胸腰段(T11~L2)脊柱骨折脱位最是常见的脊柱损伤。近年的文献报道指出汽车交通事故所造成的脊柱骨折要比其他原因所造成的脊柱骨折更严重,老年病人的致伤因素主要为低能量损伤,约60%为跌倒造成。15%~20%胸腰段骨折脱位病人合并神经功能损伤。
脊柱受到外力时,可能有多种外力共同作用,但多数情况下,只是其中一种或两种外力产生脊柱损害。作用于胸腰椎的外力包括压缩,屈曲,侧方压缩,屈曲-旋转,剪切,屈曲-分离,伸展。
(一) 轴向压缩
在胸椎因为生理后凸的存在,轴向压缩应力主要在椎体产生前侧屈曲负荷。在胸腰段主要产生相对垂直的压缩负荷。这将导致终板的破坏,进而导致椎体压缩。在作用力足够大的情况下,将会产生椎体爆裂骨折。如果作用力很大时,将会导致后侧结构的破坏。
(二) 屈曲
屈曲暴力将会导致椎体、间盘前缘压缩,同时椎体后缘产生张应力。后侧韧带可能没有撕裂,但是可能会产生撕脱骨折。中柱结构通常保持完整。但是,当后侧韧带和关节囊破坏后,将会产生局部不稳定。如果椎体前柱压缩超过40%~50%,将可能会导致后侧韧带、关节囊的损坏,后期将会出现不稳定及进行性后凸畸形。屈曲压缩损伤伴有中柱结构的破坏将会导致脊柱的不稳定以及神经损害。
(三) 侧方压缩
侧方压缩的作用机制类似于椎体前侧的压缩损伤,只不过作用力于椎体的侧方。
(四) 屈曲-旋转
屈曲-旋转损伤机制包括屈曲和旋转两种作用力。随着旋转暴力的增加,韧带和关节囊结构将会受到破坏,这将会导致前柱和后柱结构的损坏。伴随着后侧关节囊结构和前柱间盘、椎体的破坏,高度不稳定的损伤类型将会产生。在胸椎或腰椎,单纯脱位是很少见的,这决定于关节突的结构。当关节突受到屈曲-旋转暴力作用的时候,关节突发生骨折,继而才可能出现脊柱的脱位。
(五) 屈曲-分离
Chance最先描述了骨损伤类型,骨折从棘突,向前通过椎板、横突、椎弓根,到达椎体。这种单纯的骨损伤通常发生于L1~L3椎体,虽然在早期是急性损伤造成的不稳定,但是其后期的骨愈合能力强,稳定重建好。骨韧带损伤或单纯的软组织损伤通常发生于T12~L2水平,这种损伤应被认为是不稳定的,自行愈合机会很少。
屈曲分离损伤在胸椎和胸腰段可以产生双侧关节突脱位,韧带、关节囊、间盘被撕裂,但前纵韧带通常保留完整;如果轴向屈曲外力足够大,前纵韧带将会被撕裂从而导致严重的不稳定。
(六) 剪切
Roaf最先报道了单纯剪切外力的作用机制,其作用机制类似于屈曲-旋转作用。这可以产生脊柱的前、侧、后滑椎畸形。创伤性前滑椎是最常见的损伤类型,常伴有严重的脊髓损伤。
(七) 过伸损伤
过伸损伤产生于躯体上部向后过伸外力作用。其受伤机制与屈曲损伤正好相反。外力作用于前纵韧带和纤维环的前部,同时后部结构受到压缩应力。这将会导致关节突、椎板和脊突的骨折。椎体的前下部将会发生撕脱骨折,多数情况下这种损伤是稳定的,除非上位椎体相对于下位椎体发生后滑移。
脊柱骨折分为小骨折和大骨折。小骨折包括单独的关节突骨折、横突骨折、棘突骨折和关节突间骨折。四类大骨折包括压缩骨折、爆裂骨折、屈曲分离骨折和骨折脱位。
(一) 压缩骨折
