关于后路三棒固定（凹侧双棒）治疗重度僵硬性脊柱侧凸的研究

谭海宁 冯帆 李星野 林友禧 陈崇 李政 沈建雄

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

·临床论著 ·

关于后路三棒固定（凹侧双棒）治疗重度僵硬性脊柱侧凸的研究

谭海宁 冯帆 李星野 林友禧 陈崇 李政 沈建雄*

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

背景：重度僵硬性脊柱侧凸的治疗具有挑战性，目前众多的治疗方法，如牵引、前路松解、截骨等，也是疗效与问题并存，需要探索新的治疗方式。目的：探讨后路三棒固定（凹侧双棒）治疗重度僵硬性脊柱侧凸的安全性和疗效。方法：回顾性分析2014年1月至2015年10月于我院接受后路Ⅰ期矫形手术的8例重度僵硬性脊柱侧凸患者的临床资料。分别测量手术前后及末次随访时主弯Cobb角、柔韧性、顶椎偏距、躯干偏移、胸椎后凸、腰椎前凸等影像学指标。手术均在主弯凹侧采用长短双棒进行撑开矫形，在凸侧放置第3根棒加压矫形。结果：主弯Cobb角术前100°～131°，平均118.5°±12.0°，柔韧性0%～18.2%，平均11.6%±5.6%；术后40°～94°，平均60.1°±16.8°，较术前明显改善（t=9.3,P＜0.001），矫正率26.5%～66.6%，平均49.1%±13.2%；末次随访46°～91°，平均62.6°±14.7°，较术前明显改善（t=13.2,P＜0.001）。手术时间230～385 min，平均（302.5±45.5）min；出血量600～1300 ml，平均（962.5±272.2）ml；置入物密度43.3%～69.2%，平均55.5%±8.2%。术中脊髓监测无异常，术后无神经损伤、内固定失败等并发症发生。结论：后路三棒固定（凹侧双棒）治疗重度僵硬性脊柱侧凸能获得良好的矫形效果，安全可靠。

三棒；凹侧双棒；重度僵硬性脊柱侧凸

重度僵硬性脊柱侧凸是指主弯Cobb角大于90°且柔韧性小于30%的侧凸畸形，其治疗具有挑战性。严重的脊柱畸形可能会导致神经系统或心肺功能受损，进而影响患者日常生活、生长发育、外观，远期也会增加患者死亡率[1,2]。矫正侧凸能够改善患者外观、肺功能、生活质量[3-5]。目前，治疗重度僵硬性脊柱侧凸的方法很多，包括牵引后矫形融合、前路松解联合后路矫形融合、截骨术、单纯后路矫形融合手术等[6-9]。颅骨—股骨和颅骨—重力牵引通常在术前或术中应用来治疗重度僵硬性脊柱侧凸[4,10,11]，虽然有一定疗效，但治疗周期长且并发症多。前路松解联合后路矫形融合也可提高术后矫形率[12]，但严重脊柱侧凸患者肺功能通常较差，前路手术会进一步损害肺功能并导致肺脏并发症[13,14]。截骨术治疗重度僵硬性脊柱侧凸虽然可获得较满意的矫形率，但对冠状面畸形的矫形效果并未同其矫正诸如后凸等矢状面畸形一样突出，且围手术期并发症、内固定失败发生率高，特别是在合并有椎管内异常及后凸畸形的患者上更易发生神经系统损伤[15]。此外，除围手术期并发症外，前路松解联合后路矫形融合及截骨术等还存在手术时间长、住院时间长、出血量多等问题[12,16,17]。随着椎弓根螺钉在临床上的广泛应用，单纯后路矫形融合手术治疗重度僵硬性脊柱侧凸能获得较满意的矫形效果，但术后内固定失败及假关节发生率升高[3,9,18]。在双棒固定基础上增加额外棒组成多棒系统能进一步增加内固定系统的整体稳定性，分散各棒应力，降低内固定失败和假关节发生率[19-21]。因此，考虑在传统双棒内固定的基础上在凹侧增加第3根棒，组成三棒固定，用于治疗重度僵硬性脊柱侧凸，降低术后内固定失败及假关节发生率。本研究旨在回顾性分析单纯后路三棒固定（凹侧双棒）治疗重度僵硬性脊柱侧凸的有效性及安全性。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取从2014年1月至2015年10月于我院接受三棒固定（凹侧双棒）矫形手术的重度僵硬性脊柱侧凸患者8例，其中，男4例，女4例；年龄13～49岁，平均（19.5±11.9）岁。女性患者在月经初潮6个月以后就诊，男性患者均出现喉结、胡须等第二性征的改变。全部获得随访12～32个月，平均（16.8±6.2）个月。青少年特发性脊柱侧凸2例，先天性脊柱侧凸3例（其中合并脊髓纵裂者1例，该患者无神经系统受损症状体征，且在侧凸矫形手术前接受骨性纵裂切除术），马凡氏综合征合并脊柱侧凸2例，脊髓灰质炎合并脊柱侧凸1例。全脊柱MRI未见脊髓空洞、Chiria畸形、脊髓栓系。所有患者术前常规拍摄脊柱全长正侧位、左右平卧位Bending X线片、全脊柱64排CT平扫及三维重建、全脊髓MRI检查；术后及随访时拍摄脊柱全长正侧位。

