腰椎后路内固定术后椎间融合器移位原因分析及对策探讨

詹吉恒，王羽丰，王高蔚

(1.广州中医药大学第二临床医学院，广东 广州 510405；2.广东省中医院骨一科，广东 广州 510120)

临床经验

腰椎后路内固定术后椎间融合器移位原因分析及对策探讨

詹吉恒1，王羽丰2，王高蔚1

(1.广州中医药大学第二临床医学院，广东 广州 510405；2.广东省中医院骨一科，广东 广州 510120)

目的 探讨后路腰椎椎间融合术后融合器移位的相关危险因素及处理对策。方法 收集2010年1月至2015年4月期间我科行腰椎后路椎间融合内固定术的1 332例患者的临床资料，随访期间融合器位置较初次手术发生改变者共42例，其中通过影像学确诊为融合器明显移位的共有8例，对这8例患者的临床资料特点进行回顾性分析，分析各种可能引起融合器移位的危险因素并探讨对应的处理措施。结果 本组7例患者融合器向后移位，1例塌陷进入相邻椎体中，总体发生率为0.6%(8/1 332)。其发生与融合器的选择不恰当、术前未对影像学资料进行合理评估、手术操作不规范、未行有效的后路内固定以及患者的一系列基础疾病等有关，多数病例为多种因素的共同作用。结论 引起腰部融合术后融合器移位的相关因素有很多，原因复杂，包括融合器及内固定因素、手术操作及患者的自身因素等。术后因融合器移位出现神经压迫症状，经保守治疗未见好转者则必须行翻修手术治疗。

腰椎后路融合术；手术并发症；融合器移位；翻修手术

后路椎间融合内固定术作为针对腰椎退行性变的一种有效治疗手段，可以维持脊柱轴向稳定性，恢复椎间隙高度，对压迫的神经行有效减压[1-4]。即便如此，术后椎间融合器(Cage)移位这一并发症却时有发生，其文献报道的发生率在0.8%～4.7%之间[5]，因随访时间长短而有所差异，其中以向后移位以及椎体内下沉为多见。虽然发生率不高，但一旦出现便可能导致神经受压损伤、融合失败等严重后果。因此这一术后并发症受到了国内外学者的广泛关注，对其发生的高危因素也进行了充分的研究。本文对可能的原因进行总结分析并探讨其治疗措施，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组1 332例为我科2010年1月至2015年4月期间行腰椎后路椎间融合内固定术的患者，随访期间Cage位置较初次术后发生改变者共42例，占3.1%。病例分布：男性20例，女性22例；年龄42～77岁，平均(61.2±8.8)岁。腰椎间盘突出症手术6例，腰椎管狭窄症手术24例，腰椎滑脱症手术12例，其中Ⅰ°滑脱11例，Ⅱ°滑脱1例。这42例患者中有20例为双节段病变，6例为多节段(≥3个)病变。本组共融合66个间隙，使用的Cage包括PEEK材料、碳纤维材料以及纳米材料，并附加钛合金材料的椎弓根钉棒系统固定。依据术者的习惯和术中具体情况选择使用不同形状和大小的融合器，其中19个间隙使用箱型融合器，47个间隙使用子弹型融合器；根据矢状位CT或MRI，将病变椎间隙的形态进行分类，其中上下平行形28个间隙，梭形10个间隙，梨形7个间隙，开口形21个间隙。

