引用本文: 董軍峰, 李危石, 姜宇, 孫卓然. 退變性成人脊柱側凸長節段固定術近端固定椎的選擇. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(10): 1305-1311. doi: 10.7507/1002-1892.202205081 復制
退變性成人脊柱側凸(adult degenerative scoliosis,ADS)又稱de novo退變側凸或老年性腰椎側凸,指在骨骼發育成熟后因脊柱退變導致的脊柱側凸畸形,通常Cobb角>10°且<40°,可發生于胸椎及腰椎任何節段,以下胸椎和腰椎多見,一般畸形累及節段不超過4個。ADS是一種退變性三維畸形,常伴有椎管或神經根管狹窄、椎體旋轉、側方滑移和/或冠狀面、矢狀面失平衡等病理改變,多需外科手術治療,但手術方案制定尚無統一標準[1]。
ADS手術方式主要有椎管減壓術、減壓固定融合術以及截骨矯形術等,其目的是緩解腰痛及神經源性疼痛,矯正側凸畸形,重建脊柱力學平衡。其中,長節段固定術(long-segment fixation,LSF)臨床療效確切,畸形矯正率高,運用最廣泛[2]。尤其是對于脊柱側凸畸形較重、有明顯畸形進展趨勢,且合并胸、腰椎后凸畸形,脊柱失平衡患者,LSF能重建脊柱整體力線,減輕疼痛癥狀,有效控制畸形進展,提高患者生活質量[3]。 研究表明,選擇合理的近端固定椎(upper instrumented vertebra,UIV)能有效提高LSF遠期療效和降低手術并發癥發生率[4]。但目前對UIV的選擇仍存在爭議。現對ADS患者 LSF中矢狀面、冠狀面UIV的相關研究作一綜述,以期為臨床選擇恰當UIV提供參考。
1 LSF
對于ADS,單純神經減壓術雖然創傷較小,但容易導致醫源性節段不穩及術后側凸加重,且適應證較為局限。因此,大多數脊柱外科醫生建議減壓同時一期行固定融合術[5-7]。但目前臨床對于固定融合術中內固定節段范圍的確定,尚未達成共識。固定節段數<3個或固定范圍在側凸上、下端椎以內,定義為短節段固定術(short-segment fixation,SSF);固定節段數≥3個或固定范圍達到和/或超過上、下端椎,定義為LSF[8]。其中,SSF對脊柱畸形矯正有限,矯正角度也容易丟失[9];而LSF術后疼痛改善率和Oswestry功能障礙指數(ODI)改善率明顯優于SSF,術后畸形矯正效果更佳。
LSF手術指征:嚴重椎管狹窄、廣泛腰痛且經正規保守治療效果不理想者;側凸Cobb角≥45°、椎體側方滑移≥3 mm;腰椎生理前凸減小甚至后凸;胸椎后凸增大同時伴有明顯脊柱冠狀面、矢狀面失平衡[10]。Transfeldt等[11]比較了單純減壓、減壓聯合SSF、減壓聯合LSF 3種術式療效,發現減壓聯合LSF患者術后Cobb角及腰椎前凸角改善率明顯高于其他兩組,表明LSF能更好地恢復脊柱曲度,矯形效果最好。Cho等[12]對比了減壓聯合SSF和充分減壓聯合LSF治療的ADS患者臨床資料,發現LSF較SSF能更好地矯正側凸畸形和糾正冠狀面失平衡,恢復頂椎正常序列,但兩組在矯正腰椎前凸和糾正矢狀面失平衡方面無顯著差異。一般認為,LSF與SSF相比手術時間更長、手術出血量更多、運動單元喪失增加,患者肺部感染發生風險也更高[13]。Transfeldt等[11]的研究顯示LSF并發癥發生率明顯高于SSF和單純減壓術。最近一項關于LSF及SSF術后并發癥的Meta分析表明[10],兩種術式硬膜撕裂、斷釘/棒、內固定物松動等總并發癥發生率差異無統計學意義,但LSF患者肺部并發癥發生率顯著高于SSF患者。
2 矢狀面UIV的選擇策略與爭議
LSF術中選擇恰當的UIV對矯正ADS畸形、獲得理想手術療效具有重要意義[14]。因為ADS病理因素復雜,臨床分型標準較難統一,所以UIV的選擇尚無統一標準。在矢狀面UIV選擇方面仍存在很大爭議。
普遍認為矢狀面UIV選擇應考慮以下三方面因素。① 椎體自身結構:UIV應為正常椎體,其后柱結構完整,骨質疏松性骨折椎體或存在先天性發育畸形椎體不適宜作為UIV。存在椎體旋轉、側方滑移脫位或半脫位的椎體因其穩定性被破壞,極易發生鄰近節段退變、鄰近椎體骨折、繼發性交界性后凸等并發癥,也不能作為UIV[15]。② 是否合并矢狀面畸形以及失平衡:存在矢狀面嚴重胸椎(T5~T12)后凸(Cobb角>60°)或胸腰段(T10~L2)交界性后凸(Cobb角≥20°)畸形時,LSF固定節段應超過后凸畸形上、下端椎,此時后凸畸形上端椎遠端的矢狀面穩定椎或中立椎(upper naturalvertebra,UNV)可作為UIV[16];當患者處于矢狀面平衡狀態時,UIV可選擇下胸椎(T9~T12)[17]。