1.2 手术方法

所有手术均由我院同一名高年资脊柱外科医师实施，手术采用全身静脉麻醉，全程进行脊髓监测。采用后方入路，钝性分离双侧椎旁肌至横突根部，对融合范围内双侧的小关节进行部分切除。在设计的融合范围内植入椎弓根螺钉，在凹侧顶椎的上下各间隔2～4个节段放置1根预弯短棒，并适度撑开；在凹侧融合节段放置1根预弯长棒，长棒在短棒的外侧跨越短棒，在凹侧形成双棒固定，再次撑开固定棒。然后，在凸侧置棒并适当加压，形成凹侧双棒的三棒固定。并于凹侧双棒间或凹—凸侧棒间放置横梁以增加整个内固定系统的稳定性。制备骨床后自体骨联合同种异体骨行后路植骨融合。所有患者均未行截骨治疗。

1.3 术后处理

术后常规给予预防感染、支持、对症治疗，所有患者术后卧床3～5 d，根据恢复情况，早期离床活动，行胸腰支具外固定保护6个月，避免剧烈活动。

1.4 随访计划及评价指标

患者于术后3、6、12、18、24、30、36个月进行随访，每次随访时拍摄脊柱全长正侧位，记录相关影像学测量指标。主要评价指标为手术时间、术中出血量、影像学测量指标、置入物密度。影像学测量内容包括脊柱冠状面参数和矢状面参数。脊柱冠状面参数包括：①主弯Cobb角，即主弯上端椎的上终板与下端椎的下终板垂线的夹角；②主弯顶椎偏距（apex vertebra translation,AVT），即上胸弯或主胸弯顶椎偏距为侧弯顶点到C7铅垂线的垂直距离；③胸腰弯或腰弯的顶椎偏距为侧弯顶点到骶骨中垂线的垂直距离；④躯干偏移（trunk shift,TS），即C7椎体铅垂线与S1椎体中垂线的垂直距离。脊柱矢状面参数包括：①胸椎后凸（thoracic kyphosis,TK），即T5椎体上终板与T12椎体下终板的Cobb角；②腰椎前凸（lumbar lordosis,LL），即L1椎体上终板与S1椎体上终板的Cobb角。置入物密度为置入钉钩总数/（融合节段数量×2）×100%。

1.5 统计学方法

采用SPSS 10.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示。采用配对样本t检验对术前、术后及末次随访时各影像学测量指标进行对比。

2 结果

2.1 手术资料

上端融合椎的范围为T1～T5，下端融合椎的范围为L3～L5。融合13～16个脊柱节段，平均（14.0±1.0）个节段。凹侧短棒其头端距离顶椎2～4个节段，平均（3.2±0.8）个节段；其尾端距离顶椎2～4个节段，平均（2.8±0.8）个节段。每位患者平均使用2个横连（范围1～3个），其中，10个横连（62.5%）放置在凹侧与凸侧的两根长棒之间，其位置邻近凹侧短棒的头端及尾端；3个横连（18.7%）放置在凹侧短棒与凸侧长棒之间，另外3个横连（18.7%）放置在凹侧的两根棒之间。上述6个横连的位置均在主弯的顶椎区域。手术时间230～385 min，平均（302.5±45.5）min；出血量600～1300 ml，平均（962.5±272.2）ml；置入物密度43.3%～69.2%，平均55.5%±8.2%；术中脊髓监测信号均无明显异常。详见表1。

