腰椎后路固定融合術(shù)后鄰近節(jié)段退變的研究進(jìn)展

沈為光，何伯圣，龔沈初

(南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，江蘇 南通 226001)

隨著腰椎椎弓根螺釘固定手術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，腰椎后路固定融合術(shù)(posterior lumbar interbody fusion，PLIF)已成為脊柱外科經(jīng)典并廣泛用于腰椎退行性疾病的一種手術(shù)方式，這種手術(shù)方式對退行性腰椎病變的療效較好，但術(shù)后出現(xiàn)的鄰近節(jié)段退變(adjacent segment deterioration，ASD)的問題也引起了學(xué)者們越來越多的關(guān)注[1-3]。

ASD是一個廣義概念，指腰椎融合節(jié)段鄰近節(jié)段(上位或下位節(jié)段)椎間連接的退行性改變，包括椎間盤高度丟失、椎體滑脫、椎間盤突出、骨贅形成、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)病變、椎體壓縮性骨折等[4]。ASD主要分為兩種，一種是僅有影像學(xué)表現(xiàn)，如鄰近節(jié)段的椎間盤信號降低、椎間隙狹窄、椎體骨贅形成以及椎小關(guān)節(jié)的退變等，稱為鄰近節(jié)段退行性變(adjacent segment degeneration，ASDeg)。這僅僅是影像學(xué)上的改變，患者并無相關(guān)的臨床癥狀。另一種則是影像學(xué)和相關(guān)的臨床癥狀同時存在，稱為鄰近節(jié)段退變性疾病(adjacent segment disease，ASDis)[5]。日本骨科協(xié)會評分標(biāo)準(zhǔn)降低≥4分或鄰近節(jié)段出現(xiàn)神經(jīng)根疼痛或馬尾綜合征時可診斷為ASDis[6]。PLIF后ASD在不同文獻(xiàn)中的稱謂不一，容易混淆，但現(xiàn)在大部分學(xué)者將ASD看作是單純影像學(xué)上的ASDeg。

關(guān)于ASD發(fā)生率的報道較多，但由于每篇文獻(xiàn)納入研究的樣本量、隨訪時間以及評估方法不同，所以報道的發(fā)生率也存在差異。研究發(fā)現(xiàn)，PLIF后ASDeg的發(fā)生率為11%～100%，而ASDis的發(fā)生率為0%～28%[7]。Meta分析顯示，PLIF后ASDeg的發(fā)生率為21.3%～31.9%，而ASDis的發(fā)生率為6.4%～10.7%[8]。現(xiàn)就近年來PLIF后ASD的研究進(jìn)展綜述如下。

1 ASD的機(jī)制

國內(nèi)外學(xué)者為明確ASD的發(fā)病機(jī)制及影響因素進(jìn)行了大量研究，但由于ASD的病因比較復(fù)雜、影響因素眾多以及各研究納入的樣本量和研究方法不同，得出的結(jié)論也不同。盡管ASD的確切發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，但大部分學(xué)者認(rèn)為PLIF術(shù)后鄰近節(jié)段(上位或下位節(jié)段)活動度增加、椎間盤內(nèi)壓力增高以及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)負(fù)荷增大等生物力學(xué)改變是導(dǎo)致ASD發(fā)生的主要原因。Imagama等[9]研究表明，行腰4～5固定融合術(shù)后鄰近節(jié)段椎體的活動度較術(shù)前有所增加。Yurube等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后鄰近節(jié)段椎間盤內(nèi)的髓核細(xì)胞、纖維環(huán)以及脊索細(xì)胞數(shù)目較術(shù)前有所減少。

在脊柱生物力學(xué)方面，椎間盤與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)都有重要作用。正常情況下，椎間盤主要承擔(dān)脊柱前部的負(fù)荷，而關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)主要承擔(dān)脊柱后部的負(fù)荷，同時也可抵抗椎體間的壓力、切力及扭力，保護(hù)椎間盤免于過度扭轉(zhuǎn)而造成的損傷。此外，在腰背部屈伸活動中椎間盤能限制腰椎的軸向旋轉(zhuǎn)、防止腰椎滑脫、維持椎體穩(wěn)定性。手術(shù)節(jié)段的固定融合制動會使鄰近節(jié)段的椎間盤和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的壓力負(fù)荷代償性增加，從而改變鄰近節(jié)段的生物力學(xué)特點。生物力學(xué)的改變會導(dǎo)致鄰近椎間盤以及關(guān)節(jié)軟骨負(fù)荷過重。炎癥可導(dǎo)致椎間盤退變以及軟骨內(nèi)環(huán)境的調(diào)控機(jī)制受損，繼發(fā)細(xì)胞外基質(zhì)降解破壞、關(guān)節(jié)滑膜破壞、供應(yīng)關(guān)節(jié)的血管破壞[11]。

