脊柱

脊柱胸腰段一般指胸11～腰1 节段，该节段承启相对固定的胸椎和相对活动度较大的腰椎，其解剖特点决定了外伤时胸腰段椎体容易发生损伤，是脊柱损伤最常见的部位。随着放射学成像技术的发展，二柱理论及三柱理论学说的成立，以及生物力学研究的进展，胸腰椎骨折的分类不断完善。
作为理想的分类系统应具备以下特点：（1）全面性，能够评价并包括所有的胸腰椎损伤的病例；（2）有较高的可信度及可重复性，易于理解，便于记忆和使用；（3）指导临床和预后，不同的评分及分类对应不同的治疗方案。[1、2、3]
一、骨折分型的研究及进展
在脊柱损伤的分型系统中，影像学表现具有重要的作用，早期的胸腰椎损伤的分型系统主要关注的是骨性结构的完整性及脊柱结构序列。随着影像学诊断方法的不断改进，尤其是磁共振影像学技术应用于脊柱脊髓损伤的诊断后，椎间盘-韧带结构完整性引起可学者广泛的注意。目前现有的各种分型系统大多是在脊柱形态学特征改变的基础上确立的。这里的形态学特征指的是脊柱结构及组成方面的变化。脊柱结构的改变可以分为骨性结构的改变和椎间盘-韧带复合体的改变。[2、3]
1929年，Bohler [4]首次提出了脊柱损伤分型的概念，该系统主要依据患者的X线表现，分为椎体骨折及椎弓骨折2大类，在此基础上根据是否合并神经损伤进一步分为不同的亚型。1949年Nicoll[5]观察了166例胸腰段骨折病人中有骨折和骨折错位的情况，进一步细化了胸腰椎损伤的形态学分型，将骨折分为4型：①椎体前缘楔形变；②椎体侧方楔形变；③骨折脱位；④椎弓移位的骨折。随后Nicoll根据最初的观察结果首次提出稳定型及不稳定型骨折的概念，他认为脊柱稳定性的决定因素是棘突间韧带的完整性，L4以上椎板骨折及单纯的椎体前方、侧方楔形骨折是稳定性损伤，不必进行复位固定治疗；合并棘间韧带破裂的骨折和L4以下的椎板骨折是不稳定性损伤，必须进行复位和固定。尽管Nicoll提出的分型还比较粗浅，没有确立一个明确的标准来判断脊柱的稳定性，但这种分型方法颠覆了所有脊椎骨折均需复位固定的传统观点，同时为以后脊柱损伤的分型提供了一个理念与思路。
20世纪六十年代，随着胸腰椎骨折复杂化，旧的骨折分型已经难以适应临床的需要。Holdsworth等[6]改进并发展了Nicoll的分型，这种改进成为后来所有分类方案的基础。作者根据损伤机制将胸腰骨折的分成5型：（1）单纯屈曲型损伤（2）屈曲和旋转性损伤（3）伸展型损伤（4）椎体压缩损伤（5）剪力损伤。同时他指出了后方韧带结构对于脊柱稳定性的重要性。这种分类方法仍存在较大的局限性，按照作者的观点某些压缩骨折应该是稳定的，但却出现了神经损伤，忽略压缩骨折中一些不稳定的因素。1983年Mc Afee[7]在研究了100例有潜在不稳定性骨折或骨折脱位患者的CT片后，提出了中柱骨-韧带复合结构破坏的机制，发展成一种新的分类系统：①楔型压缩骨折：②稳定性爆裂骨折，仅有前柱和中柱受损；③不稳定性爆裂骨折，除上述外还有后柱受损；④Chance骨折；⑤屈曲牵拉型骨折；⑥平移型骨折。
1983年，Denis[8]通过对412例胸腰段骨折临床资料的回顾性研究修改了两柱理论学说，提出了三柱理论，认为中柱是脊柱稳定的基础，先前命名为压缩骨折中涉及到中柱的被重新命名为爆裂骨折。并提出了新的分型：①楔形骨折（又称压缩骨折）；②爆裂骨折；③安全带骨折（又称后柱断裂）；④骨折脱位。骨折脱位是压缩、拉力、旋转或剪应力下三柱破坏，表现为最不稳定型，可分为届曲旋转型、剪应力型、届曲离散型。爆裂骨折可细分5个亚型，A：影响到椎体上下终板的爆裂骨折；B：上方终板骨折；c：下方终板骨折：D：爆裂骨折合并旋转；E：爆裂骨折合并侧方屈曲。该分型影响广泛且深刻，将人们对脊柱结构及其功能单位的认识进一步深化，临床应用广泛。但其缺点是未将稳定性和神经功能考虑在内，限制了对治疗的指导意义。随后Farcy[9]根据Denis的三柱理论，提出了矢状面指数（Sagittal Index，SI)表示和不稳定程度分级(Instability Grade，IG)的评分方法，尝试用运算方法对胸腰段骨折的损害程度及不稳定性进行量化，该系统包含骨性结构和韧带结构，每损伤1处表示1分，其总分代表不稳定性，分值越大代表脊柱不稳定性越大。该方法根据分值选择具体的治疗方法和手术路径，具有一定的临床意义，但是它将三柱在稳定性中所起的作用同等看待，而无轻重之分。三柱理论中，中柱在稳定性起主要作用有不符之处。20世纪90年代，McCormack[10]等根据Denis的三柱理论及CT、X线平片检查结果提出了对骨折严重程度评估的Load-sharing分类方法，即根据CT矢状面上椎体粉碎骨折的范围、横断面上骨折块分散程度和X线侧位片后凸畸形评分，每项3分，总分9分。该方法将骨折的严重程度进行了量化，从而对临床治疗进行选择，但是在实际操作中对骨折程度评估的体积百分比及骨折片分散程度有时测算起来十分困难，并且有一定的误差，这些因素均限制了该系统在临床上的使用。
