椎弓根釘棒系統(tǒng)應(yīng)用于青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎的治療現(xiàn)狀

李偉劍 陸曉生

【關(guān)鍵詞】?脊柱側(cè)彎;椎弓根釘;并發(fā)癥

中圖分類號：R726.8???文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???DOI：10.3969/j.issn.10031383.2019.02.018

脊柱側(cè)彎是一種常見的脊柱畸形疾病，臨床表現(xiàn)為Cobb>10°，并伴有矢狀面上的生理彎曲改變及水平面上的椎體旋轉(zhuǎn)[1～2]。脊柱側(cè)彎病因復(fù)雜多樣，以青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎（adolescent idiopathic scoliosis AIS）最為常見，人群中發(fā)病率為2%～3% [3]，主要影響患者外觀形態(tài)、心肺功能，嚴(yán)重者可伴有脊髓神經(jīng)功能障礙，甚至危及生命。盡管脊柱側(cè)彎只影響較小比例的人口數(shù)量，但治療對于患者及家屬來說卻顯得非常困難。AIS目前主要的治療方法包括保守治療和外科干預(yù)，盡管經(jīng)過積極的保守治療，但大部分嚴(yán)重的或進(jìn)展型AIS患者最終仍不得不接受手術(shù)治療。椎弓根釘棒系統(tǒng)因?yàn)槠渫ㄟ^脊柱三柱能達(dá)到畸形的有效矯正，獲得穩(wěn)定固定，而且長期隨訪臨床效果滿意，已成為目前越來越流行的脊柱側(cè)彎矯正內(nèi)固定方法[4]，但同時(shí)也存在操作復(fù)雜，置釘技術(shù)要求高，學(xué)習(xí)曲線長，潛在并發(fā)癥多等缺點(diǎn)。筆者就椎弓根釘棒系統(tǒng)在AIS手術(shù)矯正的治療現(xiàn)狀綜述如下。

1?椎弓根釘?shù)某C正效果

1959年由Boucher[5]使用椎弓根螺釘用于腰骶椎的融合固定獲得良好效果。經(jīng)過眾多學(xué)者改良設(shè)計(jì)，直到1993年，椎弓根螺釘?shù)氖褂貌诺玫奖泵兰怪鶇f(xié)會的認(rèn)可。此后，以椎弓根螺釘為基礎(chǔ)的內(nèi)固定系統(tǒng)不斷被開發(fā)，逐漸取代了Harrington系統(tǒng)、椎板下鋼絲、CD系統(tǒng)等內(nèi)固定方法。成為目前脊柱側(cè)彎矯形的主流方法。Kim等[6]報(bào)道了一項(xiàng)關(guān)于52例AIS患者對比椎弓根釘棒系統(tǒng)與節(jié)段性多鉤系統(tǒng)的配對研究，結(jié)果顯示椎弓根釘棒組獲得術(shù)后即刻矯正率更有優(yōu)勢，而且，經(jīng)過兩年隨訪后，兩組的矯正丟失率無顯著性差異。雖然采用椎弓根釘棒技術(shù)費(fèi)用更高，但在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量及術(shù)后固定脊椎近、遠(yuǎn)端功能性改變均無差異，無術(shù)后神經(jīng)相關(guān)并發(fā)癥及肺功能改變的發(fā)生。OhrtNissen等[7]也發(fā)現(xiàn)，相比于節(jié)段性多鉤系統(tǒng)或混合器械，椎弓根釘棒系統(tǒng)有更高的冠狀位Cobb角矯正率，但術(shù)后胸椎后凸曲線明顯降低。類似的結(jié)果也被其他學(xué)者報(bào)道[8～9]。術(shù)后胸椎后凸不足或減少可能與矯形棒材料、直徑及置釘數(shù)等有關(guān)。Luk等認(rèn)為節(jié)段性多鉤器械術(shù)后隨訪終末期胸椎后凸增加是由于鉤類器械選擇性錨定在脊椎后部，而未覆蓋椎體，因此鉤類器械會遵循脊柱的自然行為，允許脊柱自然地正?；ㄐ刈瞪硇院笸梗10～11]。Luo等[12]報(bào)道的一項(xiàng)關(guān)于AIS術(shù)后胸椎后凸相關(guān)因素的皮爾森相關(guān)系數(shù)分析提示主彎凹側(cè)椎弓根釘?shù)臄?shù)量可能與術(shù)后胸椎后凸角呈正相關(guān)，因?yàn)楦嗟穆葆斂赡芴峁└鼜?qiáng)的矯正力。而Shen等[13]以每椎體水平161個椎弓根釘為界設(shè)計(jì)比較高密度和低密度置釘對AIS術(shù)后胸椎后凸的影響，結(jié)果兩組間并無顯著差異，但低密度組更少的椎弓根釘植入減少了手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量及內(nèi)固定物的費(fèi)用。Liu等[14]也得出同樣的結(jié)果，同時(shí)發(fā)現(xiàn)更高剛度的矯形棒有利于胸椎前凸或后凸不足的改善。相較于節(jié)段性多鉤系統(tǒng)等其他矯正器械，椎弓根釘棒系統(tǒng)提供AIS更高的冠狀面矯正率，在術(shù)后矯正丟失率也更有優(yōu)勢，但椎弓根釘也有使胸椎后凸減少的趨勢。

