颈椎后路椎板成形术的研究进展

刘天植 敖俊

对于患有严重的多节段颈椎间盘突出或颈椎后纵韧带骨化(ossification of posterior longitudinal ligament,OPLL)而出现椎管获得性狭窄症的患者，手术治疗是直接而有效的治疗方式，其目的为通过切除病灶或扩大髓腔从而直接解除脊髓的压迫，使得症状能够获得缓解并为在后续的康复治疗中为神经功能恢复提供条件[1,2]。常规的手术治疗使用包括前路和后路及前后路联合等入路。而在早期的颈椎后路手术中，临床上使用较多的手术方式就是后路颈椎椎板切除术。在后续的发展中，伴随如高速磨钻及超声骨刀等医疗器械的发明和发展，该术式安全性较其刚发明时大大提高，临床应用愈发广泛。然而，椎板切除术的术后并发症较多，尤其是椎板切除术后颈椎生理曲度丢失(25%)和椎体前半脱位(40%)发生较多，甚至局部硬膜外瘢痕形成等并发症也时有发生。而这些并发症即使在神经根型颈椎病患者中也会严重影响手术疗效。颈椎椎板成形术就是由日本神经外科医师为减少上述并发症的发生而在20世纪70年代前后从椎板切除术改良而来的。经过数十年的发展，颈椎椎板成形术已逐渐成为日本乃至亚洲地区用于治疗严重的多节段颈椎间盘突出及颈椎后纵韧带骨化症主要颈椎后路的最常用的手术方式[3]。近年来，为减少对颈椎后路肌肉侵犯，伴随解剖学研究的进展和临床经验的不断丰富，颈椎椎板成形术而获得了进一步改进，这些改进能有效减少颈部轴性症状的发生和最大限度的保留术后颈部功能。在此，以回顾文献的方式描述颈椎椎板成形术自发明以来数十年的历史和发展，讨论部分如手术入路和内植物等为改进手术而做的改变和尝试，并介绍一种较新的椎板成形术术式。

1 颈椎椎板成形术的历史和发展

颈椎椎板成形术的原始理念诞生于对OPLL而设计的多节段椎板切除术的进一步改进，手术操作流程的设计也是从椎板切除术改良而来。最初，由Miyazaki和Kirita于1968年提出并于1986年报道[4]，此术式先削除部分椎板，并于椎板中线行椎板切开，随后于椎板开槽并将开槽后的椎板抬升并弯曲，塑形后切除多余的椎板。为避免出现减压后脊髓后移以致术后神经功能改善不满意甚至恶化，快速的多节段椎板成形是术中首要的注意事项。基于这种广泛多节段同事减压的理念，在后续的临床实践中，临床医师们探索并提出了数种针对性的手术改进方案以便避免切除抬高后的椎板。

1.1 Z型颈椎椎板成形术 首先被提出的改良的椎管扩大椎板成形术是于1973年提出的椎管扩大Z型椎板成形术[5]。该改良术式将椎板开槽改良为Z型，并将抬升后的椎板于中线处进行缝合固定，通过以上改良方式避免术后瘢痕形成压迫硬膜囊，并减小对脊柱稳定性影响。在此改进中，高速磨钻的引入起到了极大的作用[6]。

1.2 全椎板成形术 全椎板切除术是沿椎管外缘行双侧椎板切开后，自小关节边缘分离椎板以扩大椎管，由Tsuji等发明并于1978年初次报道[7]。自报道以来，该术式作为后路多节段减压的主要术式曾一度在临床上获得了广泛应用。在后续的技术发展中，这种技术逐渐被改良为全椎板成形术，即将椎板修整为骨瓣，从而使其可在无需缝合固定或植骨的情况下悬浮于硬膜囊表面[8]。在进一步的临床应用技术发展中，全椎板成形术又得到了优化改良，即通过骨块和钢丝捆扎固定以稳定椎板骨瓣，从而获得稳定的椎管减压效果[9]。而开门椎板成形术的术式既是由这种改良的全椎板成形术术式上的基础上改良发展而来[10]。

