Topping-off手術與后路融合術治療退變性腰椎疾病的臨床治療效果對比分析

王 瑋 潘福敏 孔 超 孫祥耀 侯曉飛 魯世保

(首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院骨科 國家老年臨床醫(yī)學研究中心，北京 100053)

經后路椎間融合術(posterior interbody fusion，PIF)是治療腰椎間盤突出癥和腰椎管狹窄癥等退變性腰椎疾病(degenerative lumbar disease，DLD)最常見的手術方法。然而，PIF術后受累節(jié)段的活動能力喪失，鄰近節(jié)段負荷增加，增加了鄰近節(jié)段退變(adjacent segment degeneration，ASD)的風險[1-4]。既往研究[5]指出經開放或微創(chuàng)入路的PIF術后出現(xiàn)ASD的發(fā)生率高達30%，且有部分患者需要手術干預，影響患者健康，加重社會經濟負擔。在臨床上，如何避免ASD發(fā)生是研究熱點之一。而ASD的危險因素眾多，主要包括患者年齡較大、體質量較大、椎旁肌萎縮、術前已經出現(xiàn)鄰近節(jié)段椎間盤退變表現(xiàn)、關節(jié)突關節(jié)損傷或不對稱、腰椎固定節(jié)段過長、骶骨傾斜角過小、術后矢狀位脊柱序列異常等[6-9]。因此，改進相應技術，避免或延緩ASD發(fā)生至關重要。

既往生物力學研究[10]以及相關臨床研究[11]均指出Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)為治療DLD的有效方法。Coflex等棘突間非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)的應用能夠使手術節(jié)段保持一定的活動度，避免PIF手術融合節(jié)段活動度喪失的缺點，進而降低ASD的發(fā)生率[4, 10, 12]。在此基礎上，Topping-off手術為在PIF手術的上位節(jié)段采用Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)，從而預防ASD的一種治療方法[13-14]。回顧以往文獻，鮮有研究探討Topping-off技術對鄰近節(jié)段保護作用的研究。因此，本研究旨在比較Topping-off技術與傳統(tǒng)PIF手術在治療DLD方面的臨床治療效果及影像學參數(shù)，分析其各自的特點，探討ASD發(fā)生的可能機制及預防手段。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究以2015年12月至2017年12月在首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院因DLD接受手術治療的患者為研究對象，選擇其中采用Topping-off術式治療的40例患者為Topping-off組，按照組間主要基線特征匹配的原則選擇采用PIF術式治療的60例患者為PIF組。納入標準為：患者術前有腰痛，并伴有下肢放射痛或間歇性跛行等神經壓迫癥狀，保守治療至少6個月無效；術前癥狀、體征及腰椎磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)提示責任節(jié)段為L4/5；術前腰椎MRI提示L3/4節(jié)段椎間盤退變嚴重，改良Pfirrmann評分≥4分；術前X線檢查包含腰椎正側位及屈伸位片。排除標準為：退變性腰椎側彎或者后凸畸形；腰椎外傷或腫瘤病史； Ⅱ度及以上腰椎滑脫；嚴重的骨質疏松；既往腰椎手術史。該研究獲首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院倫理委員會批準(XW2018007)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 手術方式

1.2.1 PIF手術

患者在全身麻醉后取俯臥位，按照常規(guī)要求進行消毒鋪巾。采用后正中入路暴露手術區(qū)域，沿著棘突向兩側剝離椎旁肌，顯露L3-5的椎板及雙側關節(jié)突，在剝離椎旁肌的過程中需要注意保護關節(jié)突關節(jié)囊。分別在L3、L4和L5的上關節(jié)突外側置入雙側椎弓根螺釘，透視觀察螺釘位置及長度合適。去除L4棘突下1/2、L5棘突上1/2和L4/5棘間韌帶，同時根據減壓需要去除部分L4椎板下緣和L5椎板上緣，仔細分離黃韌帶、顯露硬膜，沿著雙側L5神經根進行減壓，順著L5神經根找到L4/5節(jié)段椎間隙，切除椎間盤，仔細刮除軟骨終板，用試模一次測試后選擇合適大小椎間融合器(cage)，將自體骨填入cage后置入椎間隙。采用同樣的方法處理L3/4節(jié)段，減壓雙側L4神經根，試模測試后放入大小合適cage。透視觀察L3/4和L4/5節(jié)段的cage深度和位置合適。放入雙側連接棒，擰緊螺帽，沖洗后再進行雙側關節(jié)突植骨，將自體骨和人工骨混合后放在雙側關節(jié)突及橫突間，放置引流管，逐層縫合。

