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学术前沿

胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统的研究进展

发表者:李忠海 人已读

胸腰椎骨折因其固有的解剖特点,在诊断、治疗及预后等方面均具有其特殊性,临床医生一直在寻求一个合理实用的分类方法,以便更有效地指导临床治疗。目前,有关胸腰椎损伤的分类方法很多,目前尚无公认、统一的分类方法,关于胸腰椎损伤的分类研究一直在争论中发展。出现这一现象的原因在于对胸腰椎损伤的分类还没有一个令人信服的方案。一个满意的损伤分类应能全面反映损伤程度,指导治疗和预测治疗效果。本文就胸腰椎损伤分类评分系统的发展进程及其评价的相关研究进行文献回顾。大连医科大学附属第一医院骨科李忠海

一、胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统的发展进程

(一)Boehler

1930年,Boehler在对不同损伤机制的形态学分析基础上第一次提出胸腰椎骨折的分类方法,其将胸腰椎骨折分为剪力型骨折、压缩型骨折、牵拉伸展型骨折、牵拉屈曲型骨折和旋转型骨折[1]。

(二)Watson-Jones

1938年,Watson-Jones在Boehler工作的基础上提出了一个改良的分类方法,主要包括粉碎性骨折、单纯楔形骨折骨折脱位,并第一次提出完整的后方韧带复合体(posterior ligamentous complex,PLC)对脊柱稳定有着重要的作用[2]。

(三)Nicoll

1949年,Nicoll进一步定义了稳定的概念,并认为椎体、椎间盘、椎间小关节以及棘间韧带共同构成了脊柱的稳定性[3]。同时,Nicoll将胸腰椎骨折分类为前方楔形骨折、后方楔形骨折骨折脱位和椎弓骨折,并强调棘间韧带的完整对脊椎定性最为重要。

(四)Holdsworth

1962年,Holdsworth将Nicoll分类应用于整个脊柱,充分利用和发展了Nicoll关于稳定的概念,首次提出了“双柱”的概念,将脊柱结构主要分为前柱和后柱,前柱包括椎体和椎间盘,后柱包括椎间小关节和PLC,认为维持脊柱稳定最重要的是整个后柱体系的完整[4]。Holdsworth首次提出了爆裂性骨折的概念,其将胸腰椎骨折分为前方压缩骨折骨折脱位、旋转骨折脱位、伸展骨折脱位、楔形压缩骨折和爆裂性骨折

(五)Kelly and Whitesides

1968年,Kelly和Whitesides结合自己的经验重新定义了Holdsworth的“二柱”理论,并认为无论PLC是否完整,爆裂性骨折都属于不稳定骨折,这一观点被后来陆续的一些分类方法,尤其是Denis和McAfee分类法所认可[5]。

(六)Denis

上世纪80年代,随着CT等影像学技术的出现和发展,对胸腰椎骨折既往分类方法的认识也逐步深入,表现在对骨折的分类越来越详尽。1983年,Denis在对412例胸腰椎骨折患者的临床资料进行详细研究之后,对Holdsworth的“二柱”理论进行了重新定义,提出了著名的“三柱”理论[6]。Denis认为中柱是维持脊柱稳定最重要的结构。同时,Denis将胸腰椎骨折分为4大类型及16个亚型,三柱理论及其分类在临床上曾经广泛使用,特别是Denis分类中爆裂性骨折的5个亚型,至今仍有学者在使用。

Denis第一次重点阐述了神经功能的重要性,并将其列入不稳定程度的评估标准当中(单纯力学不稳为Ⅰ°不稳,神经功能有损害但未出现力学不稳为Ⅱ°不稳,神经功能损害和力学不稳同时存在为Ⅲ°不稳)[6]。Denis对神经功能状态和生物力学稳定相互关系的认知是其对胸腰椎骨折分类作出的最伟大贡献。在临床应用的过程中,很多学者发现Denis分类可信度相对较高,但其所包含的内容相对比较简单,不能包含所有的骨折类型,此外其不能有效指导治疗方案的选择,Denis提出三柱中有两柱受损即有手术指征,但后来的许多研究发现两柱损伤患者通过保守治疗也可以取得满意的临床疗效[7,8]。

