徐增輝 尹勁 黃杰平 郎愛(ài)強(qiáng) 何偉 李好東 孫啟增 段洪
全球老年化問(wèn)題日益突出,腰椎退行性疾病是老年人的常見(jiàn)疾病之一,包括腰椎間盤(pán)突出癥、腰椎滑脫、腰椎管狹窄等,使患者在活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)腰腿疼痛、活動(dòng)受限、肌力下降等癥狀,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1],保守治療、微創(chuàng)治療、手術(shù)治療是比較常見(jiàn)的治療手段[2]。保守治療一般效果不理想[3]。微創(chuàng)治療目前應(yīng)用很少,缺乏臨床相關(guān)數(shù)據(jù)支持。手術(shù)治療中的固定和植骨融合是大家比較推崇的治療方法[4],但融合固定術(shù)對(duì)患者創(chuàng)傷大,且易致融合節(jié)段畸形、疼痛、螺釘斷裂、再手術(shù)率高、加速鄰近節(jié)段退變(adjacent segment degeneration,ASD)等問(wèn)題,其中ASD最為突出[5],這些問(wèn)題迫使研究者們?nèi)ヌ綄て渌委熓侄危侨诤蟿?dòng)態(tài)固定系統(tǒng)近年來(lái)在臨床應(yīng)用上取得了良好的效果,本文將分別挑選4種經(jīng)典的和2種新興的動(dòng)態(tài)內(nèi)固定系統(tǒng)對(duì)椎弓根動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng)和棘突間撐開(kāi)系統(tǒng)治療退行性腰椎疾病的生物力學(xué)、臨床療效、優(yōu)勢(shì)和局限性進(jìn)行綜述。
本文中介紹的椎弓根動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng)包括Isobar TTL系統(tǒng)、Dynesys系統(tǒng)、K.Rod系統(tǒng),其適應(yīng)證主要有腰椎間盤(pán)突出癥、腰椎管狹窄癥、腰椎退行性滑脫或不穩(wěn)、腰椎退行性側(cè)凸及椎間盤(pán)源性腰痛。禁忌證主要有腰椎峽部裂型滑脫癥、結(jié)構(gòu)性反屈、椎間隙嚴(yán)重狹窄。重度骨質(zhì)疏松癥、椎體冠狀面失平衡、椎間孔重度狹窄、不要求完全復(fù)位的腰椎退行性滑脫癥及鄰近節(jié)段不穩(wěn)的腰椎退行性側(cè)凸是其相對(duì)禁忌證。并發(fā)癥主要有內(nèi)固定移位、斷裂,ASD,感染[6]。下面對(duì)這3個(gè)系統(tǒng)逐個(gè)進(jìn)行綜述。
1.1.1 原理
Isobar TTL系統(tǒng)是一種非常具有代表性的椎弓根動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng),1993年P(guān)errin就有報(bào)道[7-8]。它是由1個(gè)椎弓根螺釘和和2個(gè)動(dòng)力桿組成的半剛性穩(wěn)定系統(tǒng),動(dòng)力桿是由鈦環(huán)組成的減震原件,其ROM與脊柱的生理運(yùn)動(dòng)相近,限制軸向運(yùn)動(dòng)和角度,但不限制軸向旋轉(zhuǎn),從而既可以承載固定節(jié)段不同方向和活動(dòng)平面的載荷,還可以保留手術(shù)節(jié)段的ROM,從而從理論上達(dá)到治療腰椎退行性疾病而保留腰椎ROM的目的[7],國(guó)內(nèi)外大量生物力學(xué)研究都證實(shí)了其生物穩(wěn)定性不差于融合固定術(shù),同時(shí)在抗軸向旋轉(zhuǎn)和側(cè)屈方面優(yōu)于固定融合術(shù)[9-10]。
1.1.2 臨床療效
