胸腰椎后凸畸形的后路截骨矫形术
2013-04-15李胜华欧云生
李胜华,欧云生
胸腰椎后凸畸形(thoracolumbar kyphosis,TLK)目前尚无明确的定义[1],一般多指发生于T10~L2的脊柱后凸。TLK常继发于外伤、结核、肿瘤、先天性畸形或强直等,表现为脊柱前中柱破坏或塌陷。患者常出现进行性畸形、腰背部疼痛和神经功能障碍。
由于解剖及生物力学等因素,胸腰椎是脊柱后凸最好发的节段。若患者伴有严重的腰背部疼痛、椎管狭窄、椎间盘退变和假关节形成,非手术治疗一般无效,应积极手术治疗[2-3]。自1945年Smith-Perterson等[4]首次报道应用后路截骨治疗强直性脊柱炎并发后凸畸形以来,一期后路截骨矫形已逐渐成为治疗TLK的重要方法,其具有入路便捷、术野暴露充分和对胸腹腔干扰小等优点。根据截骨方式和范围不同,后路截骨矫形可分为椎弓楔形截骨术(Smith-Petersen osteotomy,SPO)、经椎弓根椎体截骨术(pedicle subtraction osteotomy,PSO)和后路全脊椎截骨术(vertebra column resection,VCR),在此基础上各种术式均有改良。本文就其适应证、优缺点、疗效和并发症做一综述。
1 椎弓楔形截骨术
SPO技术于1945年由Smith-Petersen首次报道[4]。基本方法为:V型切除关节突和椎板,通过后方加压以关闭后方的楔形截骨面,同时张开脊柱的中柱及前柱,其截骨中心位于椎弓根之间,旋转轴位于椎间孔前壁(图1)。SPO技术对截骨范围的控制要求较高,因纤维环血供差、融合率低,后柱截骨闭合时应尽量避免前柱张开点位于纤维环。Kim等[5]根据SPO术后X线片上前柱张开点位置不同将19例TLK患者分为上一椎体的下缘终板、下一椎体的上缘终板和纤维环3组,纤维环组的矫正度16.2°,融合率12.5%,明显低于前两组。
图1 SPO截骨范围示意图
该术式操作简单,手术时间短,术中出血少。缺点为对上、下腔静脉和胸、腹主动脉牵拉较重[6]。因此SPO技术截骨范围不能太大,可矫正角度仅约为10°,但因强直性脊柱炎患者脊柱具有较强的融合能力,最大截骨角度可达30°-40°[7]。目前SPO技术多用于治疗强直性脊柱炎并发后凸畸形。Kim等[8]应用SPO截骨治疗12例强直性脊柱炎并发后凸畸形患者,平均后凸角矫正20.9°,仅2例神经并发症。
该术式通过后方加压强行张开前柱,因此前柱不融合形成假关节是SPO术后最常见的并发症。目前SPO截骨后是否行前柱植骨融合仍有争议。Kim等[5]认为,若前柱张开角度>32°,需行前中柱植骨融合。但近年来随着后路融合技术和固定方法的进展,前柱融合的指征已逐渐被放宽。
多节段V型截骨术 对于先天性畸形、强直性脊柱炎、骨质疏松、休门氏病等引起的弓状后凸畸形,单节段PSO截骨往往不能达到矫形目的,常需以后凸顶点为中心进行多节段截骨。每个节段最大矫正角度约为5°[9]。该术式具有以下优点:(1)多处截骨面闭合,使脊柱恢复或接近生理弯曲,可获得明显的外观改善;(2)多节段截骨使应力分散,相对提高脊柱的稳定性;(3)可以避免椎体前方的血管和内脏过度牵拉。其缺点为创面大,术中切除多个椎弓,易损伤脊髓和神经根。
2 经椎弓根椎体截骨术
1985年Thomasen首次报道PSO技术用于强直性脊柱炎并发后凸畸形的手术矫形[6]。该术式又称为“蛋壳技术”,基本原理为:“蛋壳式”刮除脊髓前方的部分椎体松质骨,切除脊柱后柱结构,保留前纵韧带作为铰链,造成可控制的骨折,其截骨范围多局限于顶椎、对应的椎板、上下关节突及椎弓根(图2)。
图2 PSO截骨范围示意图