另一种由日本神经外科医师改良的椎板成形术是在劈开的椎板间植入羟基磷灰石间隔器从而达到维持开门状态的目的[11]，因手术流程复杂且存在明显缺陷，此术式不作为常规术式推荐。

1.3 开门椎板成形术 单开门椎板成形术是由Hirabayashi等[12,13]于20世纪80年代首次介绍的另一种改良术式，在临床中广泛应用，且至今仍是颈椎后路手术多节段减压的最常用术式之一。该术式在颈椎双侧关节突和椎板交界处以高速磨钻开槽，将压迫较重的一侧于开槽处做椎板完全切断形成开门侧，将压迫较轻的一侧做为铰链侧，将棘突和椎板向铰链侧横向翻开并以风险固定于铰链侧的小关节囊上。因颈椎骨性结构被打开，手术节段对应的椎管扩大，使被压迫的颈髓可通过“弓弦效应”向后漂移从而解除从颈髓前方出现的压迫，减压效果确切而稳定[13]。此术式优点在于可对多个节段同时进行减压，且相较于传统术式其显著的降低了对颈后肌群的侵犯，可有效降低颈椎术后生理曲度丢失和节段性不稳定等术后并发症的发生概率[14]。这项技术在刚提出时存在两大缺点，即因椎管重建手术流程的复杂而导致的较长手术时间以及因术后椎管矢状径丢失而导致的椎管再狭窄(也称为“再关门”现象)。为维持术后椎管矢状径的稳定，如微型钛板[15]和羟基磷灰石间隔器[16,17]等材料被发明并引入临床实践，并且被发现有助于保持椎板开门后的术中即刻稳定性并降低术后“再关门”现象的发生[18]。而固定方式的改变，也成功的减少了因缝线或钢丝等传统固定方式导致的小关节囊损伤诱发的炎性反应，避免了局部疼痛、肌肉僵硬、活动度下降等对长期疗效有较大影响的不良并发症的发生[15]。

1.4 双开门椎板成形术 颈椎后路双开门椎板成形术是于1982年介绍的另一种重要的颈椎椎板成形术的改进术式[19]。伴随着后续的技术发展和内植物的改进，该术式也逐渐成为了颈椎后路椎板成形术的常用术式之一。在显露棘突双侧小关节后，以高速磨钻于中线纵进行全层椎板切开，并在双侧椎板和侧块交界处做铰链槽，从而可向双侧对称的掀开椎板，并可保证充足而适当的椎管减压，并在开门后，于棘突开门处应放入合适的支撑物并固定从而维持椎管的矢状径。常用以维持椎板撑开的的内植物包括多种形状的羟基磷灰石间隔器、人工骨块、自体髂骨骨块和迷你金属板等[20-23]。

为了改进术中棘突处全椎板切开的操作流程，Tomita等[24]介绍了一种改良的中线全椎板切开策略，即通过使用0.54 mm直径的T型线锯达到缩短手术时间并减少术中出血的目的。在将线锯穿过椎管的操作中，尤其是在后纵韧带骨化导致的重度椎管狭窄患者身上，需注意精细操作以避免损伤硬膜囊或造成脊髓损伤进一步加重[6]。

2 椎板成形术相关的问题和并发症

颈椎椎板成形术后最常见的并发症是硬膜外血肿、颈部轴性症状、C5神经根麻痹和颈椎生理曲度丢失，相对于颈椎前路减压融合的术式，这些术后并发症虽然常于局部发生，但仍可被认为是主要的后路手术的主要缺点，而且是临床医师主要的改进目标。

2.1 硬膜外血肿 颈椎术后硬膜外血肿是颈椎椎板成形术后的一个主要并发症，通常发生于术后48 h内。临床报道其发生率约0.44%[25,26]，术前应用抗凝剂、术中过多的硬膜外出血及罹患高血压是该并发症的主要危险因素。因延迟诊断和再次手术两项因素与患者术后恢复效果不佳呈高度相关，外科医师应对术后硬膜外血肿影响术后神经功能恢复的现象提高警惕，应尽早诊断并及时移除血肿，避免神经功能恶化。

