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病名創傷性樞椎前滑脫
別名hanged-man骨折、Hangman骨折
【概述】

樞椎的骨折、脫位是於1866年由Haughton在一名被處絞刑的罪犯身上第一次發現并描述、1931年,Wood-Jones注意到在絞刑中將絞索的繩線結置於頦下總是造成同一種致命的樞椎骨折、脫位(雙側椎弓根骨折)。1965年,Schneider等人於汽車事故或其他突然減速的事故(如跳水時額部觸及池底)中發現了同樣的損傷,而第一次提出術語「Hangman骨折」并作為這種損傷的稱謂,逐漸被眾多作者所採用。也有人對此提出異議,如Nijima認為這個術語不準確,因為「hang-man」的定義是「一個吊起另一個人的人」(即絞刑執行者),按照Garfin和Rothman的觀點,這種損傷(Hangman骨折)是每位絞刑執行者力爭達到的一種情況,因而建議將其更名為「hanged-man骨折」。實際上,這種損傷常表現為樞椎前脫位,因此更為適合的名稱應是「創傷性樞椎前滑脫(Traumatic spondy-lolisthesis of the axis)」,因為創傷的結果是樞椎的後結構發生骨折,其定義為:樞椎雙側椎弓根骨折,伴或不伴前滑脫。近來,有些作者以「不典型的Hangman骨折」為題,報導了一些骨折線涉及椎體的樞椎骨折、脫位。嚴格地說,這是樞椎椎體骨折,而非Hangman骨折。

【病理改變】

解剖和生物力學特點

樞椎作為整個枕頸部複合體與下位頸椎的連接部,在脊柱的生物力學上有很重要的意義。其前柱的上部是齒狀突,與寰椎前的弓和橫韌帶及其他附屬結構構成寰樞關節;下方藉椎間盤和前、後縱韌帶與C3椎體連結;其後柱的椎板和棘突均較為寬厚與堅實,棘突較長且尾部分叉,與其他頸椎棘突有明顯的形態上的區別,在頸椎後路手術中,可作為定位的解剖標誌;其中柱則較為薄弱,上關節突靠前,下關節突靠後,兩關節突之間為一狹窄的骨質連結,通常稱為峽部,其間又有一椎動脈孔穿越,在解剖上屬於一個脆弱部位。

從生物力學觀點考慮,一個軸向的壓力從上到下呈漏斗狀到樞椎平面合為一條力線,通過峽部(圖1)。一個伸展力量作用於齒狀突產生一個集中點,迫使它在矢狀面上繞X軸旋轉,這個力依靠兩個力平衡:一邊是張力,作用於前縱韌帶、椎間盤和後縱韌帶;另一邊是壓力,作用於C2~3的小關節突關節。這兩個相等和相對的力產生了一個平衡點,位於樞椎上、下關節突之間的峽部(圖2),恰好也是解剖上的薄弱處,當應力超出其極限時,將導致骨折。