雖然大部分研究認(rèn)為生物力學(xué)的改變是引起ASD的重要機(jī)制，但也有研究認(rèn)為ASD僅僅是隨年齡增長而自然退變的過程，不是生物力學(xué)改變的結(jié)果[7]。Videbaek等[12]對PLIF手術(shù)患者進(jìn)行8～13年的隨訪發(fā)現(xiàn)，行手術(shù)治療的患者與非手術(shù)治療的患者術(shù)后ASD的發(fā)生率基本一致，表明手術(shù)并未增加ASD的發(fā)生。而黃曉川等[13]的回顧性研究認(rèn)為，鄰近節(jié)段的自然退變進(jìn)程較融合固定更重要。因此，ASD也需要將腰椎的自然退變這一因素考慮在內(nèi)，而不能將病因都?xì)w因于生物力學(xué)改變。固定融合手術(shù)是否對ASD有影響，最理想的研究方法是在相似的人群范圍內(nèi)比較手術(shù)與非手術(shù)患者ASD的發(fā)生率，但在實際臨床隨訪研究中，因年齡問題而難以將自然退變這一因素排除在外，所以無法得到確切結(jié)論。生物力學(xué)的改變和自然退變的進(jìn)程都是ASD的重要發(fā)病機(jī)制，但兩者的影響程度目前還未明確。

2 ASD的影響因素

ASD的影響因素主要有患者自身因素和手術(shù)相關(guān)因素兩方面，自身因素包括術(shù)前鄰近節(jié)段已存的退變、年齡、性別、骨質(zhì)疏松和絕經(jīng)狀態(tài)、體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)；手術(shù)相關(guān)因素包括內(nèi)固定的植入、融合節(jié)段的長短、術(shù)后矢狀面的平衡、手術(shù)對脊柱后方復(fù)合體的破壞等。

2.1患者自身因素

2.1.1術(shù)前鄰近節(jié)段已存在的退變 包括術(shù)前鄰近節(jié)段椎間盤和鄰近節(jié)段關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)已存在的退變。Lee等[14]的研究表明，鄰近節(jié)段如果術(shù)前已存在退變表現(xiàn)，則術(shù)后鄰近節(jié)段發(fā)生ASD或ASD加劇的概率會顯著增高。Anandjiwala等[15]的前瞻性研究回顧性分析了74例連續(xù)PLIF手術(shù)患者，隨訪5年發(fā)現(xiàn)，術(shù)前有相鄰節(jié)段椎間盤退變跡象的患者術(shù)后ASD的發(fā)生率明顯增加。

2.1.2年齡 腰椎椎間盤中蛋白多糖和水分的含量會隨著年齡的增長而逐漸下降，腰椎的載荷也會由椎間盤轉(zhuǎn)移至關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)突的載荷增加，促進(jìn)ASD的發(fā)生。Lee等[16]對行PLIF的490例患者進(jìn)行平均51個月的隨訪發(fā)現(xiàn)，年齡>60歲的患者術(shù)后ASD的發(fā)生率是年齡≤60歲患者的2.5倍。之前提到ASD也需將腰椎的自然退變這一因素考慮進(jìn)去，但單純考慮年齡的影響比較困難，且一般手術(shù)患者的年齡都偏大。

2.1.3性別 性別與ASD的發(fā)生無明顯相關(guān)性。Anandjiwal等[15]對74例行PLIF的患者進(jìn)行前瞻性隊列研究發(fā)現(xiàn)，性別與ASD的發(fā)生并無相關(guān)性。Kim等[17]對69例腰椎手術(shù)后的患者行>5年的隨訪結(jié)果顯示性別與ASD的發(fā)生無相關(guān)性。同樣，高勝山等[18]、黃覓等[19]認(rèn)為，性別與ASD的發(fā)生無明顯相關(guān)性。

2.1.4BMI BMI與ASD的發(fā)生有一定的相關(guān)性。Ou等[20]對190例行PLIF手術(shù)的患者行22～66個月隨訪發(fā)現(xiàn)，BMI>25 kg/m2的患者ASD發(fā)生率明顯增加。Liang等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，BMI是術(shù)后ASD發(fā)生的重要危險因素之一。在目前的研究中，BMI>25 kg/m2被認(rèn)為是術(shù)后ASD發(fā)生的一個重要危險因素，BMI越大，患者脊柱受到的縱向負(fù)荷力越大，發(fā)生退變的概率越高[22]。

2.1.5骨質(zhì)疏松和絕經(jīng)狀態(tài) 雖然關(guān)于這兩方面與ASD發(fā)生的相關(guān)性研究較少，但大部分學(xué)者認(rèn)為它們與ASD的發(fā)生有一定關(guān)系。女性絕經(jīng)后骨含量會急劇下降，導(dǎo)致固定螺釘松動，手術(shù)矯正的力線會再次失衡，從而導(dǎo)致ASD的發(fā)生。Park等[23]認(rèn)為，絕經(jīng)狀態(tài)與骨質(zhì)疏松是腰椎融合固定術(shù)后誘發(fā)ASD的危險因素。

