棘突间动态固定系统防治椎间融合术后相邻节段退变中期疗效观察

2018-03-01张国旺徐建广

中国骨与关节杂志 2018年2期

张国旺徐建广

腰椎间盘突出症是引起慢性腰腿痛最常见的病因，对于保守治疗无效的患者，手术治疗是一种有效的手段。大多数患者通过腰椎间盘髓核摘除神经根管扩大即能取得满意疗效，但对于部分合并椎间隙严重狭窄、椎间不稳以及复发性椎间盘突出症患者，在椎间盘髓核摘除同时需要进行椎体间植骨融合术[1-3]。随着内固定材料及腰椎外科技术的进步，患者术后往往能获得较高的融合率。然而融合术后随之而来的邻近节段过度活动及应力增加，易引起椎间盘的加速退变，而对于邻近节段已有退变的患者，若不对其加以保护，融合术后往往更易加速其退变进程，严重者甚至需要再次手术治疗[4-5]。因此，如何防治腰椎融合术后邻近节段退变业已成为腰椎外科领域的技术难题。文献报道棘突间动态内固定系统可以有效保留植入节段的活动度，降低后方关节突关节的应力，从而延缓椎间盘退变发生，降低再手术率[6-8]。2011 年 6 月至 2012 年12 月，我科采用 L5～S1椎间盘髓核摘除加椎间植骨融合固定术，L4～5棘突间动态固定装置 Coflex 置入技术治疗 L5～S1椎间盘突出伴 L4～5椎间盘退变患者40 例，通过平均 60.2 个月随访，在取得满意临床疗效同时，延缓了邻近椎间盘的退变，现报告如下。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) L5～S1椎间盘突出伴椎间隙狭窄；( 2 ) L5～S1椎间盘突出伴椎间不稳；( 3 ) 伴L4～5椎间盘退变 ( Pfirrmann 分级 II～III 级 )；( 4 ) 年龄 20～40 岁。

2. 排除标准：( 1 ) 合并严重椎管狭窄；( 2 ) 合并真性腰椎滑脱；( 3 ) 合并严重骨质疏松；( 4 ) 腰椎间盘突出症再手术患者。

二、一般资料

本组共纳入 40 例，其中男 20 例，女 20 例，年龄 20～38 岁，平均 28.6 岁。临床诊断均为 L5～S1椎间盘突出症，其中伴椎间隙狭窄者 28 例，椎间不稳 12 例，L4～5椎间盘退变程度 Pfirrmann 分级II ～III 级。临床表现为单侧肢体典型的坐骨神经痛，受压神经根与 CT 扫描及 MRI 检查结果相一致，经系统保守治疗 3 个月无效进行手术治疗。术前均摄腰椎正侧位及过伸过屈动力位 X 线片、CT 扫描及 MRI 检查，明确椎间隙狭窄、间隙不稳、神经根管狭窄以及椎间盘突出严重程度及神经根受压等情况。

三、手术方法

患者气管插管全麻后，俯卧位，透视定位后做后正中切口长约 5～6 cm，骨膜下剥离双侧骶脊肌，显露双侧 L4～S1椎板、关节突关节及横突根部，分别置入双侧 L5～S1钛质椎弓根螺钉各 2 枚，直径6.2 mm，长度 45 mm ( Synthes 公司，瑞士 )，从椎间盘突出侧做椎板开窗减压，切除部分 L5～S1关节突关节内侧缘，扩大 S1神经根管，适当牵拉 S1神经根显露突出的椎间盘，摘除髓核组织后，彻底刮除上下椎体的软骨终板，椎间隙植入适量减压后的椎板碎骨，放入合适长度及高度的椎间融合器 ( Scient’X公司，德国 ) 1 枚，安装预弯至正常生理弧度的连接棒，适当加压后锁紧螺帽。确定 L4～5棘突间隙，仔细分离并保留棘上韧带，切除棘间韧带，修整增生的棘突基底部，试模后选择合适大小的 Coflex 装置( Paradigm 公司，法国 ) 置入 L4～5棘突间，Coflex 顶部与硬膜囊之间距离为 5 mm 左右，夹紧 Coflex 远近端固定翼，棘突打孔后用连同棘上韧带一并缝合并固定在 L4～5棘突上。C 型臂机透视椎弓根螺钉、椎间融合器及 Coflex 装置位置良好，L5～S1椎间隙高度及 L4～5棘突间距满意，探查 S1神经根减压彻底，Coflex 装置固定牢固后，冲洗切口并放置负压引流管 1 根，逐层关闭切口。