圖1 自上而下暴力以第二頸椎椎弓為力的焦點

圖2 伸展暴力作用於齒狀突,在樞椎椎弓根產生最大力矩

損傷機制

幾個主要的損傷機制:(1)如上所述的超伸展外力是樞椎峽部斷裂的一個主要的損傷機制;(2)如同絞刑中使用頦下繩結的機制。已有大量的研究確定這種損傷,稱為Hang-man骨折,有折發生在側塊最前面的部分,或進入椎弓根,並有前縱韌帶、椎間盤和後縱韌帶的斷裂。其損傷機制是過伸加上突然和猛烈的牽張暴力,造成顱頸分離,即樞椎椎體和顱寰結構作為一個整體向上分離,後方的樞椎後結構與C3的連結仍是完整的。(圖3),常造成脊髓橫斷并立即死亡。但也有承受了這種損傷的一些報導,既使存在有短暫的神經症狀,這個區別被解釋為載荷方向和重量,以及施加時間不同所致。作為絞型犯,他必須被「頸部懸吊一直到死」,隨著時間的延長,關鍵的軟組織達到衰竭負荷,引起顱頸分離和死亡;(3)在車禍或跳水事故中,損傷機制為過伸加軸向壓縮暴力。伸展是由於身體前衝,前額撞擊在傾斜的車窗玻璃或游泳池底所致,也涉及了軸向的壓力,可能還有旋轉的成分。Rogers注意到相當多的附屬於樞椎骨折的頸3椎體壓縮性骨折,還有其他不能用一種簡單的伸展機制來解釋的損傷,他的患者中有1例伴有C7~T1關節突骨折,這強烈提示軸壓力相反,汽車事故或其他減速事故中是過伸伴軸向壓縮暴力作用於樞椎;(4)在少數情況下,屈曲損傷是Hangman骨折的原因。

圖3 絞刑所致顱頸分離

實際上,有一大群樞椎弓根骨折的病例,其損傷的組合依據涉及的具體暴力矢量而定,包括暴力的大小、方向、作用點及作用時間。總的來說,暴力到達時脊柱各結構的位置,特殊患者其脊柱結構的獨特的力學特徵都決定了特別的損傷、破壞的結構成分和移位的程度。當醫師觀察到一個創傷性樞椎前滑脫時,X軸的彎曲是致傷暴力的主要組成部分,而最可能涉及的機制是過伸。

【臨床表現】

表1 Hangman骨折的Francis分類

等級 移位 成角(度)
<3.5mm <11
<3.5mm >11
>3.5mm或<0.5椎體寬度 <11
>3.5mm或>0.5椎體寬度 >11
椎間盤破裂   

分類

一直到1981年,才出現Hangman骨折分類的標準。首先是Francis等按照骨折移位、成角和韌帶的不穩定情況將Hangman骨折分為5個等級(表1)。移位的測量是在側位片上C2、C3椎體後下緣分別畫垂線、測量垂線距離;成角是C2、C3椎體後緣分別畫線,測量兩線交角的度數。(圖1)

圖1 Hangman骨折水平移位及成角的測量

Ⅰ級骨折被認為是穩定的,Ⅱ~Ⅳ級骨折是不穩定的,Ⅴ級骨折意味著移位超過C3椎體矢狀直徑的一半或成角畸形已造成至少一側C2~3間隙大於正常頸椎間盤的高度。

同年,Effendi等根據骨折的穩定程度將其分為三型:Ⅰ型是穩定的骨折,骨折線可以涉及椎弓的任何部位,C23椎體間結構是正常的;Ⅱ型骨折是不穩定的骨折,樞椎椎體顯示屈曲或伸展的成角或明顯的向前滑脫,C23椎體間結構已有損傷。Ⅲ型骨折是移位的骨折,樞椎椎體向前移位並有屈曲,C23小關節突關節發生脫位或交鎖(圖2)。

圖2 Hangman骨折的Effendi分類

1985年,Levine和Edwards根據骨折的形態和穩定程度結合損傷機制將其52例創傷性樞椎滑脫的患者分為四型;Ⅰ型骨折有輕微的移位,韌帶損傷輕微,是穩定的骨折,占28.8%;損傷機制是過伸加軸向載荷造成樞椎中弓在伸展位上斷裂。Ⅱ型骨折有超過2mm的前移和顯著的成角,是不穩定骨折,占55.8%;損傷機制是過伸和軸向載荷引起中弓近乎垂直的骨折,隨後突然的屈曲導致椎間盤的後部纖維伸展和椎體的前移和成角,C23椎間盤可因這種損傷機制中涉及的突然屈曲成分而斷裂。ⅡA型骨折是Ⅱ型骨折的一種變型,C23間顯示嚴重的成角和輕度的前移,骨折線通常不是垂直,而是從後上到前下斜形通過樞椎椎弓,占5.8%。損傷機制是屈曲占主要成分并伴有牽引成分的暴力。Ⅲ型骨折是雙側弓根骨折伴後側小關節突的損傷,通常伴有中弓骨折的嚴重移位和成角,及一側或兩側的小關節突脫位,占9.6%。損傷機制是屈曲暴力加軸向壓縮(圖3)。