由定义可知,压缩骨折发生于椎体的前部骨折,中柱结构保持完整。在一些病例,后柱可能受到张力产生破坏,这是由于以中柱为轴的张力作用引起。椎体压缩可发生于前柱或椎体侧方。椎体的压缩可发生于上终板,也可以发生于下终板,或双侧终板受累,或者终板保持完整,而椎体皮质发生骨折。Denis报道的197例压缩骨折中没有一例发生神经损害,椎体压缩少于40%~50%的、没有后侧韧带损伤的骨折是稳定的低能量损伤。但是如果年轻人椎体前缘40%~50%的压缩而后侧结构完整的损伤应当考虑后侧韧带结构损伤的可能性。
(二) 爆裂骨折
爆裂骨折的是指涉及椎体中柱的骨折,特点是椎体后侧壁的骨折(中柱损伤),这是与压缩骨折的区别。爆裂骨折的损伤机制是由极度的轴向负荷引起,这类骨折占胸腰椎主要骨折的15%。椎体的爆裂骨折程度由外力的作用速度决定。快速的作用力将主要导致椎体爆裂骨折。在伴有屈曲暴力的爆裂骨折中,常见椎管后壁骨折块向椎管内突入。Cammisa发现CT扫描可以看到50%的椎体爆裂骨折患者存在椎板骨折。在其30例椎体爆裂骨折患者中,70%的骨折存在骨折块向椎管内突入。所以在椎管减压重建的过程中要考虑椎管侵占的情况。一些爆裂骨折伴随有后柱的水平骨折线。这种类型骨折与屈曲分离骨折不同,后者通常还伴有中柱的损伤。这种类型的骨折与没有后柱劈裂骨折的类型相比,前者更需要外科手术稳定,以防止后凸畸形的出现。
爆裂骨折患者中大约50%的人会出现神经损害症状。为了研究椎管侵占率与神经损害之间的不一致关系,Panjabi等使用动态损伤模型,发现在动态情况下测量椎管侵占与伤后静态椎管侵占的程度不一样。他们的模型显示动态下椎管侵占为33%,而伤后静态下椎管侵占仅为18%。这个明显的区别可以解释伤后静态椎管测量与神经损害之间的不协调性。
(三) 屈曲分离损伤
屈曲和分离的损伤机制,多发生于交通事故中乘客使用安全带肩部没有束缚,导致后柱和中柱承受张力损伤,前柱作用相当于支点。Denis将这种损伤分为两类。①在一个水平通过骨结构,类似于chance骨折,或者主要通过韧带损伤;②在两个水平通过中柱骨结构或韧带、间盘结构。这个分类的缺点是没有包括后柱分类损伤而前柱、中柱承受轴向负荷导致椎体压缩和爆裂骨折的病例。Denis的病例中因屈曲分离导致的神经损害较少。这种损伤应被认为是不稳定的损伤。
(四) 骨折脱位
骨折脱位是由于压缩、张力、旋转、或剪切应力导致脊柱三柱的损伤。骨折脱位损伤可分为三类,A型损伤为屈曲旋转损伤,可发生于患者在交通事故中从车辆内弹出或者高处坠地伤引起。B型损伤发生于脊柱长轴受到垂直爆力打击所致。C型损伤指由屈曲分离外力所致双侧关节突脱位。这种损伤发生于前侧间盘或椎体损坏。前纵韧带从伤椎的前下缘撕裂,导致脱位更加明显。这类损伤的特点是脊柱的三柱结构均受到损害,且伴有较高的神经损害几率。
虽然这种基于脊柱解剖的三柱理论对判断脊柱的稳定性有所帮助,但是此分类方法中没有考虑脊髓及神经根的存在。虽然脊髓和神经根不能提供给脊柱稳定支持,但是在考虑脊柱损伤时也不应该忽视。
McAfee及其同事将Denis与White及Panjabi的分类结合起来,根据中柱损伤类型,用CT影像学分析后,建立了一个简化的分类。通过对100例胸腰椎骨折的患者平片、CT的观察,提出中柱的损伤原因有轴向压缩、轴向分离、横向平移,这些损伤可能影响脊柱稳定性。McAfee将损伤分为六类:楔形压缩骨折、稳定的爆裂骨折、不稳定爆裂骨折、Chance骨折、屈曲分离骨折和平移损伤。这套系统是在椎弓根系统出现之前,钩棒在广泛应用的时代。McAfee提出椎体损伤应该通过牵引分离或加压实现脊柱的稳定的观点。
