骨折的分类和损伤机制

二、骨折的分类和损伤机制

多年来,很多学者一直致力于设计一种脊柱通用的创伤分类方法,但到目前为止尚未实现。甚至,仅针对颈椎创伤的分类方法也不适用于上颈椎。由于上颈椎的独特结构,人们不得不对创伤性滑脱进行单独分类。目前有多个不同的针对创伤性滑脱的分类体系,它们基于下面一些归类原则:①解剖或影像学描述;②损伤机制;③残留不稳定的程度。

Francis等参照White和Panjabi最新版的《脊柱临床生物力学》,运用稳定一不稳定的分类并且考虑神经的状况和小关节的完整性来指导治疗,虽然这个尝试在分类时将神经损伤和稳定性一同考虑,但它未能说明损伤的机制而忽略了这种特殊损伤的一个重要因素,所以在对具体损伤选择治疗的方式时没有任何帮助,因而尚未被广泛接受。

Effendi将稳定性概念引入创伤性滑脱的分类,根据枢椎椎弓骨折的稳定程度将其分为以下3型:

Ⅰ型:稳定骨折,骨折线可以涉及椎弓的任何部位,C2~3椎体间结构是正常的。

Ⅱ型:不稳定骨折,枢椎椎体显示屈曲或伸展成角或明显的向前滑脱,C2~3椎体间结构已有损伤。

Ⅲ型:移位的骨折,枢椎椎体向前移位并有屈曲,C2~3小关节突关节发生脱位或交锁。

1985年,Levine和Edwards根据骨折的形态和稳定程度,结合损伤机制将创伤性枢椎滑脱分为以下4型:

Ⅰ型:骨折有轻微的移位,韧带损伤轻微,是稳定的骨折,占28.8%。损伤机制是过伸加轴向载荷造成枢椎椎弓在伸展位上断裂。

Ⅱ型:骨折有超过3mm的前移和不显著的成角,是不稳定骨折,占55.8%。损伤机制是过伸和轴向载荷引起椎弓近乎垂直的骨折,随后突然的屈曲导致椎间盘后部纤维伸展和椎体的前移、成角,C2~3椎间盘可因这种损伤机制中涉及的突然屈曲力量而破裂。

Ⅱa型:是Ⅱ型骨折一种变型,C2~3椎间显示严重的成角和轻度的前移,骨折线通常不是垂直的,而是从后上到前下斜形通过枢椎椎弓,占5.8%。损伤机制是屈曲占主要成分并伴有牵张成分的暴力。(https://www.daowen.com)

Ⅲ型:双侧椎弓骨折伴后侧小关节突的损伤,通常伴有椎弓骨折的严重移位和成角及一侧或两侧的小关节突脱位,占9.6%。损伤机制是屈曲暴力加轴向压缩。

由Effendi等提出,后来经Levine和Edwards修改的分类法形成了上颈椎分类的基本框架,并且有利于对损伤机制理解和临床治疗方法选择的指导。现在大多数的创伤性前滑脱发生于交通事故,这主要是一种突然减速性损伤,患者的头部向前迅速移动,并撞击挡风玻璃,这通常对脊柱施加了一定程度的轴向负荷,此时更为重要的是撞击后的过度伸展。虽然早期学者们用单纯的过伸机制能解释所有的骨折,然而,过伸和轴向负荷却不是造成这种创伤的唯一机制。Levine最初描述了四种损伤,后来有学者补充了第5种损伤类型:Ⅰa型。

目前最常用的分类法是基于对C2~C3成角和移位的测定。移位的测量是侧位片上在C2~3椎间盘水平C2、C3椎体后缘分别画垂线,测量垂线间距离;成角是C2、C3椎体后缘分别画线,测量两线交角的度数。在Levine等最初描述的4种类型基础上,后来有学者补充了第5种类型,即非典型类型。

Ⅰ型骨折是紧靠枢椎椎体后的神经弓的骨折,双侧关节间部骨折位于神经弓相同的部位,双侧骨折线基本平行,并且垂直于皮质骨表面。通常在侧位的X光片上可以看到明显的骨折线,最初的X光片上骨折的移位通常<3mm,并且没有成角。典型的Ⅰ型骨折是过伸及轴向应力共同作用的结果,而且应力大小刚好造成神经弓骨折。这型骨折没有椎间盘和韧带结构的损伤,也不足以造成明显的移位和成角。这种损伤中C3椎体前上角没有压缩性骨折,并保持完整,在常规侧位片上可以显现。在确诊Ⅰ型骨折时,需要在监护下给神经功能完好的骨折患者拍摄立位的头颈部过伸过屈位X线平片。因为仰卧位时(最初X线检查大多数采用这个体位),颈部常位于后伸位,这样会使Ⅱ型骨折复位而误认为Ⅰ型骨折。因此,确定此型骨折需要影像学的标准位和屈伸动力位X线平片。事实上,Ⅰ型骨折的这种相对稳定是由椎间盘和韧带结构的完好所致。