1.2.2 Topping-off手術

患者全身麻醉下取俯臥位，常規(guī)消毒鋪巾，后正中入路切口，沿著棘突向兩側剝離椎旁肌，顯露L3-5的椎板及雙側關節(jié)突，在剝離椎旁肌的過程中需要注意保護關節(jié)突關節(jié)囊，分別在L4和L5的上關節(jié)突外側進釘，置入雙側椎弓根螺釘，透視觀察螺釘位置及長度合適。在L4/5節(jié)段進行PIF手術，放入大小合適cage。去除L3/4節(jié)段棘間韌帶，仔細分離椎板間黃韌帶、顯露硬膜，同時對雙側側隱窩進行潛行探查，減壓雙側L4神經根，完成神經根松解之后，修整L3/4棘突間，依次測試試模，將大小合適的Coflex放入棘突間，深度為Coflex的U型部位距硬膜囊約2 mm。沖洗后再進行雙側L4/5關節(jié)突植骨，將自體骨和人工骨混合后放在雙側關節(jié)突及橫突間，放置引流管，逐層縫合。

所有患者術后24 h內佩戴腰圍下地，常規(guī)預防性使用抗生素48 h，并且在術后3 d拔除引流管，出院后佩戴腰圍3個月。

1.3 臨床治療效果及影像學評估

所有患者在術前及術后2年使用視覺模擬評分法(Visual Analogue Scale，VAS)評估腰痛程度，使用Oswestry評分(Oswestry Disability Index，ODI)評估腰椎功能。

通過腰椎過屈過伸位X線片，測量鄰近節(jié)段(L2/3)活動度(range of motion，ROM)，植入Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)的L3/4節(jié)段的活動度及L2-4節(jié)段整體活動度(圖1)。使用改良Pfirrmann分級系統(tǒng)對術前及術后L2/3節(jié)段的腰椎間盤退變程度進行評估[15]。ASD判斷標準如下：腰椎過屈過伸位X線片顯示鄰近節(jié)段ROM改變>10°[15]；鄰近節(jié)段椎間盤改良Pfirrmann分級增加[16]。

圖1 腰椎過伸(A)過屈(B)位X線片F(xiàn)ig.1 The extension (A) and flexion (B) X-ray images of the lumbar spine

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 2組患者基本特征比較

Topping-off組共納入40例患者，其中男性20例，女性20例，年齡為52～65歲，平均(59.4±4.2)歲；PIF組共納入60例患者，其中男性24例，女性36例，年齡為54～66歲，平均(60.2±3.8)歲。2組間性別、年齡及骨密度比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。2組患者隨訪時間為24～26個月，平均(24.2±2.8)個月。

2.2 2組患者手術指標比較

Topping-off組手術時間為110～160 min，平均(127.5±26.3)min，術中出血量為110～220 mL，平均(177.6±63.8)mL；PIF組手術時間為120～195 min，平均(155.0±34.3)min，出血量126～285 mL，平均(203.0±72.8)mL。組間比較，Topping-off組手術時間明顯短于PIF組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；Topping-off組術中出血量小于PIF組，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，詳見表1。Topping-off組術后1例出現(xiàn)椎管內血腫；PIF組術后1例出現(xiàn)皮下切口感染，1例發(fā)生椎管內血腫，組間比較差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.000，P=1.000)。

表1 2組患者手術指標比較Tab. 1 The comparison of the surgical parameters between groups

2.3 2組患者臨床效果比較

2組患者術前腰痛VAS評分及ODI評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術后2年，2組腰痛VAS評分及ODI評分均降低，但2組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，詳見表2。

表2 術前及術后2年腰痛VAS評分及腰椎ODI評分比較Tab. 2 The comparison of the VAS and ODI before and 2 years after surgery

Topping-off組Coflex置入節(jié)段(L3/4)術后2年ROM較術前明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而2組間鄰近L2/3節(jié)段和L2-4節(jié)段，術前和術后ROM變化趨勢一致，且均差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。詳見表3。

表3 Topping-off組與PIF組術前術后腰椎各節(jié)段活動度比較Tab. 3 The comparison of segmental ROM between the Topping-off group and the PIF group before and after surgery

2組患者術前L2/3節(jié)段椎間盤改良Pfirrmann分級差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，術后2年，2組患者Pfirrmann分級均有提升，但PIF組提上幅度大于Topping-off組，Topping-off組L2/3節(jié)段Pfirrmann評分低于PIF組，組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，詳見表4。術后2年，Topping-off組有2例(5%)患者L2/3椎間盤改良Pfirrmann分級增加1級，而PIF組中14例(23.33%)患者中出現(xiàn)L2/3椎間盤改良Pfirrmann分級增加，組間比較差異有統(tǒng)計學意義(χ2=6.002,P=0.014)。