但O?Shaughnessy等[18]認為當患者為雙彎畸形且胸椎Cobb角>40°、胸椎后凸增加或存在胸腰段交界性后凸時,矢狀面存在嚴重脊柱失平衡,如合并嚴重骨質疏松則UIV需融合至上胸椎(T2~T4)。但該研究納入的58例患者中ADS患者僅占24.1%,因此該結論是否適合于嚴格意義上的ADS患者,有待進一步研究。③ 從臨床療效和并發癥角度考慮:UIV位于上胸椎(T2~T4)時,近端交界性后凸(proximal junctional kyphosis,PJK)發生率較低,但肺部感染、硬膜撕裂、假關節形成等并發癥發生率較高;當UIV位于下胸椎(T9、10)時,手術時間短、術中出血少、住院費用低,但術后PJK發生風險較高;當UIV位于上腰椎(L1、2)時,可保留更多脊柱運動單元,但術后遠期近端鄰近節段病變發生率最高[17]。
Kim等[17]對比了UIV位于上胸椎(91例)及下胸椎(107例)的ADS患者,發現兩組患者術后脊柱側凸研究協會22項評分(SRS-22)及ODI均較術前顯著改善,且兩組間差異無統計學意義。同時,他們發現盡管下胸椎組總并發癥發生率偏高,但兩組肺部感染、神經損傷等并發癥發生率及二次翻修手術率差異均無統計學意義,融合至上胸椎并不能明顯減少PJK的發生。O?Shaughnessy等[18]報道UIV位于下胸椎區和上胸椎區均能獲得滿意臨床療效,但上胸椎組的并發癥發生率及再手術率均顯著高于下胸椎組,因此更推薦UIV位于下胸椎區。Hey等[19]通過生物力學研究證實T10是最低非活動胸椎。如將T11作為UIV,則僅剩1個可運動單元(T10、 11),術后因局部應力改變極易導致PJK等并發癥發生;如T10作為UIV,只固定了1個非活動胸椎節段,難以有效實現固定區域穩定性。所以,從生物力學角度考慮,Hey等認為T9是最理想的UIV。Zhu等[20]的一項回顧性研究發現選擇T11、12為UIV即可獲得理想臨床療效;當選擇T9以上為UIV時,盡管術后PJK發生率顯著低于融合至側凸上端椎(T11、12),但會明顯影響患者脊柱活動。因此,他們建議選擇T11、12為UIV。Du等[21]對比了融合至T9~11和L2的ADS患者43例,發現兩組均可獲得良好臨床療效,且在畸形矯正率方面無明顯差異,隨訪期間均無癥狀性PJK發生。因此,他們認為對于無嚴重胸腰段后凸畸形的ADS患者,選擇L2為UIV亦可獲得滿意臨床療效,且手術時間短、出血少,能顯著降低手術風險并保留更多運動節段。
我們認為除考慮上述椎體自身結構、脊柱整體平衡、術后并發癥等因素外,UIV選擇還應綜合考慮患者年齡、職業狀態、生活習慣、脊柱側凸嚴重程度及脊柱力學平衡情況等因素。
3 冠狀面UIV的選擇策略與共識
目前,冠狀面UIV選擇共識包括:① UIV不應止于側凸頂椎區;② 嚴重側方移位的椎體應包含在融合范圍內;③ 存在滑脫及旋轉的節段應包含在融合范圍內[22-24]。在ADS患者中,水平椎(upper horizontal vertebra,UHV)、UNV、上端椎(upper end vertebra,UEV)常被選擇作為UIV,但UHV、UNV、UEV往往不是同一個椎體[25]。當治療目的、術前規劃側重點不同時,選擇策略亦不一樣。例如,當UHV為T9、UEV為L1時,若考慮需融合側凸所有節段,T9~L1均可作為UIV;若選擇UHV則需融合至T9;若僅需跨越胸腰段,則UIV需選擇T10;如考慮融合范圍為側凸上、下端椎,則可能選擇T11或T12作為UIV[26]。現代矯形觀點認為UIV應選擇冠狀面上穩定、中立且水平的椎體,且其鄰近椎間盤應無嚴重退變,鄰近椎體間無明顯成角或移位;選擇UHV為UIV,ADS患者側凸畸形矯正改善率最高;選擇UNV為UIV,能有效避免鄰近節段病變的發生;選擇UEV為UIV,則手術時間短、創傷小,圍術期并發癥發生率最低[27-28]。
融合至近端UNV之下時,鄰近節段影像學病變發生率顯著高于融合至UNV [29]。因為融合至UNV以下時,不能改變ADS自然發展進程,容易出現遠期鄰近節段退變,PJK可能進一步加重而需翻修手術干預。徐用億等[30]對LSF術中UIV選擇于UHV(T9或T10)、UNV(T11或T12)、UEV(L1或L2)的3組ADS患者進行2~4年隨訪,發現3組術后疼痛視覺模擬評分(VAS)和ODI較術前顯著改善,且3組間臨床療效改善程度差異無統計學意義;提示3種UIV選擇策略均可有效改善脊柱-骨盆矢狀位參數、重建矢狀面平衡;但UHV組冠狀面畸形改善率顯著優于UEV組。在并發癥方面,UEV組早期并發癥發生率較低,可能與切口顯露范圍小、術中出血少、手術時間短、早期康復有關,但近端鄰近節段病變發生率顯著高于UHV組。上述研究樣本量較小,尚需更大樣本量、多中心、隨機對照研究來進一步闡明相關關系。