Isobar TTL系統(tǒng)從應(yīng)用于臨床來(lái)就取得了不錯(cuò)的臨床效果,在手術(shù)出血量、住院時(shí)間上優(yōu)于融合固定術(shù),在緩解臨床癥狀等方面不亞于融合固定術(shù)[7-11]。曹宗銳等[12]對(duì)130例患者進(jìn)行隨機(jī)分組,在長(zhǎng)達(dá)8年的隨訪中,也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。Isobar TTL系統(tǒng)在預(yù)防ASD目前還存在些許爭(zhēng)議[13],不過(guò)大部分學(xué)者還是持支持態(tài)度,認(rèn)為Isobar TTL系統(tǒng)保護(hù)了未融合節(jié)段的椎間關(guān)節(jié),分散了椎間盤(pán)上的軸向載荷和屈伸剪切力。在保持一定腰椎活動(dòng)度的同時(shí),穩(wěn)定了腰椎。此外,它還分散了相鄰節(jié)段上的應(yīng)力,在術(shù)中能適當(dāng)增加椎間隙高度,從而減少或延遲了ASD[14],不過(guò)Isobar TTL系統(tǒng)在術(shù)中抬高的間隙會(huì)逐漸降低,但鄰近節(jié)段的椎間隙高度丟失會(huì)慢于融合固定手術(shù)[7],從而論證了Isobar TTL系統(tǒng)在治療腰椎退行性疾病對(duì)于融合固定術(shù)的優(yōu)勢(shì)。目前尚未發(fā)現(xiàn)Isobar TTL系統(tǒng)和內(nèi)鏡系統(tǒng)治療腰椎退行性疾病的對(duì)比研究。Isobar TTL系統(tǒng)嚴(yán)格掌握其手術(shù)適應(yīng)證,其療效與并發(fā)癥發(fā)生率均優(yōu)于融合固定術(shù)[6],目前主要應(yīng)用于:①輕中度椎間盤(pán)變性的腰椎間盤(pán)突出癥和腰椎滑脫、腰椎不穩(wěn)、腰椎椎管狹窄、單純腰椎峽部裂或伴有I°腰椎滑脫;②腰椎多節(jié)段病變,對(duì)施行融合固定術(shù)的鄰近節(jié)段進(jìn)行保護(hù)。
1.2.1 原理
Dynesys系統(tǒng)是一種穩(wěn)定腰椎的椎弓根動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng),其椎弓根螺釘之間通過(guò)聚酯繩索和間隔器工作,間隔器是小關(guān)節(jié)的補(bǔ)充部分,間隔器與聚酯繩索和彈性管套共同調(diào)節(jié)壓力和限制手術(shù)節(jié)段的過(guò)度前屈或后伸[15],Más等[16]在對(duì)使用Dynesys系統(tǒng)、椎體融合術(shù)治療腰椎退行性疾病的58例患者進(jìn)行三維有限元模型對(duì)照研究分析,Dynesys系統(tǒng)比腰椎融合術(shù)能更好地保留手術(shù)節(jié)段的ROM。
1.2.2 臨床療效
Hoppe等[17]對(duì)39例L4-L5節(jié)段的退行性腰椎滑脫癥患者行減壓術(shù)和Dynesys系統(tǒng)植入術(shù),平均隨訪7.2年,在末次隨訪中腰腿痛較術(shù)前改善86%及以上,長(zhǎng)期隨訪效果良好,保留了手術(shù)節(jié)段ROM,并發(fā)癥少,ASD發(fā)生率低,可信度高,一些大樣本研究和Meta分析也證明Dynesys系統(tǒng)相比椎體融合術(shù),臨床效果類(lèi)似,但Dynesys系統(tǒng)手術(shù)時(shí)間短,對(duì)患者的創(chuàng)傷小,術(shù)后并發(fā)癥少,ASD發(fā)生率低,可以保留手術(shù)節(jié)段的ROM[15,18]。不過(guò)Strube等[19]在研究中表明植入Dynesys系統(tǒng)的鄰近節(jié)段ROM還是增加了一些,但Denmir在研究中認(rèn)為Dynesys系統(tǒng)對(duì)鄰近節(jié)段的ROM影響可以忽略不計(jì)[20]。因此,相比椎體融合術(shù),關(guān)于Dynesys系統(tǒng)的ASD發(fā)生率,用“更低”加以描述會(huì)更準(zhǔn)確一些。