2.2手術(shù)相關(guān)因素

2.2.1內(nèi)固定的置入 Chen等[24]研究認(rèn)為，內(nèi)固定的置入制動了手術(shù)節(jié)段，代償性增加了鄰近節(jié)段椎間盤及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)內(nèi)的壓力，加速了其退變。但Ma等[25]的研究認(rèn)為，內(nèi)固定置入的風(fēng)險主要源于螺釘，經(jīng)椎弓根置入螺釘時，如果穿入位點選擇不當(dāng)可能會損傷到鄰近節(jié)段的終板及椎間盤，從而使鄰近節(jié)段的載荷發(fā)生改變，最終導(dǎo)致鄰近節(jié)段的退變。

2.2.2融合節(jié)段的長短 融合節(jié)段數(shù)也是影響ASD發(fā)生、發(fā)展的一個重要因素。與單節(jié)段相比，長節(jié)段的固定融合會使剩余節(jié)段的載荷進(jìn)一步增加。趙宇等[26]對不同融合節(jié)段數(shù)的135例行PLIF手術(shù)的患者的中遠(yuǎn)期預(yù)后進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，多節(jié)段融合患者ASD的發(fā)生率高于單節(jié)段和雙節(jié)段融合患者，分析可能是由于多節(jié)段融合的力臂過長，導(dǎo)致鄰近節(jié)段受壓增加。

2.2.3術(shù)后矢狀面的平衡 Tang等[27]對76例行PLIF手術(shù)的患者行至少5年的隨訪發(fā)現(xiàn)，手術(shù)節(jié)段前凸角重建不良會導(dǎo)致術(shù)后鄰近節(jié)段的前凸角增大，術(shù)后矢狀面失衡會增加后柱的負(fù)荷及鄰近節(jié)段的剪切力。Soh等[28]發(fā)現(xiàn)，PLIF術(shù)后單個手術(shù)節(jié)段前凸角<15°的患者發(fā)生了ASD。

2.2.4手術(shù)對脊柱后方復(fù)合體的破壞 脊柱后方復(fù)合體主要承擔(dān)脊柱后方的壓力負(fù)荷，起著張力帶的作用，如果手術(shù)過程中破壞了這些結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致脊柱失穩(wěn)，同時也增加了鄰近節(jié)段的載荷，從而增加術(shù)后ASD的發(fā)生率。手術(shù)對脊柱后方復(fù)合體的破壞主要包括關(guān)節(jié)突破壞以及后方棘突韌帶復(fù)合體破壞。

關(guān)節(jié)突除承擔(dān)著脊柱后方的外載荷，同時也能限制椎間盤的過度旋轉(zhuǎn)。Min等[29]對手術(shù)患者的隨訪發(fā)現(xiàn)，18例行腰椎前路融合固定術(shù)的患者術(shù)后ASD發(fā)生率為44%，30例經(jīng)后路手術(shù)的患者術(shù)后ASD的發(fā)生率為82.6%，后路術(shù)后ASD的發(fā)生率明顯高于前路，這可能與前路手術(shù)對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的破壞較少有關(guān)。關(guān)節(jié)突損傷多源于椎弓根螺釘置入，對神經(jīng)根進(jìn)行充分減壓時往往需要咬除部分下關(guān)節(jié)突，從而影響鄰近節(jié)段的穩(wěn)定性，增加術(shù)后ASD的發(fā)生率。

李超等[30]認(rèn)為，保留頭端后部韌帶復(fù)合體結(jié)構(gòu)的完整性可減少術(shù)后ASD的發(fā)生。脊旁肌的牽引在手術(shù)過程中是不可避免的，如果肌肉受損不能承受足夠的力量，可能會加速ASD的發(fā)生。Hui等[31]研究表明，脊旁肌的牽拉損傷可導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)段的椎間盤退變。韌帶復(fù)合體張力帶的切除以及脊旁肌的損傷也可能是ASD的促發(fā)因素。傳統(tǒng)PLIF往往需行全椎板切除減壓，這樣會使上鄰節(jié)段的棘上韌帶和棘間韌帶失去“錨點”，從而導(dǎo)致鄰近節(jié)段穩(wěn)定性下降。

