胸腰椎陳舊性骨折伴后凸畸形的研究進(jìn)展

李貝貝,于海洋,崔西龍,張偉,張旭

(安徽醫(yī)科大學(xué)阜陽(yáng)臨床學(xué)院(阜陽(yáng)市人民醫(yī)院),安徽阜陽(yáng) 236000)

胸腰段后凸畸形是胸腰椎骨折后最常見(jiàn)的并發(fā)癥之一,患者因非手術(shù)、不當(dāng)手術(shù)治療或內(nèi)固定去除過(guò)早,導(dǎo)致繼發(fā)后凸畸形[1],表現(xiàn)為頑固性腰背部疼痛,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)脊髓損傷、矢狀面失平衡及截癱等嚴(yán)重并發(fā)癥,時(shí)常伴心肺功能及消化系統(tǒng)障礙,常需手術(shù)干預(yù)。近年來(lái),后凸畸形截骨矯形術(shù)日漸成熟,但選用一種較為理想的術(shù)式仍是骨科醫(yī)生面臨的挑戰(zhàn)。但目前,學(xué)術(shù)界尚缺乏對(duì)脊柱后凸柔韌性的研究,臨床醫(yī)生常忽視柔韌性對(duì)影像學(xué)參數(shù)的影響。針對(duì)脊柱后凸柔韌性的研究,為胸腰段后凸畸形制定更合理的手術(shù)方案打開(kāi)了新的探索領(lǐng)域,具有重要的意義。筆者現(xiàn)針對(duì)胸腰椎陳舊性骨折伴后凸畸形的治療方式、輔助技術(shù)的發(fā)展,以及脊柱后凸柔韌性對(duì)手術(shù)方式選擇的影響等方面作如下綜述,為臨床診療提供參考。

1 治療方式

1.1 保守治療

臨床可采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄑ泳徠溥M(jìn)展,包括:①全身治療:加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng),根據(jù)病因?qū)ΠY治療,抗骨質(zhì)疏松藥物增強(qiáng)骨質(zhì);②局部治療:脊柱局部穩(wěn)定、無(wú)明顯腰背部疼痛和神經(jīng)壓迫時(shí),可佩戴支具,避免彎腰負(fù)重,延緩其進(jìn)展。但胸腰椎后凸畸形目前尚無(wú)有效的非手術(shù)療法。

1.2 手術(shù)治療

1.2.1 柔韌性概念

柔韌性是指肌肉韌帶的伸展能力及關(guān)節(jié)在不同方向的運(yùn)動(dòng)能力,其定義尚未統(tǒng)一。傳統(tǒng)認(rèn)為,柔韌性是站立位與其他體位角度的差值,有學(xué)者認(rèn)為,柔韌性是重力和矯形力作用的合力,重力作用可使側(cè)凸角度增大,又稱“塌陷”,常用站立位與俯臥位側(cè)凸角度差值來(lái)描述;矯形力作用可使側(cè)凸角度減小,又稱“還原性”,常在仰臥位時(shí)用伴與不伴矯形力作用的側(cè)凸角度差值來(lái)描述[2]。此法對(duì)柔韌性分解描述,更便于對(duì)其精確評(píng)價(jià)。

1.2.2 術(shù)前影像學(xué)評(píng)估

術(shù)前影像學(xué)檢查對(duì)于脊柱后凸畸形患者至關(guān)重要,能從冠狀面和矢狀面等三維角度進(jìn)行觀察,主要包括[3]:①X線片:拍攝時(shí)雙臂平伸,挺胸抬頭。脊柱全長(zhǎng)X線正側(cè)位片能從總體觀察脊柱后凸畸形的楔變情況及嚴(yán)重程度,測(cè)量Cobb角可對(duì)其進(jìn)行量化。過(guò)伸/屈位X線片能顯示損傷節(jié)段及鄰近節(jié)段是否穩(wěn)定,推測(cè)后凸畸形的柔韌性,預(yù)測(cè)截骨矯形需糾正后凸的度數(shù)。②CT掃描:三維CT重建分辨率更高,能從不同角度清晰顯示脊柱細(xì)微結(jié)構(gòu);脊髓造影能確定病變的位置和范圍,顯示椎管狹窄及神經(jīng)受壓情況;俯臥位CT檢查能減少患者因站立時(shí)腰背部頑固性疼痛、肌肉韌帶僵硬及重力等因素的影響,更精確地反映患者的后凸Cobb角,對(duì)手術(shù)方案的制定具有重要意義。③MRI:能顯示胸腰椎后凸畸形及其神經(jīng)壓迫程度,有助于治療方案的確定及預(yù)后的判斷。高分辨率MRI能反映出脊髓的微小改變,對(duì)脊柱損傷且有神經(jīng)脊髓壓迫癥狀的患者十分重要。術(shù)前影像學(xué)評(píng)估對(duì)手術(shù)治療的影響越來(lái)越受學(xué)者的關(guān)注,其在確定脊柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、固定節(jié)段數(shù)及截骨級(jí)別等方面具有重要意義。

