Lenke1 型青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸矯形結(jié)果與置釘密度關(guān)系研究

楊長偉 趙云飛 朱曉東 李明

椎弓根螺釘?shù)膽?yīng)用大大提高了脊柱畸形的三維矯正能力及矯形后的維持能力。文獻報道，應(yīng)用椎弓根螺釘治療青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸 ( adolescent idiopathic scoliosis，AIS ) 與采用鉤、鋼絲或混合系統(tǒng)相比，能夠在更短的固定融合范圍內(nèi)取得更好的矯形效果[1-3]，對較僵硬的脊柱側(cè)凸矯形，后路椎弓根螺釘?shù)氖褂靡矞p少了對前路松解的需要[4-5]，因此椎弓根螺釘已經(jīng)成為目前最常用的脊柱矯形器械。

有研究表明，脊柱側(cè)凸矯形無論采用何種器械，固定點越多，其矯正率越高[6]，因此很多學(xué)者越來越傾向于置入更多螺釘以增加矯形效果。雖然節(jié)段性全椎弓根螺釘技術(shù)提高了脊柱側(cè)凸畸形的矯正率，但研究表明由于其價格較高且固定點較多，也增加了患者的費用，而且不正確地植入椎弓根螺釘也有損傷神經(jīng)、血管的風(fēng)險。最近一些學(xué)者研究表明對于 Lenke1 型脊柱側(cè)凸，減少置釘比例對矯形結(jié)果未見影響[7-8]，但研究并未考慮減少螺釘對矯正率丟失的影響，也未排除患者術(shù)前柔韌性對矯正率的可能影響。本研究回顧性分析 2008 年 1 月至2012 年 1 月，我院行單純后路矯形融合手術(shù)治療的31 例 Lenke1 型患者的醫(yī)療記錄和隨訪影像資料，研究置釘比例與 Lenke1 型 AIS 冠狀位及矢狀位矯形效果以及側(cè)凸矯正丟失的相關(guān)性。

資料與方法

1. 入組與排除標(biāo)準(zhǔn)：入組標(biāo)準(zhǔn)：Lenke1 型AIS，先前沒有進行過脊柱手術(shù)及其它影響脊柱柔韌性的操作，采用一期單純后路全椎弓根螺釘固定手術(shù)，未融合腰彎 ( 即選擇性融合 )。排除標(biāo)準(zhǔn)：采用截骨技術(shù)矯形者。

2. 一般資料：本組共納入 31 例，其中男 8 例，女 23 例，平均年齡 15.3 ( 11～18 ) 歲。Lenke1 型腰彎修正分型：A 型 19 例，B 型 6 例，C 型 6 例；矢狀位修正分型，( - ) 型 7 例，N 型 21 例，( + ) 型 3 例。

3. 手術(shù)技術(shù)：所有手術(shù)以通信作者為主要術(shù)者采用相同技術(shù)完成，全部患者均在全麻控制性低血壓狀態(tài)下進行后路椎弓根螺釘固定矯形融合手術(shù)。固定節(jié)段全部采用椎弓根螺釘技術(shù)，一般凹側(cè)先置釘，將棒預(yù)彎成比術(shù)中側(cè)凸角度略大的弧度，通過平移結(jié)合旋棒去旋轉(zhuǎn)技術(shù)進行脊柱畸形的矯正，通過凹側(cè)撐開、凸側(cè)加壓的技術(shù)進一步進行畸形矯正。固定椎的選擇原則為近端一般為中立椎，遠端為穩(wěn)定椎-1，置釘椎體的選擇一般為固定融合節(jié)段的兩端至少各 2 個椎體都置釘，凹側(cè)頂椎區(qū)域椎體也置釘，其它部位根據(jù)術(shù)中情況及患者經(jīng)濟情況選擇性置釘。融合材料均為同種異體凍干骨。采用徒手置釘法，并用術(shù)中透視。術(shù)中平均動脈壓維持在60～65 mm Hg ( 1 mm Hg＝0.133 kPa )。椎弓根釘棒系統(tǒng)包括以下產(chǎn)品：TSRH ( Medtronic SofamorDanek )2 例，Moss-Miami ( DePuy Spine Inc ) 2 例和 Expedium( DePuy Spine Inc ) 27 例。