3 ASD的治療

PLIF術(shù)后ASD的發(fā)生已非常普遍，但并不是術(shù)后發(fā)生ASD的患者都會有臨床癥狀。對于僅有影像學(xué)改變但無臨床癥狀的患者可選擇保守治療；但對于術(shù)后出現(xiàn)腰痛、間歇性跛行等癥狀的ASDis 患者，須行二次手術(shù)治療，再次手術(shù)的目的仍然是減壓以及重建脊柱的穩(wěn)定性。由于ASDis再次手術(shù)在一定意義上屬“補救性手術(shù)”，一般手術(shù)效果不佳。手術(shù)主要包括充分減壓和廣泛固定融合。Chen等[32]對39例ASDis患者行再次手術(shù)治療后5年發(fā)現(xiàn)，77%的患者效果滿意，但仍有5例患者經(jīng)鄰近節(jié)段充分固定融合后臨床療效仍欠佳。

二次手術(shù)的方式有多種，最常見的是后路翻修手術(shù)，即行椎板切除減壓，更換原內(nèi)固定或延長內(nèi)固定融合手術(shù)，主要包括腰椎后路融合內(nèi)固定術(shù)、腰椎經(jīng)椎間孔融合內(nèi)固定術(shù)、腰椎后外側(cè)融合內(nèi)固定術(shù)以及皮質(zhì)骨軌跡螺釘內(nèi)固定術(shù)。除后路入徑，腰椎前路融合內(nèi)固定術(shù)也是處理ASD的一種方式，由于其不會對后方的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及韌帶造成損失，所以對脊柱的穩(wěn)定影響不大。腰椎側(cè)方融合內(nèi)固定術(shù)是從腹壁側(cè)方自然腔隙入路，該術(shù)式創(chuàng)傷小，保留了前后韌帶的張力帶作用、不損失關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，維持了脊柱的穩(wěn)定性。Palejwala等[33]報道了一組通過腰椎側(cè)方融合內(nèi)固定術(shù)處理腰椎術(shù)后ASD患者的病例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)效果確切，再次手術(shù)后各項評分均明顯改善。當(dāng)然也有部分腰椎術(shù)后ASD患者通過單純減壓手術(shù)達(dá)到了緩解癥狀的目的，因此不需要再進(jìn)行大范圍的減壓和融合。二次手術(shù)患者的年齡一般較大，手術(shù)風(fēng)險相對較高。單純減壓手術(shù)主要包括后路椎板切除和內(nèi)鏡下減壓手術(shù)。目前對于腰椎術(shù)后ASD的處理方式有多種，手術(shù)方式的選擇需要后續(xù)大樣本研究結(jié)果的指導(dǎo)，同時也須考慮患者的個體化需求、全身情況以及術(shù)者經(jīng)驗。二次手術(shù)的難度相對較大，所以ASD重在預(yù)防。

4 ASD的預(yù)防

有資料表明，因腰椎退行性病變而行PLIF手術(shù)者，20%～40%遠(yuǎn)期療效不佳者是由ASD引起[34]。所以，脊柱外科醫(yī)師在行PLIF手術(shù)前應(yīng)仔細(xì)了解鄰近節(jié)段的情況，充分考慮融合方式及內(nèi)固定器械的影響，制訂出一個詳細(xì)、個性化的手術(shù)方案。如果術(shù)前已存在ASD更需考慮是否行一期融合。

隨著對PLIF術(shù)后影響ASD發(fā)生因素的逐步了解，脊柱外科醫(yī)師以及器械研發(fā)商都在尋找方法以減少術(shù)后ASD的發(fā)生，如選擇經(jīng)椎間孔鏡椎間盤切除術(shù)、單純椎間盤置換術(shù)、動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)(Wallis、Dynesys動態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng))等改變鄰近節(jié)段的生物力學(xué)，或選擇減少軟組織損傷的手術(shù)方式(如經(jīng)皮椎弓根螺釘固定、單側(cè)椎弓根螺釘固定聯(lián)合經(jīng)皮椎弓根螺釘固定)等，相關(guān)研究表明效果良好[35-36]。但上述方法均缺乏長期隨訪數(shù)據(jù)，同時由于術(shù)后ASD的病因尚未明確闡明，因此無法通過控制單一因素達(dá)到預(yù)期目的。

5 小 結(jié)

ASD可視為PLIF手術(shù)的遠(yuǎn)期并發(fā)癥，因此外科醫(yī)師手術(shù)前必須對患者的整體情況進(jìn)行全面了解，評估術(shù)后ASD發(fā)生的可能性，同時做好相應(yīng)的預(yù)防措施。根據(jù)具體情況選擇適合的手術(shù)方式，從而達(dá)到更好的治療效果。目前研究的熱點和難點是評估和明確各因素對術(shù)后ASD發(fā)生的影響程度，如何減少和延緩術(shù)后ASD的發(fā)生，未來仍需進(jìn)一步行多中心、大樣本研究。目前PLIF術(shù)后ASD研究的關(guān)注點多集中在椎間盤的退變、椎間隙高度的丟失、脊柱失穩(wěn)等方面，而對關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的研究較少，其可作為進(jìn)一步的研究對象。