圖3 Hangman骨折的Levine-Edwards分類

筆者認為,Levine和Edwards的分類方法結合了骨折形態和損傷機制,對治療方法的選擇有指導意義。

儘管從解剖角度看創傷性樞椎前滑脫是十分危險的損傷,但神經損害的發生率相對較低,甚至有時令人難以置信。如Levine的52例中僅有4例伴頸脊髓損傷,而不相關的神經損傷如閉合性顱腦傷有11例。Brashear的29例此類骨折患者,初期症狀1例左上肢癱瘓,6小時後恢復;1例全身暫時性麻木;1例脊髓中央管綜合徵;5周後僅殘留左上肢無力;另有1例四肢癱,25天後全身完全恢復。也有神經損害發生率相對較高的報導,Tan報導的一組31例患者中20例無症狀,7例不完全四肢癱(3例中央管綜合徵),2例不完全的截癱,2例Brown-Sequard綜合徵;2例完全的膀胱功能障礙。Marar的15例中11例併發不同程度的神經損害,其中6例24小時後即告恢復,5例時間稍長,但在3天~3個月內也全獲得恢復。此類損傷的神經損害發生率和損害程度較低可能是由於前方骨折塊向前移位產生中弓缺損并造成實際上椎管的擴大,脊髓也隨之前移,而免受了寰椎後弓的壓迫。但當骨折線涉及樞椎椎體時,樞椎椎體後下方骨質仍留在原位,則出現了脊髓受壓的危險(圖4)。

圖4 骨折線涉及樞椎椎體後方骨折塊壓迫脊髓

最常見的主訴是頸部疼痛和僵硬,其次是麻木和無力,外傷史是明確的,常是車禍或墜落。另一臨床特點是合併有頭和頜面部的損傷,位於前額或下頦,多為皮膚挫傷。有時可有其他椎體和長有骨的骨折。如Tan的31例中有18例伴額部軟組織的損傷,15例有其他椎體(5例)和長骨(10例)骨折。Levine的52例中也有13例其他部位骨折。此外,Okuchi報導1例合併右側椎動靜脈瘻。

【診斷】

在整個頸椎骨折脫位中,創傷性樞椎前滑況占4~7%,如缺乏準確的外傷史或對該損傷特點認識不足,會造成漏診。有時損傷較為複雜,伴有多發傷,尤其是存在明顯的致命性非頸部傷時,更會引開醫師的注意力,而造成頸椎傷被忽視。再次強調頸椎常規片對外傷後頸部疼痛患者的重要性。對懷疑診斷的患者,不要放過,反覆檢查直到肯定或排除診斷。通過詳盡的病史瞭解和體格檢查,掌握暴力的作用點及方向,結合影像學檢查,判斷其損傷機制,并可引導治療方案的選擇。診斷需包括:(1)骨折的分類;(2)有無神經損傷;(3)有無伴隨傷;(4)是否為多發傷。

影像學檢查

普通X線檢查包括頸椎常規片和斷層片。創傷性樞椎前滑脫的診斷主要依靠側位片。側位片可清楚地顯示骨折線及移位的成角的情況。據此可作出骨折類型的影像學診斷。在醫師陪同保護指導下,謹慎地作頸椎伸、屈位拍片,可進一步提供骨折穩定情況的信息。有時尚需作斷層檢查才能清楚顯示骨折線。X線的典型表現是雙側樞椎椎弓根骨折,骨折線呈垂直或斜形,樞椎椎體可有不同程度的移位和成角畸形。另需注意寰椎、下頸椎有無伴隨骨折,對嬰幼兒還需注意樞椎椎弓根先天性缺損或軟骨連結的可能。