2.2 影像学资料

术前患者主弯柔韧性0%～18.2%，平均11.6%± 5.6%；术后矫正率26.5%～66.6%，平均49.1%±13.2%；末次随访时矫形丢失率-12.3%～26.9%，平均3.5%± 12.6%。AVT术前7.5～13.0cm，术后矫正为4.7～11.0cm，末次随访时4.8～9.2 cm。TS术前0.7～3.5 cm，术后矫正为0～7.9 cm，末次随访时0～5.0 cm。TK术前28°～90°，术后矫正为20°～53°，末次随访时27°～47°。LL术前30°～95°，术后矫正为26°～76°，末次随访时33°～79°。术前身高（157.5±13.0）cm，术后（163.8±13.4）cm。术前剃刀背（5.0±1.8）cm，术后（2.4±0.9）cm。术后主弯Cobb角、AVT、TK、LL、身高、剃刀背均较术前明显改善，末次随访时主弯Cobb角、AVT、TK较术前明显改善。详见表2、3，病例2影像资料见图1。

2.3 术后并发症情况

所有患者术后及末次随访时均无神经系统损伤、内固定失败、植骨不融合、感染及切口愈合不良等并发症。

3 讨论

目前，治疗重度僵硬性脊柱侧凸的方法很多，包括牵引后矫形融合、前路松解联合后路矫形融合、截骨术、单纯后路矫形融合手术等，各种方法的疗效也各不相同。牵引可部分改善侧凸的柔软度，增加矫形效果，术前应用颅骨—股骨牵引矫正率为46%～53%[4]，术中颅骨—股骨牵引能获得50.8%～58.3%的侧凸矫正率[8]，但治疗周期长，也存在牵引部位感染、神经系统损伤等问题。前路松解联合后路矫形融合也可获得一定程度的侧凸矫形，Zhou等[12]采用前路松解联合多次后路撑开矫形治疗重度僵硬性脊柱侧凸，在前路松解和第1次后路矫形手术后侧凸矫正率为58.1%，最终矫形手术后矫正率达75.3%。类似研究[22]报道的首次矫形及最终矫形手术的矫正率分别为49.7%和70.3%～73.0%。但肺部并发症在前路手术中尤为突出，并且还存在住院时间长、出血量多等问题。此外，也有部分研究提出，对于Cobb角＞70°的侧凸畸形，前路手术并不会对后路手术的矫正率产生明显影响[23]。截骨术包括后柱截骨，如Smith-Petersen截骨（Smith-Petersen osteotomy,SPO），和三柱截骨，如经椎弓根截骨（pedicle subtraction osteotomy,PSO）和椎体截骨（vertebral column resection, VCR）。Lenke等[17]报道了利用VCR治疗37例重度脊柱侧凸患者（主弯Cobb角平均104°），其侧凸矫正率达67%。其他研究报道的VCR治疗重度侧凸的矫正率为51%～59%[24]。尽管截骨术治疗重度僵硬性脊柱侧凸可获得较满意的疗效，但是其围手术期并发症，特别是神经系统损伤及内固定失败发生率较高。重度僵硬性脊柱侧凸患者其胸廓畸形也相对严重，常合并心肺功能不全等情况，甚至部分患者处于较差的基础状况，这类患者常不能耐受手术时间长、出血量大的截骨手术，同样也不能承受前路手术对于肺功能的进一步损害及带来的肺部并发症风险。根据以往的治疗策略，这类患者需要接受长时间的术前牵引，同时改善患者的一般状况，待心肺功能及手术耐受能力改善后才能接受前路松解联合后路矫形融合或截骨术等手术治疗，其治疗周期长，患者相对痛苦，并且手术风险依旧很高。