四、术后处理

术后常规预防性应用抗生素 24 h，术后 48 h 拔除伤口负压引流管，腰围保护下下床行走。适当应用脱水剂及神经营养药物，切口愈合后指导进行腰背肌肉的康复训练。术后 3、6、12 个月定期门诊复查腰椎正侧位 X 线片及 MRI 检查，术后 1 年起每年复查 1 次，了解内固定装置位置，椎间植骨融合情况及 L4～5椎间盘退变程度。

五、观察指标

1. 围术期相关指标：记录患者手术时间、术中出血量、手术并发症以及椎间植骨融合情况。

2. 临床疗效评价：疼痛视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS ) 是一种简单易行用于评估患者疼痛程度方法，从 0～10 分代表不同等级的疼痛等级。Oswestry 功能障碍指数 ( oswestry disability index，ODI ) 是一种用于腰痛对患者日常活动造成影响的问卷表，包括疼痛强度、生活自理能力、提物、步行、坐位、站立、干扰睡眠、性生活、社会生活及旅游 10 个方面，每个方面赋值 0～5 分，本研究采用 VAS 及 ODI 评分对患者术前、术后 3、6、12 个月及末次随访的临床效果进行评价。

3. 影像学参数：椎间隙高度 ( disc height index，DHI ) 测量采用的是侧位 X 线片上相邻椎体中点椎间隙的垂直高度的平均值。采用测量 MRI T2加权像上L4～5椎间盘相对信号密度 ( relative signal intensity，RSI ) 评价手术前后椎间盘退变情况[9]。RSI 的计算公式如下：

其中，SIA、SIB分别定义为髓核中央上下区域的信号值，nA、nB分别代表髓核中央上下区域的像素值，SICSF 代表相邻椎体后方硬膜囊前缘内脑脊液的信号值。比较术前、术后 3、6、12 个月及末次随访时 L4～5的 DHI 及 RSI 值，评估椎间盘退变情况。

六、统计学处理

采用 SPSS 17.0 软件进行统计学分析，计量资料以±s 表示，两组间比较采用两独立样本 t 检验；多组间比较采用重复测量方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结果

本组患者获 48～72 个月随访，平均 60.2 个月。平均手术时间 104 min，出血量 164 ml，围术期均无神经根损伤、硬脊膜破裂及愈合不良等并发症。随访期内未发现椎弓根螺钉松动、断裂，椎间融合器及 Coflex 装置移位，棘突断裂等并发症。L5～S1椎间植骨融合时间 3～5 个月，平均 3.6 个月。

一、临床疗效比较

所有患者术后即刻腰腿痛症状显著缓解，与术前比较，术后 3、6、12 个月及末次随访时的 VAS和 ODI 评分均较术前明显降低，差异有统计学意义( P＜0.05 )；而术后随访期各时间点 VAS 和 ODI 评分差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) ( 表 1 )。

二、影像学参数比较

与术前比较，术后 3、6、12 个月及末次随访时L4～5的 DHI 及 RSI 值较术前无明显降低，差异无统计学意义 ( P＞0.05 )；术后随访期各时间点 L4～5的DHI 及 RSI 值差异无统计学意义 ( P＞0.05 ) ( 表 2 )。

典型病例：患者，男，26 岁，左侧腰腿部剧烈疼痛 2 周，诊断为腰椎间盘突出症 ( 图 1 )。术前VAS 评分及 ODI 分别为 9 分、47 分，术后 3、6、12 个月及末次随访 VAS 评分分别降为 3 分、2 分、2 分及 1 分，术后 3、6、12 个月及末次随访 ODI 分别降为 5 分、4 分、3 分、1 分。