该术式具有以下优点:(1)较好地保证了脊柱前中后三柱骨性融合;(2)直视下进行,不易损伤脊髓及脊柱周围血管;(3)可同时矫正冠状面及矢状面不平衡。Finocchiaro等[10]报道应用PSO技术治疗62例胸腰椎后凸患者,术后76.4个月的随访效果显示:视觉模拟评分(VAS)降低55.1%,Oswestry功能障碍指数(ODI)降低45.6%,健康调查简表(SF-36)改善42.6%。Kim等[11-13]均报道PSO术后90%以上的满意度。但PSO矫形有其局限性,截骨高度不应>20mm,一般适用于Cobb角在37.5°~50°的后凸或侧后凸畸形[14-16]。
相对于前路手术及前后路联合手术,PSO对轻度(后凸角<45°)后凸畸形患者疗效更为确切。El-Sharkawi等[17]对43例轻度TLK患者行PSO术,对37例行前路手术,两组在手术时间及术中出血无显著差异,PSO组VAS评分由8.7降至0.95,ODI指数由38.1减少至6.2;前路手术组VAS评分由8.7降至1.8,ODI指数由37.5减少至9.7。作者认为PSO技术对疼痛缓解和外观改善效果更好,并认为骨质疏松为前路手术的禁忌证,而对PSO无明显影响。
对于角状后凸畸形,如创伤性后凸畸形和结核性后凸畸形,PSO技术能获得满意的矫形效果。Gavaskar和Chowdary[6]报道应用PSO技术治疗56例角状TLK患者,后凸角平均矫正91.4%,经过平均2年随访,后凸角丢失率仅为6.4%,无严重并发症发生。
PSO技术截骨范围较大,术后为维持躯干在矢状位和冠状位平衡,常出现截骨椎上位椎体或下两位椎体塌陷。其常于术后2年出现,表现为局部成角>10°[18],严重的需翻修手术。Hyun和Rhim[19]报道了23%的发生率,但无矫形度明显丢失、椎管狭窄和神经根受压等并发症。
其次,PSO技术截骨面广,截骨面广泛渗血较为常见。术中截骨时需采用“蛋壳式”操作,层层截骨,电凝止血,若出血控制不佳还需应用止血材料。目前,多数学者更倾向于抑肽酶止血。Baldus等[20]行PSO术时,14例使用抑肽酶止血,20例使用氨甲环酸,10例不使用任何止血剂,抑肽酶组术中平均出血1 114ml,明显低于氨甲环酸组的2 102ml和空白对照组的2 260ml。使用止血剂时,应避免注射过多或压力过大,止血完成后,应轻轻冲洗和吸掉残余止血剂[21]。
2.1 包括一端椎间盘在内的楔形截骨术 为了减少出血,避免截骨过程中骨粒嵌入椎间盘,减少由此引起的腰背部疼痛和椎体非骨性融合,可于截除部分顶椎的基础上切除顶椎上方或下方椎间盘(图3)。Zhang等[22]对38例TLK患者行该手术,经过至少2年随访,后凸角纠正94.5%,VAS评分降低64.5%,ODI指数降低62.9%,并发症发生率仅为15.31%。
图3 改良型PSO截骨范围示意图
2.2 关节镜辅助下经椎弓根椎体截骨术 与传统手术不同的是:该手术是在冰盐水下经椎弓根通道放置关节镜,在对侧椎弓根通道应用Karrison咬骨钳或髓核钳,直视下咬除“蛋壳”的后壁,完成脊髓环形减压。该手术的优点是在直视下咬除椎体后壁,消除手术野的盲区,直视下切除顶椎后壁及后上角,使其切除得更加安全和彻底,减压更有效,减少对硬脊膜及脊髓的损伤危险。牛增广等[23]报道在关节镜辅助下对21例TLK患者行PSO截骨矫形术,后凸角矫正率75.6%,VAS评分降低60.3%,除1例伤口感染外,无其它严重并发症。
3 后路全脊椎截骨术
该手术通过后正中切口,暴露顶椎及其头尾侧3~4个椎体,切除全部顶椎及上下椎间盘,左右两侧交替截骨及内固定(图4)。截骨时将磨钻和刮匙经椎间孔伸入,从椎体前方向后截,力量应轻柔,截骨过程中避免脊髓直接暴露于术野,从而减少脊髓和神经根损伤危险,防止椎管内遗留骨块,使脊髓充分减压。两侧交替截骨,在一侧截骨时需在对侧预置临时棒固定,以防止脊柱三柱截断后上下两端错动造成脊髓损伤。截骨完成闭合截骨面时,需在X线监护下确保远近端截骨面椎管在矢状面、冠状面及水平面三维同心闭合。
图4 VCR截骨范围示意图
该术式优点:避免了前路经胸手术的并发症,对心肺干扰小;能在完全直视下对脊髓环形减压,不易损伤脊髓;术中更好地维持脊柱的稳定性。该术式适用于半椎体所致的侧后凸畸形,以及肿瘤、结核或伴有椎体移位的角状后凸畸形。若Cobb角>80°,VCR技术为首选截骨矫形方法[7]。