2?椎弓根釘?shù)南嚓P(guān)并發(fā)癥

縱然椎弓根釘技術(shù)為脊柱側(cè)彎的矯正帶來了突破性的進(jìn)展，尤其在冠狀面的矯正率及丟失率都較其他內(nèi)固定器械更有優(yōu)勢，但同時(shí)也存在一些不足，椎弓根的解剖結(jié)構(gòu)特性使得椎弓根釘幾乎只有一條理想的植入通道，尤其上胸椎及頸椎椎弓根直徑較小，增加了置釘難度，因而該部位椎弓根釘?shù)膽?yīng)用尚存在爭議。另外，脊柱側(cè)彎患者的凹側(cè)椎弓根直徑也較凸側(cè)偏小[15]，同時(shí)可伴有椎體旋轉(zhuǎn)[16]，這對矯形醫(yī)師的技術(shù)要求是較高的。且凹側(cè)椎弓根更貼近椎管內(nèi)組織，椎弓根釘向內(nèi)側(cè)穿孔則極易損傷神經(jīng)根或硬脊膜;而椎弓根釘向前穿孔則潛在損傷大動脈、胸膜、胰腺等組織器官;螺釘?shù)闹踩氩划?dāng)亦可引起椎弓根骨折[17～21]。Chan等[22]利用CT平掃的方法評價(jià)了137例AIS患者共1986枚椎弓根釘?shù)拇┛浊闆r，除去向外側(cè)穿孔，總的穿孔率為8.4%。按照Gertzbein和Robbins穿孔分級[23]，危險(xiǎn)穿孔率為1.5%;其中危險(xiǎn)的向中間穿孔主要發(fā)生在主胸彎凸側(cè)及上胸椎和主胸彎移行處，而危險(xiǎn)的向前方穿孔主要發(fā)生在上胸椎凹側(cè)及上胸椎和主胸彎移行處。Uehara等[24]研究發(fā)現(xiàn)椎弓根釘穿孔可增加螺釘松動的風(fēng)險(xiǎn)。另外，螺釘?shù)乃蓜影l(fā)生位置與至上端或下端固定椎的距離有關(guān)，上端或下端固定椎及其鄰近椎體植入的椎弓根釘更易發(fā)生松動。螺釘?shù)乃蓜涌赡軐?dǎo)致螺釘斷裂及漸進(jìn)性的后凸畸形。因此，當(dāng)穿孔發(fā)生在上端或下端固定椎時(shí)，螺釘松動的風(fēng)險(xiǎn)就會變得復(fù)雜化。Uehara發(fā)現(xiàn)下端固定椎發(fā)生松動的螺釘其直徑大部分為4.5 mm或更小，因此，他們建議適當(dāng)延長融合節(jié)段以利于5 mm螺釘?shù)闹踩?。椎弓根釘棒系統(tǒng)雖然能提供良好的矯正效果，但潛在椎弓根釘穿孔、松動等并發(fā)癥，對術(shù)者有較高的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)要求。

3?椎弓根釘植入輔助技術(shù)

