经皮椎间孔镜术后腰椎管狭窄症患者的步态分析临床研究

刘金玉 丁宇 周维金 王海军 朱旭 钟毓贤

2030 年中国 65 岁以上老年人数量将增至2.4 亿[1]，而 60 岁以上老年患者的脊柱退行性改变发生率就已经接近 100%[2]。Deyo 等[3]调研发现腰椎管狭窄症 ( lumbar spinal stenosis，LSS ) 已经成为65 岁以上老人行脊柱手术的最主要原因。创伤较大的脊柱手术对高龄患者来说存在风险大、并发症多甚至病死率高的问题[4-6]，故创伤小、风险较低的经皮穿刺椎间孔镜手术 ( percutaneous transforaminal endoscopic discectomy，PTED ) 开始被应用在 LSS 治疗领域并已取得一定疗效[7-8]。虽然 PTED 能够以较小的创伤进行椎管的扩大成形，但由于各式经皮内镜入路存在部分清理盲区、LSS 的复杂致病因素使得椎管的减压并不能完全彻底，同时也已证实躯干深层肌的萎缩是脊柱阶段性退变的重要因素[9]，故腰椎术后进行康复训练已经成为共识[10]。但是目前关于腰椎 PTED 术后进行训练的康复指征研究较少。对 2017 年 3 月至 2017 年 12 月，海军总医院疼痛诊疗中心收治的 56 例行 PTED 的 LSS 患者进行回顾性分析，利用三维步态分析仪、腰椎日本骨科协会评分 ( Japanese orthopaedic association，JOA )、疼痛视觉模拟评分 ( visual analogue score，VAS ) 来探讨PTED 术后运动训练的康复指征。

资料与方法

一、纳入和排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 症状和体征符合 LSS 诊断标准：( 腰腿疼痛、酸胀麻木、间歇性跛行，腰椎过伸试验阳性，相应神经节段的肌力及温痛觉减退，跟腱、膝腱反射改变 )；( 2 ) 术前影像学诊断标准：( ① 中央椎管狭窄：椎管矢状径为 10～12 mm 即是椎管相对狭窄，矢状径＜10 mm 为绝对狭窄；② 侧隐窝狭窄：侧隐窝矢状径 ≥ 5 mm 为正常，4 mm是临界线，≤ 3 mm 即为狭窄；③ 中央椎管狭窄合并侧隐窝狭窄 )；( 3 ) 经过 PTED 治疗；( 4 ) 年龄＜90 岁；( 5 ) 有完整的术前和术后的腰椎 JOA、VAS 评分记录；( 6 ) 下肢症状严重程度有明显的侧别区别。

2. 排除标准：( 1 ) 占位或感染性病变导致的椎管狭窄；( 2 ) 有严重的脊柱创伤史，脊柱畸形或腰椎管先天性狭窄；( 3 ) 伴有颈胸椎疾病导致的脊髓受压神经根病或脊髓或马尾神经病变；( 4 ) 各种原因导致的下肢永久性残疾；( 5 ) 其它原因不能按期随访者；( 6 ) 合并 II 度以上 ( 包含 II 度 ) 的腰椎滑脱症；( 7 ) 单纯腰椎间盘突出者；( 8 ) 严重心肺疾病患者。

二、临床资料和分组

初步选取 63 例行 PTED 的 LSS 病例资料，排除7 例，其中 4 例未完成术后步态评估，1 例缺少术后JOA 评分记录，1 例有脊柱占位病变，1 例诊断与病历描述不符合。最终纳入 56 例完整病例。按照患者术后的腰椎 JOA 评分中对步态的评级将 56 例分为四组：a 组：正常；b 组：即使感到肌肉无力，也可步行超过 500 m；c 组：步行＜500 m，即出现腿痛，刺痛，无力；d 组：步行＜100 m，即出现腿痛，刺痛，无力。各组的统计学特征见表 1。

三、方法

纳入的每例 LSS 患者均接受了 PTED 治疗，术前进行三维步态分析测定、腰椎 JOA 评分，VAS 评分，术后 3 天再次接受三维步态分析测定、腰椎JOA 评分，VAS 评分。