表4 2組患者術前術后L2/3節(jié)段改良Pfirrmann分級比較Tab. 4 The comparison of the L2/3 modified Pfirrmann grade between the Topping-off group and the PIF group

3 討論

在保守治療無效后，腰椎減壓融合術是治療DLD的主要方式。然而，融合節(jié)段活動度消失，鄰近節(jié)段活動度代償性增加，從而增加ASD發(fā)生的風險[1-3, 6-8]。因此，如何預防或延緩PIF術后ASD的發(fā)生有重要的臨床意義，而Coflex等棘突間非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)的應用能夠使手術節(jié)段保持一定的活動度，術后ASD發(fā)生率下降。在此基礎上，Coflex裝置聯(lián)合PIF手術的Topping-off手術應運而生。而本研究旨在比較Topping-off手術與PIF手術在治療DLD的臨床治療效果，并探討Topping-off手術預防或延緩ASD發(fā)生的可能機制。

在本研究中，2組患者VAS與ODI評分與術前相比在術后2年明顯改善。因此，Topping-off手術和PIF手術均能夠明顯緩解DLD患者癥狀。但前者在手術時間以及術中出血量等方面優(yōu)于后者，這是因為Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)置入過程不需要完全暴露關節(jié)突關節(jié)以及橫突，且不需要椎弓根螺釘植入、椎間隙處理以及橫突間植骨。但筆者提示，在進行Topping-off手術時，需要仔細觀察Coflex置入節(jié)段有無嚴重的椎間不穩(wěn)，有無明顯的椎體間滑移，有無峽部裂等情況發(fā)生，從而防止Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)的置入失敗。

本研究發(fā)現(xiàn)Coflex置入節(jié)段能夠保持一定的ROM。由于Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)置入的作用，術后2年上位鄰近節(jié)段ROM未有明顯改變，而在融合組中，上位鄰近節(jié)段ROM較術前明顯增加。既往生物力學研究[11-12, 17]顯示，Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)有極好的壓縮剛度和延展剛度，因此能夠對維持脊柱穩(wěn)定有極好的作用。在本研究中，Topping-off手術包括了黃韌帶的部分切除以及關節(jié)突關節(jié)的部分切除，并且松解神經根結構。在Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)置入節(jié)段應該重點保護外側部分，并減少椎板的切除以保證棘突的穩(wěn)定。其目的在于盡可能保護脊柱后部結構的完整性。在保留屈伸活動的情況下，脊柱的應力并不會集中在上位椎間盤高度，這有助于保護鄰近節(jié)段，延緩ASD的發(fā)生[11-12, 17]。

筆者還發(fā)現(xiàn)Topping-off組的L2-4整體活動度與PIF組之間差異無統(tǒng)計學意義?？赡茉蚴遣捎肨opping-off手術情況下，L2/3節(jié)段ROM的運動負荷由置入Coflex系統(tǒng)的L3/4節(jié)段和上位鄰近L2/3脊柱節(jié)段共同承擔，因此降低了Topping-off手術后L2/3脊柱節(jié)段ASD的發(fā)生率。PIF組有2例患者出現(xiàn)了L2/3脊柱節(jié)段ROM改變超過10°，Topping-off組中有3例患者出現(xiàn)L2-4節(jié)段ROM改變高于10°，然而因為ROM由2個脊柱節(jié)段共同分擔，每個脊柱節(jié)段ROM改變均低于10°，對上位鄰近節(jié)段起到保護作用。

此外，腰椎MRI資料亦顯示術后2年上位鄰近節(jié)段椎間盤退變程度PIF組較Topping-off組嚴重，術后2年Topping-off組僅有2例患者上位鄰近節(jié)段改良Pfirrmann分級增加1級，而PIF組中共14例患者出現(xiàn)上位鄰近節(jié)段改良Pfirrmann分級增加，進一步驗證Topping-off術式能夠預防或延緩ASD發(fā)生，具有重要臨床意義。

綜上所述，本研究顯示Coflex非融合動態(tài)內固定系統(tǒng)的植入能夠保留置入節(jié)段的ROM，并且能夠分擔脊柱的應力。然而，本研究尚有不足。首先，本研究為回顧性分析，并沒有對所有患者進行隨機分組，并且隨訪時間相對較短，樣本量相對受限。Topping-off技術在治療DLD的臨床有效性以及對ASD的預防作用仍需要隨訪時間較長的大樣本量的隨機對照試驗加以分析。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明王瑋：提出研究思路，設計研究方案；潘福敏、孔超：進行試驗、數(shù)據測量；王瑋、孫祥耀、侯曉飛：采集、清洗和分析數(shù)據；王瑋、潘福敏、孔超：論文撰寫；魯世保：總體把關、審訂論文等。