使用 EOS 影像系統(tǒng)評價 Lenke 5 型青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的手術(shù)矯形效果

肖斌 閻凱 張延斌 蔣繼樂 馬超逸 羅飛 佟志忠 行勇剛 劉波 田偉

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸 ( adolescent idiopathic scoliosis，AIS ) 是一種影響青少年脊柱矢狀位、冠狀位和軸位的三維畸形。從美容角度考慮，改善剃刀背外觀已經(jīng)成為患者及父母的首要治療目的[1]。基于椎弓根螺釘系統(tǒng)的第三代矯形工具結(jié)合直接椎體去旋轉(zhuǎn)技術(shù)，可以有效地改善剃刀背畸形，避免胸廓成形術(shù)及所致的肺功能影響[2]。既往一些研究曾采用 CT 的方法評價直接椎體去旋轉(zhuǎn)效果，但由于體位和大劑量放射線暴露等原因已不建議常規(guī)開展[3-4]。EOS 全身影像系統(tǒng) ( EOS Imaging，Paris，F(xiàn)rance ) 是近年來脊柱畸形領(lǐng)域中的革新性產(chǎn)品[5]。其在低劑量放射線暴露的前提下，獲得站立位脊柱全長像，可進行三維重建，獲得軸位上椎體旋轉(zhuǎn)、椎體向量等數(shù)據(jù)。并已證實 EOS 測量結(jié)果具有較高的準確性和可重復(fù)性[6-7]。AIS Lenke 1 型和 5 型是最簡單的彎型而常被用于探索性研究。EOS 是以骨盆為參考平面測量椎體旋轉(zhuǎn)，因 AIS Lenke 1 型胸彎矯正后腰彎會出現(xiàn)自發(fā)性矯正，這可能會增加研究的干擾因素。故本研究回顧性分析 2018 年 3 月至2019 年 2 月，于我院手術(shù)治療的 AIS Lenke 5 型患者16 例，使用 EOS 影像測量方法，評價懸臂梁聯(lián)合直接去旋轉(zhuǎn)技術(shù)對畸形矯正，尤其是頂椎去旋轉(zhuǎn)的效果。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1. 納入標準：( 1 ) AIS Lenke 5 型；( 2 ) 行胸腰彎 / 腰彎后路矯正融合手術(shù)；( 3 ) 有術(shù)前及術(shù)后至少1 年隨訪的臨床及影像學(xué)資料。

2. 排除標準：( 1 ) 行非選擇性脊柱融合手術(shù)；( 2 ) 既往有脊柱畸形相關(guān)手術(shù)史。

二、一般資料

本組共納入 16 例，其中男 1 例，女 15 例；年齡 13～18 歲，平均 15.25 歲；融合 5～8 個椎體，平均 5.88 個，詳細情況見表 1。

三、手術(shù)方式

全麻下患者取俯臥位，常規(guī)消毒鋪單，顯露必要解剖結(jié)構(gòu)。在術(shù)中實時計算機導(dǎo)航或天璣手術(shù)機器人輔助下在椎弓根置釘。切除融合范圍內(nèi)下關(guān)節(jié)突 ( Schwab Ⅰ 級或 Ⅱ 級截骨[8])，并刮除上關(guān)節(jié)突軟骨。預(yù)彎適當腰前凸[9]并上棒。凸側(cè)先鎖緊尾端螺母，采用懸臂梁技術(shù)矯正畸形。凹側(cè)采用平移技術(shù)和凸側(cè)頂椎區(qū)域單側(cè)去旋轉(zhuǎn)技術(shù)進一步矯正畸形。而后進行節(jié)段性直接椎體去旋轉(zhuǎn)。術(shù)中透視并進行拼接，適當撐開加壓調(diào)整整體平衡。沖洗傷口，行椎板及關(guān)節(jié)突植骨。放置引流，逐層關(guān)閉傷口。術(shù)中使用體感誘發(fā)電位及運動誘發(fā)電位進行神經(jīng)電生理監(jiān)測。本組手術(shù)由同一組醫(yī)生完成。

四、觀察指標

收集患者一般資料及相關(guān)指標，如性別、年齡、骨骼成熟度、手術(shù)時間、出血量、融合節(jié)段等。臨床觀察指標包括軀干傾斜角 ( angle of trunk rotation，ATR ) 和脊柱側(cè)凸學(xué)會-22r 評分 ( scoliosis research society-22r score，SRS-22r )。使用 EOS 全身影像系統(tǒng)測量影像學(xué)觀察指標：冠狀位 [ 腰彎 Cobb’s角、頂椎偏移距離 ( apical vertebral translation，AVT ) ]、矢狀位 [ 胸椎后凸 ( thoracic kyphosis，TK )( T4～12)、腰椎前凸 ( lumbar lordosis，LL ) ( L1～S1) ]和軸位 [ 頂椎旋轉(zhuǎn)角 ( apical vertebral rotation，AVR ) ]參數(shù)。

