謝雁春，項(xiàng)良碧，陳 語，劉 軍，張明海，樸美惠

沈陽軍區(qū)總醫(yī)院骨科，遼寧沈陽110016

Hangman骨折是C2薄弱部位即椎弓峽部骨折，若為單側(cè)椎弓峽部骨折尚可屬穩(wěn)定骨折[1－4]，但隨著損傷加重，會導(dǎo)致另一側(cè)椎弓峽部骨折甚至進(jìn)一步造成前縱韌帶直至C2～3椎間盤損傷而變成不穩(wěn)定骨折[5－7]。目前對不同損傷程度的Hangman骨折有關(guān)生物力學(xué)特征的系統(tǒng)研究甚少，而且對Hangman骨折的治療方法亦存在不同看法[9－10]。本研究擬比較不同類型Hangman骨折以及采用不同固定方式后相關(guān)生物力學(xué)表現(xiàn)和臨床應(yīng)用情況[11－12]，旨在為臨床治療Hangman骨折提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 標(biāo)本制備 新鮮尸體標(biāo)本6例，其中男5例，女1例，年齡26～70歲。每個(gè)標(biāo)本均由枕骨和頸椎組成并剔除皮膚、肌肉等軟組織，仔細(xì)剔除殘余肌肉，保留骨、關(guān)節(jié)和韌帶及關(guān)節(jié)囊。所有標(biāo)本均攝正、側(cè)位X線片，以除外有無其他病變。密封并置于－20℃保存。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天于室溫下自然解凍8 h。

1.2 生物力學(xué)測定

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組

1.2.1.1 基礎(chǔ)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)分組 對照組:為制備完畢的完整生理標(biāo)本;Ⅰ組:用線鋸將C2雙側(cè)椎弓峽部呈斜形切斷;Ⅱ組:在Ⅰ組的基礎(chǔ)上，用手術(shù)刀片將C2～3間的前縱韌帶切斷，Ⅲ組:在Ⅱ組的基礎(chǔ)上，用尖手術(shù)刀片和髓核鉗切除C2～3椎間盤;Ⅳ組:在Ⅱ組的基礎(chǔ)上，按Judet法[13]單純行C2雙側(cè)椎弓根螺釘固定;Ⅴ組:在Ⅲ組的基礎(chǔ)上行單純C2雙側(cè)椎弓根螺釘內(nèi)固定;Ⅵ組:在Ⅲ組的基礎(chǔ)上行C2～3椎弓根螺釘內(nèi)固定;Ⅶ組:在Ⅲ組的基礎(chǔ)上，行C2～3髓核摘除、顱骨塊植骨融合內(nèi)固定;Ⅷ組:切除C2～3、C3～4椎間盤，行 C3椎體次全切除、顱骨塊植骨融合內(nèi)固定。

1.2.1.2 臨床病例分組 本組67例患者，男37例，女30例，年齡21歲～69歲，平均年齡45歲。A組采用后路行C2椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)(13例);B組行后路C2～3椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)(19例);C組行前路C2～3植骨融合內(nèi)固定術(shù)(26例);D組行前路C3椎體次全切除、植骨融合鈦板內(nèi)固定術(shù)(9例)。

1.2.2 手術(shù)操作 后路手術(shù):全麻俯臥位，頸后正中切口，顯露 C2～3棘突及椎板，顯露 C2～3兩側(cè)上下關(guān)節(jié)突及其外緣，以便確定進(jìn)釘點(diǎn)，按Judet法[13]行C2或C2/3椎弓根螺釘固定。沖洗傷口，放置負(fù)壓引流管，逐層縫合。前路手術(shù):全麻仰臥位，右側(cè)橫切口，顯露C2～4，按規(guī)范手術(shù)行C2/3髓核摘除或C3椎體次全切除植骨融合內(nèi)固定術(shù)，沖洗傷口，放置負(fù)壓引流管，逐層縫合。

