胸腰椎损伤分类评分系统及其评价

此文章已发表于中华外科杂志2010年第6期

目前，有关胸腰椎损伤的分类方法很多。不同学者使用不同的分类法来报道各自的研究成果，难以对其结果进行比较。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。一个完美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及其评价的相关研究进行综述。上海市同济医院脊柱外科曾至立

一、胸腰椎损伤稳定性的相关理论

胸腰椎损伤是否需要手术治疗取决于外伤后脊柱的稳定性及不稳定程度。在20世纪四十年代末，Nicoll[1]认为脊柱的机械性稳定由四种因素决定，即椎体、椎间盘、小关节及棘间韧带，其中棘间韧带是最主要的。1963年Holdsworth[2]提出了“柱”及后方韧带复合体的概念，将脊柱分为前、后二柱，并按照后方韧带复合体是否损伤将胸腰椎骨折分为稳定性骨折和不稳定性骨折两大类。1968年，Kelly和Whitesides[3]重新定义脊柱二柱理论，认为无论后方韧带复合体是否完整，爆裂性骨折都是不稳定骨折[4]。Panjabi[5]对胸腰椎骨折的进一步研究和认识发现脊柱骨折的稳定性并不是仅决定于后方韧带复合体的完整性。1982年Denis[6]提出了脊柱三柱理论：前柱由前纵韧带、纤维环的前半部分和椎体前半部分组成，中柱由后纵韧带、纤维环的后半部分和椎体后半部分组成，后柱由椎弓、棘间韧带、棘上韧带、黄韧带和小关节囊组成；他认为所有爆裂性骨折均为不稳定性骨折。McAfee等[7]结合生物力学基础研究提出了自己的脊柱三柱理论，其中中柱由后纵韧带、纤维环的后1/3部分和椎体后1/3部分组成；他们认为中柱的损伤程度和受伤机制决定脊柱的稳定性，后方韧带复合体是脊柱稳定的重要因素。临床上一些学者根据后凸畸形程度、椎管内占位情况、椎体高度丢失率及神经功能状况来判断骨折是否稳定，并依此来决定是否需要手术治疗[8-9]。因此，目前对脊柱稳定性的认识尚未达成共识，特别是对软组织在维持脊柱稳定性中的作用存在很大争议。我们认为脊柱损伤的稳定应包括三个方面即椎体、软组织和神经状况，缺一不可，但三个方面的相互关系及对稳定性作用的大小可能不同，有待进一步研究。

二、胸腰椎损伤分类系统：

    1．基于骨折形态描述及损伤机制的分类：对骨折形态描述是基于放射学的诊断，随着放射诊断学的发展，对胸腰椎骨折的认识也逐步深入，表现在对骨折的分类越来越详尽。1938年Watson-Jones[10]将胸腰椎骨折分为简单楔形骨折、粉碎骨折和骨折脱位三种类型。1949年Nicoll[1]在对不同损伤机制的形态学分析基础上，将胸腰椎损伤分为四种主要类型，即前方楔形骨折、侧方楔形骨折、骨折脱位型及椎弓骨折。Holdsworth[2]首先考虑韧带在维持脊柱稳定性中的作用，将胸腰椎骨折按后方韧带复合体是否损伤分为稳定性骨折和不稳定性骨折两大类。Denis[6]在三柱理论的基础上，将胸腰椎损伤分为四大类：压缩性骨折、安全带骨折、爆裂性骨折及骨折脱位型，并进一步细分为16小类。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五个亚型，至今仍有学者在使用。因对爆裂性骨折的不同认识，McAfee等[7]依据自己的脊柱三柱理论将胸腰椎损伤分为以下六型：楔形压缩性骨折、稳定爆裂性骨折、不稳定爆裂性骨折、Chance骨折、屈曲牵张型骨折损伤和剪切性损伤。随着AO/ASIF（Arbeitsge-meinschaft für Osteosynthesefragen/The Association for the Study of Internal Fixation,内固定研究学会）理论在临床的推广，Magerl等[11]在对多中心1400例胸腰椎损伤患者的X线片和CT研究基础上提出了AO分类。该分类根据Holdsworth的二柱理论和受伤机制将损伤分为压缩型、牵张型和旋转暴力型三种基本类型，再根据骨折部位、骨折形态、韧带损伤情况和移位的方向分为不同的亚型，将胸腰椎骨折分为3类9组27型，多达55种。国内也有学者对此做了大量研究，并提出自己的分类方案，如金大地[12]根据损伤机制及其病理形态将胸腰椎骨折分为三类，每类分为二型，每型又分三亚型共18种。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。因此，有学者研究[13-15]胸腰椎损伤程度评分系统，来量化评价损伤严重程度，反映脊柱稳定程度并指导治疗和预测预后。

