使用矢状面矫形螺钉与创伤复位装置治疗胸腰椎爆裂性骨折的微创疗法

摘要

矢状面调节螺钉（SAS）系统已广泛应用于胸腰段（TL）脊柱创伤的治疗。针对SAS系统，目前已有经皮操作方案及专用的创伤复位器械。本文介绍一种利用SAS系统结合新推出的创伤复位器械来复位胸腰段爆裂性骨折的技术。

摘要

胸腰段（TL）爆裂性骨折是经皮微创椎弓根螺钉固定的最常见适应证之一。尽管对于无神经损伤的胸腰段骨折是否需要手术治疗仍存在争议，但已有研究表明，创伤后力线不良可能导致患者生活质量下降。对于存在力线不良或椎管内有骨折碎片的爆裂性骨折，通常采用基于韧带整复（ligamentotaxis）的复位技术，以改善长期预后。

矢状面调节螺钉（SAS）系统是一种单轴螺钉系统，具有固定头部和凹形滑动鞍座，可在螺钉置入后允许棒在矢状面上进行腰椎前凸方向的滑动。SAS系统还具备经皮置入选项，已用于胸腰段（TL）脊柱骨折的治疗。值得注意的是，SAS系统仅允许在矢状面上产生运动，从而实现牢固固定和角度复位。在治疗胸腰段脊柱骨折方面，SAS系统相较于传统的Schanz螺钉系统或常规的单轴/多轴椎弓根螺钉具有某些优势。此外，针对SAS系统还配有专用的创伤复位装置。在本视频方案中，我们讨论了SAS系统在胸腰段爆裂性骨折中的适应证，并描述了使用SAS系统进行胸腰段爆裂性骨折复位与固定的手术技术。同时，我们还报告了近期的病例系列，并通过影像学评估（包括节段性后凸角和椎体前缘高度丢失百分比）来评价新引入的创伤复位装置的临床效果。

引言

胸腰段（TL）爆裂性骨折相对常见，约占所有椎体骨折的20%¹，其特征是中柱骨折碎片向椎管内移位。尽管胸腰段爆裂性骨折的治疗已得到广泛研究，但手术治疗的适应证仍存在争议。既往研究报道，对于无神经功能损伤的胸腰段爆裂性骨折，手术治疗与非手术治疗在长期功能预后方面可能并无显著差异¹。然而，这些比较性研究始于数十年前，其结果在当前已难以适用，因为自那时以来手术技术已取得显著进步。

外科技术的最新进展可能已经改变了手术适应证。近年来，针对胸腰椎损伤的微创手术方法日益普及，并已报道取得良好效果。尽管这些研究的样本量较小，但有关新兴技术和植入物的研究支持对无神经损伤的胸腰椎骨折采取手术治疗¹。

通常，对无神经功能损伤的胸腰段骨折进行外科治疗的目标是确保良好的力线矫正、通过韧带牵引实现骨折块的复位以及牢固的固定^2,3。对于存在神经症状的患者，还需在上述目标基础上增加对神经结构的直接或间接减压。胸腰段爆裂性骨折后路固定的手术技术存在多种差异，例如是否进行融合手术、是否应用椎体成形术、固定节段数量的不同，以及是否在骨折椎体上使用附加螺钉等。

使用经皮椎弓根螺钉（PPS）进行非融合固定是常见的术式，因其创伤较小，并可在植入物取出后保留节段性活动能力。与传统开放手术相比，PPS的优势不仅在于皮肤切口更小；相较于开放入路，PPS还与更少的椎旁肌损伤相关⁴。此外，一项人体尸体研究报道，PPS可降低内侧支神经损伤的风险，从而减少多裂肌失神经支配的发生⁵。目前，胸腰段（TL）骨折是采用PPS进行微创手术最常见的适应证之一，据报道，对TL爆裂性骨折患者使用无融合的微创PPS系统与更佳的手术疗效相关^2,3。

