Lenke1 型青少年特发性脊柱侧凸矫形结果与置钉密度关系研究

杨长伟 赵云飞 朱晓东 李明

椎弓根螺钉的应用大大提高了脊柱畸形的三维矫正能力及矫形后的维持能力。文献报道，应用椎弓根螺钉治疗青少年特发性脊柱侧凸 ( adolescent idiopathic scoliosis，AIS ) 与采用钩、钢丝或混合系统相比，能够在更短的固定融合范围内取得更好的矫形效果[1-3]，对较僵硬的脊柱侧凸矫形，后路椎弓根螺钉的使用也减少了对前路松解的需要[4-5]，因此椎弓根螺钉已经成为目前最常用的脊柱矫形器械。

有研究表明，脊柱侧凸矫形无论采用何种器械，固定点越多，其矫正率越高[6]，因此很多学者越来越倾向于置入更多螺钉以增加矫形效果。虽然节段性全椎弓根螺钉技术提高了脊柱侧凸畸形的矫正率，但研究表明由于其价格较高且固定点较多，也增加了患者的费用，而且不正确地植入椎弓根螺钉也有损伤神经、血管的风险。最近一些学者研究表明对于 Lenke1 型脊柱侧凸，减少置钉比例对矫形结果未见影响[7-8]，但研究并未考虑减少螺钉对矫正率丢失的影响，也未排除患者术前柔韧性对矫正率的可能影响。本研究回顾性分析 2008 年 1 月至2012 年 1 月，我院行单纯后路矫形融合手术治疗的31 例 Lenke1 型患者的医疗记录和随访影像资料，研究置钉比例与 Lenke1 型 AIS 冠状位及矢状位矫形效果以及侧凸矫正丢失的相关性。

资料与方法

1. 入组与排除标准：入组标准：Lenke1 型AIS，先前没有进行过脊柱手术及其它影响脊柱柔韧性的操作，采用一期单纯后路全椎弓根螺钉固定手术，未融合腰弯 ( 即选择性融合 )。排除标准：采用截骨技术矫形者。

2. 一般资料：本组共纳入 31 例，其中男 8 例，女 23 例，平均年龄 15.3 ( 11～18 ) 岁。Lenke1 型腰弯修正分型：A 型 19 例，B 型 6 例，C 型 6 例；矢状位修正分型，( - ) 型 7 例，N 型 21 例，( + ) 型 3 例。

3. 手术技术：所有手术以通信作者为主要术者采用相同技术完成，全部患者均在全麻控制性低血压状态下进行后路椎弓根螺钉固定矫形融合手术。固定节段全部采用椎弓根螺钉技术，一般凹侧先置钉，将棒预弯成比术中侧凸角度略大的弧度，通过平移结合旋棒去旋转技术进行脊柱畸形的矫正，通过凹侧撑开、凸侧加压的技术进一步进行畸形矫正。固定椎的选择原则为近端一般为中立椎，远端为稳定椎-1，置钉椎体的选择一般为固定融合节段的两端至少各 2 个椎体都置钉，凹侧顶椎区域椎体也置钉，其它部位根据术中情况及患者经济情况选择性置钉。融合材料均为同种异体冻干骨。采用徒手置钉法，并用术中透视。术中平均动脉压维持在60～65 mm Hg ( 1 mm Hg＝0.133 kPa )。椎弓根钉棒系统包括以下产品：TSRH ( Medtronic SofamorDanek )2 例，Moss-Miami ( DePuy Spine Inc ) 2 例和 Expedium( DePuy Spine Inc ) 27 例。

4. 观察指标：患者术前均常规摄站立后前位、侧位及仰卧左右侧屈位 X 线片及 MRI 检查，术后2 周及 2 年随访时摄站立后前位、侧位 X 线片。测量手术前、后左右侧屈位冠状面侧凸 Cobb’s 角及胸椎后凸角 ( T5上终板到 T12下终板 )，统计融合节段及置钉数量。计算术前侧屈位柔韧性 [ ( 主弯Cobb’s 角－凸侧侧屈后剩余 Cobb’s 角 ) / 主弯 Cobb’s角 ]×100%；术后 2 周纠正率 [ ( 主弯 Cobb’s 角－术后剩余 Cobb’s 角 ) / 主弯 Cobb’s 角 ]×100%。为消除柔韧性对矫正率的影响，采用 Vora 等[9]描述的比值：术后纠正率 / 术前侧屈位柔韧性表示矫正比率，以此来消除术前柔韧性不同对矫正率的影响，置钉密度表示为置钉数量 / ( 融合节段×2 )。根据置钉密度的高低将患者分为两组：高密度组 ( ＞0.7 ) 与低密度组 ( ≤0.7 )，其中高密度组 14 例，男 2 例，女 12 例，平均年龄 15.6 岁，低密度组 17 例，男6 例，女 11 例，平均年龄 15.1 岁。统计比较两组间相关参数的差异。

