上颈椎骨折内固定技术相关问题探讨

本文原载于《中华创伤杂志》2017年第4期

上颈椎骨折是指发生于枕骨髁、寰椎、枢椎的骨折，根据骨折发生机制和形态学变化，上颈椎骨折被细分为枕骨髁骨折、寰枕关节脱位/半脱位、寰椎骨折、寰枢关节脱位/半脱位、齿状突骨折、Hangman骨折及枢椎椎体骨折等^[1]。由于其致病部位的解剖结构特点，常伴随不同程度的脊髓和神经损伤，容易漏诊。与下颈椎相比，上颈椎有其特殊性，其解剖结构复杂，并且稳定性很大程度依赖韧带结构。近20年来，脊柱损伤的手术治疗方法、技术及内固定装置飞速发展，然而由于上颈椎骨折的解剖特异性和分类方法的不确定性，目前对各种类型上颈椎骨折的治疗方法的选择尚没有统一可行的指南。笔者就上颈椎骨折的内固定技术相关的进展，结合自身的经验，探讨枕颈固定技术和寰枢椎固定技术发展。

1　枕颈固定技术

枕颈固定技术主要应用于不稳定和畸形的患者。如果骨折导致枕骨和寰椎之间不稳，理论上固定融合寰枕关节重建稳定性即可，但是一方面寰椎的植骨面太小，另一方面忽略了可能同时存在的寰枢椎不稳定，因此通常不主张只做枕骨和寰椎的融合。1935年Kahn和Yglesias^[2]首次报告髂骨块加大量碎骨块植骨辅以石膏外固定融合术获得成功，后来此技术演变为钢丝捆绑植骨块，依靠钢丝固定大块髂骨于枕颈处。该技术术后稳定性差，植骨融合需要长时间佩戴外固定及卧床休息。最早固定移植骨块的钢丝需要穿过颅骨，后被Wertheim和Bohlman^[3]改良，避免了钢丝损伤颅脑的风险。1991年McAfee等^[4]报告Luque棒塑形后用线缆捆扎于枕骨和C₂之间的技术，但该技术金属棒与钢丝之间很难达到紧密咬合，所以植骨不愈合率较高，而且钢丝易造成脊髓损伤。侧块螺钉及椎弓根钉技术的发展克服了早期固定技术的不足，然而对于严重骨质疏松患者，可以将线缆固定方式作为一种备选。

20世纪90年代初期钉板系统开始广泛应用于临床。钢板在设计上差异很大，包括AO钢板、Grob等^[5]设计的'Y'形钢板。钉板系统的优点是能提供刚性固定，术后无须使用外固定，避免钢丝损伤脊髓。但缺陷也不容忽视，比如钢板孔的位置和患者颈后解剖不匹配而无法置钉，钢板占据较大空间导致植骨床减少，术中无法加压或撑开等。

20世纪90年代中后期，钉板系统逐渐被钉棒系统取代，因为钉棒系统弥补了前者的缺陷。其枕骨侧的固定点可选用不同的枕骨钛板。C₁的固定可选用C₁侧块螺钉或C₁椎弓根螺钉，C₂的固定可选用C₂椎弓根螺钉、C₂峡部螺钉、Magerl螺钉或C₂椎板螺钉。

C₂椎弓根螺钉因其稳定性好、植骨融合率高已广泛应用于枕颈固定，但椎动脉损伤是其最大的风险，非优势侧的椎动脉损伤可能不会出现明显的临床症状，但优势侧的损伤会引起大脑后循环的不可逆损伤。对于椎动脉高跨的患者，可选择C₂椎板螺钉作为替代方法。Gabriel等^[6]进行生物力学研究发现，在枕颈固定中双侧C₂椎弓根螺钉和双侧C₂椎板螺钉的稳定性相当，因此对于椎动脉高跨的患者，可使用C₂椎板螺钉替代C₂椎弓根螺钉。

对于枕骨～C₂钉棒系统，增加C₁侧块螺钉能否增加稳定性？对于这一问题不同的学者观点不一。Clarke等^[7]的研究表明，在枕骨～C₂的固定系统中，如果C₂行椎弓根固定，植骨融合率与是否固定C₁无关。同时Takigawa等^[8]的生物力学研究表明，在使用C₂峡部螺钉、C₂椎板螺钉和Magerl螺钉的钉棒系统中，添加C₁侧块螺钉对固定系统的稳定性影响无统计学意义。但Helgeson等^[9]研究发现，加入C₁侧块或椎弓根螺钉能增加稳定性。笔者建议如果患者无严重的骨质疏松，使用枕骨钛板和C₂椎弓根螺钉固定即可。