2.2 颈部轴性症状 颈部轴性症状临床上多表现为难治性的颈部和(或)肩部疼痛，多于颈椎椎板成形术后出现且症状可维持最长达数年的时间，经常极大影响患者生活质量，甚至对患者颈精神健康状况造成不良影响。该症状的发生及严重程度与患者神经功能恢复间无明确因果关系，临床统计其发生率可达45%～80%，是后路颈椎椎板成形术后最常见的并发症[27]。轴性症状的发生机制尚未明确，但临床学者针对其的研究已有初步理论解释：Iizuka等[28]的研究显示颈部轴性症状的发生与手术对颈后部肌肉韧带结构的侵犯，尤其是与C2和C7棘突附着的肌肉止点和韧带的剥离相关。为减少该并发症的发生，临床上应用了多种针对术中操作和术后康复的改进，包括术中减少对颈后部肌肉韧带等结构的剥离，术后早期开始等长肌肉运动训练等，而在所有措施中，手术流程的改进尤为重要。Shiraishi等[29]的研究中，为减少颈椎术后轴性症状的的发生，于2002年介绍了一种新的术式，通过手术流程优化，成功的保留了C2棘突所有的肌肉附着，效果令人满意。一项由Ono等[30]进行的解剖研究显示，如不切除C7棘突，则小菱形肌、上后锯肌及头夹肌的功能可得到充分保留。随着临床及解剖研究的不断深入，目前临床医师倾向于尽量避免过多损伤颈椎后部肌肉及韧带结构，尤其避免损伤C2和C7棘突周围软组织，而临床实践中的结果也表明，伴随着手术理念和技术的改进，患者术后颈部轴性症状的发生率总体呈下降趋势。

2.3 C5神经根麻痹 C5神经根麻痹是另一种临床工作中常见的术后并发症，主要表现为C5神经根支配区域的三角肌无力和感觉障碍，由Stoops等[31]归纳为颈椎版切除术后的神经系统并发症并于1961年首次报道。随着椎板成形术的发展和在临床的广泛应用，临床医师对该术式及该术式术后的患者的观察和研究也不断深入，针对术后C5神经根麻痹的报道和研究因此也愈发多见。多数患者在术后1周内出现症状，但在部分病例报道中，也可见发病时间从2～4周。目前报道中的C5神经根麻痹的发生率约为5%～8%[32]，而根据Sakaura等[33]的研究显示，C5神经根麻痹发生率在颈椎后路单开门椎板成形术后的发生率为5.3%，在颈椎后路双开门椎板成形术后的发生率为4.3%，且在颈椎前路颈髓减压融合术式术后也有C5神经根麻痹发生，发生率平均约为4.3%，略低于后路颈椎减压手术。由此大胆提出一个推论，即C5神经根麻痹的发生不仅局限于颈椎后路术式，在大部分进行椎管减压的手术中均有可能出现，其可能与针对颈髓减压这一操作本身存在相关性，此推论尚需进一步研究加以证实。

C5神经根麻痹的发病机制尚未完全明确，但目前已存在多位学者基于临床和基础研究提出的数种假设：术中操作损伤神经根、脊髓减压后连续移位牵拉神经根引起的栓系、根动脉供血减少引起的脊髓不完全缺血、节段性脊髓功能紊乱和脊髓再灌注损伤等[33]。因发病机制尚未明确，目前尚没有针对性的治疗方案，临床上多以消肿、营养神经和功能锻炼等对症治疗。但C5神经根麻痹发生后的总体预后良好，多数情况下症状可于数月内逐渐恢复，恢复率可达78%～100%，仅在有三角肌严重运动障碍的患者则需要更长的时间才能完全恢复[6]，出现不可逆损伤的报道较为鲜见。