檢查其他損傷部位可瞭解有無多發傷的情況。

CT檢查可清楚顯示骨折線,移位情況及與椎管的關係。CT三維重建有肋於對骨折形態的全面瞭解。MRI檢查可瞭解脊髓及周圍軟組織的情況,對整個損傷可有全面的評估,并為手術入路的選擇提供依據。

【治療措施】

治療方法的選擇取決於骨折的穩度程度,大多數創傷性樞椎前滑脫患者採用密切關注的非手術治療可以獲得僅有最小畸形的堅固的骨性癒合,不融合的發生率很低。

非手術治療

非手術治療包括頭頸胸石膏、石膏頸托,Halo支架和牽引。

對穩定的骨折(Levine-Edwards Ⅰ型)可直接採用石膏固定12周,拍片複查獲得骨性融合後改用頸托固定6周。對不穩定的骨折(Levine-EdwardsⅡ型)可行牽引復位,入院後行床邊拍片,觀察搬運途中有無移位,可從小重量開始牽引,起始2kg,漸加重到4~5kg,根據損傷機制、移位和成角情況選擇牽引方向及頸部位置,密切的X線複查瞭解牽引效果,如發現牽引後移位加重或過牽,須立即調整,減重量或改變牽引方向,觀察到復位後,改中立位牽引2kg維持3~6周,以制動和維持復位,然後帶Halo支架下地活動,注意在骨折初期,Halo石膏并不能取得和維持復位,過早帶Halo支架下地可能造成再移位,待傷後3個月期滿後,骨折常能癒合,儘管帶有一個最初的間隙,C23常自發融合。

對Levine-EdwardsⅡA型骨折的識別是重要的,此型骨折患者行牽引治療後會造成C23分離和移位加重,推荐的治療是Halo支架制動並在影像學監測下施行輕度的加壓,以取得和維持解剖復位。在X線片顯示已獲得解剖復位後繼續Halo支架制動12周,觀察到骨折癒合後,改用塑料頸托維持6周。

一些醫師強烈地反對牽引,尤其在影像學檢查提示C23的纖維環和韌帶已有斷裂的情況下,牽引可能產生較大的過牽。但也有原始X線片顯示較大的C23分離而採用牽引獲得接觸解剖復位的報告。顯然,小心的,輕重量的牽引可以在外固定前或手術前被採用,以改進復位,解除肌肉痙攣和獲得軟組織的修復,但必須在密切觀察之下,一旦發現過牽,需立即停止。

手術治療

顯然,Levine-EdwardsⅢ型骨折是唯一需要手術治療的Hangman骨折,因後方的小關節突骨折和脫位若不予復位,可引起待續的頸部疼痛。可行後路手術復位及「∞」字鋼絲固定植骨融合術,然後Halo支架制動,以獲得植骨的融合和骨折的癒合。C23前方韌帶和椎間盤的斷裂,可造成該節段的極度不穩,有時牽引難以持續復位,需行手術固定,術式有後路椎弓根釘內固定術,C23開槽植骨融合術,前路鋼板內固定術。術後給予有效的外固定制動作為保護,直到有骨性融合的X線表現。手術的目的是減壓、復位及提供穩定。Matsumoto等報導1例涉及樞椎椎體的樞椎椎弓根骨折患者,MRI提供脊髓壓迫來自後方──枕骨大孔和寰椎後弓,開始行顱骨牽引治療,幾天後拍片複查見未復位,而神經症狀加重,行枕骨大孔減壓,寰椎後弓切除減壓、枕頸融合術,并予Halo支架制動,術後幾天內神經症狀改善,術後12周X線顯示牢固的融合,此後改用頸托保護。此時複查MRI,提示高位頸脊髓已獲減壓,膜下間隙正常。

【預防】

關於創傷性樞椎前滑脫的預防,在汽車事故中安全帶的使用可以大大減少這種損傷,當然,對交通法規的遵守是最有益處的。

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