強(qiáng)直性脊柱炎胸腰段后凸畸形外科治療的研究進(jìn)展

吳有財， 余城墻， 覃永婷， 張 宇(綜述)， 韋建勛(審校)

強(qiáng)直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是一種自身免疫性疾病，主要累及脊柱和骶髂關(guān)節(jié)，持續(xù)的全身性炎癥導(dǎo)致整個脊柱的漸進(jìn)性僵硬，最終導(dǎo)致僵硬后凸畸形[1-2]。AS的病因尚不清楚，但有研究表明人類白細(xì)胞抗原B27與AS密切相關(guān)[3-4]。AS的患病率為0.1%～1.4%，男女患者比例約為2∶1，80%的患者發(fā)病年齡<30歲，如不規(guī)律治療，30%的患者可能出現(xiàn)胸腰椎后凸畸形[4-5]。在該疾病的發(fā)展過程中可出現(xiàn)腰椎生理前凸變直，脊柱矢狀面失衡，導(dǎo)致患者不能平躺、不能直立和直視前方，嚴(yán)重的情況下，脊柱畸形甚至可導(dǎo)致腹部受壓，限制呼吸功能，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，在此種情況下患者不適合保守治療[6]。在AS晚期，通常需要手術(shù)干預(yù)以恢復(fù)脊柱矢狀面平衡，使患者能直立和直視前方，提高其生活質(zhì)量[7]。外科手術(shù)治療主要手段為截骨矯形，手術(shù)目的是矯正畸形、穩(wěn)定脊柱、減輕疼痛和改善神經(jīng)功能。目前用于AS后凸畸形的截骨方式主要有經(jīng)關(guān)節(jié)突截骨術(shù)(Smith-Petersen osteotomy,SPO)、經(jīng)椎弓根椎體截骨術(shù)(pedicle subtraction osteotomy,PSO)、“蛋殼”技術(shù)、去松質(zhì)骨截骨術(shù)(vertebral column decancellation,VCD)、全脊柱切除術(shù)(vertebral column resection,VCR)等。隨著科技水平的不斷提高，手術(shù)不斷向精準(zhǔn)、微創(chuàng)方向發(fā)展，出現(xiàn)了3D打印技術(shù)、超聲骨刀、O型臂導(dǎo)航及手術(shù)機(jī)器人等先進(jìn)手段。現(xiàn)將近年常見的5種截骨矯形手術(shù)及新技術(shù)應(yīng)用綜述如下。

1 脊柱截骨術(shù)式

1.1SPO SPO于1945年由Smith和Petersen首次用于治療脊柱后凸畸形[8]。該術(shù)式主要切除上位椎體的下關(guān)節(jié)突、關(guān)節(jié)囊及兩關(guān)節(jié)突之間黃韌帶及椎

板，每節(jié)段截骨能矯正5°～10°。但該術(shù)式需脊柱前柱有一定的活動度，不適用于椎體前方骨橋形成及椎間隙狹窄患者。該術(shù)式具有損傷小、手術(shù)風(fēng)險相對其他截骨術(shù)式低等優(yōu)點(diǎn)，但矯正角度有限，不適用于AS引起的重度胸腰段后凸畸形患者。徐辰等[9]對11例AS患者行SPO治療，截骨節(jié)段為3～5個，平均隨訪16個月，術(shù)后所有患者術(shù)前合并背部疼痛或下肢功能障礙均明顯緩解，手術(shù)效果好，未出現(xiàn)手術(shù)并發(fā)癥。多節(jié)段SPO將矯形應(yīng)力均勻分布在多個節(jié)段，有利于脊柱整體矢狀面上生理曲線的恢復(fù)。