該治療手段的并發(fā)癥還包括螺釘松動(dòng)、斷裂、移位,彈性套管磨損等。到現(xiàn)在為止未發(fā)現(xiàn)Dynesys系統(tǒng)和內(nèi)鏡系統(tǒng)治療腰椎退行性疾病的對(duì)比研究,從現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)看,Dynesys系統(tǒng)主要應(yīng)用于:①繼發(fā)性腰椎椎管狹窄,緩解青年患者的腰椎側(cè)彎癥狀,腰椎間盤(pán)突出癥,腰椎滑脫;②腰椎多節(jié)段病變,對(duì)施行融合固定術(shù)的鄰近節(jié)段進(jìn)行保護(hù)。雖然Dynesys系統(tǒng)的具體療效還需要進(jìn)一步研究,但只要嚴(yán)格掌握其適應(yīng)證,還是能給患者性?xún)r(jià)比極高的療效。
1.3.1 原理
K.Rod椎弓根動(dòng)態(tài)固定系統(tǒng)是非融合系統(tǒng)里新型治療手段,它由椎弓根螺釘、硬棒、動(dòng)態(tài)纜繩彈性棒組成,彈性棒可以插入中空結(jié)構(gòu)的硬棒末端,再通過(guò)螺帽固定在一起,如果在K.Rod結(jié)合桿上加裝金屬環(huán),可以使K.Rod系統(tǒng)失去彈性,成為一種能夠?qū)傂怨潭ê蛷椥怨潭ńY(jié)合的經(jīng)椎弓根固定系統(tǒng)。
1.3.2 臨床療效
K.Rod系統(tǒng)是在非融合系統(tǒng)里是一種新型治療手術(shù),研究的深度和寬度都低于Dynesys系統(tǒng)和Isobar TTL系統(tǒng),不過(guò)在臨床應(yīng)用上也取得了不錯(cuò)的成果。Wang和Lv[11]對(duì)98例患者分組行K.Rod系統(tǒng)和椎間融合術(shù),至少觀察2年。發(fā)現(xiàn)相比腰椎融合組,K.Rod組的手術(shù)時(shí)間短,出血量少,同時(shí)可以保留手術(shù)節(jié)段的ROM。關(guān)于K.Rod與椎體融合治療腰椎退行性疾病的報(bào)道表明,兩種手術(shù)方法在改善患者的臨終癥狀方面無(wú)明顯差異[21]。K.Rod與內(nèi)鏡的對(duì)比研究目前較少,Qu等[22]在一項(xiàng)小樣本研究中顯示,K.Rod與內(nèi)鏡治療腰椎間盤(pán)突出療效基本一致,但K.Rod組的椎間隙改善情況和椎間盤(pán)退變情況明顯優(yōu)于內(nèi)鏡組。但并不能因此而認(rèn)為K.Rod優(yōu)于內(nèi)鏡治療,還需要更多強(qiáng)有力的證據(jù)。Wang和趙毅等[11,23]在研究中報(bào)道K.Rod的并發(fā)癥發(fā)生率不高于腰椎融合組??梢?jiàn)K.Rod在治療退行性腰椎疾病方面具有一定優(yōu)勢(shì)。針對(duì)預(yù)防ASD的問(wèn)題,總體上是支持能降低ASD發(fā)生這一觀點(diǎn),但還存在爭(zhēng)議。Fu等[21]在臨床治療中發(fā)現(xiàn),相比椎間融合,K.Rod系統(tǒng)鄰近節(jié)段ROM的變化幅度小于椎間融合。Wang和Lv[11]還在研究中發(fā)現(xiàn)術(shù)后椎間盤(pán)高度指數(shù)(disc height index,DHI)和椎間孔高度(foramen height,F(xiàn)H)明顯改善,在末次隨訪時(shí)仍高于術(shù)前。不過(guò)Lin等[24]在生物力學(xué)分析中指出,K.Rod增加了相鄰節(jié)段的小關(guān)節(jié)接觸力,Huang等[25]發(fā)現(xiàn)DHI在術(shù)后增加了,但慢慢下降到了比術(shù)前更低的水平。現(xiàn)有的總體研究表明,K.Rod在治療腰椎退行性疾病和腰椎融合擁有一致的臨床效果,在手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量方面還優(yōu)于腰椎融合,且相比腰椎融合,ASD的發(fā)生率更低[25]?,F(xiàn)有的研究還過(guò)少,目前主要應(yīng)用于腰椎間盤(pán)突出癥、腰椎椎管狹窄癥、腰椎滑脫等,還需要進(jìn)一步研究以明確K.Rod的治療效果和減少ASD發(fā)生的具體機(jī)制。