五、測量方法

ATR：患者采用 Adam 前屈試驗體位，檢查者位于患者后側(cè)，使用 Scoliometer 測量 ATR 角度[10]。

影像學(xué)指標：站立位脊柱全長正側(cè)位 X 線片由 EOS 影像設(shè)備采集。使用 SterEOS ( Version：1.6.5.8188，EOS Imaging，Paris，F(xiàn)rance ) 軟件首先在二維圖像確定目標側(cè)凸的頂椎及端椎，測量AVT。而后由專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)生通過快速 3D 重建的方法進行脊柱重建，重建后系統(tǒng)自動生成矢狀位、冠狀位和軸位各項參數(shù) ( 包括 AVR )[11-12]。

表 1 一般資料Tab.1 Demographic data

六、統(tǒng)計學(xué)處理

采用 SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料用表示，術(shù)前及隨訪各項參數(shù)比較使用配對樣本t檢驗，相關(guān)參數(shù)矯正率使用 Pearson 相關(guān)分析。P< 0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

本組患者手術(shù)順利，無嚴重術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生。本組 ATR 平均矯正率 ( 64.92±11.28 ) %，腰彎 Cobb’s 角平均矯正率 ( 70.56%±12.54 ) %，AVT平均矯正率 ( 76.13%±10.16 ) %，AVR 平均矯正率( 63.95±17.67 ) %。以上參數(shù)術(shù)前與隨訪相比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( 表 2 )。

將 ATR、Cobb’s 角、AVT 和 AVR 矯正率進行 Pearson 相關(guān)分析，Cobb’s 角矯正率分別與 AVT和 ATR 矯正率與有統(tǒng)計學(xué)相關(guān)性 (r= 0.729，P=0.040；r= 0.706，P= 0.050 ) ( 表 3 )。

SRS-22r 評分中，術(shù)前與隨訪時患者在自我形象方面評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義。在功能、疼痛、心理方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義。末次隨訪時患者滿意度平均 ( 4.81±0.22 ) 分 ( 表 4 )。

表 2 術(shù)前及末次隨訪時臨床及影像學(xué)評價指標Tab.2 Clinical and radiological parameters pre-operation and at the final follow-up

表 3 Cobb’s 角、AVT、ATR 和 AVR 矯正率 Pearson 相關(guān)分析Tab.3 Pearson correlation analysis of the correction rates of Cobb’s angle, AVT, ATR and AVR

表 4 術(shù)前和末次隨訪 SRS-22r 評分量表Tab.4 SRS-22r outcomes pre-operation and at the final follow-up

討 論

在 AIS 治療評價中，傳統(tǒng)影像學(xué)方法更多地關(guān)注冠狀面畸形的矯正，而患者和家屬更加注重外觀的改善，尤其是剃刀背畸形的改善。臨床中最常采用 Scoliometer 評價軀干傾斜，其方法簡單，但也存在可信度不高的弊端[10]。尤其是腰椎固定融合術(shù)后腰部活動受限，患者前屈時很難達到標準的 Adam前屈體位，可能會影響測量結(jié)果的準確性。

醫(yī)生也在不斷尋找更加可靠的影像學(xué)方法來評價椎體旋轉(zhuǎn)。目前普遍采用的是基于正位 X 線片的測量方法。早期的 Cobb 法和 Nash-Moe 法，是觀察棘突或椎弓根在椎體投影位置來確定椎體旋轉(zhuǎn)程度，得到的結(jié)果是等級變量。而后出現(xiàn)的 Perdriolle法和 Stokes 法是通過公式計算得到椎體旋轉(zhuǎn)的連續(xù)變量，使對比和統(tǒng)計更加精準[13]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，上述方法可通過人工智能等方式實現(xiàn)影像半自動或自動分析[14]。但所有僅基于正位 X 線片的評價方法有著致命的缺陷，其受患者真實矢狀軸線與射線投照方向不平行的影響[4]。如果射線沒有完全沿患者矢狀軸線照射，那么脊椎附件在椎體的投影就會發(fā)生變化，椎體旋轉(zhuǎn)角度的測量就會產(chǎn)生誤差。而實際中這種情況是不可控且不可避免的。基于 CT 測量的椎體旋轉(zhuǎn)方法有 Aaro-Dahlborn 法和Ho 法等，可以測量頂椎相對于骨盆或某一特定椎體的旋轉(zhuǎn)，目前被認為是金標準。但患者的放射線暴露量大，故不被推薦或常規(guī)使用[4]。并且患者處于臥位，其椎體旋轉(zhuǎn)測量可能會因體位不同造成偏倚[3,15]。也有許多學(xué)者采用實時超聲[16]和 MRI[17]等無放射線暴露的方法評價椎體旋轉(zhuǎn)，但其因成像質(zhì)量較低、準確性和可重復(fù)性較差而開展有限。