2．基于损伤严重程度评分的分类系统：McCormack等[13]在研究短节段椎弓根钉固定失败原因的基础上，提出载荷分享分类（load sharing classification, LSC）。根据影像学资料从椎体粉碎程度、骨折片移位程度及后凸畸形矫正程度三个方面进行评分，每项按严重程度行3分制评分，三项得分之和为LSC总评分，评分越高骨折越不稳定。该分类首次量化了损伤的严重程度，但也仅仅考虑了椎体骨折的情况，忽视了软组织及神经损伤对脊柱稳定性的作用。

2005年美国的脊柱创伤研究学组（The Spine Trauma Study Group, STSG)结合患者X线片、CT、 MRI检查及患者的神经损伤情况提出了胸腰椎损伤评分系统（thoracolumbar injury severity score, TLISS）[14]。TLISS主要依据三个方面：(1)基于影像学资料了解骨折的受伤机制；(2)椎体后方韧带复合结构的完整；(3)患者的神经功能状态。后来STSG改进了TLISS，把带有主观色彩的受伤机制改为更为客观的骨折形态描述，并称之为胸腰椎损伤分型及评分系统（thoracolumbar injury classification and severity score, TLICS)[15]。具体标准是：(1)骨折的放射学形态：压缩性骨折1分；爆裂性骨折2分；旋转型骨折3分；牵张性骨折4分。若有重复，取最高分。(2)后方韧带复合体结构的完整性：完整者0分；完全断裂者3分；不完全断裂者或可疑断裂2分。(3)患者的神经功能状态：无神经损害者0分；完全性脊髓损伤者2分；不完全损伤者或马尾综合症者3分。各项分值相加即为TLICS总评分，评分越高代表损伤越严重。该分类首次综合考虑了椎体、韧带及神经功能对脊柱损伤稳定性的作用，并且量化损伤的严重程度，是具有重大意义的一次进步。

三、对胸腰椎骨折分类的评价

Burstein[16]在美国骨与关节外科杂志(The Journal of Bone and Joint Surgery, JBJS)撰写编辑评论时指出，骨折分类系统的本质是应用工具，评价这一工具在临床实践中是否有用，就是看它被不同的医师在不同的时间使用时，能否得出相同的结果，因此对每一种分类均应进行科学系统的评价。Audige等[17]认为，对一种骨折分类的评价应包括三个阶段：第一阶段是分类提出者对分类进行有效性、可靠性评价；第二阶段是多中心对分类有效性及可靠性评价；第三阶段是进行前瞻性临床试验证实其对临床治疗及预后判断的有效性。

1．分类可靠性及有效性评价：可靠性反映了运用同一骨折分类系统阅读同一批患者的影像资料后得出相同结论的能力，分为不同观察者之间的可靠性和同一观察者在不同时间判断的一致性。有效性是指分类系统对骨折真实状况反应的准确程度。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[18]，Kappa值＞0.75说明符合水平很好，＜0.50说明符合水平差。

夏良政等[19]对Denis和Gertzbein两种分类进行评价，结果观察者之间的平均Kappa指数：Denis四类型为0.588，16个亚型为0.134；Gertzbein三类型为0.603，9亚型为0.420。观察者前后的平均Kappa指数：Denis四类型为0.706，16个亚型为0.432；Gertzbein 三类型为0.746，9个亚型为0.511。Wood等[20]对Magerl和Denis分类进行评价，观察者之间Magerl分类的A、B、C三型及九个亚型的Kappa平均值为0.475和0.537，Denis分类的四型16亚型的Kappa平均值为0.606和0.173，观察者前后的符合率Magerl型和亚型分别为0.82和0.67，而Denis分类为0.79和0.56。Magerl、Denis及Gertzbein分类均只有中度的可靠性和有效性，存在不同程度的缺陷。

Dai等[21]对载荷分享分类进行了Kappa分析，45例病例的X线片和CT片经过5名观察者评价得出第一次观察者之间的kappa平均值为0.79，三个月后为0.84，观察者前后的Kappa平均值为0.78，对于该分类的三个组成部分分别进行统计学评价，kappa平均值为观察者之间第一次0.90，第二次0.92，观察者前后0.89。作者认为载荷分享分类有很好的可靠性和有效性。张志成等[22]对48例胸腰段骨折，根据TLICS系统进行评定，3 个月后进行再次评估，使用Cohen加权Kappa系数对观察者间一致性和可重复性进行分析，计算TLICS亚类Kappa系数位于中度和较高可靠性之间(0.43～0.72) ，TLICS系统可重复性的Kappa系数则位于中度和较高度可重复性之间(0.55～0.76)，TLICS系统诊断准确率为95.1%，敏感性87.5%，特异性96.8 %，认为TLICS分类系统具有较高的可靠性和可重复性。