目前较为全面的分类系统是AO的分类系统,这是多中心统计分析1400例患者的平片和CT总结出来的。该分类主要基于脊柱损伤的病理形态学特点及损伤的外力,损伤的类别取决于损伤的病理形态是否一致。损伤类型主要由几个易于认识的影像学特征来判定。因为这种损伤模式能够明确反应损伤的外力或及外力的效应,作为常见的损伤类型(用英文字母表示),三种简单的机制可被分为:①压缩外力,它引起压缩性和爆裂性损伤(A型损伤,图3-1-5-1);②牵张外力,它引起的损伤伴有横向结构的损伤(B型损伤,图3-1-5-2);③轴向扭转外力,它引起旋转性损伤(C型损伤,图3-1-5-3)。形态学的依据用来将每一主要类型进一步分为不同的亚型(用数字表示),利用更详细的形态学所见可再分为次亚型,甚至可以更进一步的划分,以达到对几乎所有创伤的精准描述。在此分类中,损伤的等级是根据损伤的严重程度从上往下排列的。即是损伤的严重程度从A到C逐渐加重,同样在各型、亚型及次亚型中也是如此。进一步的亚型主要用以区分骨折的位置、形态以及区分骨、韧带损伤和移位的方向。损伤的等级主要是根据不稳的程度来决定的。预后也与损伤的等级尽量相关。该分类可以用来判断骨折的严重程度及预后,并可以指导治疗方式的选择。

图3-1-5-1 A型损伤
各种类型骨折的特征:
A型损伤的特点是椎体骨折,后柱基本没有损伤。这类损伤由轴向压缩力引起,伴有或不伴有屈曲外力,仅累及椎体,椎体高度丢失,但后方韧带结构完整,不出现矢状面损伤。
B型损伤主要特点是单一或两个柱的横贯伤。屈曲牵张外力导致后方的结构损伤及延伸(B1及B2型),过伸伴或不伴有前后的剪切力导致前方结构的破坏及延伸(B3型)。
在B1及B2型损伤,前方的损害可能是经椎间盘或A型椎体骨折。因此,A型骨折存在于这两个亚型的骨折中。为了准确定义不同类型的损伤,必须对这些骨折的描述有所区别。更严重的B1及B2型损伤可以累及骶棘肌,或者肌肉及其筋膜,因此,后方的损伤可以扩大到软组织。

图3-1-5-2 B型损伤

图3-1-5-3 C型损伤
矢状面方向的横向脱位也可能发生,即使在影像学上没有被发现,也应警惕横向脱位的潜在可能性。不稳定的程度可以从不完全到完全,神经损伤的发生率明显高于A型损伤的。
C型损伤的特点是在多种损伤形式以外,有三种具有相同损伤形式的骨折:①A型骨折伴有旋转;②B型骨折伴有旋转;③旋转剪切伤。除少许病例外,旋转损伤表示有严重的胸椎和腰椎损伤,并且神经损伤的发生率最高。神经损伤是由突入椎管的骨块或椎体间脱位造成。
常见的特点包括双柱的损伤、旋转移位、在水平位上各方向移位的可能、所有纵向走行的韧带及间盘的损伤、通常为单侧的关节突骨折、横突骨折、肋骨脱位或近脊柱端的骨折、终板的外侧撕脱骨折、椎弓骨折和不对称的椎体骨折。这些都是典型的轴向扭力所造成的损伤,同时还有A型和B型损伤。由于在前面已经详细讨论了A型和B型损伤,对于C型损伤的描述仅限于其常见表现及一些损伤的特有表现(表3-1-5-1,表3-1-5-2)。
表3-1-5-1 AO 胸腰椎损伤分型

表3-1-5-2 脊髓损伤严重程度及进展