减压技术也是研究的热点。自20世纪80年代以来，Schanz螺钉系统已用于胸腰段（TL）爆裂性骨折的治疗；该系统可通过韧带牵拉实现良好的角度矫正、椎体高度恢复以及后移骨块的复位。已有报道称Schanz螺钉系统取得了良好疗效⁶。然而，原始的Schanz系统似乎不适用于经皮操作，因为其连接装置过于笨重，且采用侧向加载系统。

相比之下，21世纪开发的指定经皮螺钉（PPS）系统已广泛应用于多种情况⁷。尽管该系统对背部肌肉的侵入性较小，但与Schanz系统相比，传统多轴向螺钉（MAS）的一个缺点是螺钉头可活动，导致螺钉的角度稳定性较差。相较于MAS，具有更优角度稳定性的单轴向螺钉也可作为PPS的一种选择。然而，在经皮置入过程中，若不使螺钉产生角度偏差，而将所有螺钉头精确对齐于同一平面并与连接棒匹配，技术上往往具有挑战性，否则可能导致螺钉或骨骼承受过大的机械应力。此外，使用单轴向螺钉时，螺钉置入后几乎无法形成腰椎前凸（lordosis）。

为解决上述问题，2013年引入了矢状面调节螺钉（SAS）系统，最初旨在矫正继发于骨折的脊柱畸形。SAS是一种单轴螺钉系统，具有固定头部，类似于常见的头端加载椎弓根螺钉；其带有凹形滑动鞍座，允许在螺钉置入后，于矢状面内实现棒的腰椎前凸滑动。此后，SAS的应用已扩展至急性胸腰段爆裂性骨折^8,9，以及包括滑脱症矫正在内的择期手术¹⁰。SAS仅允许在矢状面上运动，从而实现牢固固定和角度复位，而使用传统单轴螺钉置入后通常无法实现这一效果。

一项生物力学研究表明，与其它头端加载的经皮螺钉系统相比，SAS系统具有更优的力-位移特性和疲劳测试结果，其性能与Schanz螺钉系统相当。创伤复位装置可连接至SAS系统的延长塔上，因此可通过该装置在固定节段施加牵开力和成角力⁹。对于胸腰段骨折，使用此类创伤复位装置也已有良好疗效的报道⁸。

本方案旨在描述使用SAS系统对胸腰段爆裂性骨折进行椎体序列矫正和骨折复位的技术，并探讨SAS系统的优势。在以下方案中，详细说明了通过SAS系统及创伤复位装置进行PPS置入和骨折复位的操作步骤。我们还展示了若干典型病例，以展示该手术方法的治疗效果。

方案

本方案已获得昭和大学医院机构审查委员会的批准（编号：2023-017-A），并依照《赫尔辛基宣言》中规定的伦理原则进行。本方案遵循本机构人类研究伦理委员会的指导方针。由于本代表性病例系列为回顾性研究，根据机构审查委员会的政策，免除了每位患者的知情同意要求。但本方案中图示和视频所涉及患者的知情同意均已获得。