但对于一些需要枕骨较大范围减压或翻修的患者，枕骨难以提供足够的固定区域。目前有三种技术可以替代：(1)枕骨髁螺钉；(2)C₀～C₁跨关节螺钉；(3)前路枕寰枢关节螺钉。2008年Uribe等^[10]的尸体研究表明枕骨髁螺钉的可行性，2009年首次使用这项技术治疗陈旧性齿状突骨折，在术中暴露过程中髁静脉、椎动脉和舌下神经损伤风险很高，所以仅作为传统固定方式的补救方法。而C₀～C₁跨关节螺钉的文献报道更少，Gonzalez等^[11]首先使用C₀～C₁跨关节螺钉联合Magerl螺钉行枕颈固定术，平均6个月的短期随访未出现内固定失败。相比于枕骨髁螺钉，这项技术在术区暴露方面风险更小，但仍有神经血管损伤的风险。2013年Tian等^[12]通过术中导航技术置入C₀～C₁跨关节螺钉能减少置钉相关并发症。一些生物力学研究提示，上述两种固定方式在抗旋转稳定性方面弱于传统固定方式^[8]。而对于第三种前路枕寰枢关节螺钉的技术，在极罕见的情况(如先天性C₂椎弓根发育不全或缺如)下是一种备选方案。生物力学研究表明，前路枕寰枢关节螺钉技术稳定可靠，仅在屈伸负荷下不如传统固定技术^[13,14]。然而这种固定方式要求良好的解剖复位，并不适用于复杂的颈枕部骨折脱位。总之，这三种技术不应作为主要固定方式，仅用于补救手术。

目前有多项技术可用于枕颈固定，术者应根据患者的具体病情选择合适的方法，随着器械的进步和手术导航技术的发展，术者可以更加精准地置入螺钉，减少置钉相关的并发症。

2　寰枢椎固定技术

2.1　后路固定技术

1939年Gallie^[15]最先应用线缆固定技术，该术式简单，但稳定性欠佳，控制旋转能力有限，因此有接近25%的不融合率。1978年Brooks-Jenkins技术问世^[16]，其控制旋转的能力更好，而屈伸稳定性与线缆固定术相似，融合率可达93%，但钢丝的力学强度差，且存在钢丝切割椎板致椎板应力骨折的风险。1991年Dickman等^[17]提出Sonntag技术，其骨块楔入寰椎后弓下方，融合率可达97%。但线缆固定技术需要寰枢椎后部结构完整，且可能损伤脊髓，提供的稳定性有限，因此需要联合使用外固定，目前已经极少单独应用。

1984年问世的Apofix^[18]与Halifax^[19]技术原理大同小异，虽然其抗平移和抗旋转能力增强，但是椎板夹对椎管有一定占位，易压迫脊髓后方，且固定程度不好掌握，固定过度易导致畸形加重，过松则引起挂钩松动，目前临床也较少单独使用。Hanimoglu等^[20]报告了一种椎板夹改良技术，通过横连将双侧椎板夹连接在一起，可以加强抗旋转能力。

经关节螺钉技术是于1992年由Jeanneret和Magerl^[21]首先报告。该术式是目前治疗寰枢椎不稳的主要手术方法，具有近98%的植骨融合率。一般情况下，该技术与Gallie线缆技术联用，如寰椎后部结构不完整而无法行Gallie手术，则应考虑行寰枢椎关节突关节融合。但Wang等^[22]认为，在使用Magerl螺钉的情况下即使不再附加其他固定术，也可达到足够的固定效果。Magerl螺钉技术可以提供足够的稳定性，逐渐成为寰枢椎后路固定融合术的'金标准' 。此技术可用于后部结构不完整的患者，术后无须使用外固定。但是该技术也有一定的局限性：(1)寰枢关节必须复位良好；(2)难以应用于胸椎后突畸形明显的患者；(3)技术要求高，存在伤及椎动脉、舌下神经等结构的风险。