表 1 8例重度僵硬性脊柱侧凸患者手术资料

表 2 8例重度僵硬性脊柱侧凸患者术前、术后、末次随访影像学参数

表 3 8例重度僵硬性脊柱侧凸患者术前、术后、末次随访的影像学参数比较

表 3 8例重度僵硬性脊柱侧凸患者术前、术后、末次随访的影像学参数比较

与术前比较，△P＜0.05；与术后比较，▲P＜0.05

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图1 病例2，男，16岁，MFS患者，行单纯后路三棒矫形内固定手术

随着椎弓根螺钉及脊柱内固定系统的发明及改进，单纯后路矫形融合手术治疗重度僵硬性脊柱侧凸也能够获得较满意的矫形效果，但术后内固定失败及假关节发生率仍然不低。因此，考虑能否在单纯后路双棒的基础上在凹侧增加第3根棒来增加矫形效果，同时减低术后内固定失败及假关节的发生率，这样一方面可规避截骨术及前路手术的风险，另一方面也可避免长时间的术前牵引。本研究表明，利用三棒固定治疗重度僵硬性脊柱侧凸，可获得平均49.1%的矫形率。其矫形效果虽略低于截骨术，但与牵引后矫形融合及前路松解联合后路矫形融合的治疗效果相当。

单纯后路三棒固定治疗重度僵硬性脊柱侧凸能够获得满意的矫形效果，主要取决于以下几点：第一，位于凹侧的第3根棒能够增加额外的撑开应力。侧凸的顶椎区是致畸力量的集中区域，本研究在顶椎区放置短棒并进行撑开可提供直接的撑开应力，比较传统的预弯长棒，此短棒可进行较小程度的预弯甚至不预弯，这使短棒的承受力线尽可能贴近其物理形状，借此可在顶椎区提供更大强度的支撑力量，改善矫形效果。第二，位于凹侧的第3根棒能够减少双侧长棒的置入难度及预弯程度，间接改善矢状面平衡。传统的双棒技术需要将长棒预弯置入凹侧，经过旋棒之后再进行撑开，长棒的预弯一般根据预期的矢状面角度进行设计，同时也需要兼顾侧弯的实际情况。对于重度僵硬性脊柱侧凸，由于侧凸角度大，放置长棒时预弯程度也大，因此，在旋棒之后预弯的冠状面角度转变为重建的矢状面角度，常会使胸后凸或腰前凸超过生理范围，直接影响矢状面平衡；重度僵硬性脊柱侧凸由于其脊柱柔韧性差，致使普通的转棒操作难以实现，只能在长棒预弯时同时进行冠状面及矢状面的预弯，但是经过2次预弯之后，无论是冠状面还是矢状面的预弯角度均会偏离预期设计，导致长棒难以放置凹侧或其矢状面重建效果难令人满意。然而，在凹侧顶椎区放置短棒并撑开后，可直接减少侧凸角度，降低长棒的预弯设计及置入难度，同时也使矢状面设计与重建较为简单。第三，位于凹侧的第3根棒能够增加内固定系统的整体强度，分散内固定器械特别是顶椎区域周围的应力，进而能够降低内固定失败的发生率。Hyun等[19,21]报道，利用中央钩—棒系统关闭截骨区域能增强内固定系统整体强度，避免内固定失败及截骨区域假关节形成等并发症。刘臻等[20]研究表明，卫星棒也能获得类似的效果。Hyun等[21]比较多棒固定与标准双棒固定三柱截骨区域的效果，发现多棒系统其内固定棒断裂发生率明显低于双棒固定。本研究在传统双棒固定的基础上添加第3根棒，能分散系统中每根棒的应力，且直接对抗应力集中点—顶椎区，从理论上能够降低内固定失败的发生率。