表1 VAS 及 ODI 评分手术前后比较 ( ±s )Tab.l Comparison of VAS and ODI before and after the operation( ±s )

注：a与术前比较，差异有统计学意义 ( P＜0.05 )Notice: aCompared with values before the operation respectively, statistically significant ( P ＜ 0.05 )

评分术前术后 3 个月术后 6 个月术后 12 个月末次随访VAS 8.4±0.9 1.8±0.5a 1.7±0.4a 1.6±0.3a 1.4±0.3a ODI 44.8±2.8 3.8±0.4a 2.3±0.4a 2.1±0.3a 1.8±0.2a

表2 DHI 及 RSI 评分手术前后比较 ( ±s )Tab.2 Comparison of DHI and ODI before and after the operation( ±s )

评分术前术后 3 个月术后 6 个月术后 12 个月末次随访DHI 1.03±0.12 1.05±0.13 1.04±0.15 1.03±0.14 1.01±0.13 RSI 0.78±0.08 0.80±0.09 0.81±0.04 0.82±0.03 0.84±0.05

讨论

一、椎间融合术后邻近节段退变机制

对于大多数需要手术治疗的椎间盘突出症患者，通过椎间盘髓核摘除加神经根管扩大术即能取得满意疗效，但对于部分合并椎间隙严重狭窄，椎间不稳以及复发性椎间盘突出症患者，在椎间盘髓核摘除同时往往需要进行椎体间植骨融合术以恢复椎间隙高度及重建下腰椎的稳定性，这对于长期良好疗效取得以及减少复发率具有重要意义[1-3]。随着内固定材料及腰椎外科技术的进步，术后均能获得较高的融合率。然而融合术后随之而来的邻近节段过度活动及应力增加，易引起椎间盘的加速退变，而对于那些邻近节段已有退变的患者，若不对其加以保护，融合术后往往更易加速其退变进程，严重者甚至需要再次手术治疗[4-6]。因此，融合术后对邻近节段的影响越来越引起临床医生的重视。越来越多的文献报道，为代偿腰椎融合术后脊柱整体的活动度下降，邻近节段的活动度及椎间盘压力均有所增大，而且融合节段越多，相邻节段的受到的影响越大，发生退变的风险也会明显增加，如果术前邻近椎间盘已存在退变，融合术则会加速其退变过程[10-12]。因此，对于具有融合指征的患者，应当在获得良好临床效果的同时尽量减少融合节段，尤其对于单个节段退变严重，上位相邻节段轻、中度退变的青壮年患者，融合术后相邻节段加速退变风险明显增大。

图1 患者，男，26 岁，左侧腰腿部剧烈疼痛 2 周，诊断为腰椎间盘突出症 a：术前腰椎侧位 X 线片显示 L5～S1 椎间隙明显狭窄；b：术前 MRI 显示 L5～S1 椎间盘明显突出，L4～5 椎间盘膨出伴信号降低，Pfirrmann 分级 III 级；c～d：术后 1 年腰椎正侧位 X 线片提示 L5～S1 椎间高度恢复满意，内固定位置良好；e：术后 62 个月腰椎侧位 X 线片提示椎间融合良好，Coflex 无移位；f：术后 62 个月 MRI 检查提示椎间盘突出未复发，L4～5节段椎间盘信号维持满意Fig.1 A 26 years old male, complaining with severe back pain and radiating pain of the left leg for two weeks, diagnosed as lumbar disc herniation a: Preoperative X-ray showed the narrowing of the disc space L5 - S1; b: Preoperative MRI showed lumbar disc herniation in L5 - S1 and disc bulge and decrease of RSI in L4-5, L4-5 were classified as Pfirrmann Grade 3; c - d: 12 months after the operation, X-ray showed satisfactory disc height, accurate position of screws and rigid fixation; e: 62 months after the operation, X-ray showed vertebral fusion, accurate position of Conflex; f: 62 months after the operation,MRI showed that lumbar disc herniation did not recur and RSI in L4-5 kept similar as before