1. 本方案的适应证及术前规划

1. 手术前，需确认使用SAS系统和创伤复位装置的适应证。如前所述，胸腰椎爆裂性骨折的手术指征仍存在争议。应根据现有最佳证据，在术前与患者充分讨论手术的潜在风险与获益，即使证据有限。
   注：在证据有限的情况下，我们认为可以依据临床医生的个人经验、专家意见，以及在特定地区、语言群体和本地专业同行中被教授和实践的治疗方法作为参考¹¹。
   1. 选择以下适用于经皮后路短节段固定术的适应证标准：骨骼发育成熟、无严重骨质疏松、无后纵韧带（PLL）损伤的证据，并且满足以下至少一项标准：胸腰椎损伤分类与严重程度评分（TLICS）¹² ≥ 4分、任何AO脊柱创伤学会（Arbeitsgemeinschaft Osteosynthesefragen, AO）¹³ 分型中的B1型或B2型骨折且后纵韧带完整、局部后凸畸形 > 15°、冠状面畸形 > 10°，或因其他医学、心理或社会经济因素无法耐受保守治疗（表1）。
   2. 选择以下排除标准：严重的前柱节段性塌陷和多节段连续性骨折。
2. 评估患者的骨质状况，以确定是否使用创伤复位装置。
   注：为避免医源性骨折，不建议在中重度骨质疏松患者中使用该装置。此外，对于后纵韧带（PLL）破裂的患者，不应使用复位装置，因为无法通过韧带牵张法实现椎管内骨块的复位。
   1. 若时间允许，即使患者神经系统功能完好，也应进行MRI检查以诊断后纵韧带（PLL）¹⁴ 及其他后方韧带复合体损伤。使用CT评估是否存在"反向皮质征"——即椎管内后壁骨块旋转180°，皮质面朝前、松质面朝后——此征象提示后纵韧带破裂，为韧带牵张法的禁忌证¹⁵​。
3. 应提前使用合适的影像平台测量SAS系统的长度和直径，并利用这些图像模拟每枚螺钉的置钉路径。从双侧椎弓根内侧缘向前方画线，检查该线与理想椎弓根螺钉轨迹在双侧的交点位置。
4. 应尽可能在合理的时间范围内尽早实施手术。
   注：有研究报道，早期进行韧带牵张法治疗胸腰椎骨折，其骨折复位质量更佳¹⁶。

2. 仪器设备与患者体位

注意：该操作需要术中透视（或导航系统）。

1. 使用开放式的杰克逊手术台进行操作。将患者置于俯卧位，并略微伸展患者的双腿。
2. 在术前于患者胸部及双侧髂前上棘下方放置支撑垫时，应尽量使脊柱达到正常力线，以利于复位和螺钉置入。通过侧位透视检查，确保腹部未受压迫。
3. 若使用术中监测，需确保所有电极已牢固放置。对于此类中等风险手术，应采用腹肌-肌腱组合方式，在股内侧肌、胫前肌和拇收肌放置记录电极，以监测下肢主要运动神经节段。
   注：术中神经监测的使用应遵循各医疗机构的具体规程。在我院，对于包括本手术在内的中等风险手术，采用经颅电刺激运动诱发电位监测。
4. 使用透视定位拟置入内固定节段的骨折椎体及其上下至少一个节段（最低要求），必要时可包括上下两个或更多节段，并在皮肤上标记相应位置。通常情况下，骨折节段较易识别；但若辨识不清或存在多个既往骨折椎体时，可从骶骨或第一胸椎开始计数椎体数目。记录影像增强器的位置，以确保术中获得良好的脊柱正位（AP）和侧位影像。
   注：正位透视时，终板应与影像投射轨迹平行。需注意，由于局部腰椎前凸或胸椎后凸的存在，每个椎体的最佳投照角度可能有所不同。
5. 确保患者身体与影像增强器之间有足够的操作空间，至少保持30–40 cm的距离。
   注：SAS系统操作的每一步骤，如使用锤子插入穿刺针、攻丝及螺钉置入等，均需要一定的操作空间。