本研究纳入的患者在随访期内均未出现并发症，并发症发生率远低于截骨术及前路手术。Lawrence等[17]统计了147例接受VCR手术的重度脊柱畸形患者的并发症资料，发现86例（59%）在术中及术后出现并发症，而39例（27%）在术中出现了神经系统异常，包括脊髓监测信号异常或唤醒实验失败。王迎松等[25]报道，接受后路VCR治疗的重度僵硬性脊柱侧凸患者，22.9%出现严重的非神经系统并发症（包括严重的心肺事件），死亡率达0.95%。其他研究[24,26]报道的VCR围手术期并发症发生率为32%～40%。同截骨术类似，前路手术并发症的发生率为10.2%～27.2%，尤以肺部并发症为主[13,14]。此外，单纯后路三棒固定平均出血量为962.5 ml，平均手术时间为302.5 min。研究[17,25]报道，VCR治疗严重脊柱畸形的平均手术时间为549～602 min，平均出血量为2567～4694 ml。前路松解联合后路矫形手术的平均手术时间为266～396 min，平均出血量为1277～1492 ml[12,16,27]。本研究采用的单纯后路三棒固定比截骨术及前路术式手术时间短、出血量少，而手术时间长、出血量大正是术中并发症发生的危险因素[25]，这意味后路三棒固定术中并发症的风险更低，手术过程更加安全。

本研究的局限性主要在于纳入病例数量较少，脊柱侧凸的种类不一，患者除脊柱侧凸之外的一般情况存在差异；此外，随访时间较短，矫形的长期效果及并发症资料有待进一步完善。

综上所述，利用三棒固定（凹侧双棒）经单纯后路治疗重度僵硬性脊柱侧凸能够获得满意的矫形效果，且手术时间短、出血少、术中及术后并发症发生率低，是一种可选择的安全有效的治疗方法。

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Safety and effect of posterior triple-rod construct with double-rod in concave side in correction of severe and rigid scoliosis

TAN Haining,FENG Fan,LI Xingye,LIN Youxi,CHEN Chong,LI Zheng,SHEN Jianxiong*

(Department of Orthopedics,Peking Union Medical College Hospital,CAMS&PUMC,Beijing 100730,China)

Background::The treatment of severe and rigid scoliosis is challengeable.Efficacy and problems coexists in all therapies,suchasHalotraction,anteriorreleaseandosteotomy.Soitisnecessarytoexplorenewtreatmentmethods.Objecttiivee: To explore the safety and efficacy of triple-rod construct with double-rod in concave side in correction of severe and rigid scoliosis.Methodss::A total of 8 patients with severe and rigid scoliosis who underwent one-stage posterior corrective operation of triple-rod construct(double-rod in concave side)from January 2014 to October 2015 were recruited into this retrospective study.Major curve Cobb angle,flexibility,apex vertebra translation(AVT),trunk shift(TS),thoracic kyphosis (TK)and lumbar lordosis(LL)were measured through standing posterior-anterior(PA)X-ray pre-operatively,post-operatively and at the final follow-up.During operation,double rods(one short and one long)were implanted into the concave side and distended.The third rod was implanted in the convex side and compressed.Resullttss::The mean pre-operative Cobb angle of major curve was 118.5°±12.0°(range,100°-131°)and flexibility was 11.6%±5.6%(range,0%-18.2%).The mean post-operative Cobb angle was 60.1°±16.8°(range,40°-94°),which was significantly improved compared to pre-operative one(t=9.3,P＜0.001);the mean corrective rate was 49.1%±13.2%(range,26.5%-66.6%).The mean Cobb angle at final follow-up was 62.6°±14.7°(range,46°-91°),which was significantly improved compared to pre-operative one(t=13.2,P＜0.001).The mean operation duration was(302.5±45.5)min(range,230-385 min).The mean blood loss was(962.5±272.2) ml(range,600-1300 ml).The mean implant density was 55.5%±8.2%(range,43.3%-69.2%).No abnormal signal from the monitor on spinal cord was detected during operation.No complications such as neurologic injury or implant failure were found.Conclusiionss::The posterior operation with triple-rod construct(double-rod in concave side)has satisfactory correction and low prevalence of complication in correction of severe and rigid scoliosis.

Triple-rod;Double-rod in Concave Side;Severe and Rigid Scoliosis

2095-9958（2017）06-0 181-06

10.3969/j.issn.2095-9958.2017.03-01

*通信作者：沈建雄，E-mail：shenjianxiong@medmail.com.cn