1.2 手术方式 全麻成功后，患者俯卧于手术床，透视确定手术节段。沿腰部正中作纵形切口，依次切开皮下组织、筋膜，从棘突及椎板表面分离椎旁肌肉及软组织，充分暴露关节突、横突、峡部以及椎弓根钉进针点，使用骨刀去除病变间隙上位椎体下关节突及部分下位椎体上关节突，显露并保护硬膜囊和神经根，切开纤维环，摘除髓核组织，去除椎间盘，使用不同型号终板处理器刮除软骨终板，直至露出骨性终板，由小到大打入融合器试模，逐渐撑开椎间隙，冲洗后在间隙前部分及对侧内填充自体碎骨块并压实，根据试模选择合适大小的椎间融合器，在其内填塞满碎骨屑，斜行置入间隙内。在病变间隙的上下椎体置入椎弓根钉，安装钛棒，透视椎间隙高度、螺钉和融合器位置均理想后，在置入融合器侧先行加压椎间隙，旋紧钉棒连接螺母，然后再加压对侧，紧固钉棒各连接处。再次探视神经根并确认减压充分。生理盐水冲洗术区，充分止血；清点无误后，放置引流管，逐层紧密缝合切口。

1.3 术后处理 术后根据引流量拔除引流管，常规应用抗生素、营养神经及消水肿药物。早期指导患者进行踝泵以减少下肢深静脉血栓的发生，进行直腿抬高及床上踩单车训练以减轻术后神经根黏连，加强腰背肌功能锻炼，2～3 d后在腰围保护下下地进行活动。

1.4 随访标准 所有患者分别于术后1、3、6、12个月及末次随访行腰椎X线检查，必要时行CT及MRI检查。若影像学检查提示融合器周围有连续的骨小梁形成或融合节段过伸、过屈侧位X线片提示椎体间角度小于5°，则判断为临床愈合。

2 结 果

对术后Cage位置发生改变的42例患者均再进行3～18个月的随访。位置发生轻度改变者(小于3 mm)34例，占2.5%，其中19例无明显特殊症状，余下15例患者出现一定程度的腰骶部酸痛不适，予以保守治疗，至末次随访时影像学检查提示融合器未进一步发生移位，并出现不同程度骨性融合，腰部症状均明显缓解。术后出现融合器明显移位者(大于3 mm)共8例(见表1)，7例向后移位至椎管内，1例在相邻椎体内塌陷，发生率为0.6%(8/1 332)，均有不同程度的腰痛，其中6例出现典型神经根性痛，相应下肢肌力、感觉和大小便障碍，对此6例患者予更换新的融合器或行椎间植入髂骨块代替；另外2例因深部感染所致者则予拆除原内固定器械并彻底清创，卧床休息并限制活动。二次术后至末次随访腰部症状和神经根性、马鞍区症状均完全改善，其中6例重新行椎间融合的患者影像学提示翻修的融合器或髂骨块位置良好，无明显移位，均达骨性融合，椎弓根螺钉未发生松动等表现；2例感染患者手术椎间隙出现轻度塌陷，椎体前后缘出现不同程度骨赘增生并连接成骨桥，动力位X线片未见明显不稳，下地行走活动正常，炎症指标均恢复至正常水平。

典型病例为一71岁男性患者，诊断为L3～4、L4～5腰椎椎管狭窄症，行L3～5椎间盘切除+椎间植骨融合内固定术。术后第6天复查X线见Cage位置良好。术后1.5个月出现腰痛及神经根性症状，复查X线及CT提示L4～5Cage向后移位，行二次手术更换为大号Cage重新置入。翻修术后2个月复查Cage位置良好。手术前后影像学资料见图1～5。

3 讨 论

腰椎融合手术从单纯使用植骨融合发展至联合使用椎间融合器和钉棒系统，手术的损伤亦趋于微创。但术后融合器移位这一并发症却仍然存在，尽管发生率很低，但却严重影响手术疗效。该现象的原因十分复杂，通过回顾性分析本组以及参考相关文献，可归纳为以下因素。