北京大學第三醫院李危石教授認為ADS患者疼痛程度、拍攝X線片時站立時間長短、透視角度等均會影響對UHV、UNV的判斷[31],而患者椎體CT值相對固定。基于此,他們提出了“冠狀位第1反轉椎(first coronal reverse vertebra,FCRV)”的概念,定義為與ADS主彎范圍內椎體凹凸側骨密度(以CT值代表)分布相反的近端第1個椎體。他們回顧性分析了116例ADS患者臨床及影像學資料,發現當UIV位于FCRV近端時,1例患者(3.9%)出現近端側彎進展;當UIV位于FCRV遠端時,17例患者(29.8%)出現近端側彎進展。因此,他們認為FCRV遠端椎間盤是冠狀面應力集中點,UIV位于FCRV,術后PJK發生率較低,提示FCRV的判定比冠狀面穩定椎更可靠,在指導UIV選擇上更有參考價值[32]。
總之,ADS術中冠狀面UIV的選擇應結合脊柱退變嚴重程度、病變范圍、側彎類型、病理特點及脊柱平衡狀態等,綜合考慮以求獲得滿意的矯形效果和臨床療效。
4 UIV選擇與PJK及近端交界性失敗(proximal junctional failure,PJF)的關系
PJK是ADS術后較常見的遠期并發癥之一,其定義為UIV下終板及UIV近端上面2個節段(UIV+2)上終板之間成角≥10°,且比術前至少增大10°[33]。據統計,ADS患者LSF術后PJK發生率為17%~41%[34]。PJK可能為UIV及近端組織的過度非生理性應力作用于融合節段及頭端活動節段交界區,產生持續剪切力導致[35-36]。PJK是影像學診斷,多數患者無臨床癥狀或癥狀輕微,少數患者可進一步發展成為PJF,如出現神經功能障礙,嚴重影響患者術后功能恢復,則需二次手術干預。PJF定義為在PJK基礎上,合并UIV或UIV+1骨折、后方骨性和/或韌帶結構破壞、內固定物拔出其中1項。ASD患者術后PJF發生率為1.4%~5.6%[37]。 Yagi等[38]研究發現LSF術后出現PJF的患者中,60.9%(14/23)為ADS。
UIV位置與PJK發生存在一定相關性,但癥狀性PJK、PJF發生率較低,因此在選擇UIV時是否需要考慮PJK的發生,還有待深入研究。PJK發生危險因素包括患者因素和手術因素[39-42]。患者因素包括年齡(>55歲)、肥胖(身體質量指數>35 kg/m2)、骨質疏松、椎旁肌脂肪退變(后柱張力帶作用減弱)、合并神經功能異常(如帕金森病)等。手術因素包括前后路聯合手術、固定至骶骨骨盆、術后矢狀面恢復不滿意、過度腰椎前凸及矢狀面偏移矯正[43]、骨盆入射角-腰椎前凸不匹配等。Lafage等[44]結合年齡>55歲(1分)、融合包括S1/髂骨(1分)、UIV(T1~T6)(1分)、UIV(T7~T12)(2分)、前凸矯正率(1分)5個指標,建立了一套ADS患者PJK風險評估系統,發現隨著PJK風險評分增加,PJK發生概率也逐漸增加。
研究表明T10是胸廓中最低的非活動胸椎,T11和T12的浮肋結構相對不穩定,而T10及以上椎體可與胸廓形成1個穩定結構,因此固定至T10可能降低PJK發生率[45]。但Fujimori等[46]研究證實固定至上胸椎與下胸椎-胸腰椎在臨床療效、矢狀面平衡重建與PJK發生率方面,差異均無統計學意義。Shufflebarger等[47]發現UIV位于L1、2、T11、12和T9、10時,PJK發生率分別為50%、50%和14%,融合至與真肋相連的T9、10節段可顯著降低PJK發生率,因此推薦UIV選擇T9、10。Cho等[48]發現固定至T11、12與固定至T10相比,PJK發生率基本一致,但優于固定至L1、2;O’Shaughnessy等[18]發現固定至下胸椎時PJK發生率顯著高于上胸椎。2017年,一項Meta分析研究了ADS患者LSF中將上胸椎與下胸椎分別作為UIV與PJK發生率的關系,共納入10項研究1 230例患者。結果顯示選擇上胸椎作為UIV可顯著降低影像學和外科PJK發生率[49]。但如前所述,固定至上胸椎會顯著增加手術時間、手術出血量,肺部手術并發癥發生率也明顯提高。因此,我們認為不必過分追求過高UIV,應根據需要減壓的范圍個性化確定UIV,對于存在胸椎后凸或胸腰段交界性后凸、發生急性PJK/PJF風險較高患者可以固定至上胸椎,否則UIV選擇至T11、12即可。