20世纪90年代以来，鉴于当时胸腰椎骨折分类的缺陷，AO学派的Margerl和Aebi对胸腰椎骨折的进一步分类方法，认为完整的解剖学结构是生物力学的前提，完整的胸、腰椎应具备抗压、抗拉和抗旋转能力。基于以上认识，在对大量损伤研究的基础上，根据脊柱的两柱理论提出了脊柱骨折的AO分型[11]，又称Margerl表格：AO将椎体骨折分为A、B、C三型，A型(压缩型)包括A1嵌压型、A2分离型、A3爆散型三个亚型；B型(曲屈牵张型)包括B1后方韧带为主型、B2后方骨性结构为主型、B3经椎间盘前方过伸型；C型(旋转移位型)包括C1型A型骨折伴旋转、C2型B型骨折伴旋转、C3型旋转剪切伤。该分型根据损伤机制、影像学表现和伴发的脊柱软组织损伤将脊柱骨折其分为3个大类，每个大类中又分3个亚型，每个亚型又分为了3种不同次亚型。骨折分型由A到C损伤逐渐加重：A型为轴向的不稳定；B型增加了矢状面的不稳定；C型为3个面的不稳定。由于该分型是根据骨性和软组织结构损伤的程度，以3-3-3的模式进行逐级分类，具有容易判断预后、方便记录的优点。但AO分型较繁锁、记忆困难、可重复性稍差，对于治疗方案的选择指导意义有限。
随着诊断方法的不断改进和治疗手段的多样化和系统化，一些分型系统并不能满足临床的需要，逐步退出了历史的舞台。因此分型系统改良一直未有终止，并进行了可信度及可重复性的临床验证。目前临床最常用的胸腰椎损伤的分类系统是AO和Denis分类系统。Blauth[12]等研究发现，AO分类(大类)观察项间的可信度为67％，Kappa系数为0．33，仅是一般的可信度，AO分类各亚型其可信度及Kappa值更低。Denis分类可信度及可重复性要高于AO分型，但Denis分类又过于简单，不能涵盖所有的骨折类型，对临床的指导意义有限。
2005年美国脊柱损伤研究小组制定了胸腰椎损伤程度评分(thoracolumbar injury classification and severity score,TLICS) [13]。该评分系统从骨折形态、后方韧带复合体（Posterior Ligamentous complex，PLC）的完整性及神经功能状态三方面，根据不同情况给予不同分值，最后将3部分的分值相加，其总分可作为选择治疗的依据(见表1)。该系统最大的优点在于其将神经损伤和PLC的状态与单纯的骨折形态学相结合，总体评估胸腰椎损伤的程度，并根据总体的评分决定治疗方案来指导临床治疗。在临床应用时最大的难点在于后纵韧带复合体损伤状态的判断。有学者认为仅仅通过脊柱损伤MRI的影像学表现来确定对不合并神经损伤的脊柱损伤患者进行手术有待商榷[14]。该分类系统具有较高的可靠性和可重复性，使用简单，易于掌握。

注：治疗选择，总分≤3 分，非手术治疗；总分=4 分，非手术/手术治疗；总分≥5 分，手术治疗。

二、骨折分型对临床治疗的指导作用
脊柱稳定性泛指脊柱承受应力而不产生进行性畸形或神经损伤加重的能力，所有胸腰段骨分型均是建立在脊柱稳定性的基础上的，通过评估脊柱骨折节段的稳定性，指导临床治疗。
（一）Denis骨折分型与临床治疗策略：