1.2.3 生物力學(xué)測試 采用同濟(jì)大學(xué)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室自行研制的脊柱三維運(yùn)動測量系統(tǒng)。將標(biāo)本于自然狀態(tài)固定在測量儀上，在C2～C4各椎體的前壁骨質(zhì)內(nèi)分別嵌入3枚尾部直徑1.5 mm的金屬釘呈散斑狀態(tài)，即不在一條線上。然后加載尼龍絲繩并與砝碼連接。參照Oda等[14]的實(shí)驗(yàn)方法，對標(biāo)本施加±2.5 Nm的純力偶矩作為加載的最大力矩。將每一個(gè)標(biāo)本的每一種實(shí)驗(yàn)狀態(tài)按前屈/后伸、左/右側(cè)彎、左/右軸向旋轉(zhuǎn)的順序進(jìn)行加載，使標(biāo)本的各運(yùn)動節(jié)段在6個(gè)自由度進(jìn)行各自的運(yùn)動，每一種運(yùn)動均記錄加載和卸載的標(biāo)尺位置。對6種實(shí)驗(yàn)狀態(tài)依次進(jìn)行三維6個(gè)自由度的運(yùn)動測試。運(yùn)用以數(shù)字散斑相關(guān)法為原理的立體光測技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)與分析技術(shù)對脊柱節(jié)段的三維運(yùn)動進(jìn)行分析。數(shù)字散斑相關(guān)方法處理的是物體變形前后的兩個(gè)數(shù)字化散斑場。它通過數(shù)字化攝像機(jī)把物體變形前后的散斑場轉(zhuǎn)化成數(shù)字散斑場，再借助于圖像識別技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)分析運(yùn)算，計(jì)算運(yùn)動范圍(range of motion，ROM)的大小，ROM值增加表示穩(wěn)定性下降。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 基礎(chǔ)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)將每組的三維運(yùn)動變化的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，并進(jìn)行各實(shí)驗(yàn)組間的隨機(jī)單位組的方差分析(SNK法)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。臨床病例研究以測量術(shù)后動力位片上C2～3后緣位移和C2/3成角角度進(jìn)行A組、B組、C組及D組之間相互配對t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 生物力學(xué)檢測

2.1.1 標(biāo)本在2.5 Nm力矩載荷下C2～3椎體間運(yùn)動的運(yùn)動范圍 頸椎標(biāo)本在經(jīng)過逐級切斷雙側(cè)椎弓峽部(Ⅰ組)、切斷 C2～3前縱韌帶(Ⅱ組)和切除C2～3椎間盤(Ⅲ組)后，6個(gè)方向的ROM均有不同程度逐級增大。2.5Nm力矩載荷下，左右側(cè)屈、左右軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)對照組C2～3節(jié)段ROM明顯小于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組(P＜0.05)。前屈、后伸時(shí)Ⅲ組ROM達(dá)到最大，與對照、Ⅰ、Ⅱ組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);Ⅱ組ROM也有所增大，與Ⅰ組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

2.1.2 內(nèi)固定后2.5 Nm力矩載荷下C2～3椎體運(yùn)動節(jié)段的穩(wěn)定性 C2～3融合組、C2～4融合組及椎弓根螺釘Ⅲ組在2.5 Nm力矩載荷下的前屈、后伸、左右側(cè)屈、左右軸向旋轉(zhuǎn)6個(gè)方向上，C2～3節(jié)段ROM值較對照組均明顯減小(P＜0.05)但三者間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。椎弓根螺釘固定Ⅱ組的C2/3節(jié)段ROM較椎弓根螺釘固定Ⅰ組有所增加，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表1。

