特发性脊柱侧凸后路手术的研究进展

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　　 【摘要】 特发性脊柱侧凸（IS）影响患者外观、心肺功能发育，更甚者可伴有脊髓神经功能障碍，其手术治疗是脊柱外科的难点。本文针对特发性脊柱侧凸的后路手术方式：后路脊柱内固定系统、脊柱选择性融合、直接去旋转技术的研究进展进行综述，期望获得最佳手术方式，提高患者生活质量。
　　 【关键词】 脊柱侧凸 后路手术 外科治疗
　　 [Abstract] Idiopathic scoliosis （IS） affects the appearance of the patient， the development of cardiopulmonary function， and even more with spinal nerve dysfunction. The surgical treatment is a difficult point in spinal surgery. This article reviews the posterior surgical approach of idiopathic scoliosis： the development of posterior spinal internal fixation system， selective fusion of spine， and direct vertebral rotation. It is expected to obtain the best surgical method and increase the quality of life of patients.
　　
　　 特发性脊柱侧凸（idiopathic scoliosis，IS）是常见的脊柱畸形，以脊柱在冠状面上偏离躯体中线，水平面上椎体、附件的旋转及矢状面上生理曲度的变化，或伴有肋骨旋转、椎管发育不良为主要特征[1]。测量标准是在X线平片上测量冠状面角度，依据Cobb测量法，国际脊柱侧凸研究学会（SRS）规定10°或10°以上可诊断为脊柱侧凸，不足10°的患者被认为存在脊柱不对称[2]。在诊断IS前需排除引起侧凸的其他原因，如先天性、神经肌肉型（发育性或后天获得性）、功能性、炎症性或感染性、病理性等[3]。IS根据发病年龄可分为三种类型：婴幼儿型（0～3岁）、少儿型（4～10岁）、青少年型（10～18岁）[4]。IS不仅影响患者外观、心肺功能发育，更甚者伴有脊髓神经功能障碍，同时也对患者心理健康和生活质量产生不同程度影响，因此采取积极有效地治疗方式势在必行[5]。
　　 基于IS的自然病程或进展程度，目前有以下治疗方案：观察、热塑型和石膏支具以及手术[6]。同时有以下方法被认为可减缓或阻止侧凸的进展，如电刺激和理疗等，但这些方法均未被科学证实能替代传统治疗[6]。IS的治疗应该是以侧凸的进展情况和患者脊柱发育成熟后的风险为依据[7-8]。少儿型和青少年型的侧凸患者，如果预料到脊柱发育成熟后将会带来较大的风险，则需要早期手术干预[9]。虽然很多医生提议Cobb角>50°才需要手术，但这不是绝对的手术指针。对于骨骼发育未成熟的侧凸患者，根据侧凸的进展程度，Cobb角在40°～50°也可能需要手术。目前对于婴幼儿型侧凸是否需要手术是有争议的，对于Cobb角>45°或胸腰段/腰段Cobb角>40°的婴幼儿可能需要手术[8，10]。Dickson等[11]十分重视对胸椎前凸的有效矫正，胸椎前凸对肺的发育以及肺功能都有严重影响，患者进行支具治疗时可能加速胸椎前凸的进展。所以，对伴有胸椎前凸的患者，可能需要更积极的手术治疗[11]。