同時,目前對于UIV選擇以及PJK影響因素分析等主要參考國外學者研究報道,但由于人種不同,脊柱矢狀位參數范圍和生物力學影響因素存在一定差異[50-51],不同生活習慣必然導致LSF術后PJK發生率不同,從而影響對UIV的選擇。例如,韓國及日本特有的盤腿坐和跪坐生活方式顯著影響胸腰段椎體的載荷分布以及脊柱-骨盆矢狀位參數[52],進而影響UIV選擇及PJK發生率。Moon等[53]探討了4種不同身體姿勢(站立、椅坐、跪坐和盤腿坐)對脊柱-骨盆矢狀位參數的影響,發現當使用與矢狀面平衡相關的4個參數進行評估時,跪坐與站立姿勢無明顯差異;而與站立姿勢相比,椅坐和盤腿坐姿勢顯著改變了脊柱-骨盆矢狀位參數。因此,有待開展大樣本、多中心隨機對照研究來探討適合中國人的UIV選擇策略以及與PJK發生之間的關系。總之,術后PJK發生是否是UIV選擇的重要考慮因素,有待更深入研究。
5 微創手術對UIV選擇策略的影響
隨著脊柱外科微創手術技巧提高、手術器械不斷改進與完善,特別是經皮椎弓根螺釘與可擴張椎間融合器的廣泛應用,ADS的微創治療取得了長足進步。ADS微創融合手術主要包括微創經椎間孔腰椎椎間融合術(minimally invasive transforaminal lumbar intervertebral fusion,MIS?TLIF)、微創側方腰椎椎間融合術(lateral lumbar interbody fusion,LLIF),其中極外側腰椎椎間融合術和斜外側腰椎椎間融合術是應用最廣泛的兩種側方腰椎椎間融合術。近年來,隨著導航技術、機器人技術的興起,ADS治療有了更多選擇[54]。吳浩等[55]采用MIS?TLIF聯合經皮椎弓根螺釘內固定LSF治療17例ADS患者,末次隨訪時冠狀位Cobb角、矢狀位前凸角、冠狀位和矢狀位軀干偏移距離均較術前顯著減小,ODI 改善率為86.51%±6.02%,椎體融合率達89.21%。LLIF具有出血量少、組織損傷小,術后患者恢復快的優點,并且能獲得一定程度畸形矯正,近年來被廣泛用于治療ADS [56]。研究表明單節段LLIF可獲得5°~10° 前凸,而TLIF僅能獲得0°~1° 前凸,因此LLIF可更好地重建脊柱前凸,改善矢狀面平衡[57]。Katz等[58]采用LLIF治療27例ADS患者,隨訪1年時Cobb角(8.70±1.08)° 較術前(21.10±1.99)° 顯著改善。Attenello等[59]比較了LLIF聯合開放后路與LLIF聯合經皮椎弓根螺釘內固定治療ADS的臨床療效,發現兩種術式均可有效治療ADS,但前者矯形效果優于后者,而后者手術并發癥更少,患者背部疼痛改善更理想。
雖然LLIF治療ADS具有顯著微創優勢,但適應證有限[60]。主要適應證包括:① 頂椎位于L1~4的輕、中度ADS患者(Lenke-Silva分型Ⅰ~Ⅳ型);② 病程長,主要癥狀為腰背部疼痛、神經源性間歇性跛行;③ 正規保守治療6個月無效,且無腹膜后手術史。近年來,國內外學者們就LLIF治療ADS的療效、操作流程、手術入路、并發癥等方面進行了大量研究,探討了該項技術在ADS中的應用價值[61],但鮮有關于UIV選擇方面的報道。我們分析可能與LLIF適應證有限有關。根據脊柱畸形微創手術干預分級系統(MISDEF分級系統)[62],LLIF僅適用于Ⅰ、Ⅱ級患者,畸形程度較輕,多累及1~2個節段,很少超過4個節段,術中僅需選擇局部側凸端椎為UIV即可。在選擇LLIF治療ADS時,不同UIV選擇策略對臨床療效、畸形矯正率、術后PJK等并發癥發生率的影響,有待進一步探討。我們考慮能否采用LLIF和后路固定分期手術方式治療ADS,以通過一期間接減壓緩解癥狀,必要時二期后路固定,充分利用軀干的代償能力以減少最終固定節段,但有待臨床應用驗證。
6 結論
LSF治療ADS可恢復脊柱序列,重建脊柱生理曲線。UIV在矢狀面上應選擇上胸椎、下胸椎還是胸腰椎,應綜合考慮冠狀面UHV、UNV、UEV關系,制定科學、合理的個性化手術策略。在矯形條件允許情況下,應盡量選擇下胸椎區(T9、10)作為UIV,以減少PJK、PJF等術后并發癥。FCRV可以作為一種新的參考標志,但還需要更大樣本量、多中心隨機對照研究進一步驗證其可靠性。不同人種、不同生活習慣會導致脊柱-骨盆矢狀位參數不同,進而影響UIV的選擇,適合中國人的UIV選擇策略有待進一步研究。LLIF等微創手術治療ADS獲得了滿意療效,但最優化的UIV選擇策略還有待進一步臨床驗證。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點及其報道