(七) McAfee

1983年,MeAfee等[9]报道了100例胸腰椎骨折患者CT的随访,认为矢状位CT重建可以准确显示中柱和后柱的损伤情况,并指出Denis每种分类下的亚分类对于临床治疗的意义很小。同时,MeAfee等提出了自己的脊柱三柱理论,认为中柱应包括后纵韧带、椎体后1/3部分和纤维环的后1/3部分。MeAfee等认为中柱的受伤机制和损伤程度共同决定脊柱的稳定性,其中PLC是脊柱稳定的重要因素。依据该理论将胸腰椎损伤分为:稳定爆裂性骨折、不稳定爆裂性骨折、Chance骨折、楔形压缩性骨折、屈曲牵张型骨折损伤和剪切性损伤。McAfee等认为如果爆裂性骨折出现PLC损伤,进行性神经功能损害,椎管内有游离骨折片合并不完全神经损害,后凸畸形≥20o,椎体高度丢失超过50%合并关节突关节半脱位等几种情况中的任意一种情况时就属于不稳定骨折。MeAfee等认为因为不稳定的骨折相对于稳定的骨折更有容易出现神经功能损伤,所以这种分类方法可以预测神经功能损害。

(八) Ferguson and Allen

1984年,Ferguson 和 Allen依据损伤机制和脊柱元素损伤的类型提出了自己的分类方法,同时,他们认为应该用脊柱“元素”的概念来代替以前的“三柱”概念来描述损伤的位置[10]。Ferguson 和 Allen进一步完善了Denis三柱理论,认为前柱包括前纵韧带、椎体和椎间盘前2/3;中柱包括椎体和椎间盘后l/3,后纵韧带;后柱包括椎弓、椎间小关节、棘间和棘上韧带,他们同样认为中柱的完整性代表了脊柱的稳定性。Ferguson 和 Allen最大的贡献是对稳定性的定义,他们列举了许多与稳定性相关的问题,这些问题与损伤机制的判断、畸形进展的风险、潜在的急慢性疼痛、神经功能状况等密切相关。他们认为保守治疗和手术治疗在一些情况下作用是等效的,但是当保守治疗无效甚至失败时,手术治疗是被推荐的。

(九) McCormack

1994年, McCormack等[11]在分析胸腰椎骨折后路短节段椎弓根螺钉固定失败原因的基础上,提出了载荷分享分类(load sharing classification,LSC)。该分类主要根据X线、CT等影像学资料,从椎体的粉碎程度、骨折片移位的程度以及后凸畸形矫正的程度方面进行评分。LSC分类方法最大的贡献在于首次量化了损伤的严重程度,然而其仅仅考虑了椎体骨折的情况,却忽视了周围软组织及神经损伤对于脊柱稳定性的作用。LSC评分系统是将预防后路内固定系统的断裂和后凸畸形的进一步加重作为重点考虑的。McCormack等在提出该分类的同时,指出该分类可适用于指导手术入路的选择,对于<7分的骨折可以采取后路短节段固定,但对于≥7分的严重骨折单纯行后路短节段固定,内固定失败率高,此时应行前方手术入路。

(十) AO/Magerl

1994年,Magerl等[12]设计的AO分类是在Holdsworth的受伤机制和二柱理论的基础上提出的,其将骨折分为压缩型、旋转暴力型和牵张型3种基本类型,进一步根据骨折形态、骨折部位、移位的方向和韧带损伤情况分为不同的亚型,共分为3类9组27型。AO分类是目前国内外应用比较广泛的一种分类方法,虽优于大多数分类,但被认为较为繁琐,且可信度不高,临床应用中,尤其是低年资医生掌握起来比较困难[13-15]。更重要的是,这种分类既没有给出骨折稳定性的具体评判标准,也没有包含神经功能障碍的分级,仅依靠医生主观推测来判断每种骨折亚型有无不稳,高年资医生临床经验比较丰富,相对来说推测可能比较准确,但对于低年资医生来说,推测的准确性有待商榷;此外,AO分类并没有对治疗方案的选择提出明确的建议。这些分类都是在影像学资料的基础上,结合患者的受伤机制,仅仅考虑了骨性结构的损伤,而没有结合软组织及神经损伤情况,更不能量化损伤的严重程度[16,17]。

(十一)TLISS/TLICS

鉴于以往分类系统的诸多不足,最新的胸腰椎骨折分类方法是2005年由美国的脊柱创伤研究学组 (The Spine Trauma Study Group,STSG)提出的,STSG结合了患者的神经功能损伤情况和X线、CT、MRI等影像学检查,提出了胸腰椎损伤评分系统 (thoracolumbar injury severity score,TLISS) [17]。TLISS评分系统的基础是:⑴通过X线、CT、MRI等影像学资料充分了解骨折受伤机制;⑵PLC的损伤程度;⑶患者的神经功能损伤情况。后来STSG发现,骨折受伤机制的评判存在观察者的主观色彩过重,所以将其改为客观的骨折形态描述,得出最终的胸腰椎损伤分型及评分系统 (thoracolumbar injury classification and severity core,TLICS)。TLICS评分系统作为一种判断损伤严重程度的标准可用于指导治疗,进而使损伤分类和治疗方案有效结合。同时,其对手术入路的选择也具有指导意义,对PLC结构断裂者,可采取后路手术;对压迫来自椎管前方者且不完全性神经损伤,可采取前路手术;对两种损伤均存在者,则可采用前后路联合手术。