為了提高椎弓根置釘準(zhǔn)確性、安全性，一些計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)如術(shù)中CT成像導(dǎo)航、3D打印技術(shù)等被學(xué)者們引入試圖減少椎弓根釘并發(fā)癥。Zhang等[25]通過67位AIS患者共492枚椎弓根釘分析比較了術(shù)中O臂成像導(dǎo)航與術(shù)前基于CT成像導(dǎo)航的置釘準(zhǔn)確性和有效性，結(jié)果顯示，根據(jù)Gertzbein穿孔分類標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)中O臂成像導(dǎo)航組在頂錐區(qū)域的安全置釘位置準(zhǔn)確率明顯高于術(shù)前CT導(dǎo)航組，并且減少了螺釘向中間穿孔的發(fā)生率，增加頂錐區(qū)域可置釘數(shù)量。因?yàn)樾g(shù)前CT成像導(dǎo)航系統(tǒng)繁瑣的術(shù)中注冊過程，需要較長的圖像配準(zhǔn)時(shí)間。Macke等[26]利用機(jī)器人輔助技術(shù)用于AIS患者的椎弓根釘植入，發(fā)現(xiàn)術(shù)前俯臥位CT平掃聯(lián)合機(jī)器輔助植入椎弓根釘可提高胸椎置釘準(zhǔn)確率及安全性。因?yàn)樾g(shù)前俯臥位更接近手術(shù)操作時(shí)的體位，可降低體位改變引起的椎弓根相對位置變化。劉亞明等[27]則比較了O臂導(dǎo)航系統(tǒng)和C型臂X線機(jī)輔助置釘?shù)男Ч町悾瑑山M在術(shù)后即刻及終末隨訪期均得到較好的冠狀面Cobb角矯正率，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但O型臂導(dǎo)航輔助系統(tǒng)尤其在上胸椎和中胸椎提供更高的置釘準(zhǔn)確率，因?yàn)橄啾扔贑型臂X線機(jī)，O型臂導(dǎo)航系統(tǒng)能獲得更高質(zhì)量的三維CT圖像。

影像導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用固然提高了椎弓根的置釘準(zhǔn)確率和安全性，但同時(shí)引起的電離輻射對患者的影響是不可輕視的。進(jìn)展型的AIS通常以女性患者多見，由于隨訪觀察以及矯正手術(shù)中行CT掃描或透視檢查增加了患者的射線暴露，另外，相比于成人，仍處于生長階段的青少年對電離輻射更為敏感[28]，由此導(dǎo)致了AIS女性患者更高的乳腺癌患病風(fēng)險(xiǎn)[29～30]。Presciutti等[31]測量比較了不同治療決策（手術(shù)治療、治具固定、隨訪觀察）對AIS患者輻射暴露量的差異。結(jié)果顯示手術(shù)組較其他兩組的輻射量明顯增加，而且手術(shù)組的輻射量（78%）主要?dú)w因于矯形術(shù)中的透視或CT掃描。可見術(shù)中影像導(dǎo)航技術(shù)所產(chǎn)生的電離輻射是不容忽視的。

3D打印技術(shù)的應(yīng)用也在脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)植入椎弓根釘過程中發(fā)揮很大的作用。利用3D打印技術(shù)可在術(shù)前通過三維CT重建在MIMICS軟件上建立患者脊柱三維模型，從模型中獲得椎弓根釘進(jìn)釘點(diǎn)、進(jìn)釘深度、進(jìn)釘軸線等參數(shù);并通過椎板后部結(jié)構(gòu)建立反向模板，可進(jìn)一步增加置釘準(zhǔn)確性及安全性[32]。Garg等[33]比較了3D打印技術(shù)與徒手置釘在AIS矯形術(shù)的安全性及有效性，結(jié)果顯示3D打印組較徒手置釘組有更低的危險(xiǎn)穿孔率以及更少的置釘時(shí)間。另外，借助3D打印技術(shù)時(shí)，不用像術(shù)中X線檢測那般反復(fù)透視，可減少術(shù)中患者及術(shù)者射線攝入量，縮短手術(shù)時(shí)間，但也在一定程度上增加了患者費(fèi)用。

綜上所述，椎弓根螺釘技術(shù)應(yīng)用于AIS的矯正達(dá)到了顯著的效果，但仍存在技術(shù)要求高、學(xué)習(xí)曲線長、潛在并發(fā)癥多等缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)無疑為椎弓根安全置釘提供了幫助，同時(shí)也存在增加患者和術(shù)者輻射暴露、費(fèi)用高等不足。因此，仍有必要研發(fā)一種操作簡便、安全有效、能夠向基層推廣的矯正方法或輔助置釘技術(shù)。

參?考?文?獻(xiàn)

[1]?Goldberg CJ，Moore DP，F(xiàn)ogarty EE，et al.Scoliosis：a review[J].Pediatr Surg Int，2008，24（2）：129144.

[2]?Kim HJ，Blanco JS，Widmann RF.Update on the management of idiopathic scoliosis[J].Curr Opin Pediatr，2009，21（1）：5564.

[3]?Negrini S，Donzelli S，Aulisa AG，et al.2016 SOSORT guidelines：orthopaedic and rehabilitation treatment of idiopathic scoliosis during growth[J].Scoliosis Spinal Disord，2018，13：3.

