生长棒技术治疗早发性脊柱侧凸的并发症及其危险因素

王孝宾 王冰 吕国华 李晶 卢畅 康意军

生长棒技术治疗早发性脊柱侧凸的并发症及其危险因素

王孝宾 王冰 吕国华 李晶 卢畅 康意军

目的探讨生长棒技术治疗早发性脊柱侧凸的并发症及其危险因素。方法回顾性分析 2008年 1 月至 2014 年 6 月，我院应用生长棒技术治疗的 33 例早发性脊柱侧凸患者，其中男 18 例，女 15 例。初次手术时的年龄为 5～9 岁，平均 ( 6.4±2.8 ) 岁。统计围手术期和随访期间各类并发症的发生情况及发生率，将有并发症和无并发症的患者进行分组比较，分析并发症发生的危险因素。结果本组随访 24～78 个月，平均 37.2 个月。首次生长棒手术使脊柱获得平均 ( 4.3±2.0 ) cm 生长，后续撑开过程中脊柱每年获得平均 ( 1.1± 0.7 ) cm 生长。19 例发生了 26 个并发症，患者的并发症发生率为 57.6%，平均每例发生 1.4 个并发症。共有156 次手术操作，单次手术的并发症发生率为 16.7%。Logistic 回归分析显示，使用单棒、皮下置棒和撑开次数( ≥6 次 ) 是发生并发症的危险因素。结论生长棒技术治疗早发性脊柱侧凸能够在矫正畸形的同时维持脊柱的生长，但是治疗周期长，并发症发生率高。使用单棒、皮下置棒和撑开次数 ( ≥6 次 ) 是发生并发症的危险因素。

脊柱侧凸；手术后并发症；内固定器；危险因素

早发性脊柱侧凸 ( early onset scoliosis，EOS ) 被定义为“不论任何原因在 10 岁以前发生的脊柱侧凸”，包括先天性脊柱侧凸、神经肌肉型脊柱侧凸、婴儿和幼儿特发性脊柱侧凸，以及其它脊柱畸形综合征等[1-2]。与青少年时期 ( 10～18 岁 ) 发生的脊柱畸形不同，EOS 由于在生长发育早期损害了胸廓和肺的发育，常常导致限制性通气功能障碍。当出现了严重胸廓发育障碍，无法维持肺的发育和扩张时，Campbell 等[3]将其定义为“胸廓发育不良综合征”，这种脊柱－胸廓畸形将会严重影响患者的生活质量甚至生存期。为了维持脊柱和胸廓的纵向生长，EOS 的治疗常常采用生长棒技术[4]。由于患儿年龄较小，健康状况差，需要经历多次手术，外科并发症的发生率非常高。回顾性分析 2008 年 1 月至 2014 年 6 月，我科应用生长棒技术治疗的 33 例EOS 患者，统计并发症发生率、类型，以及相关的危险因素，报告如下。

资料与方法

一、入组与排除标准

1. 入组标准：( 1 ) 不论何种病因初诊时年龄在10 岁以前的脊柱侧凸患者；( 2 ) 接受了生长棒手术治疗。

2. 排除标准：( 1 ) 固定融合技术矫正脊柱侧凸；( 2 ) 翻修手术的患者；( 3 ) 手术年龄在 10 岁以后的患者。

二、一般资料

本组 33 例，其中男 18 例，女 15 例。初次手术时的年龄为 5～9 岁，平均 ( 6.4±2.8 ) 岁。病因学包括特发性脊柱侧凸 6 例，先天性脊柱侧凸 10 例，神经肌肉型脊柱侧凸 4 例，神经纤维瘤病合并脊柱侧凸 13 例。手术指征包括初诊 Cobb’s 角＞40° 的非特发性脊柱侧凸，或者支具治疗无效，6 个月进展超过 5° 的特发性脊柱侧凸。其中 9 例采用单棒技术，24 例采用双棒技术。至末次随访时，5 例完成了终末融合手术，28 例仍然在接受生长棒间断撑开的治疗，撑开的间隔时间为 6～8 个月。

三、影像学测量

影像学测量包括：冠状面 Cobb’s 角，T1～12高度( T1上终板中点到 T12下终板中点的距离 )，T1～S1高度 ( T1上终板中点到 S1上终板中点的距离 )。