(十二) 其他

国内也有学者对胸腰椎损伤的分类评分做了大量研究,并提出自己的分类方案,如金大地等[18]根据损伤机制及其病理形态将胸腰椎损伤分为三大类,每类分为2型,每型又细分3个亚型,共18种。这些分类都是在影像学资料的基础上,同时结合患者的受伤机制,仅仅考虑了骨性结构的损伤,而没有结合软组织及神经损伤情况,更不能量化损伤的严重程度。

二、胸腰椎损伤各种分类及损伤程度评分系统的评价

评价一个分类系统是否可以很好的指导临床治疗,就是看这个系统在被不同的医师在不同的时间使用时,能否得出相同的结果,因此对每一种分类都应该进行科学系统的评估。这种评估应该经历三个过程:第一是提出分类方法的人或组织对该种分类方法进行可靠性和有效性评估;第二是通过多中心的病例分析,对该种分类方法进行可靠性和有效性评估;第三是需要证实这种分类方法对临床治疗及预后判断是否具有良好的指导意义,这就需要通过前瞻性临床试验来验证。

(一) 可靠性及有效性评价

可靠性是指运用同一种分类系统,将同一批患者的临床资料和影像学资料收集后,得出相同结论的能力,它又分为同一观察者在不同时间点判断的一致性和不同观察者之间的可靠性。有效性是指分类系统对骨折真实状况反应的准确程度。在统计学上常用符合百分率及Kappa值来评价分类的可靠性及有效性,通常Kappa值>0.75说明符合水平很好,<0.50说明符合水平差[19]。

Blauth等[16]研究发现,AO分型观察项间的可信度为67%,Kappa系数0.33,仅仅是一般的可信度,AO分型各亚型其可信度及Kappa值更低,认为AO分型过于繁琐复杂,掌握较困难,不便于临床应用。Wood等[20]对Denis和Magerl分类进行评价,观察者之间Denis分类的四型和16个亚型的Kappa平均值为0.606和0.173,Magerl分类的A、B、C三型及9个亚型的Kappa平均值为0.475和0.537,观察者前后的可重复性一致性Denis分类为0.79和0.56,而Magerl分型和亚型分别为0.82和0.67,Magerl及Denis的分类方法均只有中度的可靠性和有效性,存在不同程度的缺陷。目前,国内外学者大多认为Denis分类、AO分类均只有中度的有效性和可靠性,都存在不一样的缺点,不能完美的指导临床治疗工作。

Dai等[21]在2005年对LSC分类进行了Kappa分析,将隐藏基本资料的45例患者的影像学结果及临床资料分别由5名医生单独进行评价,观察者之间可信度分析中第一次的Kappa平均值为0.79,3个月后第二次平均值为0.84,观察者前后的可重复性分析中Kappa平均值为0.78,对于该分类的3个评分标准分别独立进行统计学分析,得出Kappa平均值,观察者之间可信度分析为第一次0.90,第二次0.92,观察者前后可重复性分析0.89。作者认为LSC分类具有很好的有效性和可靠性。Elzinga等[22]后来的研究也得出了相似的结果。