由于目前多数关于脊柱脊髓损伤的分类都没有将脊柱和脊髓损伤结合起来进行综合评定,Vaccaro等通过多中心大宗病例观察建立了 TLICS评分(Thoracolumbar Injury Classification and Severity Score,TLICS)。TLICS系统是目前指导临床用于判断手术与否的唯一的分类评估系统,其将神经损伤和后纵韧带复合的状态融入到评估体系,试图用具体分值来回答“保守还是手术”的问题。按创伤形态、神经功能、后方韧带复合体(posterior ligamentous complex,PLC)完整性三部分进行评估。建议≥5分采用手术治疗,再根据有无神经损伤、后韧带复合体损伤等情况选择前路、后路、前后路联合手术。由于每个患者的实际情况不同,TLICS可以指导治疗的选择,但无法完全替代临床的判断(表3-1-5-3)。
三项评分只计算最大的分数,然后求和,TLICS分数≤3分:非手术;4分:手术或非手术;≥5分:手术。有后部韧带复合体损伤时建议后路手术,有不全脊髓损伤时建议前路手术,不全脊髓损伤或马尾综合征同时有后部韧带复合体断裂时建议前后联合手术。
随着人们对脊柱后侧张力带对脊柱稳定性影响的认识,TLICS建议PLC(指棘上韧带、棘突间韧带、黄韧带、关节突关节囊等)损伤行后路手术,重建脊柱张力带的稳定性,但未具体描述PLC损伤到何种程度需要手术。虽然MRI对软组织敏感度较高,但单纯通过MRI来判定PLC损伤有时并不十分确切,一定程度上影响临床医生对手术方式的正确选择。PLC损伤常见于屈曲牵张样损伤,即AO分型B1\B2型多见。TLICS考虑到了神经功能的重要性,不全脊髓损伤或马尾神经损伤建议前路手术减压,重建前中柱的稳定。但TLICS对椎体的碎裂程度和椎管骨块占位评分缺少细化且所占分值权重较轻,椎体压缩骨折为1分,椎体爆裂骨折为2分。临床上常见一些爆裂骨折椎体碎裂严重,椎管占位大,同时因伴有椎板骨折却没有神经症状患者,此时按TLICS评分结果建议后路手术,很明显这类损伤前路手术减压及重建对远期效果更具优势。
我们常用的是AO分型,因为该分型是以受伤外力和骨折形态结合的分类法,其分类的级别与神经损伤程度有较大相关性,可以用来判断预后,也可以根据骨折的类型决定手术与保守治疗的选择及手术入路的选择,同时因为它是字母和数字的编码分类,也便于资料收集。
表3-1-5-3 TLICS 评分标准

骨折与神经损伤的关系
胸腰椎骨折是最常导致脊髓损伤的原因之一。一些学者认为受伤时,椎体骨折块向椎管内突入暴力造成的脊髓伤害,其强度是静态的CT平扫所不能反映的。Fontijne对139例胸腰椎爆裂骨折的患者进行研究认为CT平扫所见椎管的狭窄与神经损害之间存在正相关的联系。他们报道椎管狭窄在25%、50%、75%,神经损害的几率在胸腰段是29%,51%,和71%,在腰椎是14%,28%,和48%。但是研究中不能确定椎管狭窄的程度与神经损害的程度之间建立明确的关系。
脊髓损伤(SCI)程度的评估,是脊柱损伤研究的核心课题之一。脊髓损伤后,及时、准确地进行检查,全面了解和评价脊髓损伤程度,对拟定治疗方案,提高和观察治疗效果以及正确评估预后都具有重要的指导意义。近年来,随着脊柱外科迅速发展,脊髓损伤引发了一系列相关学科的兴趣和广泛研究,显得异常活跃,取得了多方面的进展。但目前,脊髓损伤严重程度的研究角度、表达方式繁多,评价方法不一,标准不一。要从众多评价脊髓损伤的标准中选择一个较准确、可靠的标准也有一定难度。