作者貢獻聲明 李危石:綜述構思及設計、觀點形成;董軍峰、姜宇、孫卓然:資料收集;董軍峰:文章撰寫
退變性成人脊柱側凸(adult degenerative scoliosis,ADS)又稱de novo退變側凸或老年性腰椎側凸,指在骨骼發育成熟后因脊柱退變導致的脊柱側凸畸形,通常Cobb角>10°且<40°,可發生于胸椎及腰椎任何節段,以下胸椎和腰椎多見,一般畸形累及節段不超過4個。ADS是一種退變性三維畸形,常伴有椎管或神經根管狹窄、椎體旋轉、側方滑移和/或冠狀面、矢狀面失平衡等病理改變,多需外科手術治療,但手術方案制定尚無統一標準[1]。
ADS手術方式主要有椎管減壓術、減壓固定融合術以及截骨矯形術等,其目的是緩解腰痛及神經源性疼痛,矯正側凸畸形,重建脊柱力學平衡。其中,長節段固定術(long-segment fixation,LSF)臨床療效確切,畸形矯正率高,運用最廣泛[2]。尤其是對于脊柱側凸畸形較重、有明顯畸形進展趨勢,且合并胸、腰椎后凸畸形,脊柱失平衡患者,LSF能重建脊柱整體力線,減輕疼痛癥狀,有效控制畸形進展,提高患者生活質量[3]。 研究表明,選擇合理的近端固定椎(upper instrumented vertebra,UIV)能有效提高LSF遠期療效和降低手術并發癥發生率[4]。但目前對UIV的選擇仍存在爭議。現對ADS患者 LSF中矢狀面、冠狀面UIV的相關研究作一綜述,以期為臨床選擇恰當UIV提供參考。
1 LSF
對于ADS,單純神經減壓術雖然創傷較小,但容易導致醫源性節段不穩及術后側凸加重,且適應證較為局限。因此,大多數脊柱外科醫生建議減壓同時一期行固定融合術[5-7]。但目前臨床對于固定融合術中內固定節段范圍的確定,尚未達成共識。固定節段數<3個或固定范圍在側凸上、下端椎以內,定義為短節段固定術(short-segment fixation,SSF);固定節段數≥3個或固定范圍達到和/或超過上、下端椎,定義為LSF[8]。其中,SSF對脊柱畸形矯正有限,矯正角度也容易丟失[9];而LSF術后疼痛改善率和Oswestry功能障礙指數(ODI)改善率明顯優于SSF,術后畸形矯正效果更佳。
LSF手術指征:嚴重椎管狹窄、廣泛腰痛且經正規保守治療效果不理想者;側凸Cobb角≥45°、椎體側方滑移≥3 mm;腰椎生理前凸減小甚至后凸;胸椎后凸增大同時伴有明顯脊柱冠狀面、矢狀面失平衡[10]。Transfeldt等[11]比較了單純減壓、減壓聯合SSF、減壓聯合LSF 3種術式療效,發現減壓聯合LSF患者術后Cobb角及腰椎前凸角改善率明顯高于其他兩組,表明LSF能更好地恢復脊柱曲度,矯形效果最好。Cho等[12]對比了減壓聯合SSF和充分減壓聯合LSF治療的ADS患者臨床資料,發現LSF較SSF能更好地矯正側凸畸形和糾正冠狀面失平衡,恢復頂椎正常序列,但兩組在矯正腰椎前凸和糾正矢狀面失平衡方面無顯著差異。一般認為,LSF與SSF相比手術時間更長、手術出血量更多、運動單元喪失增加,患者肺部感染發生風險也更高[13]。Transfeldt等[11]的研究顯示LSF并發癥發生率明顯高于SSF和單純減壓術。最近一項關于LSF及SSF術后并發癥的Meta分析表明[10],兩種術式硬膜撕裂、斷釘/棒、內固定物松動等總并發癥發生率差異無統計學意義,但LSF患者肺部并發癥發生率顯著高于SSF患者。
2 矢狀面UIV的選擇策略與爭議
LSF術中選擇恰當的UIV對矯正ADS畸形、獲得理想手術療效具有重要意義[14]。因為ADS病理因素復雜,臨床分型標準較難統一,所以UIV的選擇尚無統一標準。在矢狀面UIV選擇方面仍存在很大爭議。
普遍認為矢狀面UIV選擇應考慮以下三方面因素。① 椎體自身結構:UIV應為正常椎體,其后柱結構完整,骨質疏松性骨折椎體或存在先天性發育畸形椎體不適宜作為UIV。存在椎體旋轉、側方滑移脫位或半脫位的椎體因其穩定性被破壞,極易發生鄰近節段退變、鄰近椎體骨折、繼發性交界性后凸等并發癥,也不能作為UIV[15]。② 是否合并矢狀面畸形以及失平衡:存在矢狀面嚴重胸椎(T5~T12)后凸(Cobb角>60°)或胸腰段(T10~L2)交界性后凸(Cobb角≥20°)畸形時,LSF固定節段應超過后凸畸形上、下端椎,此時后凸畸形上端椎遠端的矢狀面穩定椎或中立椎(upper naturalvertebra,UNV)可作為UIV[16];當患者處于矢狀面平衡狀態時,UIV可選擇下胸椎(T9~T12)[17]。