常用的棘突間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)有Coflex系統(tǒng)、X-STOP系統(tǒng)、Rocker系統(tǒng)。目前其適應(yīng)證尚未完全明確,棘突骨折是棘突間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)最為關(guān)注的手術(shù)并發(fā)癥,平均發(fā)生率為2.05%[26],下文將逐個(gè)對(duì)此3種系統(tǒng)進(jìn)行綜述。
2.1.1 原理
Coflex系統(tǒng)是在U型裝置的基礎(chǔ)上改造而成,它能在限制腰椎后伸的同時(shí)增加棘突間間隙,繃緊松弛的黃韌帶,從而增加神經(jīng)根管間隙,緩解臨床癥狀,生物力學(xué)研究表明,Coflex系統(tǒng)能保留手術(shù)節(jié)段的ROM,鄰近節(jié)段的代償作用可以忽略不計(jì)[27]。
2.1.2 臨床療效
Coflex系統(tǒng)是較為成熟的棘突間撐開(kāi)系統(tǒng),進(jìn)行了大量的臨床研究并取得了大部分學(xué)者的認(rèn)可。Fan和Zhu[28]對(duì)946例參與隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的患者進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)Coflex系統(tǒng)緩解患者臨床癥狀的效果并不差于融合固定術(shù),但卻在手術(shù)損傷及住院時(shí)間上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[28],相比Coflex系統(tǒng),經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤(pán)切除術(shù)(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy,PTED)避免了肌肉和韌帶結(jié)構(gòu)的破壞,但PTED技術(shù)需要更長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線,并且缺乏固定來(lái)提高腰椎的穩(wěn)定性[29],因此Coflex系統(tǒng)擁有更好的療效[30],但Coflex系統(tǒng)的花費(fèi)及住院時(shí)間更長(zhǎng),老年人可能更傾向PTED[31]。目前對(duì)于Coflex系統(tǒng)能否預(yù)防ASD的發(fā)展還存在爭(zhēng)議。爭(zhēng)議方認(rèn)為Coflex系統(tǒng)在軸向旋轉(zhuǎn)時(shí),植入節(jié)段的剛度較高,相鄰節(jié)段的應(yīng)力也較大[26]。不過(guò)大部分學(xué)者還是持支持態(tài)度,在一項(xiàng)大樣本研究中也表示:Coflex系統(tǒng)承擔(dān)了部分腰椎近端活動(dòng)度和壓力,這有助于緩解ASD[32]?,F(xiàn)有報(bào)道的并發(fā)癥主要有硬膜囊破裂,內(nèi)固定松動(dòng)、斷裂,棘突骨折,但發(fā)生概率較融合固定術(shù)低[28]。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的Coflex適應(yīng)證是從L1到L5的一個(gè)或兩個(gè)節(jié)段腰椎狹窄,但目前在三個(gè)階段腰椎狹窄,腰椎間盤(pán)突出癥也有應(yīng)用,特別適合于腰椎多節(jié)段病變,對(duì)施行融合固定術(shù)的鄰近節(jié)段進(jìn)行保護(hù),禁忌證為責(zé)任節(jié)段有融合或減壓手術(shù)史,腰椎壓縮性骨折,重度小關(guān)節(jié)增生骨切除引起的不穩(wěn)定,腰椎Ⅱ級(jí)以上滑脫,腰椎峽部裂引起的腰椎滑脫,Cobb角>25°的腰椎側(cè)凸,骨質(zhì)疏松和體重指數(shù)>40 kg/m2[27]。