1994年Goel和Laheri^[23]首先报告钉-板固定系统，C₁侧块螺钉问世。该技术需要牺牲C₂神经节，以方便螺钉置入和关节面的处理，导致部分患者术后出现头皮麻木，故未得到广泛应用。Harms和Melcher^[24]于2001年首次报告钉棒系统，因固定效果好、并发症少而迅速流行，成为目前的主流术式，马向阳等^[25]曾在此技术的基础上提出改良方案。应用Harms技术可保留C₂神经节，但术中必须显露C₁后弓下方等深部解剖结构，推开C₂神经根和静脉丛，易引起神经血管损伤，大出血多甚至无法完成置钉操作。Huang等^[26]近期报告了术前评估C₂神经功能障碍发生风险的方法，可能有助于降低该并发症。有学者报告，寰椎'刻槽技术'可抬高C₁侧块螺钉的进钉点，使螺钉部分刻入C₁后弓，从而避开C₂神经节^[27]。

2002年Resnick和Benzel^[28]首次提出C₁椎弓根螺钉。其优点在于抗拔出力更强，能有效避免术中出血和C₂神经根激惹。该技术较侧块螺钉术中出血和术后并发症更少。同一时间谭明生等^[29]也提出了该技术，植骨融合率可达92.7%。一般认为，该技术应用的前提是C₁椎弓根高度>4 mm，这将导致约半数的患者不适于此术式。但Huang等^[30]发现，当C₁椎弓根存在髓腔时，即使椎弓根高度<4 mm也能置入直径3.5 mm的螺钉。在接近88%的患者中可以置入C₁后弓交叉螺钉，生物力学试验证实此种固定方式能提供足够的固定强度，理论上这种术式可降低神经血管损伤的风险，但目前尚无临床应用报道。

C₂峡部螺钉置钉方法、并发症等情况均与寰枢椎经关节螺钉类似，只是进钉深度较短。最早由Goel和Laheri^[23]报告C₂椎弓根螺钉，后又推广Harms钢板^[24]，进钉点位于上下关节突中间，方向是内倾15°～30°、头向20°～25°。C₂椎弓根螺钉的抗拔出力是C₂峡部钉的2倍，但两者的临床应用效果相似，均得到广泛应用^[31]。C₂椎板钉于2004年由Wright^[32]首次报告，置钉后可与各种C₁内固定连接，各项生物力学性能均好于峡部钉，操作简单且椎动脉损伤风险小，多被作为C₂椎弓根置钉失败或存在高跨椎动脉时的补救方案。

近年来有三种联用钩、钉的内固定方案：C₁钩＋C₂螺钉、C₁钩＋Magerl螺钉、C₁螺钉＋C₂钩，这些方案可在无法应用钉棒系统时发挥作用。C₁钩＋C₂螺钉多被用来作为常规置钉方案的备选，技术要求相对低，在一些报道中疗效确实。Ni等^[33]对C₁钩＋Magerl螺钉的系列患者报告证实其长期临床效果明确。一项研究提出将C₁侧块螺钉和C₂钩联用的方法，其生物力学效果等同于Harms钢板，且可有效降低椎动脉损伤风险^[34]，但目前尚未用于临床。

寰枢椎内固定技术在过去几十年中经历了巨大的变化，线缆技术和椎板夹技术已很少使用，Magerl螺钉延续其'金标准'的作用，而钉棒系统正逐渐风靡，钩-钉系统可作为备选方案。

2.2　前路固定技术

前路钢板内固定术目前主要有经口咽寰枢椎钢板(Harms钢板)、前路寰枢关节锁定钢板(AALP)、经口咽前路寰枢椎复位钢板系统(TARP)和经口咽前路重建钢板(TORP)。Kandziora等^[35]于2001年在Harms钢板的基础上提出了AALP，与Harms钢板相比，AALP增加了锁定机制，螺钉松动的风险降低。然而不足之处是要求进钉方向精准，钢板钉孔方向决定进钉方向，因此有时不能按理想的进钉角度进钉，增加了损伤脊髓或椎动脉的风险。

2004年尹庆水等^[36]研制了TARP。与前两种内固定相比，该内固定系统特殊的地方在于两钳体铰接而成的复位器，通过两钳体铰链式相对运动对寰枢椎进行旋拧推进和撑开复位，继而固定钢板。通过联合使用TARP和寰枢椎复位器，对脱位的寰枢椎术中即时复位，然后直接从前方固定寰枢椎，减压、复位和固定一次完成，避免了因体位变换导致脊髓损伤。但TARP术中松解复位时手术操作繁琐，且没有考虑寰枢椎在矢状位生理弧度，故有时术后X线片示寰枢椎生理弧度恢复欠佳。