2.2 臨床病例研究各類Hangman骨折患者行內(nèi)固定術(shù)后C2/3活動度比較 本組67例術(shù)后獲平均23.6個(gè)月隨訪，切口均一期愈合，49例植骨融合病例均獲骨性愈合，未見內(nèi)固定破壞病例發(fā)生。以測量動力位片上C2～3后緣位移和C2/3成角角度進(jìn)行A組、B組、C組及D組之間相互配對t試驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果提示:B組、C組和D組平均移位及平均成角均較A組明顯減小(P＜0.05)，但3組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

表1 Hangman骨折標(biāo)本及不同固定方式在±2.5 Nm載荷下C2～3椎體間運(yùn)動的運(yùn)動范圍[±s，(°)]

表1 Hangman骨折標(biāo)本及不同固定方式在±2.5 Nm載荷下C2～3椎體間運(yùn)動的運(yùn)動范圍[±s，(°)]

注:與Ⅲ組比較，a P＜0.05;與Ⅷ組比較，b P＜0.05;與Ⅴ組比較，c P＜0.05;與Ⅶ組比較，d P＜0.05;與對照組比較，e P＜0.05。

組別 前屈 后伸 左側(cè)屈 右側(cè)屈 左軸向旋轉(zhuǎn) 右軸向旋轉(zhuǎn)對照組 8.16±0.74abcd 8.30±0.42abcd 7.56±0.67abcd 7.28±0.78abcd 8.49±1.19abcd 8.83±0.76abcd實(shí)驗(yàn)組 Ⅰ組 10.05±2.12a 9.47±2.10a 10.28±2.26e 10.84±2.91e 12.10±2.76e 11.77±2.09eⅡ組 10.43±0.81ae 12.00±2.92ae 11.36±1.64e 12.20±1.88e 14.15±2.43e 14.20±2.23eⅢ組 13.31±1.39bd 15.27±2.89bd 11.97±1.84bcde 12.82±2.31bcde 14.44±2.63bcde 14.15±2.74bcdeⅣ組 8.76±2.31 10.97±2.71 7.12±0.83 8.94±0.87 10.86±1.18 10.69±0.96Ⅴ組 11.76±1.31bd 14.26±2.53bd 9.12±0.93bd 9.89±0.85bd 11.54±0.77bd 11.06±0.79bdⅥ組 3.83±2.15 2.75±1.10 2.84±0.72 2.94±0.67 2.85±0.28 2.65±0.66Ⅶ組 3.86±1.06 2.72±0.71 2.74±0.61 2.64±0.47 2.83±0.18 2.69±0.96Ⅷ組 3.32±0.92 2.81±0.72 3.07±0.50 2.96±0.23 3.79±0.38 4.35±0.63

表2 臨床病例研究中4種內(nèi)固定組術(shù)后動力位X線片C2/3平均位移及平均成角(±s)

表2 臨床病例研究中4種內(nèi)固定組術(shù)后動力位X線片C2/3平均位移及平均成角(±s)

組別 平均位移(mm) 平均成角(°)A組2.4±1.2 4.4±1.6 B組 2.4±1.2 2.6±1.6 C組 0.8±1.2 2.5±1.1 D組0.6±1.1 2.4±1.6

3 討論

3.1 前縱韌帶和椎間盤的完整對維持頸椎穩(wěn)定性的重要性 在本實(shí)驗(yàn)中，在經(jīng)過逐級截?cái)嚯p側(cè)椎弓峽部骨質(zhì)、切斷 C2～3前縱韌帶和切除 C2～3椎間盤后，C2～3節(jié)段6個(gè)方向的ROM與對照標(biāo)本相比呈現(xiàn)不同程度逐級增大，在加載增大后，各種狀態(tài)下的ROM增大與對照組相比差異明顯，表明Hangman骨折的不穩(wěn)會隨著損傷的增加而增加。切斷C2～3前縱韌帶和切除C2～3椎間盤后，C2～3節(jié)段ROM 增大與對照組相比差異明顯，尤其以切除C2～3椎間盤后不穩(wěn)最為明顯，在2.5 Nm載荷條件下與對照組相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明前縱韌帶和椎間盤是保證頸椎穩(wěn)定性的重要因素之一。本組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在骨折Ⅲ組中ROM值變化與對照組比較和骨折Ⅰ、Ⅱ組比較前者差異最為明顯，表明伴有嚴(yán)重椎間盤損傷的Hangman骨折是不穩(wěn)定的。因此，在臨床上對這類骨折必須采用內(nèi)固定治療。