4. 觀察指標(biāo)：患者術(shù)前均常規(guī)攝站立后前位、側(cè)位及仰臥左右側(cè)屈位 X 線片及 MRI 檢查，術(shù)后2 周及 2 年隨訪時攝站立后前位、側(cè)位 X 線片。測量手術(shù)前、后左右側(cè)屈位冠狀面?zhèn)韧?Cobb’s 角及胸椎后凸角 ( T5上終板到 T12下終板 )，統(tǒng)計融合節(jié)段及置釘數(shù)量。計算術(shù)前側(cè)屈位柔韌性 [ ( 主彎Cobb’s 角－凸側(cè)側(cè)屈后剩余 Cobb’s 角 ) / 主彎 Cobb’s角 ]×100%；術(shù)后 2 周糾正率 [ ( 主彎 Cobb’s 角－術(shù)后剩余 Cobb’s 角 ) / 主彎 Cobb’s 角 ]×100%。為消除柔韌性對矯正率的影響，采用 Vora 等[9]描述的比值：術(shù)后糾正率 / 術(shù)前側(cè)屈位柔韌性表示矯正比率，以此來消除術(shù)前柔韌性不同對矯正率的影響，置釘密度表示為置釘數(shù)量 / ( 融合節(jié)段×2 )。根據(jù)置釘密度的高低將患者分為兩組：高密度組 ( ＞0.7 ) 與低密度組 ( ≤0.7 )，其中高密度組 14 例，男 2 例，女 12 例，平均年齡 15.6 歲，低密度組 17 例，男6 例，女 11 例，平均年齡 15.1 歲。統(tǒng)計比較兩組間相關(guān)參數(shù)的差異。

5. 統(tǒng)計學(xué)分析：采用 SPSS 16.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。采用 Pearson 相關(guān)分析比較相關(guān)參數(shù)的相關(guān)性。采用兩組間t檢驗分析參數(shù)的差異。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

所有病例手術(shù)時平均年齡為 15.3 歲，術(shù)前胸彎Cobb’s 角平均為 48.5°，左右側(cè)屈位柔韌性為 53%。平均融合節(jié)段 10.7 個，平均植入螺釘 15.2 個，平均植入物密度是 0.71；術(shù)后 2 周主胸彎 Cobb’s 角平均為 16.0°，術(shù)后 2 周矯正率為 68%，術(shù)后 2 年 Cobb’s角平均為 18.9°，術(shù)后 2 年主胸彎矯正丟失值平均為2.9°；矢狀位胸椎后凸術(shù)前 20.1° 減少至術(shù)后 16.0°，平均減少 4.7°。主胸彎柔韌性與植入螺釘密度相關(guān)性系數(shù)為 0.08 (P＝0.669 )，術(shù)后 2 周矯正率與植入螺釘密度的相關(guān)性為 -0.19 (P＝0.315 )，矯正比率與植入螺釘密度的相關(guān)性為 -0.10 (P＝0.589 )，主胸彎冠狀位矯正角度丟失與植入螺釘密度的相關(guān)性為-0.04 (P＝0.837 )；矢狀位胸椎后凸術(shù)后減少角度與置釘密度相關(guān)性 0.09 (P＝0.619 )。高密度組與低密度組平均植入物密度分別為 0.85 與 0.61 (P＜0.01 )，其它參數(shù)兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (表1)。典型病例見圖 1、2。術(shù)后 X 線片未發(fā)現(xiàn)明顯螺釘誤置，隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)植入物相關(guān)的并發(fā)癥。

表1 -置釘高密度組 ( ＞ 0.7 ) 與低密度組 ( ≤0.7 ) 相關(guān)參數(shù)比較表 (±s)Tab.1 Comparison of correlation parameter between high-density group ( ＞0.7 ) and low-density group ( ≤0.7 ) (±s)

表1 -置釘高密度組 ( ＞ 0.7 ) 與低密度組 ( ≤0.7 ) 相關(guān)參數(shù)比較表 (±s)Tab.1 Comparison of correlation parameter between high-density group ( ＞0.7 ) and low-density group ( ≤0.7 ) (±s)

項目 高密度組 低密度組P 值年齡 ( 歲 ) 15.6± 2.0 15.1± 2.0 0.540 Risser 征 3.3± 1.4 3.2± 1.8 0.934融合節(jié)段數(shù) ( 個 ) 10.4± 1.3 11.0± 1.3 0.182置釘數(shù)目 ( 個 ) 17.5± 2.6 13.4± 2.0 ＜0.01置釘密度 0.8± 0.1 0.6± 0.1 ＜0.01主胸彎 Cobb’s 角 ( ° )術(shù)前 49.1± 9.6 48.0± 7.7 0.717側(cè)屈位 23.4±12.2 22.8± 7.8 0.856術(shù)后 2 周 16.9± 5.6 15.2± 7.9 0.491術(shù)后 2 年 20.1± 6.9 17.8± 7.4 0.392術(shù)后矯正角度丟失 3.1± 2.2 2.6± 1.7 0.477胸椎后凸角 ( ° )術(shù)前 19.2±12.0 22.0±11.0 0.504術(shù)后 15.1±10.4 16.8± 9.7 0.658術(shù)后減少 4.1± 4.9 5.2± 4.9 0.516主胸彎柔韌性 ( % ) 53.8±16.4 52.6±15.6 0.827主胸彎矯正率 ( % ) 65.6± 8.9 69.3±13.5 0.389主胸彎矯正比率 1.4± 0.7 1.4± 0.4 0.937