TLISS/TLICS分类系统的有效性和可信度,通过许多相关的研究以及临床应用,目前逐步得到了众多学者的认可[23-28]。Patel等[23]选取71例患者的基本资料和影像学资料,交于某一专科医院进行TLISS评分,7个月后,选取其中25例病例再次交于同一专科医院进行TLISS评分,总结两次结果进行统计学分析,评价观察者前后两次评分的可重复性,结果显示第2次评估结果与第1次有很强的相关性,说明TLISS评分系统对胸腰椎损伤进行分类具有可重复性。Raja-Rampersaud等[24]选取56例患者的临床资料及影像学资料,通过20位脊柱外科医师和8位神经外科医师进行TLISS评分,3个月后再次进行评分,以确定TLISS评分系统的可靠性,发现两个不同专业的医师认为TLISS评分系统推荐的治疗方案可靠的一致率为74%,脊柱外科医师和神经外科医师对该分类推荐的治疗方案的认可率分别为91.4%和94.4%,从而证实评分者之间和评分者自身对TLISS均有较好的可信度,且对脊柱外科和神经外科手术治疗的指导意义相同。Vaccaro等[25]选取7I例患者的临床和影像学资料,交于5位脊柱外科医生进行TLICS评分,1个月后再次进行评分,结果发现观察者之间和观察者前后两次在描述神经状态方面的可信度均高于90%,并且经过评分加分后,以4分为界,5名医生选择的治疗方案与TLICS评分系统推荐的治疗方案也有高达96.4%的一致率,所以认为TLICS评分系统具有很好的可靠性,同目前的评估胸腰椎损伤程度及指导治疗的其他标准相比,其结果也是令人满意的。国内孙天胜等[26]对38例胸腰椎骨折患者进行基本资料和影像学资料收集,选取6名医生分别进行评分,3个月后再次评分,PLC损伤程度的Kappa系数为0.46,为中度一致性,诊断可信性一般,骨折形态的Kappa系数为0.69,为较高一致性,诊断可信性较高,神经损伤状态的Kappa系数为0.93,为高度一致性,诊断可信性较高,系统总分的Kappa系数仅为0.48,为中度一致性,诊断可信性一般,而经过评分加分后,结果以4分为界指导临床治疗方案的选择,Kappa系数仅为0.73,为较高一致性,前后2次观察者间可信度分析的Kappa值差异没有统计学意义。以同样方法进行TLICS系统可重复性分析,Kappa系数也位于中度和较高度一致性之间(0.55-0.78),针对神经损伤状态的Kappa系数为0.94,为高度一致性,作者认为TLICS系统具有较高的可信度和可重复性。

(二) 对治疗和预后的指导意义

一个良好的分类方法应对患者病损程度判定、治疗方案的选择、疗效的评价及预后的判断均具有一定的指导意义。国内外大多数研究学者认为LSC评分系统对指导临床治疗工作有指导意义,特别是对于手术固定节段的选择,预防骨折复位再丢失及内固定的松动或断裂有指导意义。Dai等[29]对127例胸腰椎爆裂性骨折进行保守治疗的病例进行了回顾性分析,平均随访时间7.2年,分析患者受伤时LSC评分和后凸复位丢失率及功能情况之间的关系,认为LSC评分系统不仅能够指导手术入路的选择,还能够对患者是否进行手术给予有效指导。Korovessis等[30]对40例胸腰椎骨折病例进行前瞻性随机对照发现,对于LSC评分≥7分的严重爆裂性骨折,单纯的短节段椎弓根螺钉固定,维持骨折复位程度的时间达不到满意的临床疗效。Dai等[31]的一项前瞻性随机对照的长达5-7年的临床试验中发现, LSC评分<7分的胸腰椎爆裂性骨折,单纯短节段椎弓根螺钉固定临床疗效满意。Dai等[32]在另一项前瞻性随机对照临床试验中发现, 单纯的前路减压植骨融合对于LSC评分≥7分的胸腰椎爆裂性骨折可以取得满意临床疗效。

TLICS评分系统能够全面准确的评估胸腰段骨折,采用评分分类方法量化骨折损伤的严重程度,其不仅较容易判定,且具有更好的临床实用性。TLICS系统建议<4分者考虑保守治疗,4分者可选择手术或保守治疗,>4分者考虑手术治疗,并建议根据PLC的损伤情况和神经功能状态决定手术方式及入路。同时TLICS评分系统建议:⑴不完全的神经功能损伤来自前方压迫的建议行前路手术减压内固定;⑵PLC损伤的建议行后路手术;⑶二者同时存在的,可行前后入路联合手术[17]。目前国内外已有相关临床应用的报道,并取得良好效果[17,33-35]。

三、小结与展望

胸腰椎骨折分类系统的发展历经80余年,每一阶段的改进均基于对胸腰椎损伤了解的加深。然而,大多数分类源于单独个人或某一独立小机构的观点,因而并不能受到所有临床医师的接受和有效采纳。目前临床应用较为广泛的Denis和AO/Magerl分类太复杂,其有效性及可靠性较低,对临床的指导作用有限。LSC分类仅仅从机械力学的力传导方面来考虑脊柱的稳定性,没有考虑神经损伤的情况及软组织对脊柱稳定性的重要作用,也不能指导是否需要手术治疗。TLICS分类综合考虑了脊柱椎体骨折形态、韧带损伤和神经功能,同时对损伤程度进行了量化,具有全面性及较高的可信度和可重复性,并可根据分类结果指导临床工作,是值得在临床推广和应用的分类方法。然而,这种分类仍需要进一步的完善和观察,特别是其量化的标准是否能够真正的反映脊柱的稳定程度,这需要多中心、大样本、更长期的临床试验来验证该分类评分系统对临床治疗的指导意义和预测预后能力。

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发表于:2017-04-07 18:46

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