3. 皮肤切口与针头插入

1. 患者体位摆放完成后，使用酒精或碘伏类皮肤消毒剂准备手术区域。随后，铺一次性手术单，并应用含碘伏的自粘式切口巾¹⁷。
2. 与标准经皮椎弓根螺钉（PPS）置入术⁷类似，在椎弓根皮肤标记外侧行切口。根据PPS的标准技术说明，在腰椎区域将切口置于椎弓根外侧缘外侧1-1.5 cm处。
3. 皮肤切口完成后，纵向切开筋膜。皮肤切口应比常规PPS手术更长（至少2 cm），以避免使用创伤切口器械时出现皮肤问题。对于体重指数较低的患者，皮肤切口应相对位于标准切口内侧；而对于肥胖患者，则应位于标准切口外侧。
   注意：应根据手术节段调整切口位置：中段胸椎处切口应位于椎弓根外侧0-0.5 cm。与横行切口相比，采用纵行切口作为置入点更便于置入连接棒。在中上段胸椎骨折中，有时会采用长正中线切口，该切口虽非"经皮"，但仍保留肌肉与椎板的连接，适用于椎弓根间距过小无法行分开放置切口，或需要直接减压的情况。
4. 皮肤切开并分离筋膜后，将穿刺针置于关节突与横突交界处。获取正位影像，并确认椎体无旋转。
5. 在透视引导下，轻敲锤子将穿刺针尖缓慢进入骨组织。随着针体前进，确保在正位影像上针尖逐渐接近椎弓根内侧缘。
6. 当穿刺针接近椎弓根内侧缘时，获取侧位影像。确认针尖位于椎体后壁前方，并靠近前述的交点位置。
7. 根据所需固定节段数量，双侧重复步骤3.2至3.5。确保双侧穿刺针平行放置，呈矩形而非梯形。若因使用咬骨钳或手术骨凿导致关节突退变、骨质增生而变得突出，应考虑扩大切口；此类突出骨质会增加准确置针的难度。

4. 矢状位调整螺钉置入

1. 穿刺后，将导丝经空心针的中空孔道插入。确保导丝未穿透椎体前皮质。
   注意：由于骨性结构形态差异，在侧位透视图像上，椎体前皮质并不总是与椎骨前缘完全重叠。在穿刺前，应通过轴位CT图像重新确认椎骨形态。
2. 使用直径比螺钉小1 mm的空心丝锥进行攻丝。将连接杆延长器和帽组装至SAS螺钉上，并将螺钉置入椎体（图1）。根据所需固定的节段数量，重复步骤4.1至4.2的所有操作。
   注意：在矢状面上，所有SAS螺钉应平行于终板置入，以最大化复位装置的撑开力。需注意，若在冠状面上螺钉头部位置倾斜，则会增加连接棒与关节突、椎板或棘突发生碰撞的风险。
3. 如有必要，可在本步骤对固定方式进行调整，例如在骨折椎体内置入中间螺钉，或在严重畸形或骨质强度下降的情况下，在上下各两个节段增加额外螺钉。在完成骨折复位后，根据需要置入额外螺钉。
   注意：当向骨折椎体置入螺钉时，应确保器械未超出椎体前壁。骨折区域骨质提供的阻力显著降低，锐利器械可能因骨折空腔而容易向前方偏移。
   中间螺钉或额外螺钉通常采用常规多轴螺钉，因为在这些节段使用SAS可能导致连接棒困难。使用中间螺钉时，应确保椎弓根无骨折。

5. 使用创伤复位装置进行骨折复位

注意：此过程此前已有描述¹⁰。

1. 将减压装置的牵开小齿轮置于中立位置。将牵开齿条滑入牵开小齿轮中。
2. 将内侧导向器安装至撑开器上，直至完全就位。确保牵开模块已安装至撑开器的柱状部分上，且牵开模块已完全就位。
3. 将腰椎前凸模块置于中立位置。确保旋转牵开钥匙以实现牵开，从而获得韧带牵拉作用。
4. 牵拉后纵韧带，将椎体节段从椎管内复位回正常位置，以恢复椎体高度。
   注意：若装置压迫周围皮肤，可扩大切口以确保装置完全就位。对于病态肥胖患者，应确认装置无法充分深入放置。此类患者仍可使用PPS系统的常规牵开/压缩装置。
5. 将腰椎前凸指示器在腰椎前凸模块上归零，使腰椎前凸指示器沿齿条滑动，以估算已施加的腰椎前凸程度。腰椎前凸模块上的每一刻度代表2.5°。操作过程中应通过透视实时检查对位情况。
6. 捏紧手柄以恢复腰椎前凸，并在透视下监测前凸矫正情况。确认最终矫正效果。（图2 和 图3）。
   1. 如认为必要，可在此时使用羟基磷灰石骨替代材料或骨水泥进行椎体成形术。经椎弓根入路，依次将导针、导丝、扩张器和植入器置入骨折椎体。
      注意：术中必须确保所有器械始终位于骨组织内，由于骨折骨的完整性受损，椎体皮质穿破的风险更高。椎体成形术后也可进行中间螺钉置入。若使用骨水泥，应预先准备好螺钉，确保在骨水泥完全固化前完成螺钉植入。