四、并发症分类

根据 Smith 提出的生长棒并发症分级系统[5]，划分为 I 级并发症 ( 不需要非计划手术，门诊处理 )；II 级并发症 ( 住院处理 )：II A 级 ( 需要 1 次非计划手术 )，II B 级 ( 需要多次非计划手术 )；III 级 ( 放弃生长棒治疗 )；IV 级 ( 死亡 )。I 级并发症包括内置物皮下突出，伤口愈合不良，肺部感染；II 级并发症包括内固定移位，断钉、断棒，冠状面失代偿，矢状面失代偿，伤口感染和神经系统并发症。

五、研究方法和统计学处理

统计围手术期和随访期间各类并发症的发生率，将有并发症和无并发症的患者进行分组比较，带入相关参数进行单因素变量分析，然后将有统计学意义的变量 ( P＜0.05 ) 进一步带入 Logistic 回归模型，分析发生并发症的独立危险因素。连续变量采用独立样本 t 检验或者 Mann-Whitney U 检验；分类变量采用 χ2检验 ( 如果频数＜5 则使用 Fisher 精确检验 )。采用 SPSS 24.0 软件进行统计学分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、治疗效果

本组随访时间为 24～78 个月，平均 37.2 个月。初始治疗前的平均 Cobb’s 角为 ( 66±23 ) °，初次手术后的平均 Cobb’s 角为 ( 32±12 ) °，末次随访时的平均 Cobb’s 角为 ( 25±13 ) °，平均矫正率为( 62±18 ) %。

T1～12的高度由术前 ( 14.6±3.7 ) cm 增加至术后( 17.3±4.3 ) cm，末次随访时增加至 ( 20.2±5.3 ) cm。T1～S1的高度由术前 ( 22.6±5.7 ) cm 增加至术后( 26.9±5.0 ) cm，末次随访时增加至 ( 30.2±4.4 ) cm。首次生长棒手术使脊柱获得平均 ( 4.3±2.0 ) cm 的生长，后续撑开过程中脊柱每年获得平均 ( 1.1± 0.7 ) cm 的生长 ( 图 1 )。

二、并发症发生率

本组 33 例中，19 例发生了 26 个并发症，并发症发生率 57.6%，平均每例发生 1.4 个并发症。共有 156 次手术操作，单次手术的并发症发生率 16.7% ( 26 / 156 )。没有神经系统并发症，但有 1 例术中体感诱发电位波幅下降 70%，予以升高血压、降低撑开幅度后恢复正常，术后无神经系统异常。并发症的分布见表1，其中 I 级并发症 6 个 ( 23.1% )，II A 级并发症 17 个 ( 65.4% )，II B 级并发症 2 个 ( 7.7% )，III级并发症 1 个 ( 3.8% )，没有 IV 级 ( 死亡 ) 病例。

三、危险因素

将未发生并发症的病例 ( 14 例 ) 与发生并发症的病例 ( 19 例 ) 分组进行比较 (表2)，两组患者的人口统计学信息包括男女比例、年龄、体质量指数、病因学诊断，以及初始 Cobb’s 角度和随访时间差异无统计学意义。使用单棒的患者并发症发生率显著高于使用双棒患者 ( 88.9% vs. 45.8%，P＝0.047 )，皮下置棒的患者并发症发生率显著高于肌肉下置棒( 83.3% vs. 42.9%，P＝0.033 )，撑开次数达到 6 次以上时，并发症的发生率显著升高 ( 78.6% vs. 42.1%，P＝0.036 )，使用 5.0 mm 钛合金棒患者的并发症发生率高于使用 4.75 mm 钴铬钼棒患者 ( 84.6% vs. 40.0%，P＝0.015 )。Logistic 回归分析显示使用单棒、皮下置棒和撑开次数 ( ≥6 次 ) 是生长棒技术发生并发症的危险因素 ( 表3 )。