目前邻近节段发生退变的机制尚不明确，部分学者认为患者脊柱前凸、术中关节突关节以及后方韧带复合体的破坏均可导致邻近节段的退变，亦有学者认为相邻节段退变是随着年龄增长自然发生的退变[10-13]。然而，体外研究表明融合术对相邻节段产生的生物力学的改变是导致相邻节段发生退变的主要因素[14]。本研究通过选择青壮年为研究对象尽量减小因高龄自然退变带来的影响，手术均行 L5～S1节段融合、L4～5节段行 Coflex 装置置入术，尽量减少因节段不同对研究结果带来影响，术中在充分松解神经根的同时尽量减小减压范围，使用生理性椎间融合器恢复正常脊柱前凸，同时保留棘上韧带的完整性，进而观察后路棘突间动态固定系统对于预防邻近节段发生退变的临床效果。

二、后路棘突间动态固定系统防治椎间盘退变作用

腰椎融合术后引起相邻节段椎间盘的退变，并可以进一步发展为邻椎病 ( adjacent segment disease，ASD )。近年来有学者提出“动态稳定”的概念，即在脊柱固定的同时最大限度保留部分有益椎体间的运动和节段间负荷传递的稳定系统[6-8]。目前临床上使用的动态稳定系统大致可分为棘突间牵引系统 ( 如 X-Stop 系统、Coflex 系统等 )、棘突间韧带系统 ( 如 Wallis system )、椎弓根钉联合韧带系统 ( 如Dynewyw 系统 ) 及椎弓根钉联合半坚强金属固定系统 ( 如 DSS 系统 ) 四大类，后路棘突间动态固定装置便是较为常用的一种腰椎非融合技术，其典型代表为 Coflex 系统[15-17]。Coflex 的上下 2 个翼分别与头端与尾端的棘突相固定，前端与关节突关节平面相平行，当脊柱过度后伸时，Coflex 的上下臂被压缩，而脊柱前屈时，Coflex 通过与上下相邻棘突骨性结构的连接，使腰椎前屈活动限制在装置本身弹性允许的范围内，从而减轻了椎间盘的负荷。陈一衡等[18]对 30 例退行性腰椎管狭窄症患者行 Coflex 棘突间动力内固定治疗，术后通过观察中立位 X 线片的椎间隙腹、背侧高度，动力位手术节段上下 2 个椎体的边缘与其相邻椎体的边缘连线的夹角变化；CT 测量椎管面积、硬膜囊面积、椎管矢状径、硬膜囊横矢状径，结果发现椎间隙背侧高度明显增大，手术节段相邻椎体间运动幅度无明显增大，椎管内空间，硬膜囊面积均有所增加，短期内防止相邻节段运动幅度增加以及预防邻椎病发生具有积极的作用。本研究通过回顾分析 2011 年 6 月至 2012 年12 月间手术治疗 L5～S1椎间盘突出伴 L4～5椎间盘退变患者 40 例，采用 L5～S1椎间盘髓核摘除加椎间植骨融合固定术，L4～5棘突间动态固定装置 Coflex置入方式，比较术前与术后腰背痛 VAS、ODI 以及L4～5DHI 和椎间盘 MRI T2加权 RSI 变化情况，结果发现术后 L4～5椎间隙高度及 MRI T2RSI 较术前无明显改变，差异无统计学意义 ( P＞0.05 )，表明后路棘突间动态固定系统对椎间融合术后邻近椎间盘退变具有一定延缓作用。

虽然棘突间动态稳定系统在治疗退变性腰椎疾病的初步临床应用取得了一定的疗效，力学实验的结果也支持其更符合生理情况下的应力分布。但由于其置入后的负荷分解规律、置入位置及置入物本身预置的压应力等问题尚未解决，尤其是缺乏多中心随机对照研究及长期随访，而棘突间动态稳定装置 Coflex 系统术后的棘突骨折、假体移位等并发症也值得临床高度重视，因此后路棘突间动态固定装置 Coflex 防治椎间盘退变疗效需要更多实验室及临床研究来支持与验证。

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