Denis确立了脊柱中柱在脊柱稳定性中的重要作用，将中柱损伤的压缩骨折均归为爆裂骨折，并将爆裂骨折分为五个亚型：由A至E不稳定性逐渐增加。爆裂性骨折合并椎管占位、神经症状者常需减压手术。爆裂性骨折是胸腰段骨折治疗的难点和热点，也是目前争议焦点，在治疗方法上还存在一些分歧，主要表现在手术路径的选择，是否需要均行植骨融合。基于Denis三柱理论的Farcy的运算法则和Load-sharing分类方法[8、9、10]，将爆裂骨折稳定性和严重程度进一步量化，根据数值的大小选择不同的治疗方案。根据Load-sharing分型，6分或以下时可行后路手术，7分或以上时行前路手术。7分或以上并有脊椎脱位行前后联合手术。McCormack等认为后路短节段内固定最佳适应症：屈曲牵张型、轻度爆裂型或c型骨折总分≤6分，后路长节段内固定适应于那些不能耐受二期手术，经椎弓根侧方减压的合并神经、脊髓损伤的患者。根据Farcy的运算法则，(1)当SI<25°且IG<3时，这样的胸腰段脊柱损伤可不用外科处理。(2)当25°≤SI<35° 或(和)3≤IG<5时，可用后路内固定去治疗。(3)当SI>35° 或(和)IG≥5时，应选择前后路手术治疗。事实上，胸腰段骨折往往存在着多样性和复杂性，其诊断及处理有时非常困难，常需根据病史、体征、X线、CT、MRI及损伤机制等去综合分析。这些法则只能在实际应用中做参考，有时往往需要几种法则的综合使用。
（二）AO分型与治疗策略：
该分型主要基于损伤的病理形态，重点在于前方及后方结构损伤的程度，并特别强调了软组织相关的骨性损伤。该分类系统较为详尽，根据影像学及临床所见，大多数损伤都可以进行分类，也可用简化方式对损伤进行分类，而不丢失重要临床资料。具有一个渐进性的病理形态分级，由此来决定损伤的不稳定程度。因此，可以根据损伤的分级来表示损伤不稳定的严重程度，及其预后，从而选择具体的治疗方式（表2）。

说明：以上只是一般原则，严重爆散型骨折，B3，C 型骨折常需前路手术或前后路手术治疗。

（三）TLICS分型与治疗策略：
TLICS 最大的优点在于其将神经损伤和PLC 的状态与单纯的骨折形态学相结合，总体评估胸
腰椎损伤的程度，并根据总体的评分决定治疗方案来指导临床治疗。总分≤3 分选择非手术治疗，主要为卧床及药物治疗，个别年轻患者采取腰背肌锻炼，借助后纵韧带的连续性和弹性辅助骨折复位；总分=4 分，则根据患者是否有合并伤、合并伤的严重程度、患者全身情况等决定治疗方法；总分≥5 分选择手术治疗。TLICS 系统不仅可以提供治疗选择，还对手术入路的选择有一定帮助。当出现后纵韧带复合体(PLC)损伤时，多选择后路手术，单一的前路无法达到脊柱的稳定。手术方法以恢复脊柱连续性、稳定性，达到神经组织彻底减压为主。不追究具体的手术入路，但对于前方爆裂骨块向后突入椎管达2/3 时多选择前路，而对于后方结构损伤造成不稳定及合并前方骨块突入椎管<2/3时多选择后路行椎管侧前方减压。孙天胜[12]等采用此方法进行了胸腰椎损伤患者的评估，并根据评分推荐的治疗方法处理患者。结果发现患者的神经功能有了不同程度的恢复，恢复率较高，并发症发生率低，未见骨折不愈合，认为该系统具有较高的可靠性和可重复性，使用简单，易于掌握，此方法对胸腰椎损伤的评估较全面和准确，可以作为患者临床治疗选择的依据。
Lenarz[1] 等以脊柱外科医生、脊柱专科住院医生、非脊柱骨科专家各3名及12名骨科住院医生对97例胸腰椎骨折对比了Denis、AO及TLICS三种不同分型的可信度。医生的评估经历包括专家、脊柱专科住院医生和骨科住院医生。结果：在TLICS分型中，高年资住院医生及脊柱外科医生组可信度最高，而非脊柱骨科专家及低年资住院医生可信度最低。同样在Denis及AO分型出现了同样结果。认为，TLICS分型似和Denis及AO分型系统相比，也是种可信的分型系统。所有分型可靠水平有赖于医生对分型系统的熟练程度和知识水平。
由于胸腰椎骨折多样性和复杂性之特点，迄今为止，还没有一种公认的可靠分型系统全面准确的定义胸腰椎的损伤机制、型态特点、稳定性及对临床的指导；Denis分型及AO分型系统仍然被学者广泛应用[16、17、18]。而TLICS分型系统则需进一步做大样本病例的研究和临床论证。

参考文献：
1. Lenarz CJ (Department of Orthopaedic Surgery, Saint Louis University Hospital, Sant Louis, MO 63110, USA.) ； Place HM Lenke LG Comparative reliability of 3 thoracolumbar fracture classification systems, Journal of spinal disorders & techniques 2009 (22)6.