3.2 Hangman骨折不同內(nèi)固定方式的生物力學(xué)比較 本實(shí)驗(yàn)對各種類型Hangman骨折進(jìn)行不同內(nèi)固定治療，然后進(jìn)行穩(wěn)定性比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，前路C2～3椎間盤切除減壓、植骨融合內(nèi)固定和前路C3椎體次全切除減壓、植骨融合內(nèi)固定以及C2～3椎弓根內(nèi)固定技術(shù)固定等3種方式的C2～3節(jié)段ROM在2.5 Nm載荷下6個(gè)方向上均明顯下降，且三者間無明顯差別。提示上述3種內(nèi)固定均可提供多方向穩(wěn)定作用。而單純的椎弓根峽部截?cái)嗟腍angman骨折后路行單純C2椎弓根螺釘固定的C2～3節(jié)段ROM較伴C2～3椎間盤損傷Hangman骨折要小，但較對照組要大，在屈曲和伸展時(shí)與對照組差異明顯，在側(cè)屈和軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)與對照組、伴 C2～3椎間盤損傷Hangman骨折組均差異明顯，表明C2后路椎弓根螺釘固定技術(shù)在固定Hangman骨折時(shí)盡管有一定的抗旋轉(zhuǎn)和側(cè)屈的作用，但對伴 C2～3椎間盤損傷Hangman骨折不能提供足夠的穩(wěn)定，尤其是矢狀面的穩(wěn)定。因此，單純C2椎弓根螺釘不適合于Ⅱ型和Ⅲ型Hangman骨折。前路C2～3植骨融合內(nèi)固定組ROM值較對照組及其他各類固定組均稍大，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明對鄰近節(jié)段的退變影響一樣，但對頸椎運(yùn)動節(jié)段的喪失卻增加。

3.3 Hangman骨折的手術(shù)治療 Hangman骨折的手術(shù)療法包括前路和后路手術(shù)，幾種術(shù)式各有其優(yōu)缺點(diǎn)。單純后路手術(shù)可分為單節(jié)段的C2椎弓根螺釘直接固定和C2～3短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定等多種方法。C2椎弓根螺釘屬生理性固定，可保留C1～2間的旋轉(zhuǎn)及C2～3間的屈伸功能是Ⅰ型骨折的首選術(shù)式，但若術(shù)中處理不當(dāng)，可造成峽部骨折復(fù)位不良而出現(xiàn)畸形愈合。后路C2/3椎弓根螺釘內(nèi)固定可提供良好的生物力學(xué)穩(wěn)定性，可用于Ⅱ型、Ⅲ型骨折，但對于Ⅱ型骨折合并間盤壓迫脊髓時(shí)，由于該術(shù)式無法解除來自前方壓迫，此時(shí)可采用C2/3髓核摘除或C3椎體次全切除植骨融合內(nèi)固定術(shù)。本實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)踐均表明頸前路C2～3椎間植骨、鈦板內(nèi)固定及C3椎體次全切除、植骨融合鈦板內(nèi)固定術(shù)均是治療前柱損傷的不穩(wěn)定性創(chuàng)傷性樞椎滑脫的合適選擇。而C3椎體次全切除、植骨融合具有顯露容易、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，但此手術(shù)方式不足之處是C3/4節(jié)段的運(yùn)動喪失。對于Ⅲ型Hangman骨折，由于存在小關(guān)節(jié)脫位，后路行C2/3椎弓根內(nèi)固定不僅復(fù)位容易而且還能獲得滿意的穩(wěn)定性。

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