1.2PSO PSO主要經(jīng)椎弓根V型截除兩椎間盤之間的松質(zhì)骨，通過縮短中后柱實(shí)現(xiàn)矯形，稱為典型的閉合楔形截骨，單節(jié)段PSO截骨矯形角度25°～35°。該術(shù)式對前方大血管及內(nèi)臟器官的牽拉張力較小，且閉合面為骨面，骨性愈合快，但技術(shù)難度大、出血量大、并發(fā)癥多。該術(shù)式于1963年被Scudese和Calabro[10]首次描述用于AS矢狀面失衡的矯形。有學(xué)者[11]對22例AS導(dǎo)致的胸腰段后凸畸形患者分別行單雙節(jié)段經(jīng)椎弓根截骨術(shù)，結(jié)果兩組患者均未出現(xiàn)死亡、神經(jīng)功能損傷、主動脈損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥，所有患者X線側(cè)位矢狀位相關(guān)參數(shù)及Oswestry功能障礙指數(shù)(Oswestry Disability Index,ODI)較術(shù)前明顯改善，術(shù)后所有患者可直視前方及平躺，生活質(zhì)量明顯提高。對于重度胸腰段后凸畸形的患者，臨床上多采用雙節(jié)段PSO治療。白超杰[12]運(yùn)用雙節(jié)段經(jīng)椎弓根截骨術(shù)對38例AS合并胸腰段重度后凸畸形進(jìn)行截骨矯形治療，患者術(shù)后脊柱后凸Cobb′s角、站立位頜眉垂線角等指標(biāo)均較術(shù)前明顯改善，生活質(zhì)量明顯提高。Zhao等[13]回顧性分析24例胸腰段重度后凸畸形的患者，采用一期間斷雙節(jié)段經(jīng)椎弓根楔形截骨術(shù)治療，手術(shù)時間為(282±43)min，平均失血量為(2 202±737)ml；影像學(xué)指標(biāo)顯示胸腰段后凸角、腰椎前凸角、站立位頜眉垂線角均較術(shù)前明顯改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；患者均能直視前方行走及平躺，與經(jīng)雙節(jié)段PSO組比較，兩組影像學(xué)指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，但一期間斷雙節(jié)段PSO矯正能力更強(qiáng)。有報道指出對于胸腰段重度后凸畸形患者采用雙節(jié)段PSO與一期間斷雙節(jié)段楔形截骨治療，兩者療效相近，但后者更加安全，手術(shù)并發(fā)癥更少[14]。有學(xué)者[15]對PSO進(jìn)行改良，主要切除兩相鄰椎體關(guān)節(jié)突、軟骨終板、部分棘突以及兩椎體間的椎間盤，實(shí)現(xiàn)兩椎體截骨面融合，與傳統(tǒng)PSO比較，改良后的PSO提高了骨性愈合率，降低了術(shù)后假關(guān)節(jié)形成率。Wei等[16]對23例AS胸腰段后凸畸形患者行改良楔形截骨術(shù)，結(jié)果顯示術(shù)后胸椎后凸角、胸椎前凸角、胸腰椎后凸角、矢狀面垂直軸均較術(shù)前明顯改善，所有患者的手術(shù)順利完成，無大血管損傷及神經(jīng)損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生，手術(shù)效果顯著，與傳統(tǒng)經(jīng)椎弓根截骨術(shù)比較，改良楔形截骨術(shù)手術(shù)時間縮短，患者出血量更少。

1.3“蛋殼”技術(shù) 以椎弓根為向?qū)?將椎體的松質(zhì)骨完全去除后只剩下皮質(zhì)骨，再使椎體塌陷,通過間隙內(nèi)植骨支撐,能夠完成不同角度和方向的矯形,矯正角度大。該術(shù)式是在PSO術(shù)式上的進(jìn)一步改良，通過后路即可完成椎管前方的減壓,避免了前后路聯(lián)合手術(shù)導(dǎo)致的創(chuàng)傷，減少了脊髓損傷且截骨面為松質(zhì)骨面，植骨處骨性融合快[17]?！暗皻ぁ奔夹g(shù)和PSO被歸類為閉合性截骨術(shù)[16]。岳兵等[18]運(yùn)用經(jīng)椎弓根“蛋殼”技術(shù)治療36例胸腰段畸形患者，其中5例為AS引起的胸腰段畸形患者，結(jié)果顯示平均手術(shù)時間為245 min，平均出血量為1 900 ml，術(shù)后1年視覺模擬評分量表(Visual Analogue Scale,VAS)評分、ODI及脊柱后凸Cobb′s角均較術(shù)前明顯改善，所有患者術(shù)后隨訪1年，截骨矯形處均已骨性融合，手術(shù)效果好。因傳統(tǒng)“蛋殼”技術(shù)經(jīng)椎弓根去除松質(zhì)骨操作窗小，且術(shù)程早期切除脊柱后柱結(jié)構(gòu)，術(shù)中易引起神經(jīng)組織損傷。因此，術(shù)者不斷對該術(shù)式進(jìn)行改進(jìn)，出現(xiàn)了改良“蛋殼”技術(shù)：在術(shù)程早期保持脊柱骨性結(jié)構(gòu)完整，待椎體松質(zhì)骨完全挖空后再切除脊柱后柱骨性結(jié)構(gòu)，可有效防止術(shù)中操作對神經(jīng)組織造成的損傷，也能避免過早破壞硬膜外靜脈叢而減少術(shù)中出血。此外，在咬除橫突后可縱行劈開部分椎體側(cè)壁來擴(kuò)大椎弓根截骨窗口，減少手術(shù)時間?；仡櫺苑治鲅芯坎捎酶牧肌暗皻ぁ奔夹g(shù)治療19例胸腰段側(cè)后凸畸形患者，其中13例患者為AS導(dǎo)致的胸腰段后凸畸形。結(jié)果顯示平均手術(shù)時間為343 min，術(shù)中平均出血量為1 573 ml，術(shù)后1周與末次隨訪時后凸Cobb′s角、VAS評分及日本骨科協(xié)會(Japan Orthopaedic Association,JOA)評分均較術(shù)前顯著改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；術(shù)后1周后凸畸形矯正率為34.1%～93.4%，平均為62.2%；術(shù)后患者切口均Ⅰ期愈合。1例術(shù)后第6天出現(xiàn)脊髓遲發(fā)性缺血-再灌注損傷，經(jīng)保守治療后癥狀緩解。該術(shù)式手術(shù)效果好，術(shù)后患者生活質(zhì)量明顯改善[19]。