2. Vaccaro AR，Hulbert RJ，Patel AA,et al.The subaxial cervical spine injury classificationsystem: a novel approach to recognize the importance of morphology,neurology,and integrity of the disco-ligamentous complex[J].Spine(Phila Pa 1976),2007,32(21):2365-2374.
3． Vaccaro AR，Lehman RA Jr，Hurlbert RJ，et a1．A new classification of thoracolumbar injuries ： the importance of injury morphology ， the integrity of the posterior ligamentous complex，and neurologic status[J]．Spine(Phila Pa 1976)，2005，30(20)： 2325-2333.
4. Bohler L．The treatment of fractures． A translation of“Technik der Knochenbruchbehandlung im Frieden und im Kriege”by M．E steinberg．Vienna：Wilhelm Maudrich，1929．
5. Nicoll EA．Fractures of the dorso-lumbar spine．J Bone Joint Surg Br，1949，31B(3)：376-394．
6. Holdsworth FW．Fractures，dislocations and fracture-dislocation of the spine．J Bone Joint Surg，1970，52(8):1534-1551.
7. Mcafee P，Yuan H，Fredrickson B，et a1． The value of computed tomography in thoracolumbar fractures，J Bone Joint Surg，1983，65（4）：461-713.
8. Denis F．The three column spine and its significance he classifieation of acute thoracolumbar spinal injuries．Spine(PhilaPa 1976)，1983，8(8)：817-831．
9. Farcy JP，Weidenbaum M，Glassman SD. Sagittal index in management of thoracolumbar burst fractures．Spine，1990，15（9）：958-965．
10. McCormack T，Karaikovie E，Gaines RW．The load sharing classification of spine fractures．Spine，1994，19(15)：1741-1744．
11. Magerl F，Aebi M，Gertzbein SD，et a1．A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries．Eur Spine J，1994，3(4)：184-201．
12. Blauth M，Bastian L，Knop C，et al．Inter-observer reliability in the classification of thoraco-lumbar spinal injuries．Orthopade，1999，28(8)：662—681．
13. Vaccaro AR，Lehman RA Jr，Hurlbut RJ，et a1．A new classification of thoracolumbar injuries：the importance of injury morphology，the integrity of the posterior ligamentous complex，and neurologic status．Spine，2005，30(20)：2325-2333．
14. Dai LY，Ding WG，Wang XY，et a1．Assessment of ligamentous injury in patients with thoracolumbar burst fractures using MRI．J Trauma，2009,66(6)：1610-1615．
15. 孙天胜，张志成．胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统的评估及初步应用．脊柱外科杂志，2007，5(6)：325—329．
16. Chapman JR，Dettori JR，Norvell dc，el a1．Spine Classifleations and Severity Measures．New York：Thieme Verlag，2009．
17. Vaccaro AR，Zeilher SC，Hulbert RJ，et al．The thoracolumbar injury severity score：a proposed treatment algorithm．J Spinal Disord Tech，2005，18(3)：209-215．
18. Van Middendorp JJ,Audige L，Hanson B，et a1．What should an ideal spinal injury classification system consist of? A methodological review and conceptual proposal for future classifications．Eur Spine J，2010，19(8)：1238-1249.