表1 8例明显融合器移位患者情况比较

3.1 融合器的选择应用 融合器作为腰椎融合手术的重要一环，当选择的融合器不恰当就容易出现术后Cage的移位[6]。a)融合器过小时不能与相邻椎体形成良好接触，从而降低了融合成功率[7]。融合器过大则会提高置入难度，且因Cage与终板间的应力过大而增加其陷入相邻椎体内的概率。为了选取更适合的Cage型号，在术前对影像学资料进行充分测量以及术中试模是必不可少的[8]。对术前椎间隙高度明显丢失者，应尽量撑开椎间隙，选择比术前椎间隙高度大的融合器，使“撑开-压缩”原理更好地作用于融合器；而对于术前椎间隙高度正常者，则需选择与椎间隙高度一致的融合器，置入Cage后对椎间隙进行充分的加压锁紧，均可有效预防术后Cage移位的发生[9]。b)目前较为主流的融合器是子弹型(解剖型)以及箱型两种。前者考虑到椎体终板的生理形态，其上下缘设计为微凸面，与大多数相邻椎体上下终板的凹面相吻合，使之相互贴合更紧密，载荷的分布也更加平均[10]。而箱型融合器主要依靠8个角与终板相接触，相对于前者，其应力更为集中导致椎体内塌陷现象的高发。为了使融合器与终板更好地贴合，提高融合成功率，建议水平形椎间隙者选用箱型Cage，而梭形者则选用子弹型Cage。c)以往研究较少对融合器材料进行观察，有限元模型分析[11]发现PEEK材料的融合器与终板间的应力更小，可以有效防止Cage塌陷的发生；且其中填充的自体骨承受的应力较钛合金材料者大，其融合率更高。生物力学研究还发现[12]，PEEK材料产生更小的应力遮挡，能够刺激骨的生长，取得良好的融合效果。纳米羟基磷灰石作为仿生材料，其弹性模量与人体相近，在融合术后患者腰部的长期活动中，Cage除因产生应力遮挡效应外[13]还由于其上下缘齿纹吸收磨蚀变浅致移位。d)对于融合器放置的位置，现今仍存在一定的争论[14]。Abbushi[15]通过对椎体的终板进行生物力学研究，发现当融合器在椎间隙后缘靠中央时其移位率最低。国内学者亦提出类似观点[16]，认为融合器植入位置靠后时，将造成Cage前缘与椎体终板贴合不佳，融合器承重面积减小，势必影响骨性融合和自身稳定性。另外在扩张管道下行微创经椎间孔入路腰椎椎间融合术(minimally invasive surgery-transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF)时，术中透视确保管道与椎间隙平行是避免融合器在术后即时发生椎体内塌陷的重要方法。e)与放置单枚Cage相比，单间隙使用2枚Cage时移位的发生率更高。置入2枚Cage时，融合器往往会偏心放置，其头端容易发生相互碰撞[17]。且置入2枚Cage时不可避免地要过多地破坏脊柱的后方稳定结构[18]，这些均能导致术后融合器移位的发生。

3.2 病变节段的椎间隙形状与处理 a)本研究首次提出根据术前影像学资料，将椎间隙归纳为四种(见图6)：上下平行、梭形、梨形以及开口形。这也与Abbushi[15]、Kimura[19]及Aoki[3]等的理论总结相符合。在术前通过了解手术节段椎间隙的形态使术者在选取合适形状的Cage时更有把握。b)椎间隙内残余的髓核组织过多会导致界面的结合不佳，置入融合器后会影响Cage与椎体的良好接触[5]，因此在置入融合器前，务必反复确认椎间隙是否有残余的髓核组织。c)椎体的上下终板与融合器直接接触，保留骨性终板是达到自体椎间融合理想生物力学的基础[1]，同时是防止融合器塌陷的重要结构。当骨性终板去除过多时，Cage陷入相邻的椎体内的概率相应增高。在腰椎融合术中，对于骨性终板的处理各研究有不同的主张[20-21]，我们主张把软骨终板连同纤维环及髓核组织一并除去，并同时保留骨性终板。