1.4VCD VCD是“蛋殼”技術(shù)、SPO、PSO和VCR四種截骨方式的結(jié)合[20]。VCD在術(shù)程早期與“蛋殼”

技術(shù)類似，截除截骨椎體后方骨性結(jié)構(gòu)(截骨椎體棘突、椎板、上下關(guān)節(jié)突等)，經(jīng)椎弓根Y形切除椎體內(nèi)松質(zhì)骨，以截骨椎體的后半部分作為鉸鏈，椎體中部作為矯正“杠桿”，使后柱相對縮短，前柱適當(dāng)張開，以矯正脊柱后凸畸形。該術(shù)式不僅能使截骨量降低，保留下來的部分松質(zhì)骨能當(dāng)“鈦籠”，降低人工支撐物的使用，同時減少了去除椎體松質(zhì)骨時引起的出血及手術(shù)時間[21]。Wang等[22]運(yùn)用VCD治療30例AS導(dǎo)致的胸腰段重度后凸畸形患者，結(jié)果顯示VCD組平均手術(shù)時間為(278.8±38.3)min，術(shù)中平均出血量為(1 150.0±551.8)ml，全脊柱后凸角、腰椎前凸角、胸腰椎后凸角及矢狀垂直軸等指標(biāo)均較術(shù)前明顯改善，未發(fā)生嚴(yán)重手術(shù)并發(fā)癥。3例患者出現(xiàn)硬脊膜撕裂，經(jīng)對癥處理后均痊愈。與單節(jié)段PSO組比較，VCD組能獲得更大的矯正胸腰段后凸畸形的能力，保留了更多的松質(zhì)骨，具有截骨椎體高度丟失少、手術(shù)效果好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。張震乾等[23]運(yùn)用VCD及雙節(jié)段PSO分別治療AS引起的胸腰段后凸畸形患者各30例，結(jié)果顯示，VCD組手術(shù)時間更短，術(shù)中出血量更少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。兩組影像學(xué)指標(biāo)(胸腰椎最大后凸角、胸椎后凸角、胸椎前凸角、骨盆入射角、骨盆傾斜角和骶骨傾斜角)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。在矯正AS后凸畸形上經(jīng)單節(jié)段VCD與雙節(jié)段PSO的治療效果相似。但VCD組手術(shù)時間更短，術(shù)中出血量更少。