但O?Shaughnessy等[18]認為當患者為雙彎畸形且胸椎Cobb角>40°、胸椎后凸增加或存在胸腰段交界性后凸時,矢狀面存在嚴重脊柱失平衡,如合并嚴重骨質疏松則UIV需融合至上胸椎(T2~T4)。但該研究納入的58例患者中ADS患者僅占24.1%,因此該結論是否適合于嚴格意義上的ADS患者,有待進一步研究。③ 從臨床療效和并發癥角度考慮:UIV位于上胸椎(T2~T4)時,近端交界性后凸(proximal junctional kyphosis,PJK)發生率較低,但肺部感染、硬膜撕裂、假關節形成等并發癥發生率較高;當UIV位于下胸椎(T9、10)時,手術時間短、術中出血少、住院費用低,但術后PJK發生風險較高;當UIV位于上腰椎(L1、2)時,可保留更多脊柱運動單元,但術后遠期近端鄰近節段病變發生率最高[17]。
Kim等[17]對比了UIV位于上胸椎(91例)及下胸椎(107例)的ADS患者,發現兩組患者術后脊柱側凸研究協會22項評分(SRS-22)及ODI均較術前顯著改善,且兩組間差異無統計學意義。同時,他們發現盡管下胸椎組總并發癥發生率偏高,但兩組肺部感染、神經損傷等并發癥發生率及二次翻修手術率差異均無統計學意義,融合至上胸椎并不能明顯減少PJK的發生。O?Shaughnessy等[18]報道UIV位于下胸椎區和上胸椎區均能獲得滿意臨床療效,但上胸椎組的并發癥發生率及再手術率均顯著高于下胸椎組,因此更推薦UIV位于下胸椎區。Hey等[19]通過生物力學研究證實T10是最低非活動胸椎。如將T11作為UIV,則僅剩1個可運動單元(T10、 11),術后因局部應力改變極易導致PJK等并發癥發生;如T10作為UIV,只固定了1個非活動胸椎節段,難以有效實現固定區域穩定性。所以,從生物力學角度考慮,Hey等認為T9是最理想的UIV。Zhu等[20]的一項回顧性研究發現選擇T11、12為UIV即可獲得理想臨床療效;當選擇T9以上為UIV時,盡管術后PJK發生率顯著低于融合至側凸上端椎(T11、12),但會明顯影響患者脊柱活動。因此,他們建議選擇T11、12為UIV。Du等[21]對比了融合至T9~11和L2的ADS患者43例,發現兩組均可獲得良好臨床療效,且在畸形矯正率方面無明顯差異,隨訪期間均無癥狀性PJK發生。因此,他們認為對于無嚴重胸腰段后凸畸形的ADS患者,選擇L2為UIV亦可獲得滿意臨床療效,且手術時間短、出血少,能顯著降低手術風險并保留更多運動節段。
我們認為除考慮上述椎體自身結構、脊柱整體平衡、術后并發癥等因素外,UIV選擇還應綜合考慮患者年齡、職業狀態、生活習慣、脊柱側凸嚴重程度及脊柱力學平衡情況等因素。
3 冠狀面UIV的選擇策略與共識
目前,冠狀面UIV選擇共識包括:① UIV不應止于側凸頂椎區;② 嚴重側方移位的椎體應包含在融合范圍內;③ 存在滑脫及旋轉的節段應包含在融合范圍內[22-24]。在ADS患者中,水平椎(upper horizontal vertebra,UHV)、UNV、上端椎(upper end vertebra,UEV)常被選擇作為UIV,但UHV、UNV、UEV往往不是同一個椎體[25]。當治療目的、術前規劃側重點不同時,選擇策略亦不一樣。例如,當UHV為T9、UEV為L1時,若考慮需融合側凸所有節段,T9~L1均可作為UIV;若選擇UHV則需融合至T9;若僅需跨越胸腰段,則UIV需選擇T10;如考慮融合范圍為側凸上、下端椎,則可能選擇T11或T12作為UIV[26]。現代矯形觀點認為UIV應選擇冠狀面上穩定、中立且水平的椎體,且其鄰近椎間盤應無嚴重退變,鄰近椎體間無明顯成角或移位;選擇UHV為UIV,ADS患者側凸畸形矯正改善率最高;選擇UNV為UIV,能有效避免鄰近節段病變的發生;選擇UEV為UIV,則手術時間短、創傷小,圍術期并發癥發生率最低[27-28]。
融合至近端UNV之下時,鄰近節段影像學病變發生率顯著高于融合至UNV [29]。因為融合至UNV以下時,不能改變ADS自然發展進程,容易出現遠期鄰近節段退變,PJK可能進一步加重而需翻修手術干預。徐用億等[30]對LSF術中UIV選擇于UHV(T9或T10)、UNV(T11或T12)、UEV(L1或L2)的3組ADS患者進行2~4年隨訪,發現3組術后疼痛視覺模擬評分(VAS)和ODI較術前顯著改善,且3組間臨床療效改善程度差異無統計學意義;提示3種UIV選擇策略均可有效改善脊柱-骨盆矢狀位參數、重建矢狀面平衡;但UHV組冠狀面畸形改善率顯著優于UEV組。在并發癥方面,UEV組早期并發癥發生率較低,可能與切口顯露范圍小、術中出血少、手術時間短、早期康復有關,但近端鄰近節段病變發生率顯著高于UHV組。上述研究樣本量較小,尚需更大樣本量、多中心、隨機對照研究來進一步闡明相關關系。