6. 连杆连接

1. 使用杆尺测量杆的长度，将杆尺置于螺钉头部，或直接在皮肤上进行测量。裁剪杆时应至少比测量长度多出5 mm，以避免杆长度不足；在插入前需再次用测量工具确认长度。对于中胸段或更低位置的骨折，应通过最上方的切口插入杆。对于上胸段骨折，应从最下方的切口插入杆，因为由于胸椎的后凸形态，从头侧向尾侧方向插入杆通常较为困难。
   注意：在胸段或胸腰段交界水平，通常无需对杆进行弯曲。在腰段，需要将杆弯曲或使用预弯杆，以匹配腰椎的前凸形态。
2. 在关闭切口前，再次确认所有植入物、杆和螺钉头部均位于筋膜层下方，以防止背部肌肉发生间隔室综合征。
3. 安装固定螺钉，将杆固定在适当位置。如果安装固定螺钉困难，请检查螺钉的深度并进行适当调整。
   注意：应确保双侧杆在冠状面上平行放置，以便在复位过程中双侧杆能够顺利滑动。

7. 伤口闭合与术后处理

1. 使用 500–1,000 mL 的 0.5% 稀释聚维酮碘溶液冲洗伤口^18,19。随后，采用 0 号抗菌可吸收聚股缝线进行分层缝合，闭合筋膜层；皮下层则使用 2-0 或 3-0 抗菌可吸收聚股缝线。表皮层使用皮肤表面粘合胶或薄型粘性敷料闭合。再次确认所有植入物、固定杆和螺钉头部均位于筋膜层下方，以防止背部肌肉发生骨筋膜室综合征²⁰。
2. 使用软质支具以增加舒适性，并尽早开始行走活动。
   注：尽管目前尚无明确证据支持脊柱骨折手术后必须使用支具²¹，但对于存在复位丢失风险因素（如原有脊柱力线异常或骨质疏松）的患者，可根据主治医师判断使用 Jewett 型支架支具。
3. 将静脉和口服对乙酰氨基酚作为疼痛管理的一线用药，或使用非甾体抗炎药（NSAIDs）控制重度疼痛并减少阿片类药物使用。在确认患者可在院外安全行走后予以出院。
   注：应尽量减少 NSAIDs 的剂量，因其可能抑制脊柱融合术后骨融合²²，尽管 NSAIDs 对脊柱骨折后骨愈合的影响尚无定论²³。此外，应尽量减少阿片类药物的使用，因其可能抑制骨愈合²⁴，并与多种并发症及更高的再入院率相关²⁵。
4. 根据机构规定的流程进行影像学随访。按照本方案，在术后即刻以及术后 1、3、6 和 9 个月时获取正位和侧位 X 线片。此外，在取出内固定物前约 1 年时获取术后 CT 扫描，以确认骨性愈合。
   1. 进行影像学评估时，采用侧位 X 线片上的节段性后凸角（RKA）和椎体前缘高度丢失百分比（%AVB）（图 1）。
      1. 测量骨折节段的 RKA，即上邻近椎体上终板与下邻近椎体下终板之间的夹角²⁶。
      2. 根据以下公式计算 %AVB：将骨折椎体的前缘高度除以上下两个邻近椎体前缘高度的平均值：
         AVB = 100 {1 - (a¹ + a²)/2 × a⁰}
         其中，骨折椎体的前缘椎体高度标记为 a⁰，上、下邻近椎体的前缘椎体高度分别标记为 a¹ 和 a²²⁷。
         注：我们采用 %AVB 是因为即使骨折椎体未完全复位，由于椎间盘具有一定的柔韧性，RKA 仍可能改善。
5. 在初次手术约 1 年后取出内固定物，以恢复节段活动性，并预防固定区域长期存在的相关并发症。
   注：与未取出内固定物的患者相比，接受内固定物取出术的患者生活质量更佳，症状更少²⁸。