1.5VCR VCR是指完整切除1個脊柱節(jié)段(椎體、椎體后方的棘突、椎板、關(guān)節(jié)突和橫突)及2個相鄰椎間盤結(jié)構(gòu)。由于椎體整體被完全切除，需對切除位置進(jìn)行“鈦籠”支撐植骨，保證脊柱的高度及穩(wěn)定性。VCR可同時矯正矢狀面和冠狀面上的失衡，其矯正能力比PSO及VCD強(qiáng)，但因手術(shù)創(chuàng)傷大、操作風(fēng)險及操作難度大，僅用于胸腰段重度后凸畸形的治療[24]。馬涌等[25]對35例AS并發(fā)重度車輪狀后凸畸形的患者分別行VCR、VCD治療，其中VCR組17例和VCD組18例，VCR組術(shù)后影像學(xué)指標(biāo)全脊柱最大后凸Cobb′s角、頜眉角、C7鉛垂線與術(shù)前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。但VCR組與VCD組之間3項(xiàng)影像學(xué)指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，VCD組的患者滿意度高于VCR組。謝江等[24]通過CT數(shù)據(jù)建立AS后凸截骨矯形三維有限元模型，并且模擬手術(shù)建立L2VCD和VCR兩種不同術(shù)式截骨模型，結(jié)果顯示VCD及VCR均能矯正矢狀面失衡，但VCD內(nèi)固定和截骨面應(yīng)力明顯高于VCR，容易導(dǎo)致內(nèi)固定的失敗。

2 新技術(shù)應(yīng)用

2.13D打印技術(shù) 該技術(shù)是使用分層制造和疊加原型模式，利用計算機(jī)獲取CT掃描數(shù)據(jù)，將計算機(jī)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成基于分層材料的3D對象，建立三維空間立體圖像，在計算機(jī)上不斷模擬手術(shù)操作，在術(shù)前得到最優(yōu)的手術(shù)方案。脊柱后凸畸形患者的以往治療都是根據(jù)患者術(shù)前CT及X線檢查結(jié)果進(jìn)行參數(shù)測量，準(zhǔn)確性不高，通過3D打印技術(shù)建立術(shù)前手術(shù)模型，能夠準(zhǔn)確掌握截骨范圍、椎弓根螺釘放置的方向及深度，術(shù)者可評估手術(shù)過程和已知的利弊，并最終確定最可行的方法，還能夠發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并考慮補(bǔ)救方法和預(yù)防措施。Tu等[26]運(yùn)用3D打印技術(shù)對9例AS胸腰段重度后凸畸形患者行PSO，結(jié)果顯示平均手術(shù)時間為(5.68±3.22)h，術(shù)中平均出血量為(1 028.77±548.03)ml，平均矯正角度為65.9°，平均VAS評分從5.1分下降到2.3分，ODI從52.6%下降到16.9%?；颊呔闯霈F(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥，5例患者術(shù)中體感誘發(fā)電位監(jiān)測出現(xiàn)輕微波動，1例患者下肢肌力從4級降至3級，2例下肢感覺減退，手術(shù)效果好。謝江等[24]通過CT數(shù)據(jù)建立AS后凸截骨矯形三維有限元模型，模擬PSO及VCR，得出VCD術(shù)后內(nèi)固定和截骨面應(yīng)力高于VCR的結(jié)論。

2.2超聲骨刀 該器械工作原理是利用機(jī)械碎裂效應(yīng)及空化效應(yīng)來切割鈣化組織和骨組織，與傳統(tǒng)骨刀、咬骨鉗、高速磨鉆比較，超聲骨刀具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)具有組織選擇性，其僅能切割骨性組織，對軟組織無切割作用，能有效防止術(shù)中血管、神經(jīng)及硬脊膜的損傷；(2)無熱力效應(yīng)，切骨精確度高，在骨科手術(shù)中，特別是在脊柱手術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用[27]。潘顯緯等[28]對37例腰椎退變性后凸畸形患者采用超聲骨刀行PSO或SPO，結(jié)果顯示SPO組單個腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除時間為(4.5±1.8)min，單個腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除術(shù)中出血量為(105.3±49.3)ml；PSO組術(shù)中出血量為(535.8±197)ml，無神經(jīng)根、硬脊膜損傷，2例腦脊液漏考慮為后凸畸形矯正過程中截骨面閉合損傷引起；術(shù)后1周36例患者癥狀均有不同程度改善，1例患者出現(xiàn)左足下垂，但術(shù)中未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根損傷，術(shù)后末次隨訪所有患者的腰背部及下肢疼痛均有不同程度改善。