图 1 患者，女，5 岁，特发性脊柱侧凸 a～b：术前正侧位 X 线片；c～d：术前外观照；e～h：使用单棒第 1 次撑开术后 6 个月的正侧位 X 线片和外观照；i～j：第 4 次撑开术后 7 个月，下方 2 枚椎弓根螺钉均切割移位；k～l：第 5 次撑开时改成双棒，术后 6 个月正侧位 X 线片；m～p：第 7 次撑开术后的正侧位 X 线片和外观照，患者已 9 岁Fig.1 A 5-year-old girl with idiopathic scoliosis a - b: Preoperative AP andlateral X-ray; c - d: Preoperative clinic pictures; e - h: AP X-ray and clinicpictures at 6 months after the 1st lengthening procedure with single growing rod;i - j: At 7 months after the 4th lengthening procedure, X-ray showed migrationof both bottom pedicle screws; k - l: At 6 months after the 5th lengtheningprocedure, AP X-ray showed revision surgery was done and single rod had beenchanged to 2 rods; m - p: AP X-ray and clinic pictures after the 7th lengtheningprocedure. She was 9 years old

表1 并发症的分类和发生率Tab.1 Classifcation and rate of complications

讨 论

EOS 如果不及时治疗，会导致躯干短小，胸廓和肺发育不良，限制性通气功能障碍和早期心肺功能衰竭，最终影响患者的生存寿命[4]。以往的治疗方式包括石膏支具和早期融合手术。石膏支具能减缓畸形的进展速率，甚至使一部分特发性脊柱侧凸的患儿避免手术治疗[6]。然而，对于非特发性的脊柱畸形，石膏支具的效果并不佳；另一方面，支具的加压衬垫通过肋骨作用于脊柱，反而会限制患者的呼吸运动和胸廓发育，进一步损害肺功能[7-8]。

表2 无并发症组与有并发症组患者的参数比较Tab.2 Variables compared between non-complication group and complication group

表3 Logistics 回归分析预测发生并发症的危险因素Tab.3 Logistic regression analysis identified risk factors of complications

脊柱融合手术作为治疗脊柱畸形的“金标准”，早期曾经用于 EOS 的治疗。随后研究者们发现，脊柱融合术并不能完全阻止患者畸形的进展。即使是采用了前后路联合手术，仍然有 45% 的患者畸形会出现加重[9]，39% 的患者最终需要翻修手术[10]。而过早地融合脊柱，尤其是长节段固定融合中上胸椎，会限制胸椎的纵向发育，使胸廓的高度低于同龄儿童，最终引起限制性的通气功能障碍[10-11]。因此，临床医师开始探索既能阻止畸形进展，又能维持脊柱和胸廓发育的方法。

通过撑开棒来矫正脊柱畸形最早由 Harrington[12]提出，Moe 等[13]将其进一步发展，强调骨膜下有限剥离，皮下穿棒，定期撑开等理念，形成了生长棒技术的雏形。1997 年，双城脊柱外科中心的学者报道生长棒技术治疗 67 例儿童脊柱畸形的结果，矫正侧凸的同时维持了 82% 的脊柱生长，但有 48% 的患者发生了至少 1 个并发症[14]。随后的研究由于基本采用单棒技术，严重并发症的发生率非常高，以至于 Mineiro 和 Weinstein[15]开始质疑生长棒技术在EOS 治疗中的价值。2005 年，Akbarnia 等[16]开始采用双棒技术，建议将上下方锚定点进行坚强融合，在中段两棒重叠的地方用多米诺进行撑开操作，很大程度上提高了畸形的矫正效果，并且降低了矫正丢失率和并发症发生率。随后生长棒技术逐渐成为治疗 EOS 的常用技术，文献报道的并发症发生率在29%～86% 之间[5,14-17]。

本研究通过回顾分析单一临床中心应用生长棒技术的经验，旨在探讨其治疗效果、并发症发生特点以及发生并发症的危险因素。本组病例中，73% ( 24 / 33 ) 采用了双棒技术，初次手术使脊柱获得平均 4.3 cm 的增长，后续撑开过程中脊柱每年获得平均 1.1 cm 的生长。在 3 年随访中，T1～S1获得平均 3.3 cm 的生长。由于 EOS 患者的年龄小 ( 平均6.4 岁 )，体质量指数低 ( 平均 17.1 kg / m2)，需要接受多次手术 ( 间隔 6～8 个月 )，手术并发症几乎无法避免。本组 33 例中共有 19 例发生了 26 个并发症，患者的并发症发生率 57.6%，平均每例发生1.4 个并发症。其中 23.1% 为 I 级并发症 ( 不需要非计划手术，门诊处理 )，65.4% 为 II A 级并发症 ( 需要 1 次非计划手术 )。严重并发症 ( II B、III 级 ) 所占比例为 11.5% ( 3 / 33 例 )，严重并发症可能导致临床医师更改最初的手术计划[5]。