(一) Frankel脊髓损伤程度分类法
1969年,由Frankel提出,其将脊髓损伤平面以下感觉和运动存留的多少分为5个级别(表3-1-5-4)。
表3-1-5-4 Frankel 脊髓损伤分级法

Frankel法对SCI的评定有较大的实用价值,但对脊髓圆椎和马尾神经损伤的评价有缺陷,也缺乏反射、括约肌功能的内容,尤其对膀胱、肛门括约肌神经功能表达不全。
(二) ASIA脊髓损伤程度分类法
ASIA提出的新的参照NASCIS标准制订出来的脊髓损伤神经分类评价标准,其特点是用积分的方法来表达SCI的严重程度,将其各种功能障碍的大小量化了。因此被认为是迄今最先进的SCI评价标准而于1992年在巴塞罗那被国际截瘫医学会(IMSOP)批准使用,并传播推广。英国Masry对56例SCI患者的运动缺失百分数(MDP)与运动恢复百分数(MRP),用ASIA运动评分、NASClS北美脊髓损伤运动评分及传统运动评分(CMS)3者评价结果进行比较,结论是ASIA运动评分是可靠的。
ASIA标准其特点在于,对精心筛选出来的,最具代表性的、最基本的神经系统检查目标,即感觉的28个关键点,运动的10条关键肌,一一进行检查和评分。感觉评分的总和即代表患者的感觉功能状况;运动评分的总和即代表患者的运动功能状况。具体做法:①感觉的检查和评分:在28个关键点上,用针刺测试锐痛觉,用棉絮测试浅触觉。按3个等级评分:缺失为0分、障碍为1分、正常为2分,不能区分锐性和钝性刺激的应评0分。这样,每个关键点的检查有4种情况:即左、右两侧皮区的针刺锐痛觉和棉絮浅触觉。如正常人每个关键点应得8分,全身28个关键点满分总共28×8=224分。②运动的检查和评分:按自上而下顺序,对规定的10条关键肌(肌节:指每个节段神经根运动轴突所支配的肌、肌群)进行检查,各关键肌肌力仍用原临床5分法评定。0分:受检肌完全瘫痪;1分:可触感肌力收缩;2分:不需克服地心引力能主动活动关节;3分:对抗地心引力进行全关节主动活动;4分;对抗中度阻力进行全关节主动活动;5分:正常肌力。这样,左、右两例共20条关键肌,正常人所有关键肌均为5分,其运动功能满分20×5=100分(图3-1-5-1)。
从总体内容上看或与传统神经功能检查方法相比较,ASIA92法缺少了位置觉和深感觉内容。目前ASIA已建议增加检查两侧示指和拇趾的位置觉和深痛觉。同时要作肛门指诊,检查肛门括约肌的自主收缩、深感觉是否存在。借以判断SCI是完全性还是不完全性。均以缺失、障碍、正常3个等级表示。
感觉关键点和运动关键肌分别见表3-1-5-5、表3-1-5-6。
表3-1-5-5 感觉检查的关键点

注:肋间检查点均位于锁骨中线上。
表3-1-5-6 运动检查的关键肌

(三) ASIA 脊髓损伤分级(图3-1-5-4)
A 骶段(S4、S5)无任何运动及感觉功能保留
B 神经损伤平面以下,包括骶段(S4、S5)存在感觉功能,但无任何运动功能

图3-1-5-4 脊髓损伤ASIA评分图