a 上下平行 b 梭形 c 梨形 d 开口

图6 病变椎间隙的不同形态

3.3 内固定的使用情况 a)早期使用Titanium-Threaded Cage及BAK Cage时[22-23]，有较多文献报道术后假关节的现象，这也是术后早期(3个月内)融合器移位发生率较高的原因。早期的Cage大多是带有螺纹或较深齿纹的，增加了与椎体的接触面积及把持力。然而现在常用的融合器其突起的齿纹较浅且咬合力差[23]，为了达到减压的目的需要行次全椎板或全椎板切除减压，导致脊柱稳定性进一步降低，难以单独依靠Cage达到椎间稳定性[22]。因此使用后路内固定系统是必须的，它可以显著增加减压后腰椎的轴向稳定性，并有效降低融合器的移位[24]。b)虽然Duncan等[25]通过随机对照研究发现单侧固定术后融合器移位发生率(23%)较双侧固定者(11%)高，但Aoki[3]对于大量单边钉固定者进行长时间随访，发现单双侧固定对Cage移位影响的差异性没有统计学意义。但是在腰椎过屈及旋转时，单边钉的稳定性远低于双边钉固定者。在合并有脊柱退变性侧弯的患者中，使用单边钉固定会增加脊柱失稳及Cage移位发生率。

3.4 患者自身因素 在确保手术操作得当后，还应该关注患者基础疾病。a)对于腰椎融合术而言，感染所引起的局部炎性渗出会阻挡融合器与椎体间的接触，所以术后感染的患者其椎间融合率较低而Cage移位的发生率和内固定松脱概率均较高。切口局部的浅表感染，处理不当会演变成为椎间隙的深部感染[26]，最终被迫取出原内固定装置。此外，肥胖和糖尿病患者常相互并存[15，26-27]，均是引起术后感染的危险因素。b)骨质疏松患者由于骨密度比一般人群低，在使用椎间融合器时，与相邻椎体间弹性模量差异大，在术后长期生活中Cage会逐渐发生塌陷。Chen等[1]的研究发现当Cage下沉进入相邻椎体时，腰椎的生理前凸角度及椎间隙的高度均有所丢失。当腰椎存在不稳且合并有骨质疏松时，椎体的活动可导致融合器的移位[22]。而术后积极的抗骨质疏松治疗能有效减慢这一进程[28]。c)Babat[29]在行脊柱内植物手术的帕金森患者的研究中，发现因神经系统异常引起的微细颤动及长期的驼背畸形可能是这类患者脊柱内固定手术失败的原因。

3.5 对策探讨 腰椎融合术后Cage移位会引起椎管的进一步狭窄[15]，导致对神经的直接压迫，最终阻碍椎间融合，但该并发症主要是因为手术操作不当及术前缺乏合理规划引起[30]，因此是可防可治的。术前准确观察并测量椎间隙的形态以及大小，术中再次试模，务求做到融合器与椎间隙相匹配。置入Cage前应妥善处理残余的髓核等软组织，并保留骨性终板；所选Cage与椎体的接触面应尽量大，以PEEK材料为佳，放置在椎间隙后缘近中央处其稳定性最好。对于年老且存在骨质疏松、糖尿病及帕金森综合征等高危因素的患者因积极做好基础疾病的治疗。术后一旦发现Cage移位，因明确具体原因，对于位置发生轻度改变而无明显继发症状者可保守治疗，制动腰部直至椎间隙达到骨性融合的稳定状态。国外文献报道融合器移位、脱出、位置不佳致神经受压等需要再次手术的发生率(4.4%～15%)[31-32]明显高于本研究，当Cage发生明显移位时通常伴随明显的神经损伤症状，需通过翻修手术更换为大号的Cage重新置入并充分加压。再次手术重点在于使用融合器试模由小至大逐级撑开椎间隙到合适高度，同时注意清理残留的髓核组织和/或软骨终板。对于内固定周围存在深部感染病灶者，需通过彻底清创为椎间隙提供良好的骨接触面，为了保证融合成功率并避免异物排除反应，应将Cage更换为自体骨块。术后配合广谱或敏感抗生素使用以控制感染病情，必要时需彻底拆除原内固定器械。

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1008-5572(2017)06-0534-05

R681.5

B

2016-10-28

詹吉恒(1990- )，男，研究生在读，广州中医药大学第二临床医学院，510405。

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