EOS 是最近 10 年來新出現(xiàn)的影像技術(shù)，其可以在低劑量放射線暴露下[18]同時獲得站立位正側(cè)位脊柱全長影像，并且使用 SterEOS 工作站可以對脊柱進行三維擬合重建。三維測量是以雙側(cè)股骨頭為參考面，去除射線與人體矢狀軸線不平行的誤差，可獲得軸位上椎體旋轉(zhuǎn)和椎體向量等參數(shù)，這是傳統(tǒng)二維測量無法達到的。這一革命性的技術(shù)可以使醫(yī)師重新認識脊柱畸形的病因、進展、分型、手術(shù)選擇和預(yù)后等[19]。

Lee 等[20]最早提出 AIS 直接椎體去旋轉(zhuǎn)技術(shù)，它可以大幅度減少胸廓成形手術(shù)的比例，減少并發(fā)癥，達到患者預(yù)期效果[21]。直接椎體去旋轉(zhuǎn)技術(shù)是采用單平面[22-23]或單軸螺釘沿軸位反向旋轉(zhuǎn)，可以分為凸側(cè)、凹側(cè)和雙側(cè)去旋轉(zhuǎn)。基于第二代內(nèi)固定矯形系統(tǒng)的旋棒技術(shù)已證實無明顯椎體去旋轉(zhuǎn)效果[24-25]。AIS 患者凹側(cè)椎弓根往往發(fā)育較細[26]，凹側(cè)螺釘強度要差于凸側(cè)，所以單側(cè)凹側(cè)去旋轉(zhuǎn)有內(nèi)固定失效的風(fēng)險。使用凸側(cè)單側(cè)去旋轉(zhuǎn)時，凹側(cè)使用多軸或復(fù)位螺釘，去旋轉(zhuǎn)過程中椎體沿凸側(cè)棒旋轉(zhuǎn)。軸位上椎體去旋轉(zhuǎn)不只是一個手術(shù)步驟的結(jié)果，而是通過一系列操作取得的整體三維矯形效果的一部分。

Courvoisier 等[27]通過 14 例 AIS 患者術(shù)后即刻EOS 影像研究發(fā)現(xiàn)，后路矯形直接椎體去旋轉(zhuǎn)技術(shù)實際上達到的是“整體”去旋轉(zhuǎn)的效果，尤其是在胸腰彎 / 腰彎。Jankowski 等[28]研究通過 33 例胸彎和 22 例腰彎患者 EOS 影像研究表明，矯形手術(shù)前后 ATR 和 AVR 分別在胸彎和腰彎有統(tǒng)計學(xué)相關(guān)性，而其矯正程度無明顯相關(guān)性。本組病例結(jié)果發(fā)現(xiàn)影像學(xué)冠狀面腰彎 Cobb’s 角的矯正率與 ATR 的矯正率呈正相關(guān)。這說明用此種方法矯形，胸腰彎 /腰彎冠狀面矯形越好，患者外觀上軀干傾斜改善就會越好。而 ATR 與 AVR 矯正率不相關(guān)，原因可能為 ATR 與 AVR 為兩個相對獨立的指標。ATR 為前屈位測量，以水平面為基準，受患者體位、側(cè)彎部位及 BMI 等因素影響。而 AVR 在站立位測量，以骨盆為基準，手術(shù)前后測量影響因素較少。

本研究也存在一些不足。首先為單中心回顧性研究，病例數(shù)量有限，隨訪時間較短。其次僅納入了 Lenke 5 型患者。但本研究為國內(nèi)較早使用 EOS影像方法評價椎體去旋轉(zhuǎn)效果的文章，為今后畸形矯形中椎體旋轉(zhuǎn)的影像學(xué)評價提供參考。

綜上所述，EOS 影像可以準確地評估椎體的旋轉(zhuǎn)程度，進而有效地評價后路懸臂梁聯(lián)合直接椎體去旋轉(zhuǎn)技術(shù)治療 AIS Lenke 5 型患者的影像學(xué)效果。此外，Lenke 5C 型患者冠狀面?zhèn)韧钩C正率與大體外觀軀干傾斜改善率呈正相關(guān)。