1.2.3 手術(shù)的目的及適應(yīng)證

手術(shù)的目的:①通過(guò)減壓、擴(kuò)大椎管等恢復(fù)脊髓和神經(jīng)根的容積;②通過(guò)截骨矯形術(shù)糾正后凸畸形,重建脊柱平衡,緩解腰背部疼痛,改善外觀,提高患者生活質(zhì)量;③通過(guò)內(nèi)固定及植骨融合術(shù)穩(wěn)定脊柱病變節(jié)段[4]。手術(shù)適應(yīng)證:①頑固性腰背部疼痛或進(jìn)行性加重,止痛藥物效果不佳;②局部后凸Cobb角>30°的中重度脊柱后凸畸形或有進(jìn)一步發(fā)展;③患者矢狀面失衡,影響生活;④壓迫脊髓神經(jīng)。

1.2.4 手術(shù)方式的選擇

胸腰段后凸畸形多采用截骨矯形術(shù),主要有前方入路、后方入路和前后路聯(lián)合,手術(shù)入路的選擇是目前爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。有學(xué)者建議,為避免內(nèi)固定系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)大、假關(guān)節(jié)形成及后凸畸形的再發(fā),椎體骨折、椎管狹窄和后凸畸形嚴(yán)重時(shí)選擇前方入路,否則選擇后方入路[5]。隨著內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展和截骨矯形術(shù)的進(jìn)步,不同術(shù)式在臨床中的應(yīng)用逐漸增多且效果良好,其中,后方入路因具有操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、手術(shù)時(shí)間短、出血量少、視野開(kāi)闊、減壓充分、矯形效果好和術(shù)后并發(fā)癥少的優(yōu)勢(shì),而受廣大骨科醫(yī)生的青睞。

目前,臨床主要的截骨術(shù)式有Smith-Petersen截骨術(shù)(Smith-Petersen osteotomy,SPO)、經(jīng)椎弓根截骨術(shù)(pedicle subtraction osteotomy,PSO)和全椎體切除術(shù)(vertebral column resection,VCR)以及改良的截骨矯形術(shù)等[6],以SPO和PSO最常見(jiàn)。此后,有學(xué)者基于解剖學(xué)將截骨矯形術(shù)進(jìn)一步分為I級(jí)～VI級(jí)。

SPO行單節(jié)段截骨可糾正10～15°的后凸[7],手術(shù)難度相對(duì)小,術(shù)中出血量少、創(chuàng)傷小,并發(fā)癥少,但單節(jié)段矯形能力有限,適合于輕度及某些中度脊柱后凸畸形和后凸還原性好的患者。若矯正重度后凸畸形,需進(jìn)行多節(jié)段的SPO截骨方法或采用其他更大矯形能力的截骨方式替代。為了提高其矯形效果,減少相關(guān)并發(fā)癥,有學(xué)者對(duì)其進(jìn)行不斷改進(jìn),其中多節(jié)段“V”形截骨又稱“Ponte截骨”最受青睞,盡管其在單節(jié)段的矯形能力有限,但在多節(jié)段能夠達(dá)到與VCR截骨相似的矢狀面脊柱序列矯正效果[8],得到了廣泛應(yīng)用。

PSO對(duì)脊髓和神經(jīng)充分減壓,矯形效果佳,單節(jié)段PSO可矯正30～45°的后凸[9],主要應(yīng)用于嚴(yán)重僵硬性后凸畸形,因其具有截骨更徹底、矯形效果更好的優(yōu)勢(shì),而成為目前的主流截骨方式。隨著PSO技術(shù)的廣泛應(yīng)用,其出血量更多、手術(shù)時(shí)間更長(zhǎng)、創(chuàng)傷更大、神經(jīng)更易損傷、脊柱過(guò)度縮短及內(nèi)固定斷裂的缺點(diǎn)也逐漸顯露[10]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),后路截骨矯正度數(shù)超過(guò)40°、脊髓短縮超過(guò)2 mm時(shí),會(huì)增加脊髓扭曲、褶皺的風(fēng)險(xiǎn)[11]。截骨椎體上下終板損傷時(shí),松質(zhì)骨暴露,閉合截骨面時(shí)椎間盤(pán)軟組織嵌入到松質(zhì)骨內(nèi),使骨質(zhì)愈合不佳。病變椎體高度丟失嚴(yán)重,骨量的減少使截骨后終板對(duì)終板,致假關(guān)節(jié)形成,造成椎間不穩(wěn)、矯形丟失等。同時(shí),對(duì)后凸畸形>90°的重度角狀后凸矯形不佳,常需多節(jié)段PSO矯形術(shù)或截骨級(jí)別更高的矯形術(shù),這與Zheng等[12]報(bào)道的雙節(jié)段PSO能獲得更大的截骨角度、更快的恢復(fù)脊柱序列、更佳的重建生理曲度和更好的矯形效果一致。