　　 目前，IS手术治疗的主要术式包括单纯前路、单纯后路、前后路联合。随着椎弓根螺钉技术的普及，后路手术相比于前路手术有更多的优势，能够获得良好的矫形效果、强大的矫形力量以及稳定的三柱固定[12]。此外，前路手术置钉时需刺破对侧皮质，增加胸主动脉损伤风险[13]，而后路手术可有效避免前路手术造成的胸廓破坏和肺部损伤[14-15]。目前临床上大都采用后路椎弓根螺钉系统+脊柱选择性融合+直接去旋转技术进行手术矫形，其创伤较小，矫形效果满意。因此，本文就IS后路手术的研究进展进行综述。
　　1 后路脊柱内固定系统
　　 在IS矫形中，最理想的固定是提供坚强内固定，并且达到脊柱的三维矫形。Harrington[16]在1962年报道了第一种有效治疗IS的内固定系统。在之后的30多年里，应用Harrington内固定系统，进行后路全脊柱融合，术后支具制动6～9个月成为IS的标准外科治疗方法。虽然Harrington系统对治疗脊柱侧凸已经取得了前所未有的成功，但仍然存在一些不足之处。Harrington内固定系统主要是通过撑开力进行脊柱矫形，但随着侧凸被撑开的角度越大，矫正力也随之降低。如果撑开力超过椎板的最大负荷，就会发生椎板破裂以及矫正不足。在撑开的同时，脊柱被延长，矢状面的生理弯曲减小，并且撑开对脊柱侧凸中的旋转畸形无效。
　　 随着内固定系统的进步，可进行多点脊柱内固定，并在一根棒上产生撑开力、旋转力和加压力的后路节段性脊柱内固定系统随之诞生[17-18]。1977年Luque提出了“脊柱节段性固定”的概念，建立了第二代脊柱矫形系统，增强了内固定的牢固性，但该系统缺乏纵向撑开力，椎板下钢丝有损伤脊髓的风险。1983年Cotrel等[19]在进一步研究脊柱的生物力学后，將棍与多种形式的钩、椎弓根螺钉及横向螺杆相结合，发展了以CD器械为代表的第三代脊柱内固定系统，使其对脊柱矫形固定更趋于合理，并提出脊柱三维矫形的概念，使脊柱侧凸手术从二维进入三维矫形时代。继CD系统之后，在20世纪80年代后期出现一种新型的脊柱三维矫形系统，即TSRH系统。TSRH器械是一种多功能的脊柱三维矫形器械，主要是通过顶椎凸侧椎弓根螺钉与矫形棒连接，在脊柱三柱范围内将去旋转力逐级向上下端椎传导。与CD系统相似的脊柱内固定系统还有IOSLA系统、Moss Miami系统、CD Horizon系统等。后路节段性内固定系统术后一般不需要联合支具治疗，并且可提供更优的冠状面平衡和矢状面矫正，同时能够减少胸椎后凸不足[20]。 　　 随着第三代脊柱矫形内固定器械的研究开发和临床应用，全椎弓根螺钉技术也逐渐被应用于治疗胸腰段或腰段侧凸，并显示出一定的优势。与椎板钩、椎弓根钩相比，椎弓根螺钉有更高的抗拔强度，可提供更可靠的矫正控制力，矫正时通过棒的旋转使畸形的脊柱获得更好的重新排列，减少不对称地撑开或加压所带来的失代偿现象，并具有恢复矢状面曲线的优点，通过椎弓根螺钉还可达到更好的水平面矫正（椎体旋转）[21]。在使用椎弓根螺钉矫正冠状面和矢状面的畸形时，还能使下端融合椎移位到中线，并恢复水平位，进而能够更好地恢复腰椎前凸。椎弓根螺钉能够提高腰椎侧凸的矫正度，比椎板钩在融合固定双主弯下方节段时有更好的矫正效果。全椎弓根螺钉技术（尤其是胸椎椎弓根螺钉技术）最大的潜在风险就是血管和神经并发症，这是由于其特殊的解剖特点所决定的[22]。
　　2 选择性融合
　　 脊柱坚固融合是IS手术治疗成功的必备条件。传统全脊柱融合牺牲脊柱活动度，选择性融合在保留部分脊柱活动度地同时兼顾矫形效果。脊柱融合的总体原则是尽可能地减少融合节段，目的不仅仅是为了保留腰椎的活动度，还可以防止侧凸的进一步加重。对于包含有1个以上弯曲的IS，若存在一个弯曲严重，而另一个弯曲的严重程度较小、且柔韧性良好，笔者考虑这个弯曲为身体为平衡主要弯曲的代偿性弯曲，选择融合主要弯曲，而不是融合所有的弯曲，这称之为选择性融合。严格来说，选择性融合是为未经治疗的较小的胸弯或跨过中线的腰弯而制定的[23]。当医生为了美容需求、脊柱平衡或两者兼而有之的原因，评估是否需要融合非结构性继发畸形时需要考虑选择性融合[24]。