以往的一些学者报道了发生并发症的危险因素，包括初始手术的年龄[18-19]、使用单棒[18,20-22]、不锈钢棒[20]、多次撑开操作[18,21,23]、皮下置棒[18]、胸椎过度后凸[19,21,23]、初始或残余侧凸角度过大[19,21]、撑开间隔时间过长[21]等。在本研究中，单棒、皮下置棒和撑开次数 ( ≥6 次 ) 是发生并发症的危险因素。由于生物力学强度不足，使用单棒的内固定相关并发症远远高于使用双棒，并且单棒的畸形矫正效果和脊柱生长能力也劣于双棒[22]，本组使用单棒的 9 例中 8 例发生了并发症 ( 89% )。皮下置棒的优点在于避免对骨膜的干扰从而避免自发性融合，但是却容易引起更多的伤口并发症和非计划手术次数[18]。笔者认为，使用双棒进行固定，小心的骨膜外肌肉下置棒，能够有更好的软组织覆盖，并发症较少，能够获得满意的临床结果。

由于多次手术均从原切口进入，局部皮肤破损和伤口感染的几率大大增加；另一方面，反复的撑开操作也使固定点的螺钉面临松动的风险。本研究和 Watanabe 等[23]的研究结果相似，均发现撑开次数＞6 次以后，并发症的风险明显增加。Bess等[18]报道患者接受第 7 次手术时，发生并发症的风险为 49%，第 11 次手术时风险增加到 80%。另外，Bess 等[18]和 Upasani 等[19]分别研究了 1.3～10 岁患儿使用生长棒的并发症，均发现年龄是危险因素之一，Bess 等[18]报道初始手术年龄增加 1 岁，发生并发症的风险降低 13%。而笔者并未发现年龄与并发症发生率有相关性，可能与本组病例的年龄跨度较小 ( 5～9 岁 ) 有关。

本研究的不足之处在于病例数较少，包含了多个病因学的疾病，统计学效能有限。另外，本研究缺乏心理方面的评估，实际上反复多次的外科手术很容易对儿童心理造成影响，引起创伤后应激障碍和抑郁。未来需要更多大样本、多中心的临床研究来探讨并发症发生情况及其对临床结果的影响。

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( 本文编辑：王萌 )

Complications and risk factors of growing rod surgery for early onset scoliosis

WANG Xiao-bin, WANG Bing, L Guo-hua, LI Jing, LU Chang, KANG Yi-jun. Department of Spine Surgery, the second Xiangya Hospital of Central South University, Changsha, Hunan, 410011, China Corresponding Author: L Guo-hua, Email: spinelv@163.com

Objective To investigate postoperative complications and risk factors in early onset scoliosis treated by growing rod.MethodsA total of 33 patients with early onset scoliosis who underwent growing rod surgery from January 2008 to June 2014 were identifed and enrolled in this study, including 18 males and 15 females. Their average age at initial surgery was ( 6.4 ± 2.8 ) years old ( range: 5 - 9 years old ). Complications occurred during the perioperative period or follow-up were classifed and analyzed. Patients’ preoperative variables were compared between non-complication group and complication group, and risk factors for growing rod complications were fnally identifed.ResultsThe average follow-up was 37.2 months ( range: 24 - 78 months ). T1- S1length increased ( 4.3 ± 2.0 ) cm with the initial surgery, and achieved ( 1.1 ± 0.7 ) cm annual growth with the lengthening procedure. Twenty-six complications occurred in 19 patients. The mean number of complications in each patient was 1.4, and the complication rate per patient was 57.6%. There were 156 procedures, with 16.7% complication rate per procedure. Logistic regression analysis identifed the following signifcant risk factors: single rod, subcutaneous rod placement, and ≥6 rod lengthening procedures.ConclusionsGrowing rod technique for early onset scoliosis can prevent deformity progression and allow spine and chest growth. However, this treatment needs multiple periodic procedures with a high rate of complications. Single rod, subcutaneous rod placement, and ≥6 rod lengthening procedures are positively associated with risk of complications.

Scoliosis; Postoperative complications; Internal fxators; Risk factors

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.01.004

R682, R687.3

410011 长沙，中南大学湘雅二医院脊柱外科

吕国华，Email: spinelv@163.com

2016-10-10 )