VCR技术切除全部顶椎及椎间盘,相对于SPO和PSO矫形范围更大。Hao等[15]比较PSO和VCR截骨技术,截骨高度每增加1mm,VCR后凸角可矫正6.6°,PSO可矫正2.2°。Zhang等[16]也报道了VCR术后较好的疗效,平均后凸角矫正65°,VAS评分降低69%,ODI指数降低79%。但该术式会造成脊柱短缩,容易引起脊髓扭曲压缩和神经根压迫,相对于SPO和PSO技术更复杂。
后路全脊椎截骨加前中柱支撑植骨术:为了克服传统VCR技术的脊柱过度短缩,有学者对VCR技术进行改良:体位、切口及截骨范围同传统VCR技术,截骨完成后,在截骨上下椎体之间进行支撑性植骨,重建前中柱,避免脊柱的过度塌陷,防止脊髓和神经根受压(图5)。若后凸角>90°,可同时截除2个或多个椎体。截骨完成后,适度撑开上下椎体并成功重建前中柱是该技术的关键,在撑开上下椎体时应避免用力过猛,否则容易造成脊髓和血管的过度牵拉。
图5 VCR加前中柱支撑植骨术示意图
该术式优点:不造成脊柱过度短缩,能恢复脊柱近乎正常解剖序列;减少神经损伤和大血管牵拉的风险;对胸腔容量及脊髓血供影响小;脊髓减压较彻底。但目前关于VCR截骨后行前中柱植骨的指征尚不明确。李超等[24]认为,截骨后脊柱短缩<2cm相对较安全,若缩短>2cm则需行前中柱支撑性植骨。
目前常用的支撑性植骨材料为填充了自体骨的钛网,其伸缩性强,能适应椎间隙各种高度,可用于创口较小的手术[25],以及前路较困难的上胸段植骨重建[26]。对角状后凸和弓状后凸均能取得较好的矫形效果。Lenke等[27]报道VCR技术加钛网植入治疗43例侧后凸患者,侧凸矫正69%,弓状后凸矫正54%,角状后凸矫正63%。Rajasekaran等[28]报道VCR截骨加钛网植入治疗17例角状后凸患者,VAS评分降低83.7%,ODI指数降低81.2%,Frankel分级明显改善。
该手术对严重胸腰椎角状后凸畸形矫形效果好,若伴有侧凸,也可同时得到矫正。Wang等[29]报道VCR截骨加前中柱支撑植骨治疗13例先天性胸腰椎侧后凸患者,后凸角矫正率85.9%,侧凸角矫正率59%,VAS评分降低69.5%,除4例暂时性神经功能障碍外,无严重并发症发生。
该术式需对包绕神经组织的骨质进行环形截骨,使其潜在的神经并发症增高,截骨过程中暂时性脊柱不稳可进一步增加这种潜在风险。Chen等[30]报道较高的神经并发症发生率:神经根损伤21.7%、硬脊膜撕裂13.0%、下肢麻木4.3%,但无植入物脱落和内固定松动或断裂的报道。
4 小结
胸腰椎后凸畸形的后路矫形手术方式的选择及疗效与患者年龄、身体状况、畸形程度及术者的手术经验等因素有关。对于轻度后凸畸形,SPO技术和PSO技术是可行的选择;对于中重度后凸患者,VCR加前中柱支撑植骨术是一种疗效可观的治疗手段。尽管上述方法对治疗胸腰椎后凸畸形均可取得较好的手术效果,但如何提高矫形率、减少并发症及降低手术操作难度仍需进一步探索和研究。
[1]Alexander CE,Wilco CHJ,Sanne JAMC,et al.The prevalence of thoracolumbar kyphosis in achondroplasia:a systematic review[J].Child Orthop,2012,6(1):69-73.
[2]Munting E.Surgical treatment of post-traumatic kyphosis in the thoracolumbar spine:indications and technical aspects[J].Eur Spine,2010,19(1):69-73.
[3]Buchowski JM,Kuhns CA,Bridwell KH,et al.Surgical management of posttraumatic thoracolumbar kyphosis[J].Spine,2008,8(4):666-677.