PTED 治疗 LSS 手术方法：( 1 ) 患者取俯卧位，正位透视标定腰椎棘突中线，经椎间盘上的水平线。侧位透视确定安全线 ( 侧位像平关节突背侧缘 )。穿刺点在间隙上一椎体下缘线正中向外旁开12～13 cm 处。L5～S1间隙穿刺点在髂嵴最高点连线正中向外旁开 13～14 cm 处，如为后正中入路，在责任节段的棘突间隙双侧各旁开 1 cm。采用局部麻醉；( 2 ) 穿刺用 16G 穿刺针，正位像对着上关节突尖部方向，侧位确定穿刺针到达下位椎的上关节突前下缘后在关节突周围注射 1% 的利多卡因3 ml；( 3 ) 神经根管减压和工作通道的建立：将导丝沿 16 号穿刺针插入硬膜外前间隙，以导丝为中心，做皮肤切口约 8 mm。沿导丝逐级插入各级扩张管后留置保护套管，沿一级导杆插入一级环钻，切除上关节突外侧缘的部分骨质。保留导丝，再沿导丝更换二级导杆，沿导杆插入二级环钻，再次扩大切除上关节突的部分骨质。拔除环钻和导丝及保护套管，沿 5.1 mm 导杆插入 7.5 mm 直径前端呈斜面的工作套管，斜面朝向关节突一侧；( 4 ) 放入环锯，锯下套管远端缺口内软组织及骨组织。连接椎间孔镜到光源和成像系统，用不同髓核钳及抓钳，取突出环锯锯下的黄韧带及部分骨组织，再用镜下剪刀及抓钳切断并取出肥厚增生黄韧带，置入万向刨削刀头 ( 磨钻 ) 磨除增生骨赘 ( 部分小关节 ) 镜下观察神经根松解情况，观察到硬膜囊和神经根表面血管充血为减压彻底。置入双极电凝刀头，持续烧灼剩余组织，使之回纳萎缩，彻底解除一侧椎管内的高压力。将套管朝向椎间盘，置入内镜切除部分椎间盘：将连接好的内镜置入工作套管内，工作腔内径3.8 mm，用 3000 ml 生理盐水连续冲洗，镜下使用大小不同型号的髓核钳，将突出或脱出游离的髓核摘除，镜下可见术区减压彻底；摆管后对准出行根，清理出行根周围组织，解除卡压，后用双极射频行椎间盘消融减压和纤维环撕裂口的皱缩与成形。观察手术区域无活动性出血后，关闭工作通道，缝合切口 1 针。

表 1 纳入病例的统计学特征 ( n=56 )Tab.1 Descriptive statistics of the studied samples ( n=56 )

步态数据采集方法：设备采用日本 Kinema tracer 三维步态分析系统。患者身穿住院服，由评定医生在患者身上特定位置贴置反光点：双侧肩峰、双侧肱骨外上髁、双侧桡骨茎突、双侧股骨大转子、双侧股骨外侧髁、双侧外踝后下 2 cm 处、双侧第 5 跖趾关节外，共 14 个反光点 ( 图 1、2 )。设定好步行机速度 ( 0.8 m / s )，嘱患者在放松状况下在步行机上步行 10 s，医师利用步态摄像机对患者步行参数进行记录，后通过配套步态分析系统对记录的参数进行综合处理，可以得到的指标包括：XYZ 三轴步行轨迹绘图、髋关节屈曲角度、膝关节伸直角度、踝关节背屈角度、步速、步长、步幅、下肢支撑期、摆动期时相等。因考虑到本研究测定的人群为 LSS 患者，这部分人群多站立时疼痛而腰椎屈曲时缓解，所以将受到腰椎屈曲影响最大的髋关节活动度 ( 矢状面 ) 作为步态指标之一，同时选取反映患者平衡功能的支撑相和摆动相比值即支撑期比率作为第二个步态指标。

图 1 a：患者身上反光点的标记位置；b：反光点在步态信号采集系统中的成像Fig.1 a: Locations of the re fl ective markers on the patient; b: Views of the re fl ective markers in the gait signal collection system

腰椎 JOA 评分数据通过患者术前和术后第 3 天填写量表形式采集。VAS 评分数据由评定医生从病例记录中采集。

四、统计学处理

采用 SPSS 13.0 进行统计学分析。计量资料采用x-±s表示，计量资料组内比较采用配对t检验。计量资料组间比较采用成组设计t检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、各组患者 PTED 术前与术后腰椎 JOA 评分和 VAS 评分比较

PTED 术后，a 组和 b 组患者的腰椎 JOA 评分和 VAS 评分显著改善，差异有统计学意义 (P＜0.01 )，c 组和 d 组患者的 VAS 评分显著降低，差异有统计学意义 (P＜0.01 )，但是腰椎 JOA 评分未明显改善，差异无统计学意义 (P＞0.05 ) ( 表 2 )。

二、四组患者术后步行中症状较重侧下肢的支撑期和摆动期比值

a、b、c、d 组患者症状较重侧下肢的支撑期比值分别为 ( 65.32±3.21 ) %、( 69.10±4.25 ) %、( 75.30±4.32 ) %、( 79.32±3.36 ) %。其中，c 组和d 组的支撑期比值超过 75%，其中 d 组的支撑期和摆动期比值要显著高于 a 组、b 组，差异有统计学意义 (P＜0.01 ) ( 图 2 )。

三、四组患者术后步行中症状较重侧下肢的最大髋屈曲角度比较

a、b、c、d 组患者症状较重侧下肢的最大髋屈曲角度分别为 ( 13.64±1.04 ) °、( 15.52±1.05 ) °、( 22.50±1.36 ) °、( 27.00±3.11 ) °。其中 c 组、d 组的最大髋屈曲角度均显著大于 a 组、b 组，差异有统计学意义 (P＜0.01 ) ( 图 3 )。