討 論

圖1 患者，女，15 歲，Lenke1 A ( - ) 型，術(shù)前主胸彎 Cobb’s 角 61°，術(shù)后 2 周22° ( 置釘比例 0.71，矯正率64%，矯正比率 1.17 )，2 年隨訪時 25°；術(shù)前矢狀位胸椎后凸 ( T5～12 ) 9°，術(shù)后 2 周20°，2 年隨訪時 18°Fig.1 A female patient, 15 years old, Type Lenke1 A ( - ),main thoracic curve Cobb’s angle was 61o preoperatively and 22o after 2 weeks

胸椎弓根螺釘用于 AIS 矯形最早是由 Suk 等在1995 年報道的。其將全鉤與全釘比較發(fā)現(xiàn)全釘固定冠狀面矯正更好。隨后 Kim 等[10]也報道術(shù)后即刻主彎冠狀面矯正率，在用全椎弓根螺釘組達 75.6% 而采用全鉤組則為 49.9%。應(yīng)用椎弓根螺釘后矯正率增加的原因可能有：( 1 ) 椎弓根螺釘對脊柱三柱固定更為穩(wěn)定；( 2 ) 增加了固定點，負荷分布更佳，固定失敗和骨折發(fā)生可能性小；( 3 ) 多節(jié)段螺釘增postoperatively with a 0.71 implant density , 64% correction rate and 1.17 correction idex; Cobb’s angle was 25o at 2 years follow-up; sagittal thoracic kyphosis ( T5-12) was 9o preoperatively, 20o after 2 weeks postoperatively and 18o at 2 years follow-up.thoracic curve Cobb’s angle was 40o preoperatively and 12o after 2 weeks postoperatively with a 0.45 implant density, 70% correction rate and 1.15 correction idex; Cobb’s angle was 14o at 2 years follow-up; sagittal thoracic kyphosis ( T5-12) was 9o preoperatively, 8o after 2 weeks postoperatively and 8o at 2 years follow-up加了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

圖2 患者，女，12歲，Lenke1 A ( - ) 型，術(shù)前主胸彎 Cobb’s角 40°，術(shù)后 2 周 12°( 置釘比例 0.45，矯正率 70%，矯正比率1.15 )，2 年隨訪時14°；術(shù)前矢狀位胸椎后凸 ( T5～12 ) 9°，術(shù)后2 周 8°，2 年隨訪時 8°Fig.2 A female patient,12 years old, type Lenke1 A ( - ), main

但全椎弓根螺釘技術(shù)作為一種新的脊柱側(cè)凸治療技術(shù)，也存在一些缺點：( 1 ) 全椎弓根螺釘存在置釘安全性的問題，特別是在胸椎節(jié)段植入椎弓根螺釘，由于脊柱椎體的畸形及脊髓的偏移，置釘過程可能造成脊髓、神經(jīng)根及大血管損傷，雖然這些并發(fā)癥發(fā)生率報道并不高，但帶來的后果非常嚴(yán)重，所以如何避免置釘?shù)牟l(fā)癥是學(xué)術(shù)界研究的熱點；( 2 ) 全椎弓根螺釘技術(shù)器械費用較高：按照全節(jié)段椎弓根螺釘技術(shù)的要求，擬固定融合的側(cè)凸每個節(jié)段的椎體都須植入螺釘。

AIS 手術(shù)治療的目標(biāo)是在保持軀干平衡的情況下在冠狀面和矢狀面內(nèi)取得盡可能大的矯形和牢固的融合。采用后路手術(shù)，與側(cè)凸矯正效果有關(guān)的因素有：側(cè)凸的度數(shù)、柔韌性、固定椎的確定、手術(shù)操作技術(shù)、固定器械等。