2.分类对临床治疗和预后的指导意义：根据Denis的三柱理论及其分类[3]，所有爆裂性骨折均为不稳定损伤，可导致神经功能进一步的损伤，需手术治疗。但许多研究发现无神经损伤的胸腰椎爆裂性骨折行保守治疗后极少出现或不出现神经功能的损害，说明该分类对指导治疗的意义不大。Weninger[23]分析了136例保守治疗胸腰椎压缩及爆裂性骨折的影像学资料及功能评估，发现保守治疗对胸腰椎爆裂性骨折安全有效。2003年，Wood[24]发表了一篇关于胸腰椎爆裂性骨折治疗的前瞻性随机对照文章，对47例无神经损伤的胸腰椎爆裂性骨折的患者随机行手术治疗和保守治疗，经平均44个月的随访，发现在手术治疗和保守治疗组之间，无论放射学评价或者功能评价（包括SF-36评价）差异均无统计学意义。

McCormack[6]提出LSC时指出，该分类仅用于指导选择手术固定方式，对于＜7分的骨折可以行后路短节段固定，对于≥7分的严重骨折单行后路短节段固定，内固定失败率高。Dai[25]回顾性分析了127例经平均7.2年随访的爆裂性骨折保守治疗的病例，分析患者后凸复位丢失率及功能情况和受伤时LSC评分之间的关系，认为LSC评分能指导临床对患者是否行手术治疗。Korovessis等[26]对40例LSC评分＞6分的L2～4椎体骨折患者进行前瞻随机研究发现，对于LSC评分＞6分的爆裂性骨折，短节段椎弓根螺钉固定不能有效维持复位，达不到满意的临床疗效。Dai等[27]在一项5～7年的前瞻随机对照临床试验中发现，对于载荷分享评分≤6分的胸腰椎爆裂性骨折，短节段椎弓根螺钉内固定安全有效。LSC分类对指导临床工作特别是对于选择手术固定节段，防止内固定松动、断裂及骨折复位再丢失有指导意义。
    TLICS[15]建议≥5分者应考虑手术治疗，≤3分者考虑非手术治疗，4分者可选择手术或非手术治疗，并建议根据神经功能状态和后方韧带复合体的损伤情况决定手术入路和手术方式。该分类系统建议：（1）来自前方压迫的不完全的神经功能损伤需行前路手术减压内固定；（2）后方韧带复合体的损伤行后路手术；（3）既有不完全神经功能损伤又有后方韧带复合体损伤的行前后联合入路手术。目前尚未检索到该分类对临床指导意义的评价文章。

四、小结与展望

在处理胸腰椎损伤时，除骨结构的损伤外，应重视软组织损伤的情况，包括韧带结构与椎间盘等。忽视软组织损伤的存在常常影响治疗结果[28]。早期损伤分类仅仅根据X线片的骨折形态学将骨折进行简单分类，对后方韧带复合体是否损伤只能从体检和X线片见棘突分离来判断，易对后方韧带复合体损伤漏诊，对临床的指导有限，也不能判断预后。Denis和Magerl分类太复杂，其有效性及可靠性低，对临床的指导意义有限。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分类结合MRI检查，特别是T2加权的抑脂序列矢状位图像对后方韧带复合体损伤的诊断敏感性明显提高，可以综合考虑脊柱椎体骨折形态、韧带损伤和神经功能，并量化损伤程度。该分类有很好的可靠性和有效性，并能根据分类结果来指导临床工作，是值得在临床推广和应用的分类方法。但该分类仍需完善，特别是量化的标准是否真正的反映了脊柱稳定程度，需要临床实验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。

 

参 考 文 献

[1]       Nicoll EA. Fractures of the dorso-lumbar spine. J Bone Joint Surg Am, 1949, 31B:376-394.

[2]       Holdsworth F. Fractures, dislocations, and fracture-dislocations of the spine. J Bone Joint Surg Am, 1970, 52:1534-1551.

[3]       Kelly RP, Whitesides TE, Jr. Treatment of lumbodorsal fracture-dislocations. Ann Surg, 1968, 167:705-717.