2009年刘振华等^[37]首次使用TORP治疗难复性寰枢椎脱位。虽然重建钢板内固定有较多优点，但是其重建钢板的宽度和螺钉孔距是固定的，导致在临床使用时因患者体型不同而出现钢板选择困难，而且螺钉与螺钉孔无锁定机制，螺钉松动或脱钉的风险相对增加。然而，前路钢板内固定术都是经口咽入路，术野显露较困难，寰枢椎椎体表面需剥离较多的组织，因此感染、脑脊液漏、神经血管损伤的并发症较高。

对于齿状突骨折，Böhler^[38]于1982年首次报告齿状突螺钉固定手术，多应用于治疗易发生骨不连的无移位或成角的Ⅱ型齿状突骨折和不稳定的浅Ⅲ型齿状突骨折。骨折线相反的齿状突Ⅱ型骨折则应选用其他固定方法。齿状突螺钉内固定可选用1枚或2枚螺钉，从生物力学测试上看，置入2枚螺钉可减少齿状突骨折远端旋转，但多数学者认为单枚或双枚螺钉并无明显差异。

后路手术由于显露容易，便于安置内固定，目前寰枢椎融合固定术以后路为主。但有些患者不适宜行后路手术，如椎动脉寰枢椎段变异、有来自前路延髓压迫症状的寰枢椎病变、上颈椎先天性或医源性后侧骨性结构缺失、屈颈位枕颈部脱位需后伸复位等，这时前路手术不失为一种选择。

2.3　单纯寰椎固定技术

对于不稳定的单纯寰椎骨折，无论是枕颈融合还是寰枢椎融合，均牺牲了上颈椎的生理运动功能。Ruf等^[39]于2004年使用经口咽入路钉板系统治疗不稳定寰椎骨折，术后寰枢椎稳定性良好，并保留正常活动度。胡勇等^[40]于2008年提出经口咽入路使用可吸收寰椎前弓钉板系统治疗寰椎骨折，钉板待骨折愈合后被人体逐渐吸收，避免二次取出手术。但经口咽入路手术操作路径长、感染风险高，为此，徐荣明等^[41]于2012年提出寰椎后路钉棒系统有限内固定治疗不稳定寰椎骨折，术后6个月随访临床疗效良好，枕颈部活动度保留。然而后路钉棒系统的缺陷是钉尾切迹高，易导致枕大神经痛，患者为缓解疼痛过度屈颈，远期出现鹅颈畸形。为了克服上述缺陷，He等^[42]提出的寰椎后弓固定系统获得满意的临床疗效。该系统由寰椎2枚螺钉和2块相互滑动的弧形钢板组成，在后方加压抱紧的过程中不会出现双侧螺钉前方的张口，而这一现象在钉棒系统中很常见。因此，对于不稳定的单纯寰椎骨折有多种内固定的选择，但后路内固定技术的进步和前路手术的高感染率让术者更倾向于后路固定。

3　总结与展望

上颈椎骨折内固定技术包括枕颈固定技术和寰枢椎固定技术，两者又可以进一步分为前路和后路固定技术，术者应根据患者的具体病情选择合适的方法。对于常规枕颈固定的患者，枕骨钛板联合C₂椎弓根螺钉固定即可，但对于需要枕骨较大范围减压或翻修的患者，枕骨难以提供足够的固定区域，可以选用枕骨髁螺钉、C₀～C₁跨关节螺钉和前路枕寰枢关节螺钉行前路固定。在寰枢椎固定中，Magerl螺钉延续其'金标准'的作用，而钉棒系统正逐渐风靡，钩-钉系统可作为备选方案。随着器械的进步和手术导航技术的发展，术者可以更加精准地置入螺钉，减少置钉相关的并发症，但导航技术的可靠性还需要大量临床研究证实。后路固定技术目前仍是主流术式，对于经口腔的前路固定技术的研究，由于患者数较少、随访时间尚短，远期疗效有待进一步的随访观察。但该技术的微创性体现出未来发展的前景，如何增加螺钉的把持力、减少螺钉松动、降低感染率等都是未来值得研究的重要课题。

“参考文献略”