近年來(lái),后路VCR技術(shù)在治療重度僵硬性脊柱畸形方面得到了廣泛應(yīng)用,趙陽(yáng)陽(yáng)等[13]應(yīng)用VCR技術(shù)治療重度僵硬性脊柱畸形,術(shù)后患者身體功能恢復(fù)及軀體整體平衡效果良好,矯正率高,且能充分減壓脊髓神經(jīng)[14]。后路VCR技術(shù)經(jīng)學(xué)者改良,不斷優(yōu)化其效能,得到了進(jìn)一步完善。王輝等[15]采用后路單側(cè)截骨部分椎體切除矯形術(shù)(posterior unilateralvertebral column resection,PUVCR)治療先天性楔形椎體導(dǎo)致的后凸畸形,取得了良好效果且并發(fā)癥更少;霍亞沖等[16]經(jīng)對(duì)比分析認(rèn)為,PSO和PUVCR均能有效矯正后凸畸形、緩解疼痛及減輕功能障礙,但PUVCR手術(shù)時(shí)間更短、出血更少、脊髓神經(jīng)損傷發(fā)生率更低。

近年來(lái),經(jīng)學(xué)者不斷探索,各種新型改良術(shù)式也不斷產(chǎn)生。王燦亞[17]對(duì)僅有腰背部疼痛而后凸畸形程度不嚴(yán)重、且不伴明顯的神經(jīng)損傷癥狀者采用后外側(cè)植骨融合、傷椎置釘短節(jié)段內(nèi)固定治療,取得滿意效果;劉建偉等[18]融合各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),采用脊柱去松質(zhì)骨截骨術(shù),通過(guò)高速磨鉆由內(nèi)向外去除椎弓根及椎體內(nèi)松質(zhì)骨,切除脊柱后方結(jié)構(gòu)治療中老年陳舊性胸腰椎骨折后凸畸形,術(shù)后效果良好。

2 輔助技術(shù)的發(fā)展

隨著科學(xué)的發(fā)展,眾多先進(jìn)的技術(shù)不斷應(yīng)用于脊柱截骨矯形手術(shù)中,例如3D打印技術(shù)和有限元法等。3D打印技術(shù)是通過(guò)CT掃描獲取組織結(jié)構(gòu)信息,在計(jì)算機(jī)軟件上創(chuàng)建數(shù)字化三維模型,打印1:1仿真椎體實(shí)物模型,提供直觀立體的解剖信息,在術(shù)前結(jié)合影像學(xué)資料和3D打印模型制定個(gè)體化矯形方案和模擬截骨,避免了術(shù)中的盲目操作,增加了手術(shù)的安全性[19]。據(jù)報(bào)道,3D打印技術(shù)輔助治療胸腰椎骨折可提高置釘精度,縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血、降低透視次數(shù)及減少并發(fā)癥[20]。術(shù)前3D打印技術(shù)有助于選擇最佳的個(gè)體化方案設(shè)計(jì),可提高螺釘置入精度,減少手術(shù)創(chuàng)傷,增加手術(shù)安全性,增強(qiáng)脊柱畸形矯正效果。楊陽(yáng)等[21]應(yīng)用3D打印技術(shù)制定的個(gè)體化、精準(zhǔn)化置釘方案,顯著降低了解剖不規(guī)則、周圍組織粘連嚴(yán)重且柔韌性小于30%的重度僵硬性脊柱畸形手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。

有限元法是通過(guò)計(jì)算機(jī)建立模型施加外力,分析椎骨和椎間盤(pán)等不同部位的應(yīng)力、形變、位移等參數(shù)的變化,避免椎體負(fù)荷超過(guò)極限發(fā)生椎體塌陷。有文獻(xiàn)報(bào)道,有限元分析已應(yīng)用于脊柱生物力學(xué)并發(fā)揮出重要作用[22-23],能幫助了解螺釘、鈦棒應(yīng)力分布特點(diǎn),優(yōu)化置釘策略,降低置入螺釘帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn),減少手術(shù)費(fèi)用[24]。長(zhǎng)期隨訪表明,患者截骨矯形術(shù)后有椎弓根釘棒斷裂和鄰近椎體交界性后凸(proximal junctional kyphosis,PJK)等并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),術(shù)后內(nèi)固定斷裂的發(fā)生率可高達(dá)7.1%～15.8%[25],多發(fā)生在術(shù)后2年內(nèi),主要由殘留的后凸畸形、單棒內(nèi)固定、前柱缺損、外傷、鈦網(wǎng)移位和步態(tài)等因素引起[26]。術(shù)前用有限元分析椎弓根螺釘應(yīng)力的分布特點(diǎn),能預(yù)判其斷裂風(fēng)險(xiǎn),并采取合理措施,提高手術(shù)成功率。辛大奇等[27]利用有限元模型研究不同手術(shù)方案矯形后椎弓根螺釘應(yīng)力值的大小,并預(yù)測(cè)其矯形效果,為器材的選擇和釘棒斷裂的預(yù)防提供了理論指導(dǎo)。