结果

患者选择
回顾性分析了2022年1月1日至2023年10月31日期间在我院接受脊柱手术的创伤性爆裂性骨折患者的病历资料。最终纳入分析的患者为接受后路固定联合SAS装置并使用创伤复位器械、且符合以下标准的患者。

数据收集与分类
年龄、生物学性别及骨折节段的信息均从患者病历中获取。在研究期间，最初在没有使用专用创伤复位装置的情况下应用SAS（SAS组）；随后，一种新型专用创伤复位装置⁹投入使用，此后所有病例均采用该装置（使用新型创伤装置的SAS组）。因此，分析时根据是否使用新型创伤复位装置对结果进行了分层。除AO分类¹³和总TLICS¹²评分外，术前还评估了负荷分享分类（LSC），即一种用于评估椎体粉碎程度的分级系统²⁹。

放射学结果与并发症<...

讨论

在本视频论文中，我们描述了使用SAS系统和创伤复位装置对胸腰段（TL）爆裂性骨折进行后路微创固定的手术方法。我们的代表性病例系列显示，局部后凸畸形和椎体形态得到了良好的矫正。既往研究表明，采用开放手术方式矫正后凸畸形的潜在幅度为5-9%³⁰。我们的数据显示，即使采用经皮入路，其结果仍可与开放手术相媲美。这与一项关于胸腰段爆裂性骨折治疗的荟萃分析结果一致，该分析报告了椎弓根螺钉固定不融合以及微创经皮手术方式有效性的高级别证据¹。

如表1所示，SAS系统和创伤复位装置对某些类型的骨折特别有益，但对其他类型的骨折而言，相较于传统的单轴或多轴PPS系统并无明显额外优势。无论是否存在神经症状，均可使用SAS系统和创伤复位装置。伴有神经症状和神经受压的患者通常需要直接进行神经减压。椎板切除术可在经皮置入SAS之前或之后进行，但在内固定操作前实施手术暴露更为方便。有研究报道，采用韧带整复法对胸腰椎骨折进行复位时，早期操作可获得更佳的复位质量

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3M Ioban 2 抗菌切口巾	3M	MSDS_0832279_US_EN_RDS	含碘伏的粘性切口敷料
CDH Solera Longitude II  SAS	Medtronic		SAS 系统
CDH Solera Voyager FNS SAS	Medtronic		SAS 系统
DERMABOND ADVANCED 表皮皮肤粘合剂	Ethicon Inc.		表皮皮肤粘合胶或薄型粘性绷带
INFINITT PACS	INFINITT Healthcare Co., Ltd.		影像归档与通信系统
Jewett 支具	（多个制造商）		Jewett 型支具
Nforce Trauma	Medtronic		创伤复位装置
OEC Elite	GE healthcare		透视成像/影像增强器/C 形臂
Sacro-wide Dx	Alcare	368-0208-0223/5	软性支具
Steri Strips 标准皮肤闭合贴	3M	MSDS_1084623_US_EN_AIS	薄型粘性绷带。
创伤器械套装	Medtronic		创伤复位装置
Vicryl Plus 抗菌 0 号缝线	Ethicon Inc.	VCP587H	抗菌可吸收多股缝合线
Vicryl Plus 抗菌 2-0 号缝线	Ethicon Inc.	VCP453H	抗菌可吸收多股缝合线
Vicryl Plus 抗菌 3-0 号缝线	Ethicon Inc.	VCP398H	抗菌可吸收多股缝合线