[4]Smith-Petersen MN,Larson CB,Aufranc OE,et al.Osteotomy of the spine for correction of flexion deformity in rheumatoid arthritis[J].Clin Orthop Relat Res,1969,66(1):6-9.
[5]Kim KT,Jo DJ,Lee SH,et al.Does it need to perform anterior column support after Smith-Petersen osteotomy for ankylosing spondylitis[J].Eur Spine J,2012,21(5):985-991.
[6]Gavaskar AS,Chowdary TN.Pedicle subtraction osteotomy for rigid kyphosis of the dorsolumbar spine[J].Arch Orthop Trauma Surg,2011,131(6):803-808.
[7]Kim KT,Park KJ,Lee JH.Osteotomy of the spine to correct the spinal deformity[J].Asian Spine,2009,3(2):113-123.
[8]Kim KT,Lee SH,Suk KS.Spinal pseudarthrosis in advanced ankylosing spondylitis with sagittal plane deformity:clinical caracteristics and outcome analysis[J].Spine,2007,32(15):1641-1647.
[9]Kandziora F,Klaus JS.Correction of post-traumatic hyperkyphosis of the upper thoracic spine by multiple Chevron osteotomies[J].Eur Spine,2010,19(12):2229-2230.
[10]Finocchiaro FM,Nena U,Scalzo VL,et al.Treatment of kyphotic deformities in adults:our experience[J].Eur Spine,2012,21(1):100-107.
[11]Kim KT,Lee SH,Suk KS,et al.Outcome of pedicle subtraction osteotomies for fixed sagittal imbalance of multiple etiologies:a retrospective review of 140 patients[J].Spine,2012,37(19):1667-1675.
[12]Klostermann CK,Hette K,Pflugmacher R,et al.Transpedicular osteotomy with dorsal wedge osteotomy:treatment of post-traumatic or postinfection kyphotic malalignment of the thoraco-lumbar spine[J].Unfallchirurg,2009,112(12):1041-1046.
[13]Mummaneni PV,Dhall SS,Ondra SL,et al.Pedicle substraction osteotomy[J].Neurosurgery,2008,63(3):171-176.