表 2 四组患者术前术后的腰椎 JOA 和 VAS 评分比较 ( 分 )Tab.2 Preoperative and postoperative comparison of JOA and VAS of the 4 groups ( points )

图 2 四组患者术后步行过程中症状较重侧下肢的支撑期和摆动期比值Fig.2 Ratios of the stance phase to the swing phase for the patients with more severe symptoms

图 3 四组患者术后步行过程中最大髋屈曲角度比较 ( *P ＜ 0.01 )Fig.3 Comparison of the angles of the greatest flexion during walking of the 4 groups ( *P ＜ 0.01 )

讨 论

循证医学的发展可提高康复治疗的科学性和精细化，包括脊柱康复。尽管大量文献已经证实腰椎手术后进行腰椎的康复训练能够提高手术疗效、减少术后并发症，甚至能够避免椎间盘的再次突出[11-13]。但是，目前的腰椎术后康复训练缺少明确的康复指征，仅仅是因为术后存在疼痛或者仅是遵循一项治疗流程而进行康复[14]。因此，对腰椎术后客观性的康复指征进行研究是有必要性的。PTED作为脊柱微创外科技术，具有创伤小、出血少、恢复快、住院时间短的特点，最重要的是能够对腰椎旁稳定肌及相关韧带、关节囊等软组织产生最小影响[15]，也符合康复理念中的对脊柱稳定性的保护。所以将腰椎 PTED 与脊柱康复相结合能够最大限度地恢复脊柱力学平衡，维持脊柱稳定性。因本研究主要是通过步态指标探讨 PTED 术后的康复指征，所以利用术后腰椎 JOA 评分中对步态的分级进行了患者分组。

本研究结果显示，各组患者 PTED 术后的疼痛VAS 评分均显著降低，提示 PTED 能够有效缓解 LSS患者的临床症状，与 Kim 等[16]的研究结果类似，在缓解疼痛症状方面均取得较满意的疗效。可以看到，a、b 组患者的腰椎 JOA 评分也较术前显著改善，与 VAS 评分一致。但值得注意的是，c、d 组的腰椎 JOA 评分虽然较术前提高，但无统计学意义。即 c 组和 d 组虽然通过 PTED 改善了疼痛，但是这部分患者的功能评分并未因疼痛缓解而显著改善。考虑到其中 d 组人数较少，且基本资料也提示 d 组年龄较高、病程长、影响步态病变因素较多，结果可能出现较大误差，但 c 组的结果值得继续探讨。研究对患者步态资料进行了分析，发现：c 组、d 组症状较重侧下肢的支撑期均＞75%，而 a 组和 b 组的支撑期＜70%；另外，c 组、d 组步行中最大髋屈曲角度还显著高于 a 组和 b 组。由此可见，步态障碍较重的 c 组和 d 组患者下肢的支撑期比值反而要高于步态障碍较轻的另外两组，并未出现随着术后疼痛症状减轻而增加了症状侧下肢的支撑期时间，考虑原因如下：( 1 ) 由于术后四组的疼痛 VAS 评分均显著降低，故 c 组患者的步态障碍并不只是由疼痛引起，而是存在运动功能障碍；( 2 ) 结合 c 组患者最大髋屈曲角度显著高于 a 组和 b 组患者这一结果，可以推测 LSS 患者步行过程中需要弯腰保持“超市步态”以减轻疼痛，导致步行过程中长期髋关节过度屈曲、骨盆前倾，甚至引起下交叉综合征。在手术去除疼痛影响后症状较重侧下肢的支撑期更显著延长，根据 Nishimura 等[17]研究的理论，增加支撑期的代偿目的是为了增加步行稳定性。因此，针对骨盆前倾进行针对性康复训练理论上能够改善 PTED术后 LSS 患者腰椎 JOA 评分和步态指标，需要继续进行研究。

本研究存在问题：( 1 ) 本研究的目标是 LSS 患者，大多是老年或高龄患者，不可避免地伴有骨关节退行性疾病、慢性代谢性疾病等，如膝关节退行性骨关节炎、糖尿病性周围神经病变，这些发病于下肢的疾病或多或少地会影响患者的步态分析结果，而本研究尚未将此类疾病完全排除，需要下一步进行完善；( 2 ) 由于住院时间限制未对本次纳入患者进行全面针对性康复训练，如果能有康复训练后的系统步态分析结果，可能会扩展相应的康复训练指征。

综上所述，本研究结果提示：对于 VAS 评分显著改善，但在术后腰椎 JOA 中步态评分仍处于c 级、d 级的 LSS 患者，他们的症状侧下肢的支撑期比率超过 75%，提示其步行中稳定性的下降 ( 支撑期增加是为了代偿步行不稳定性 )，可能的原因与患者长期保持腰椎前屈的“超市步态”有关 ( 根据本研究提示 c、d 组患者髋屈曲角度异常增加 )，这可能是 PTED 术后需要针对性康复训练的部分指征；而针对骨盆前倾的康复训练可能会提高患者的步态指标，这也是下一步需要继续研究的内容。