[4]       Whitesides TE, Jr. Traumatic kyphosis of the thoracolumbar spine. Clin Orthop Relat Res, 1977, 128:78-92.

[5]       Panjabi MM, Hausfeld JN, White AA, 3rd. A biomechanical study of the ligamentous stability of the thoracic spine in man. Acta Orthop Scand, 1981,52:315-326.

[6]       Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries. Spine (Phila Pa 1976), 1983, 8:817-831.

[7]       McAfee PC, Yuan HA, Fredrickson BE,et al. The value of computed tomography in thoracolumbar fractures. An analysis of one hundred consecutive cases and a new classification. J Bone Joint Surg Am, 1983, 65:461-473.

[8]       El-Awad AA, Othman W, Al-Moutaery KR. Treatment of thoracolumbar fractures. Saudi Med J, 2002, 23:689-694.

[9]       Hitchon PW, Torner JC, Haddad SF,ey al. Management options in thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol, 1998, 49:619-626.

[10]    R.Watson-Jones. The results of postural reduction of fractures of the spine. J Bone Joint Surg Am, 1938, 20:567-586.

[11]    Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD,et al. A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J, 1994, 3:184-201.

[12]    金大地, 杨守铭, 于娜沙, 等. 胸腰椎骨折分类及病理形态特点.中华外科杂志, 2000, 38: 811-814.

[13]    McCormack T, Karaikovic E, Gaines RW. The load sharing classification of spine fractures. Spine (Phila Pa 1976), 1994, 19:1741-1744.

[14]    Vaccaro AR, Zeiller SC, Hulbert RJ, et al. The thoracolumbar injury severity score: a proposed treatment algorithm. J Spinal Disord Tech, 2005, 18:209-215.

[15]    Vaccaro AR, Lehman RA, Jr., Hurlbert RJ, et al. A new classification of thoracolumbar injuries: the importance of injury morphology, the integrity of the posterior ligamentous complex, and neurologic status. Spine (Phila Pa 1976), 2005, 30:2325-2333.

[16]    Burstein AH. Fracture classification systems: do they work and are they useful? J Bone Joint Surg Am, 1993, 75:1743-1744.

[17]    Audige L, Bhandari M, Hanson B,et al. A concept for the validation of fracture classifications. J Orthop Trauma, 2005, 19:401-406.

[18]    张世民，李海丰，黄轶刚. 骨折分类及功能评价. 北京: 人民军医出版社; 2008,3-5.

[19]    夏良政，徐宏光，姜宗圆，等. 两种常用胸腰椎骨折分类系统的临床价值. 中国骨与关节损伤杂志, 2006, 21:702-704.

[20]    Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, Arnold PM, Harris MB, Mehbod AA. Assessment of two thoracolumbar fracture classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am, 2005, 87:1423-1429.

[21]    Dai LY, Jin WJ. Interobserver and intraobserver reliability in the load sharing classification of the assessment of thoracolumbar burst fractures. Spine (Phila Pa 1976), 2005, 30:354-358.

[22]    张志成，孙天胜，李放，等. 胸腰椎损伤分类及损伤程度评分系统的初步评估. 中国骨与关节损伤杂志, 2009, 24:18-21.

[23]    Weninger P, Schultz A, Hertz H. Conservative management of thoracolumbar and lumbar spine compression and burst fractures: functional and radiographic outcomes in 136 cases treated by closed reduction and casting. Arch Orthop Trauma Surg, 2009, 129:207-219.

[24]    Wood K, Buttermann G, Mehbod A, et al. Operative compared with nonoperative treatment of a thoracolumbar burst fracture without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am, 2003, 85-A:773-781.

[25]    Dai LY, Jiang LS, Jiang SD. Conservative treatment of thoracolumbar burst fractures: a long-term follow-up results with special reference to the load sharing classification. Spine (Phila Pa 1976), 2008, 33:2536-2544.

[26]    Korovessis P, Baikousis A, Zacharatos S, et al. Combined anterior plus posterior stabilization versus posterior short-segment instrumentation and fusion for mid-lumbar (L2-L4) burst fractures. Spine (Phila Pa 1976), 2006, 31:859-868.

[27]    Dai LY, Jiang LS, Jiang SD. Posterior short-segment fixation with or without fusion for thoracolumbar burst fractures. a five to seven-year prospective randomized study. J Bone Joint Surg Am, 2009, 91:1033-1041.

[28]    杨子明，郭昭庆，党耕町，等. 胸腰椎骨折诊断与治疗热点问题高峰论坛纪要.中华外科杂志, 2006, 8:505-508.