北京大學第三醫院李危石教授認為ADS患者疼痛程度、拍攝X線片時站立時間長短、透視角度等均會影響對UHV、UNV的判斷[31],而患者椎體CT值相對固定。基于此,他們提出了“冠狀位第1反轉椎(first coronal reverse vertebra,FCRV)”的概念,定義為與ADS主彎范圍內椎體凹凸側骨密度(以CT值代表)分布相反的近端第1個椎體。他們回顧性分析了116例ADS患者臨床及影像學資料,發現當UIV位于FCRV近端時,1例患者(3.9%)出現近端側彎進展;當UIV位于FCRV遠端時,17例患者(29.8%)出現近端側彎進展。因此,他們認為FCRV遠端椎間盤是冠狀面應力集中點,UIV位于FCRV,術后PJK發生率較低,提示FCRV的判定比冠狀面穩定椎更可靠,在指導UIV選擇上更有參考價值[32]。
總之,ADS術中冠狀面UIV的選擇應結合脊柱退變嚴重程度、病變范圍、側彎類型、病理特點及脊柱平衡狀態等,綜合考慮以求獲得滿意的矯形效果和臨床療效。
4 UIV選擇與PJK及近端交界性失敗(proximal junctional failure,PJF)的關系
PJK是ADS術后較常見的遠期并發癥之一,其定義為UIV下終板及UIV近端上面2個節段(UIV+2)上終板之間成角≥10°,且比術前至少增大10°[33]。據統計,ADS患者LSF術后PJK發生率為17%~41%[34]。PJK可能為UIV及近端組織的過度非生理性應力作用于融合節段及頭端活動節段交界區,產生持續剪切力導致[35-36]。PJK是影像學診斷,多數患者無臨床癥狀或癥狀輕微,少數患者可進一步發展成為PJF,如出現神經功能障礙,嚴重影響患者術后功能恢復,則需二次手術干預。PJF定義為在PJK基礎上,合并UIV或UIV+1骨折、后方骨性和/或韌帶結構破壞、內固定物拔出其中1項。ASD患者術后PJF發生率為1.4%~5.6%[37]。 Yagi等[38]研究發現LSF術后出現PJF的患者中,60.9%(14/23)為ADS。
UIV位置與PJK發生存在一定相關性,但癥狀性PJK、PJF發生率較低,因此在選擇UIV時是否需要考慮PJK的發生,還有待深入研究。PJK發生危險因素包括患者因素和手術因素[39-42]。患者因素包括年齡(>55歲)、肥胖(身體質量指數>35 kg/m2)、骨質疏松、椎旁肌脂肪退變(后柱張力帶作用減弱)、合并神經功能異常(如帕金森病)等。手術因素包括前后路聯合手術、固定至骶骨骨盆、術后矢狀面恢復不滿意、過度腰椎前凸及矢狀面偏移矯正[43]、骨盆入射角-腰椎前凸不匹配等。Lafage等[44]結合年齡>55歲(1分)、融合包括S1/髂骨(1分)、UIV(T1~T6)(1分)、UIV(T7~T12)(2分)、前凸矯正率(1分)5個指標,建立了一套ADS患者PJK風險評估系統,發現隨著PJK風險評分增加,PJK發生概率也逐漸增加。
研究表明T10是胸廓中最低的非活動胸椎,T11和T12的浮肋結構相對不穩定,而T10及以上椎體可與胸廓形成1個穩定結構,因此固定至T10可能降低PJK發生率[45]。但Fujimori等[46]研究證實固定至上胸椎與下胸椎-胸腰椎在臨床療效、矢狀面平衡重建與PJK發生率方面,差異均無統計學意義。Shufflebarger等[47]發現UIV位于L1、2、T11、12和T9、10時,PJK發生率分別為50%、50%和14%,融合至與真肋相連的T9、10節段可顯著降低PJK發生率,因此推薦UIV選擇T9、10。Cho等[48]發現固定至T11、12與固定至T10相比,PJK發生率基本一致,但優于固定至L1、2;O’Shaughnessy等[18]發現固定至下胸椎時PJK發生率顯著高于上胸椎。2017年,一項Meta分析研究了ADS患者LSF中將上胸椎與下胸椎分別作為UIV與PJK發生率的關系,共納入10項研究1 230例患者。結果顯示選擇上胸椎作為UIV可顯著降低影像學和外科PJK發生率[49]。但如前所述,固定至上胸椎會顯著增加手術時間、手術出血量,肺部手術并發癥發生率也明顯提高。因此,我們認為不必過分追求過高UIV,應根據需要減壓的范圍個性化確定UIV,對于存在胸椎后凸或胸腰段交界性后凸、發生急性PJK/PJF風險較高患者可以固定至上胸椎,否則UIV選擇至T11、12即可。