随着影像技术的发展,Ⅰa型骨折逐渐被认识,并被称为非典型的Hangman骨折。同其他Ⅰ型骨折一样,在常规颈椎侧位片上没有或仅有轻微的成角和移位。骨折线通常不平行,在X线平片上不能被识别,所以比Ⅰ型骨折更容易被忽略。但此时有间接影像的改变,最常见的X线特征是C2椎体明显伸长,对比椎体前缘可以看到有2~3mm的前移。Ⅰa型骨折是由过伸加上侧方弯曲的联合应力造成的,产生了不对称的骨折线,虽在平片上不易识别,但在上颈椎轴向的CT断层扫描图像上很容易确定。骨折线常是倾斜的,一侧的骨折线可以延伸进入C2椎体(通常穿过横突孔,导致椎动脉孔变形),而对侧的骨折线位于神经弓偏后的部位。在屈伸动力侧位片上,这种骨折通常被证实是稳定的。在决定治疗时可不必考虑骨折线的偏斜。事实上,它究竟是一个单独的骨折类型,还是骨折线不对称的Ⅰ型骨折或个别Ⅱ型骨折,仍存在争议。

Ⅱ型骨折可以分为两组:Ⅱ型和Ⅱa型。Ⅱ型骨折是指骨折移位超过3mm并有明显的成角。成角和移位的大小取决于两个因素,首先是拍摄X光片时所采用的体位,患者仰卧位时颈椎通常轻微后伸,可使骨折部分复位;其次是损伤中传导到椎间盘的应力的大小,破裂力的大小关系到向前移位的程度。Ⅱ型损伤是一种联合损伤,开始是过伸加上轴向应力造成同Ⅰ型损伤类似的神经弓的骨折,大多数骨折紧靠椎体后侧,在冠状面上是对称和垂直的。紧接着的暴力是屈曲暴力,作用于后弓断裂之后,将椎间盘从后向前撕裂。前纵韧带通常从C3椎体前缘剥离(但没有断裂),C2椎体的下角对C3椎体前上角造成挤压性损伤。如暴力继续存在,C2的前下角撞击C3的前上角,导致其骨折。这种联合损伤机制与车祸伤非常一致,在车祸中患者的颈部先后伸,然后由于减速而屈曲。

这种创伤机制可归纳如下:过伸应力仅造成神经弓骨折,而屈曲应力造成椎间盘撕裂,通常伴有韧带的剥离,从而导致C2在C3上的向前半脱位,因此该型骨折的不稳定性也与联合损伤机制有关。认识这种损伤机制有一个过程,最初学者们认为在Ⅰ型骨折的基础上,过伸暴力的继续,将椎间盘由前向后撕裂,并将前纵韧带从C1上撕脱。如果是这样,则C2~3的间隙应是增大的,但侧位片显示C2~3间隙变小。另外,如果过伸是最初的损伤机制,则后纵韧带和椎间盘后部就不会损伤,那么明显移位的不稳定就不会发生。明确了损伤机制,就不难理解治疗此型骨折是应该取轻度过伸位,牵引重量为13.6kg了。

Ⅱa型骨折是Ⅱ型骨折的重要变型,移位很小或没有,但通常可以看到明显的成角,特别是颈部位于后伸的位置。此型损伤中成角可超过15°,而移位很少超过3mm。Ⅱa型骨折一个重要的有别于Ⅱ型骨折的影像学特征是骨折线的方向,它并非冠状面上位于椎弓根与椎体后部连接处垂直的骨折线,而是从前下至后上贯穿整个关节间部分的,并且通常是斜形的骨折线。如果骨折块的嵌插是沿着骨折线的方向,那么就会成角。这型骨折是屈曲分离暴力的直接结果,神经弓在屈曲暴力的作用下骨折,骨折线方向从后上向前下,并且椎间盘自后向前撕裂,通常不伤及前纵韧带。因为没有受到轴向负荷及屈曲暴力,所以C3椎体的前上角没有挤压伤。如果对此型损伤的患者进行牵引,将会加大成角,因为这是屈曲分离的损伤机制。它会使一些医生产生疑惑,因为接受牵引的患者出现明显的椎间隙增宽。此型损伤相对较少,发生率在枢椎创伤性滑脱中占不到10%。

Ⅲ型骨折据文献报道存在多种形式,然而最常见的形式是在Ⅰ型骨折的基础上合并C2~C3双侧关节突关节脱位,另外一些可能的形式包括单侧关节突骨折合并对侧神经弓骨折。这种骨折关键的特征是在经典模式中C2的后弓是一个自由漂浮的骨块,由于C2的下关节突因C2~C3后侧副韧带断裂而脱位,合并更接近峡部部位的骨折,故脱位不能被闭合复位,这是唯一需要手术治疗的骨折类型。这型损伤的机制尚不清楚,可能是一个屈曲分离的损伤造成双侧小关节脱位,随之由过伸的暴力造成创伤性前滑脱。如果以相反的机制阐述则不能解释小关节脱位,因为在这个特殊的结构中,C2椎体和下关节突之间应该没有连接。

Ⅲ型骨折还有一种类型,可以称为C2~C3的创伤性前滑脱,其是C2双侧椎板的骨折或是C2双侧下关节突的骨折,但是,这些患者没有并发双侧椎弓根的骨折。由于极其“形似”而易被误认为Ⅱ型创伤性滑脱。由于屈曲加旋转损伤机制的作用,它们非常不稳定,并能造成相当明显的滑脱。这型骨折也可以合并明显的C2~3椎间盘损伤,并且像其他小关节骨折脱位一样,可以合并C2~3椎间盘突出。