[14]Zeng Y,Chen ZQ,Sun CG,et al.Posterior surgical correction of posttraumatic kyphosis of the thoracolumbar segment[J].Spinal Disord Tech,2013,26(1):1-5.
[15]Hao CK,Li WS,Chen ZQ.The height of the osteotomy and the correction of the kyphotic angle in thoracolumbar kyphosis[J].Chin Med,2008,121(19):1906-1910.
[16]Zhang XS,Zhang YG,Wang Z,et al.Correction of severe posttraumatic kyphosis by posterior vertebra column resection[J].Chin Med,2010,123(6):680-685.
[17]El-Sharkawi MM,Koptan WM,El-Miligui YH,et al.Comparison between pedicle subtraction osteotomy and anterior corpectomy and plating for correcting post-traumatic kyphosis:a multicenter study[J].Eur Spine,2011,20(9):1434-1440.
[18]Kim HJ,Lenke LG,Shaffrey CI,et al.Proximal junctional kyphosis as a distinct form of adjacent segment pathology after spinal deformity surgery[J].Spine,2012,37(22):144-164.
[19]Hyun SJ,Rhim SC.Clinical outcomes and complications after pedicle subtraction osteotomy for fixed sagittal imbalance patients:a longterm follow-up data[J].Korean Neurosurg,2010,47(2):95-101.
[20]Baldus CR,Bridwell KH,Lenke LG,et al.Can we safely reduce blood loss during lumbar pedicle subtraction osteotomy procedures using tranexamic acid or aprotinin:a comparative study with controls[J].Spine,2010,35(2):235-239.
[21]Lamartina C,Casero G.Bleeding control in pedicle subtraction osteotomy[J].Eur Spine,2010,20(12):2284-2285.
[22]Zhang XS,Zhang XL,Zhang YG,et al.Modified posterior closing wedge osteotomy for the treatment of posttraumatic thoracolumbar kyphosis[J].J Trauma,2011,71(1):209-216.
[23]牛增广,吕大伟,刘飞,等.关节镜辅助下经椎弓根椎体截骨矫正胸腰段脊柱后凸畸形[J].山东医药,2009,49(32):77-78.
[24]李超,付青松,周宇,等.后路全脊椎切除折顶椎管三维同心闭合矫形治疗重度脊柱角状后凸畸形[J].中国脊柱脊髓杂志,2009,19(12):887-893.
[25]Yoo C,Ryu SI,Park J.Fracture-related thoracic kyphotic deformity correction by single-stage posterolateral vertebrectomy with circumferential reconstruction and stabilization:outcomes in 30 cases[J].Spinal Disord Tech,2009,22(7):492-501.
[26]Wang MY,Kim DH,Kim KA.Correction of late traumatic thoracic and thoracolumbar kyphotic spinal deformities using posteriorly placed intervertebral distraction cages[J].Neurosurgery,2008,62(3S1):162-172.
[27]Lenke LG,Sides BA,Koester LA,et al.Vertebral column resection for the treatment of severe spinal deformity[J].Clin Orthop Relat Res,2010,468(3):687-699.
[28]Rajasekaran S,Vijay A,Shetty AP.Single-stage closing-opening wedge osteotomy of spine to correct severe post-tubercular kyphotic deformities of the spine:a 3-year follow-up of 17 patients[J].Eur Spine,2010,19(4):583-592.
[29]Wang Y,Zhang YG,Zhang XS,et al.A single posterior approach for multilevel modified vertebral column resection in adults with severe rigid congenital kyphoscoliosis:a retrospective study of 13 cases[J].Eur Spine,2008,17(3):361-372.
[30]Chen ZQ,Zeng Y,Li WS,et al.Apical segmental resection osteotomy with dual axial rotation corrective technique for severe focal kyphosis of the thoracolumbar spine[J].Neurosurg Spine,2011,14(1):106-113.