　　 Lenke分型系统提供了更加客观的指标来决定对IS患者是否可行选择性融合，尤其是C型的患者。Lenke分型系统对于结构弯有着更加严格的定义，这就为确定哪些弯可以选择性融合而不会导致临床失平衡提供了客观的评价标准。放射线检查参数可客观的评价每一个弯相较于其他弯的结构性特征，所以若参数相匹配，则两个弯均需手术处理。胸弯及胸腰弯的Cobb角、顶椎旋转度以及顶椎偏距是需要重点考虑的因素。但是，如果出现以下情况不能行选择性融合：肩向胸腰弯或腰弯的凸侧倾斜、患者骨骼已高度成熟或存在临床上难以接受的剃刀背畸形。基于腰弯修正型，应注意选择性融合期间下端融合椎（lowest instrumented vertebra，LIV）残留的倾斜度[25-26]。在矫正结构性侧凸时，尤其是选择性融合时，利用术中透视技术来评估LIV残留的倾斜角度是很有必要的[27]。
　　 选择合适的近端及远端融合节段对于防止术后失代偿是很重要的，融合节段的选择错误是术后失代偿的主要原因[28]。如果融合节段过短，会产生附加现象[29-30]。远端融合节段的选择依赖于对融合范围之内远端结构性侧凸的端椎、中位椎、稳定椎的理解和确定[31]。如果融合至稳定椎的头侧椎体，远端融合椎应触及骶正中垂直平分线（central sacral vertical line，CSVL），无明显旋转（Nash-Moe分级≤1.5），并且这个椎体的下方椎间盘必须是平行或开角向凸侧的[32-33]。在放置胸椎椎弓根螺钉时，应按照一定顺序来进行。对于小的椎弓根，可根据情况行肋横突结合区置钉。
　　3 直接去旋转技术
　　 传统上75°以上的侧凸、矫形小于50°的侧凸以及需行胸廓成形术的侧凸需要行前路松解[14]。Lee等[34]的研究显示了胸椎椎弓根螺钉的优越性，他们指出，直接作用于椎体的去旋转作用不仅可以达到冠状面、矢状面上的矫正，同时能达到水平面上的矫正，这种通过椎弓根螺钉实现的新技术称之为直接去旋转技术（direct vertebral rotation，DVR）。随着现代多节段椎弓根螺钉内固定技术的推广和DVR技术的出现，允许在后路手术中对冠状面和矢状面进行更大的矫正，同时可有一定的美容效果，而无须行前路手术。
　　 当临床上有显著的胸段或腰段剃刀背畸形时，可应用DVR技术。使用DVR技术时，需要畸形顶点处以及融合节段近端和远端两个节段准确地置入椎弓根螺钉[35]。在胸段，DVR技术有助于矫正脊柱的旋转和剃刀背畸形。在使用该技术时，需使用硬棒，并按矢状面曲度进行预弯以防止胸后凸的减少。DVR技术有助于Lenke分型中双主弯的胸腰弯或腰弯的三维矫形，减少LIV的倾斜[35]。根据Lenke分型胸弯矢状面修正型为（+），则不能应用DVR技术，因为这种度数的后凸会对近端的椎弓根螺钉产生很大的应力。对于这些患者，可应用“凸侧棒”来处理冠状面和矢状面的畸形。
　　 综上所述，尽管目前所有的侧凸都可通过后路矫正，但是在经选择的Lenke1、Lenke6CN，尤其是Lenke5CN型侧凸，仍可选择前路手术[36]。IS的Lenke分型有助于融合节段的确定以及决定是否行选择性融合，这有助于制定最佳的手术方案。术前应利用所有的客观方法对畸形进行严格的分析，直接去旋转改善了胸弯的矫正，回避了胸廓成形的风险。遵循这些原则可有效避免脊柱矫形的某些困难，如失代偿和融合弯的附加现象。医学技术在不断进步，椎弓根螺钉、直接去旋转技术的出现很大程度地提高了脊柱外科医生治疗严重脊柱侧凸的能力，可在获得较好矫形效果的同时保证安全性。虽然我们对脊柱畸形的认识与治疗在不断进步，特发性脊柱侧凸仍是一个排除诊断，但随着特发性脊柱侧凸基因图谱的绘制，在不久的将来对于其诊断及治療将会有更进一步的认识。
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　　（收稿日期：2020-02-03） （本文編辑：董悦）
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