同時,目前對于UIV選擇以及PJK影響因素分析等主要參考國外學者研究報道,但由于人種不同,脊柱矢狀位參數范圍和生物力學影響因素存在一定差異[50-51],不同生活習慣必然導致LSF術后PJK發生率不同,從而影響對UIV的選擇。例如,韓國及日本特有的盤腿坐和跪坐生活方式顯著影響胸腰段椎體的載荷分布以及脊柱-骨盆矢狀位參數[52],進而影響UIV選擇及PJK發生率。Moon等[53]探討了4種不同身體姿勢(站立、椅坐、跪坐和盤腿坐)對脊柱-骨盆矢狀位參數的影響,發現當使用與矢狀面平衡相關的4個參數進行評估時,跪坐與站立姿勢無明顯差異;而與站立姿勢相比,椅坐和盤腿坐姿勢顯著改變了脊柱-骨盆矢狀位參數。因此,有待開展大樣本、多中心隨機對照研究來探討適合中國人的UIV選擇策略以及與PJK發生之間的關系。總之,術后PJK發生是否是UIV選擇的重要考慮因素,有待更深入研究。
5 微創手術對UIV選擇策略的影響
隨著脊柱外科微創手術技巧提高、手術器械不斷改進與完善,特別是經皮椎弓根螺釘與可擴張椎間融合器的廣泛應用,ADS的微創治療取得了長足進步。ADS微創融合手術主要包括微創經椎間孔腰椎椎間融合術(minimally invasive transforaminal lumbar intervertebral fusion,MIS?TLIF)、微創側方腰椎椎間融合術(lateral lumbar interbody fusion,LLIF),其中極外側腰椎椎間融合術和斜外側腰椎椎間融合術是應用最廣泛的兩種側方腰椎椎間融合術。近年來,隨著導航技術、機器人技術的興起,ADS治療有了更多選擇[54]。吳浩等[55]采用MIS?TLIF聯合經皮椎弓根螺釘內固定LSF治療17例ADS患者,末次隨訪時冠狀位Cobb角、矢狀位前凸角、冠狀位和矢狀位軀干偏移距離均較術前顯著減小,ODI 改善率為86.51%±6.02%,椎體融合率達89.21%。LLIF具有出血量少、組織損傷小,術后患者恢復快的優點,并且能獲得一定程度畸形矯正,近年來被廣泛用于治療ADS [56]。研究表明單節段LLIF可獲得5°~10° 前凸,而TLIF僅能獲得0°~1° 前凸,因此LLIF可更好地重建脊柱前凸,改善矢狀面平衡[57]。Katz等[58]采用LLIF治療27例ADS患者,隨訪1年時Cobb角(8.70±1.08)° 較術前(21.10±1.99)° 顯著改善。Attenello等[59]比較了LLIF聯合開放后路與LLIF聯合經皮椎弓根螺釘內固定治療ADS的臨床療效,發現兩種術式均可有效治療ADS,但前者矯形效果優于后者,而后者手術并發癥更少,患者背部疼痛改善更理想。
雖然LLIF治療ADS具有顯著微創優勢,但適應證有限[60]。主要適應證包括:① 頂椎位于L1~4的輕、中度ADS患者(Lenke-Silva分型Ⅰ~Ⅳ型);② 病程長,主要癥狀為腰背部疼痛、神經源性間歇性跛行;③ 正規保守治療6個月無效,且無腹膜后手術史。近年來,國內外學者們就LLIF治療ADS的療效、操作流程、手術入路、并發癥等方面進行了大量研究,探討了該項技術在ADS中的應用價值[61],但鮮有關于UIV選擇方面的報道。我們分析可能與LLIF適應證有限有關。根據脊柱畸形微創手術干預分級系統(MISDEF分級系統)[62],LLIF僅適用于Ⅰ、Ⅱ級患者,畸形程度較輕,多累及1~2個節段,很少超過4個節段,術中僅需選擇局部側凸端椎為UIV即可。在選擇LLIF治療ADS時,不同UIV選擇策略對臨床療效、畸形矯正率、術后PJK等并發癥發生率的影響,有待進一步探討。我們考慮能否采用LLIF和后路固定分期手術方式治療ADS,以通過一期間接減壓緩解癥狀,必要時二期后路固定,充分利用軀干的代償能力以減少最終固定節段,但有待臨床應用驗證。
6 結論
LSF治療ADS可恢復脊柱序列,重建脊柱生理曲線。UIV在矢狀面上應選擇上胸椎、下胸椎還是胸腰椎,應綜合考慮冠狀面UHV、UNV、UEV關系,制定科學、合理的個性化手術策略。在矯形條件允許情況下,應盡量選擇下胸椎區(T9、10)作為UIV,以減少PJK、PJF等術后并發癥。FCRV可以作為一種新的參考標志,但還需要更大樣本量、多中心隨機對照研究進一步驗證其可靠性。不同人種、不同生活習慣會導致脊柱-骨盆矢狀位參數不同,進而影響UIV的選擇,適合中國人的UIV選擇策略有待進一步研究。LLIF等微創手術治療ADS獲得了滿意療效,但最優化的UIV選擇策略還有待進一步臨床驗證。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點及其報道
作者貢獻聲明 李危石:綜述構思及設計、觀點形成;董軍峰、姜宇、孫卓然:資料收集;董軍峰:文章撰寫