5. 统计学分析：采用 SPSS 16.0 软件进行统计学处理。采用 Pearson 相关分析比较相关参数的相关性。采用两组间t检验分析参数的差异。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

所有病例手术时平均年龄为 15.3 岁，术前胸弯Cobb’s 角平均为 48.5°，左右侧屈位柔韧性为 53%。平均融合节段 10.7 个，平均植入螺钉 15.2 个，平均植入物密度是 0.71；术后 2 周主胸弯 Cobb’s 角平均为 16.0°，术后 2 周矫正率为 68%，术后 2 年 Cobb’s角平均为 18.9°，术后 2 年主胸弯矫正丢失值平均为2.9°；矢状位胸椎后凸术前 20.1° 减少至术后 16.0°，平均减少 4.7°。主胸弯柔韧性与植入螺钉密度相关性系数为 0.08 (P＝0.669 )，术后 2 周矫正率与植入螺钉密度的相关性为 -0.19 (P＝0.315 )，矫正比率与植入螺钉密度的相关性为 -0.10 (P＝0.589 )，主胸弯冠状位矫正角度丢失与植入螺钉密度的相关性为-0.04 (P＝0.837 )；矢状位胸椎后凸术后减少角度与置钉密度相关性 0.09 (P＝0.619 )。高密度组与低密度组平均植入物密度分别为 0.85 与 0.61 (P＜0.01 )，其它参数两组间差异无统计学意义 (表1)。典型病例见图 1、2。术后 X 线片未发现明显螺钉误置，随访期内未发现植入物相关的并发症。

表1 -置钉高密度组 ( ＞ 0.7 ) 与低密度组 ( ≤0.7 ) 相关参数比较表 (±s)Tab.1 Comparison of correlation parameter between high-density group ( ＞0.7 ) and low-density group ( ≤0.7 ) (±s)

表1 -置钉高密度组 ( ＞ 0.7 ) 与低密度组 ( ≤0.7 ) 相关参数比较表 (±s)Tab.1 Comparison of correlation parameter between high-density group ( ＞0.7 ) and low-density group ( ≤0.7 ) (±s)

项目 高密度组 低密度组P 值年龄 ( 岁 ) 15.6± 2.0 15.1± 2.0 0.540 Risser 征 3.3± 1.4 3.2± 1.8 0.934融合节段数 ( 个 ) 10.4± 1.3 11.0± 1.3 0.182置钉数目 ( 个 ) 17.5± 2.6 13.4± 2.0 ＜0.01置钉密度 0.8± 0.1 0.6± 0.1 ＜0.01主胸弯 Cobb’s 角 ( ° )术前 49.1± 9.6 48.0± 7.7 0.717侧屈位 23.4±12.2 22.8± 7.8 0.856术后 2 周 16.9± 5.6 15.2± 7.9 0.491术后 2 年 20.1± 6.9 17.8± 7.4 0.392术后矫正角度丢失 3.1± 2.2 2.6± 1.7 0.477胸椎后凸角 ( ° )术前 19.2±12.0 22.0±11.0 0.504术后 15.1±10.4 16.8± 9.7 0.658术后减少 4.1± 4.9 5.2± 4.9 0.516主胸弯柔韧性 ( % ) 53.8±16.4 52.6±15.6 0.827主胸弯矫正率 ( % ) 65.6± 8.9 69.3±13.5 0.389主胸弯矫正比率 1.4± 0.7 1.4± 0.4 0.937

讨 论

图1 患者，女，15 岁，Lenke1 A ( - ) 型，术前主胸弯 Cobb’s 角 61°，术后 2 周22° ( 置钉比例 0.71，矫正率64%，矫正比率 1.17 )，2 年随访时 25°；术前矢状位胸椎后凸 ( T5～12 ) 9°，术后 2 周20°，2 年随访时 18°Fig.1 A female patient, 15 years old, Type Lenke1 A ( - ),main thoracic curve Cobb’s angle was 61º preoperatively and 22º after 2 weeks