[4]?黃紫房，楊靖凡，楊軍林，等.凸側(cè)旋棒與凹側(cè)旋棒矯正Lenke I型AIS至少2年隨訪效果評估[J].中國矯形外科雜志，2016，24（13）：11531157.

[5]?Boucher HH.A method of spinal fusion[J].J Bone Joint Surg Br，1959，41b（2）：248259.

[6]?Kim YJ，Lenke LG，Cho SK，et al.Comparative analysis of pedicle screw versus hook instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis[J].Spine （Phila Pa 1976），2004，29（18）：20402048.

[7]?OhrtNissen S，Hallager DW，Karbo T，et al.Radiographic and Functional Outcome in Adolescent Idiopathic Scoliosis Operated With Hook/Hybrid Versus AllPedicle Screw InstrumentationA Retrospective Study in 149 Patients[J].Spine Deform，2017，5（6）：401408.

[8]?Yilmaz G，Borkhuu B，Dhawale AA，et al.Comparative analysis of hook，hybrid，and pedicle screw instrumentation in the posterior treatment of adolescent idiopathic scoliosis[J].J Pediatr Orthop，2012，32（5）：490499.

[9]?Lowenstein JE，Matsumoto H，Vitale MG，et al.Coronal and sagittal plane correction in adolescent idiopathic scoliosis：a comparison between all pedicle screw versus hybrid thoracic hook lumbar screw constructs[J].Spine （Phila Pa 1976），2007，32（4）：448452.

[10]?Luk KD，Cheung WY，Wong Y，et al.The predictive value of the fulcrum bending radiograph in spontaneous apical vertebral derotation in adolescent idiopathic scoliosis[J].Spine （Phila Pa 1976），2012，37（15）：E922926.

[11]?Luk KD，Vidyadhara S，Lu DS，et al.Coupling between sagittal and frontal plane deformity correction in idiopathic thoracic scoliosis and its relationship with postoperative sagittal alignment[J].Spine （Phila Pa 1976），2010，35（11）：11581164.

[12]?Luo M，Jiang H，Wang W，et al.Influence of screw density on thoracic kyphosis restoration in hypokyphotic adolescent idiopathic scoliosis[J].Bmc Musculoskeletal Disorders，2017，18（1）：526.

[13]?Shen M，Jiang H，Luo M，et al.Comparison of low density and high density pedicle screw instrumentation in Lenke 1 adolescent idiopathic scoliosis[J].Bmc Musculoskeletal Disorders，2017，18（1）：336.

[14]?Liu H，Li Z，Li S，et al.Main thoracic curve adolescent idiopathic scoliosis：association of higher rod stiffness and concaveside pedicle screw density with improvement in sagittal thoracic kyphosis restoration[J].J Neurosurg Spine，2015，22（3）：259266.

[15]?Liljenqvist UR，Link TM，Halm HF.Morphometric analysis of thoracic and lumbar vertebrae in idiopathic scoliosis[J].Spine （Phila Pa 1976），2000，25（10）：12471253.

[16]?Hicks JM，Singla A，Shen FH，et al.Complications of pedicle screw fixation in scoliosis surgery：a systematic review[J].Spine （Phila Pa 1976），2010，35（11）：E465470.

[17]?Senaran H，Shah SA，Gabos PG，et al.Difficult thoracic pedicle screw placement in adolescent idiopathic scoliosis[J].J Spinal Disord Tech，2008，21（3）：187191.

[18]?Floccari LV，Larson AN，Stans AA，et al.Delayed Dural Leak Following Posterior Spinal Fusion for Idiopathic Scoliosis Using All Posterior Pedicle Screw Technique[J].J Pediatr Orthop，2017，37（7）：e415e420.

[19]?Sariyilmaz K，Ozkunt O，Sungur M，et al.Esophageal Perforation Caused by a Posterior Pedicle Screw：A Case Report[J].J Pediatr Orthop，2017，37（2）：98101.

[20]?Ogura Y，Watanabe K，Hosogane N，et al.Acute respiratory failure due to hemothorax after posterior correction surgery for adolescent idiopathic scoliosis：a case report[J].BMC Musculoskelet Disord，2013，14：132.

[21]?Kato S，Lewis SJ.Temporary Iliac Fixation to Salvage an Acute L4 Chance Fracture：Following Pedicle Screw Fixation for Adolescent Idiopathic Scoliosis[J].Spine （Phila Pa 1976），2017，42（5）：E313e316.

[22]?Chan CYW，Kwan MK.Zonal differences in risk and pattern of pedicle screw perforations in adolescent idiopathic scoliosis （AIS）：a computerized tomography （CT） review of 1986 screws[J].Eur Spine J，2018，27（2）：340349.