2.2.1 原理
X-STOP(美國(guó)Medtronic公司)系統(tǒng)早在2005年就通過(guò)FDA的認(rèn)證。植入物的每個(gè)末端都有2個(gè)側(cè)翼,可將其固定以防止植入物的橫向遷移。X-STOP可以通過(guò)簡(jiǎn)單的步驟在棘突間韌帶上開(kāi)孔植入。橢圓墊片將棘突隔開(kāi),并可以限制固定節(jié)段的后伸。兩個(gè)側(cè)翼可以防止植入物向前或向側(cè)面移動(dòng)。錐形組織有助于側(cè)向插入,因此可以保留棘上韌帶,從而更好地避免了植入物的后移。谷雪蓮等[33]對(duì)X-STOP系統(tǒng)進(jìn)行生物力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)X-STOP系統(tǒng)可以限制植入節(jié)段后伸的75.35%,減少后伸時(shí)椎間盤(pán)受力的80.75%,但對(duì)鄰近節(jié)段的ROM和椎間盤(pán)應(yīng)力無(wú)明顯影響,保留了手術(shù)節(jié)段的大部分ROM。
2.2.2 臨床療效
Zucherman等[34]報(bào)道了第一個(gè)X-STOP的隨機(jī)臨床試驗(yàn),在2年的隨訪中發(fā)現(xiàn)X-STOP系統(tǒng)優(yōu)于保守治療。Mo等[32]對(duì)27項(xiàng)研究(2 241例患者)進(jìn)行meta分析表明XSTOP系統(tǒng)與腰椎融合相比,在改善ODI、VAS、JOA評(píng)分和椎間盤(pán)高度無(wú)明顯差別。而且Phan等報(bào)道與傳統(tǒng)的減壓融合術(shù)相比,X-STOP系統(tǒng)手術(shù)并發(fā)癥少,手術(shù)時(shí)間短,術(shù)中出血量少,但成本高以及面臨較高的再手術(shù)率[35]。L?nne等[36]報(bào)道X-STOP系統(tǒng)的翻修率達(dá)33%。X-STOP系統(tǒng)擁有和減壓融合一致的臨床效果,而且在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量上優(yōu)于腰椎融合,不過(guò)存在成本效益差和無(wú)指南明確手術(shù)適應(yīng)證等問(wèn)題。這些問(wèn)題就要求我們?cè)谶x擇XSTOP系統(tǒng)手術(shù)方式時(shí)應(yīng)該慎重,其主要適用于腰椎椎管狹窄,同樣適用于腰椎小關(guān)節(jié)退變,腰椎間盤(pán)突出癥,且對(duì)于重度骨質(zhì)疏松癥應(yīng)該禁用,不然容易導(dǎo)致棘突骨折不良后果。目前尚未發(fā)現(xiàn)X-STOP系統(tǒng)與內(nèi)鏡系統(tǒng)的對(duì)比研究。針對(duì)預(yù)防ASD,大多數(shù)學(xué)者還是持支持態(tài)度[32,37],不過(guò)也有學(xué)者持懷疑態(tài)度[38]。X-STOP系統(tǒng)可以保留手術(shù)節(jié)段ROM,減少鄰近ROM的變化,減少了ASD發(fā)生的危險(xiǎn)因素,但ASD的危險(xiǎn)因素并不只是這一個(gè),因此,預(yù)防ASD并不合適,只能表達(dá)為,相比于腰椎融合,X-STOP系統(tǒng)ASD的發(fā)生率更低。
2.3.1 原理