C 神经损伤平面以下有运动功能保留,一半以上的关键肌肌力小于3 级
D 神经损伤平面以下有运动功能保留,至少一半的关键肌肌力大于或等于3 级
E 感觉和运动功能正常
胸腰段是脊柱活动度的转换区域,由相对固定的胸椎到活动度较大的腰椎过渡。胸腰段关节突方向的变化也改变了作用于脊柱的应力分布,这种改变了的应力导致了胸腰段不同的骨折类型。胸腰段的转换特点使得其比胸椎或腰椎更容易发生骨折。轴向加压的生物力学试验表明胸椎比腰椎更僵硬。在伸展、轴向扭转、侧方弯曲方面,胸腰段与腰椎没有明显的区别。因为T11、T12肋是浮肋,没有和胸骨之间形成固定。
维持脊柱稳定的一个重要结构是连接骨结构的软组织。这些复杂的结构包括韧带、间盘及肌肉组织,控制脊柱的运动及参与维护脊柱的稳定性。椎间盘结构包括纤维环和髓核组织。髓核组织镶嵌于纤维环内,作为脊柱轴向运动负荷的吸收结构。
影像学检查是脊柱骨折治疗前所必须的评估损伤手段。对于急性多发损伤,如果患者有脊柱损伤的表现,或者患者处于意识丧失状态,但怀疑有脊柱的损伤时,都应该进行全脊柱的彻底检查。
(一) X线片
怀疑胸腰椎骨折时,常规的正位和侧位平片是最基本的检查方法。在初始阶段的评估中,胸腰段及腰椎的顺列可以在正侧位平片上很好的观察出来。许多胸腰椎骨折不仅存在椎体的骨折同时还存在损伤区域的后凸畸形。正位平片可以帮助我们获得很多信息,椎弓根的位置帮助我们了解脊柱的顺列,侧凸的存在与否,棘突的位置。侧位平片可帮助我们了解椎体的顺列,腰椎生理前凸的存在,椎体高度的丢失与否,椎体受伤后,局部的后凸角度。椎间隙狭窄的情况,观察损伤椎体的后上角可以看到椎管侵占的情况。还可观察到椎体骨折脱位后椎体间脱位对应关系。
(二) CT
CT可以获得关于损伤椎体的任何平面的信息,三维重建CT可以观察脊柱的序列情况,CT最基本的价值是在轴位平面上,可以清楚地显示椎管及骨折块与椎管的位置关系。扫描速度的增快和扫描层距的增密减少了患者搬动,获得了更多关于脊柱的信息。CT可以①确定平片影像不能肯定的图像;②提供详尽的骨结构损伤情况以给外科医生选择治疗提供帮助;③了解平片正常患者存在疼痛的原因;④上胸椎棘下颈椎区域平片信息不清楚的地方;⑤了解椎体骨折块与椎管的关系;⑥评估术后内固定的位置及并发症的情况;⑦评价术后椎体骨折愈合情况。
三维重建CT可以了解椎体半脱位及脱位情况,螺旋CT可以提供给我们清楚的,高质量的影像。
(三) MRI
MRI是检查中枢神经系统的有力工具。其优点包括:①在任何平面上对脊髓成像;②与其他影像系统相比,MRI对软组织,包括韧带组织的辨别具有较高的敏感度;③脊髓周围空间成像诊断血肿,骨折块,间盘组织和骨刺,且不需要使用造影剂;④直接显像脊髓诊断挫伤,血肿,或裂伤;⑤以MRI影像为基础预测患者将来脊髓功能恢复状况;⑥观测脊髓血流状况,评估主要血管的供血情况,而不需要使用造影剂;⑦不需要使用造影剂了解脊髓形态。
MRI可以清楚的显示脊髓和软组织图像。MRI检查可以辨别椎间盘损伤,硬膜外血肿,脊髓水肿,软组织损伤情况,这在其他影像学检查时不能替代的。当患者的损伤节段与神经损伤不符,或者有神经损伤但没有证据说明骨结构损伤,MRI检查将会提供脊髓节段的影像,了解损伤的情况。这些信息对治疗和判断预后将会提供较大的帮助。