Clements 等[6]與 Karatoprak 等[11]研究表明，無論采用何種器械矯形，固定點的數(shù)目對矯正效果有重要影響，固定點越多，側(cè)凸矯正率越高。而另一些研究表明，在一定條件下，減少置釘比例并不影響側(cè)凸矯形[7-8,12-13]。這些研究結(jié)果看似矛盾，但分析其原因可能是：兩者采用的器械種類有所不同，在全鉤或釘鉤系統(tǒng)，固定點的數(shù)目很重要，但全釘系統(tǒng)由于單個螺釘固定把持力的增加，其固定點數(shù)目對最終矯形效果的影響就不那么大了；此外，患者側(cè)凸的柔韌性不同也可能導(dǎo)致結(jié)果的差異。

本組病例中，主胸彎柔韌性都＞30%，置釘比例＞40%，所以不能肯定增加螺釘置釘數(shù)量對較僵硬的 Lenke1 型脊柱側(cè)凸的矯正率有無影響。本研究未將其它類型包括腰彎是結(jié)構(gòu)性彎如 Lenke3 型和6 型納入，因為考慮其它彎的融合對主胸彎矯正結(jié)果也可能產(chǎn)生影響。

雖然本研究結(jié)果表明置釘密度與 Lenke1 型冠狀面矯正率結(jié)果及側(cè)凸矯正丟失無相關(guān)性，但考慮到本組置釘密度都＞40%，所以進一步減少置釘密度對矯正率及矯正丟失的影響還不清楚；此外還要考慮螺釘應(yīng)力增加的問題，因為減少到一定程度時，螺釘上的應(yīng)力必將增加，意味著固定系統(tǒng)失敗的可能性增加；對于椎弓根釘技術(shù)中，以多大的置釘比例以在達到矯正效果的同時，減少并發(fā)癥及治療費用，還需要進一步研究。

本研究提示，對于側(cè)凸不太僵硬的 Lenke1 型AIS 患者 ( 柔韌性＞30% )，其矯正率及矯正后角度丟失與置釘密度無相關(guān)性，其矢狀位胸椎生理后凸角度的變化也與置釘密度無相關(guān)性，適當(dāng)減少置釘密度 ( ＞40% ) 不影響畸形矯正效果及矯正的維持。

[1] Kim YJ, Lenke LG, Cho SK, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hook instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 2004, 29(18):2040-2048.

[2] Kim YJ, Lenke LG, Kim J, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hybrid instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 2006,31(3):291-298.

[3] Suk SI, Lee CK, Min HJ, et al. Comparison of Cotrel-Dubousset pedicle screws and hooks in the treatment of idiopathic scoliosis. Int Orthop, 1994, 18(6):341-346.

[4] Dobbs MB, Lenke LG, Kim YJ, et al. Anterior/posterior spinal instrumentation versus posterior instrumentation alone for the treatment of adolescent idiopathic scoliotic curves more than 90 degrees. Spine, 2006, 31(20):2386-2391.

[5] Luhmann SJ, Lenke LG, Kim YJ, et al. Thoracic adolescent idiopathic scoliosis curves between 70 degrees and 100 degrees:is anterior release necessary? Spine, 2005, 30(18):2061-2067.

[6] Clements DH, Betz RR, Newton PO, et al. Correlation of scoliosis curve correction with the number and type of fixation anchors. Spine, 2009, 34(20):2147-2150.

[7] Quan GM, Gibson MJ. Correction of main thoracic adolescent idiopathic scoliosis using pedicle screw instrumentation:does higher implant density improve correction? Spine, 2010,35(5):562-567.

[8] Li M, Shen Y, Fang X, et al. Coronal and sagittal plane correction in patients with Lenke 1 adolescent idiopathic scoliosis: a comparison of consecutive versus interval pedicle screw placement. J Spinal Disord Tech, 2009, 22(4):251-256.

[9] Vora V, Crawford A, Babekhir N, et al. A pedicle screw construct gives an enhanced posterior correction of adolescent idiopathic scoliosis when compared with other constructs: myth or reality. Spine, 2007, 32(17):1869-1874.

[10] Kim YJ, Lenke LG, Cho SK, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hook instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 2004, 29(18):2040-2048.

[11] Karatoprak O, Unay K, Tezer M, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hybrid instrumentation in adolescent idiopathic scoliosis surgery. Int Orthop, 2008, 32(4):523-529.

[12] Cheung KM, Natarajan D, Samartzis D, et al. Predictability of the fulcrum bending radiograph in scoliosis correction with alternate-level pedicle screw fixation. J Bone Joint Surg Am,2010, 92(1):169-176.

[13] Yang S, Jones-Quaidoo SM, Eager M, et al. Right adolescent idiopathic thoracic curve (Lenke 1 A and B): does cost of instrumentation and implant density improve radiographic and cosmetic parameters? Eur Spine J, 2011, 20(7):1039-1047.