3 脊柱后凸柔韌性對(duì)手術(shù)方式選擇的影響

脊柱側(cè)凸的術(shù)前柔韌性評(píng)估,能輔助確定融合節(jié)段、選擇手術(shù)入路和預(yù)測(cè)術(shù)后矯形效果等,對(duì)于指導(dǎo)臨床治療策略有重要的意義[28]。脊柱后凸柔韌性的評(píng)估,本質(zhì)上是在一定外力作用下觀察脊柱的形變能力,評(píng)價(jià)脊柱的生物學(xué)特性。

脊柱后凸畸形患者一般于術(shù)前行脊柱全長(zhǎng)X線片檢查,以評(píng)估后凸畸形程度,制定截骨級(jí)別,確定固定節(jié)段數(shù)。在站立位攝片時(shí),若患者因腰背部疼痛、肌肉韌帶僵硬等無(wú)法配合正常站立而產(chǎn)生了假性后凸畸形,可導(dǎo)致局部后凸Cobb角(local kyphotic cobb angle,LKCA)失真,從而拔高截骨級(jí)別。為此,筆者所在的課題組提出了基于手術(shù)實(shí)景的俯臥位脊柱全長(zhǎng)影像學(xué)測(cè)量,并自主設(shè)計(jì)出可獨(dú)立升降的俯臥位CT定位新型器械[29],利用計(jì)算公式:脊柱后凸柔韌度=(站立位LKCA-俯臥位 LKCA)/站立位LKCA×100%,計(jì)算出脊柱后凸的柔韌性,以此指導(dǎo)術(shù)前手術(shù)方案的制定。當(dāng)俯臥位LKCA<40°、后凸柔韌度>30%時(shí),表示柔韌性好,可降低截骨級(jí)別,行III級(jí)以下單節(jié)段截骨;俯臥位LKCA>40°、后凸柔韌度<30%時(shí),表示柔韌性差,往往無(wú)法降低截骨級(jí)別,行IV級(jí)以上截骨手術(shù)。

此外,重度后凸畸形患者易出現(xiàn)病椎塌陷嚴(yán)重、椎體內(nèi)矯形有限、終板對(duì)終板、截骨后椎體高度丟失、后方脊髓褶皺扭曲等問(wèn)題;此外,椎間盤(pán)或傷椎終板損傷時(shí),常形成假關(guān)節(jié),使矯形丟失。對(duì)此,本課題組設(shè)計(jì)出一種新的術(shù)式:后路經(jīng)椎間隙松解打壓植骨后柱加壓閉合矯形術(shù),該術(shù)式去除了傷椎的上終板、上位椎間盤(pán)及上位椎體下終板的軟骨面,同時(shí)用撐開(kāi)鉗撐開(kāi)前柱,椎間空隙處植入碎骨塊,打壓碎骨塊,以支撐的骨塊為鉸鏈點(diǎn),后方加壓閉合,達(dá)到二次矯形的目的。該術(shù)式較傳統(tǒng)截骨手術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小、出血量少的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[30]。

總之,胸腰椎陳舊性骨折伴后凸畸形的保守治療難以改善畸形和糾正癥狀,甚至耽誤病情,常需手術(shù)治療。常規(guī)根據(jù)站立位X線片評(píng)估后凸畸形的嚴(yán)重程度,選擇對(duì)應(yīng)的截骨方式,雖取得了良好的矯形效果,但忽視了脊柱后凸柔韌性對(duì)手術(shù)方案制定的影響,可能導(dǎo)致手術(shù)截骨級(jí)別高、創(chuàng)傷大,增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和術(shù)后相關(guān)并發(fā)癥。因此,筆者建議在術(shù)前方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮脊柱后凸柔韌性,并利用3D打印等輔助技術(shù)進(jìn)行術(shù)前模擬截骨,制定個(gè)體化矯形方案,使手術(shù)方案更加合理、準(zhǔn)確,科學(xué)地降低截骨級(jí)別,以期在創(chuàng)傷較小的情況下達(dá)到了同樣的治療效果。