2.3O型臂導(dǎo)航 該技術(shù)通過在術(shù)中短時間內(nèi)獲得三維圖像，再輸入至導(dǎo)航計算機(jī)中自動完成匹配、注冊，實(shí)時跟蹤手術(shù)器械及對應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)，極大地提高了置釘?shù)木_性。術(shù)中O型臂導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅提高了術(shù)中置釘?shù)陌踩?，還大大降低了神經(jīng)和血管的并發(fā)癥發(fā)生率，減少了術(shù)中患者和醫(yī)護(hù)人員的X線照射量，還減少了手術(shù)的創(chuàng)傷，擴(kuò)大了手術(shù)適應(yīng)證[29]。俞仲翔等[30]對11例AS合并下頸椎骨折患者采用O型臂導(dǎo)航輔助手術(shù)治療，15例患者行徒手置釘術(shù)，比較兩組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、并發(fā)癥等圍手術(shù)期情況。結(jié)果顯示O型臂導(dǎo)航組術(shù)中出血量為(72±20.8)ml、手術(shù)時間為(126.7±16.5)min，均低于徒手置釘組的(97.4±16.3)ml、(168.2±10.8)min，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。O型臂導(dǎo)航輔助手術(shù)提高了置釘?shù)臏?zhǔn)確性，較傳統(tǒng)徒手置釘手術(shù)方式可顯著縮短手術(shù)時間、減少術(shù)中出血量，降低了手術(shù)創(chuàng)傷和風(fēng)險。AS胸腰段后凸畸形的矯正往往需要長節(jié)段的椎弓根螺釘?shù)闹萌耄珹S胸腰段后凸畸形患者脊柱存在解剖結(jié)構(gòu)變異，常規(guī)的置釘方法存在著一定的偏差，可能損傷脊髓或神經(jīng)根，嚴(yán)重的甚至可導(dǎo)致患者癱瘓，O型臂導(dǎo)航輔助手術(shù)可為術(shù)者提供清晰的解剖結(jié)構(gòu)層次，幾乎使術(shù)者在直視下手術(shù)，提高放置椎弓根的精確度，減少術(shù)中血管、神經(jīng)組織的損傷，降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率。

2.4手術(shù)機(jī)器人 機(jī)器人輔助手術(shù)能夠提供實(shí)時術(shù)中導(dǎo)航和立體定位，提高準(zhǔn)確性，同時減少輻射暴露、并發(fā)癥發(fā)生率、手術(shù)時間和患者術(shù)后恢復(fù)時間。目前，機(jī)器人輔助主要應(yīng)用于脊柱融合和器械操作，也逐漸應(yīng)用于脊柱腫瘤切除和消融、椎體成形術(shù)以及畸形的矯正[31]。Laratta等[32]對23例脊柱畸形患者行機(jī)器人引導(dǎo)輔助下脊柱畸形矯正術(shù)，探討骶2椎體置釘?shù)臏?zhǔn)確率，結(jié)果顯示機(jī)器人引導(dǎo)骶2椎體螺釘置入的總體準(zhǔn)確率為95.7%，術(shù)中沒有與骶2椎體螺釘置入相關(guān)的神經(jīng)、血管或內(nèi)臟損傷并發(fā)癥發(fā)生，證實(shí)機(jī)器人輔助手術(shù)安全可靠。盡管目前筆者未查詢到機(jī)器人輔助治療AS胸腰段后凸畸形的相關(guān)文獻(xiàn)報道，但相信將來機(jī)器人輔助手術(shù)矯正脊柱畸形的技術(shù)會不斷發(fā)展。

3 結(jié)語

AS是一種自身免疫性疾病，常導(dǎo)致脊柱畸形和關(guān)節(jié)強(qiáng)直，以青年男性患者居多。AS晚期出現(xiàn)不能直視前方、行走困難，嚴(yán)重影響患者心理健康及生活質(zhì)量，給社會及家庭造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。目前對于AS導(dǎo)致的脊柱畸形以外科截骨矯形為主要治療手段。隨著醫(yī)療水平的提高和手術(shù)設(shè)備的改進(jìn)，手術(shù)不斷朝著創(chuàng)傷小、療效好的方向發(fā)展。脊柱外科醫(yī)師應(yīng)掌握各種截骨矯形術(shù)式并充分了解其優(yōu)缺點(diǎn)，嚴(yán)格把握好適應(yīng)證，同時根據(jù)具體病例的特點(diǎn)，選擇最合適的術(shù)式進(jìn)行個體化治療。