Rocker系統(tǒng)是一種新型棘突間撐開(kāi)系統(tǒng),臨床應(yīng)用還較少,采用聚醚醚酮材質(zhì),在撐開(kāi)器前端叉銷(xiāo)插入Rocker系統(tǒng)中心間隙處,用手指搬動(dòng)前端與尾端雙鰭,即可讓Rocker系統(tǒng)鎖定或者解鎖,鎖定狀態(tài)下,前端與尾端雙鰭分別位于上下棘突根部,從而提供強(qiáng)力支撐,穩(wěn)定椎體,恢復(fù)脊柱的自然生物結(jié)構(gòu)。最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于單側(cè)植入,保留棘上韌帶,患者的手術(shù)創(chuàng)傷更小。
2.3.2 臨床療效
Rocker系統(tǒng)由于是一種新型產(chǎn)品,還缺乏相應(yīng)的生物力學(xué)分析,但目前的臨床報(bào)道顯示出Rocker系統(tǒng)具有良好的治療效果。Huang等[39]對(duì)62例腰椎狹窄患者分組行Rocker系統(tǒng)和X-STOP系統(tǒng)治療,平均隨訪2年,發(fā)現(xiàn)Rocker系統(tǒng)和X-STOP系統(tǒng)在保留手術(shù)節(jié)段ROM和改善ODI評(píng)分、JOA評(píng)分、DHI指數(shù)、FHI指數(shù)上擁有一致的效果,術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率一致,同時(shí)Rocker系統(tǒng)的手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量和對(duì)患者造成的手術(shù)創(chuàng)傷更優(yōu)于X-STOP系統(tǒng)。不過(guò)還有文獻(xiàn)指出Rocker系統(tǒng)在DHI和椎間孔高度指數(shù)上的恢復(fù)上更優(yōu)于X-STOP系統(tǒng),它可以間接地提供減壓效果而達(dá)到減壓術(shù)的效果[40]??梢?jiàn)Rocker系統(tǒng)在治療腰椎退行性疾病上擁有著不錯(cuò)的臨床效果,同時(shí)Rocker系統(tǒng)由于是采用單側(cè)植入的手術(shù)步驟,保留了棘上韌帶和部分棘間韌帶,術(shù)后如需要翻修或者進(jìn)一步行腰椎融合術(shù)都極為方便。目前Rocker系統(tǒng)尚未有明確指南明確其適應(yīng)證和禁忌證,現(xiàn)有文獻(xiàn)顯示適用于腰椎間盤(pán)突出癥和腰椎管狹窄癥的治療[39,41],不適用于腰椎間盤(pán)重度退化和重度骨質(zhì)疏松的治療。Rocker系統(tǒng)以其單側(cè)入路的優(yōu)勢(shì),嚴(yán)格把握適應(yīng)證能使患者獲得更大的收益,但目前尚未有針對(duì)Rocker系統(tǒng)與融合固定術(shù)或內(nèi)鏡系統(tǒng)治療腰椎退行性疾病的系統(tǒng)性研究,本研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行相關(guān)研究。
相比腰椎融合術(shù),動(dòng)態(tài)非融合固定系統(tǒng)植入術(shù)發(fā)生ASD的幾率更低,治療腰椎退行性疾病療效一致,且在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量和對(duì)患者造成的手術(shù)創(chuàng)傷上優(yōu)于腰椎融合,相比內(nèi)鏡下治療腰椎退行性疾病,目前現(xiàn)有的研究基本肯定動(dòng)態(tài)非融合內(nèi)固定的優(yōu)勢(shì),但對(duì)比研究較少,證據(jù)強(qiáng)度不夠。6種動(dòng)態(tài)非融合固定系統(tǒng)治療效果從現(xiàn)有文獻(xiàn)上未發(fā)現(xiàn)明確區(qū)別,只要嚴(yán)控手術(shù)標(biāo)準(zhǔn),患者就能獲得不錯(cuò)的收益,不過(guò)其成本效益也值得關(guān)注?,F(xiàn)在需要多中心、大樣本研究明確各種動(dòng)態(tài)非融合固定系統(tǒng)的適應(yīng)證,以消除醫(yī)者和患者的顧慮,同時(shí)使患者達(dá)到最大的治療效果。