上海:上海远东出版社,2001：138-141
12 方文,石志才,贾连顺,等. 颈椎病患者颈椎曲度的X线测量[J].颈腰痛杂志,1999，20(2):83-86
13 Panjabi MM, Isomi T, Wang JL. Loosening at the screw-vertebra junction in multilevel anterior cervical plate constructs. Spine 1999;24(22):2383-2388
14 赵善明,张健荣,卢尔海，等.颈椎侧块钢板固定术治疗下颈椎骨折脱位[J].中华创伤杂志，2005，21(9)：693-696
15 吴文华，圆尾宗司.外侧块螺钉内固定术治疗颈椎骨折脱位[J].骨与关节损伤杂志，1999，14(5)：289-291
16 Graham AW, Swank ML, Kinard RE, et al.Posterior cervical arthrodesis and stabilization with a lateral mass plate. Clinical and computed tomographic evaluation of lateral mass screw placement and associated complications. Spine 1996;21(3):323-328
17 Levine AM, Mazel C, Roy-Camille R. Management of fracture separations of the articular mass using posterior cervical plating. Spine 1992;17(10 Suppl):S447-S454
18 Kalff R, Ulrich C, Claes L, et al.Comparative experimental biomechanical study of different types of stabilization methods of the lower cervical spine. Neurosurg Rev 1992;15(4):259-264
19 Kumar VG, Rea GL, Mervis LJ, et al.Cervical spondylotic myelopathy: functional and radiographic long-term outcome after laminectomy and posterior fusion. Neurosurgery 1999;44(4):771-777
20 Heller JG, Silcox DH 3rd, Sutterlin CE 3rd.Complications of posterior cervical plating.Spine 1995;20(22):2442-2448