胸椎弓根螺钉用于 AIS 矫形最早是由 Suk 等在1995 年报道的。其将全钩与全钉比较发现全钉固定冠状面矫正更好。随后 Kim 等[10]也报道术后即刻主弯冠状面矫正率，在用全椎弓根螺钉组达 75.6% 而采用全钩组则为 49.9%。应用椎弓根螺钉后矫正率增加的原因可能有：( 1 ) 椎弓根螺钉对脊柱三柱固定更为稳定；( 2 ) 增加了固定点，负荷分布更佳，固定失败和骨折发生可能性小；( 3 ) 多节段螺钉增postoperatively with a 0.71 implant density , 64% correction rate and 1.17 correction idex; Cobb’s angle was 25º at 2 years follow-up; sagittal thoracic kyphosis ( T5-12) was 9º preoperatively, 20º after 2 weeks postoperatively and 18º at 2 years follow-up.thoracic curve Cobb’s angle was 40º preoperatively and 12º after 2 weeks postoperatively with a 0.45 implant density, 70% correction rate and 1.15 correction idex; Cobb’s angle was 14º at 2 years follow-up; sagittal thoracic kyphosis ( T5-12) was 9º preoperatively, 8º after 2 weeks postoperatively and 8º at 2 years follow-up加了整体结构的稳定性。

图2 患者，女，12岁，Lenke1 A ( - ) 型，术前主胸弯 Cobb’s角 40°，术后 2 周 12°( 置钉比例 0.45，矫正率 70%，矫正比率1.15 )，2 年随访时14°；术前矢状位胸椎后凸 ( T5～12 ) 9°，术后2 周 8°，2 年随访时 8°Fig.2 A female patient,12 years old, type Lenke1 A ( - ), main

但全椎弓根螺钉技术作为一种新的脊柱侧凸治疗技术，也存在一些缺点：( 1 ) 全椎弓根螺钉存在置钉安全性的问题，特别是在胸椎节段植入椎弓根螺钉，由于脊柱椎体的畸形及脊髓的偏移，置钉过程可能造成脊髓、神经根及大血管损伤，虽然这些并发症发生率报道并不高，但带来的后果非常严重，所以如何避免置钉的并发症是学术界研究的热点；( 2 ) 全椎弓根螺钉技术器械费用较高：按照全节段椎弓根螺钉技术的要求，拟固定融合的侧凸每个节段的椎体都须植入螺钉。

AIS 手术治疗的目标是在保持躯干平衡的情况下在冠状面和矢状面内取得尽可能大的矫形和牢固的融合。采用后路手术，与侧凸矫正效果有关的因素有：侧凸的度数、柔韧性、固定椎的确定、手术操作技术、固定器械等。

Clements 等[6]与 Karatoprak 等[11]研究表明，无论采用何种器械矫形，固定点的数目对矫正效果有重要影响，固定点越多，侧凸矫正率越高。而另一些研究表明，在一定条件下，减少置钉比例并不影响侧凸矫形[7-8,12-13]。这些研究结果看似矛盾，但分析其原因可能是：两者采用的器械种类有所不同，在全钩或钉钩系统，固定点的数目很重要，但全钉系统由于单个螺钉固定把持力的增加，其固定点数目对最终矫形效果的影响就不那么大了；此外，患者侧凸的柔韧性不同也可能导致结果的差异。

本组病例中，主胸弯柔韧性都＞30%，置钉比例＞40%，所以不能肯定增加螺钉置钉数量对较僵硬的 Lenke1 型脊柱侧凸的矫正率有无影响。本研究未将其它类型包括腰弯是结构性弯如 Lenke3 型和6 型纳入，因为考虑其它弯的融合对主胸弯矫正结果也可能产生影响。

虽然本研究结果表明置钉密度与 Lenke1 型冠状面矫正率结果及侧凸矫正丢失无相关性，但考虑到本组置钉密度都＞40%，所以进一步减少置钉密度对矫正率及矫正丢失的影响还不清楚；此外还要考虑螺钉应力增加的问题，因为减少到一定程度时，螺钉上的应力必将增加，意味着固定系统失败的可能性增加；对于椎弓根钉技术中，以多大的置钉比例以在达到矫正效果的同时，减少并发症及治疗费用，还需要进一步研究。

本研究提示，对于侧凸不太僵硬的 Lenke1 型AIS 患者 ( 柔韧性＞30% )，其矫正率及矫正后角度丢失与置钉密度无相关性，其矢状位胸椎生理后凸角度的变化也与置钉密度无相关性，适当减少置钉密度 ( ＞40% ) 不影响畸形矫正效果及矫正的维持。

[1] Kim YJ, Lenke LG, Cho SK, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hook instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 2004, 29(18):2040-2048.

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[10] Kim YJ, Lenke LG, Cho SK, et al. Comparative analysis of pedicle screw versus hook instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine, 2004, 29(18):2040-2048.

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