2.4 颈椎术后生理曲度丢失 颈椎术后生理曲度丢失颈椎后路手术的主要并发症，严重者甚至可出现颈椎后凸畸形，常使减压效果下降甚至可出现椎管再狭窄导致神经功能再次出现恶化趋势。作为由椎板切除术发展而来的术式，椎板成形术在初期因其术中重建部分脊柱后部的软组织结构，被寄以防止颈椎术后生理曲度丢失的希望。然而，随着术式的推广，在临床广泛应用中，Hukuda等[34]的临床研究表明，约28%的患者在术后5年内出现了颈椎生理曲度丢失乃至后凸畸形，仅稍低于椎板切除术30%的发生率。即使患者在术后进行早期活动及康复训练，仍有7.2%的患者出现了颈椎生理曲度丢失的趋势[35]。有研究者认为，颈椎的生理曲度丢失乃至后凸畸形可能是一种针对脊髓压迫而增加椎管容积的生理代偿机制[10]，而其并未因手术接触脊髓压迫而停止代偿。在Maeda等[36]的研究中，其认为颈椎术后生理曲度的维持是主要依靠颈后肌群和韧带等动力性因素而并非依靠骨性融合等结构性因素，后期也有生物力学研究证明了这个观点[37]。而Sakaura等[38]的另一项研究中表明，在术中保留C6、7的项韧带的患者群体中，术后发生后凸畸形的患者比例明显低于未保留C6、7的项韧带的患者群体中的比例，此研究为Maeda等[36]的理论提供了临床证据。

目前临床中接受程度逐渐提高的一个理念是，为维持颈椎术后生理序列曲度，避免颈椎生理曲度的丢失，术中应尽力修复半棘肌并尽少侵犯颈部肌肉韧带等动力性因素结构。

3 为保存肌肉而进行的手术改进

颈椎椎板成形术在发明之初的手术入路必须分离颈椎后部肌肉，而这种损伤颈部动力结构的操作在后续的临床研究中被证明对颈部轴性症状和颈椎术后生理曲度丢失的发生有显著的负面影响[28]。针对这一问题，为达到传统椎板成形术的减压效果并最大限度的保留颈后肌群，Shiraishi等[29,39,40]发明并报道了保留肌肉的双开门椎板成形术即TEMPL，而此术式也是为克服这些问题所作出的尝试中的代表性的成果之一。TEMPL要求最大限度的保持颈椎的肌肉及韧带等结构的附着不被破坏，在术中保留颈椎棘突的半腱肌和多裂肌的附着点，并尽量减少对棘间肌和回旋肌的侵犯，这种手术操作的理念可扩大并推广适用于多种颈椎后路术式。TEMPL在临床实践中呈现出了对疼痛管理、运动功能和颈椎序列维持的正面影响，而这些结果也进一步推广了TEMPL的临床应用。在一项长达2年的针对深部颈伸肌肌量的研究中已表明，与常规的颈椎版成形术术后(56%术前体积)相比，TEMPL术后的肌肉量明显增多(88%术前体积)[41]。

而Kim等[42]进一步研究了重建颈后部肌肉系统的方法，并发明了一种称为肌肉重建脊柱椎板成形术(myoarchitectonic spinolaminoplasty)的新型术式。这种技术沿中线切割棘突，然后在显露椎板前切除棘突并保留其上附着的包括半棘肌、多裂肌、棘间肌和回旋肌等在内的肌肉结构情况下制备骨肌瓣。在完成使用羟基磷灰石间隔器支撑的双开门椎板成形术后，将前述中制备的骨肌瓣固定于撑开后的棘突上。在目前的临床研究中所获得的结果显示，在完整的保留了颈后部肌肉韧带复合体的情况下，因保留了颈部半棘肌、多裂肌、头半棘肌的同事有效扩大了椎管矢状径，并重建了颈夹肌和斜方肌的应力平衡，接受该术式的患者术后NCSS评分增加了87.3%，且明显减少术后颈部轴性症状的发生率(2.36%)，相较于传统的椎板扩大椎管成形术有了极大的改善。

4 内植物的改进Development Of Implants

颈椎椎板成形术相较于其他传统颈椎后路术式的一项主要不足在于，其复杂的手术流程和随之而来的较长的手术时间。有学者发明了一种较为简单的双椎板成形术，即在术中通过钛制螺钉固定羟基磷灰石间隔器用以支撑开门后的椎板及附着其上的颈后部软组织。相对于传统术式中通过金属丝或尼龙缝线固定羟基磷灰石间隔器的操作，使用螺钉固定的改良技术操作更简单，手术时间更短，且生物力学强度更高[20]。

然而，羟基磷灰石间隔器存在先天性缺陷，即其可塑性低和内植物相关并发症发生率较高，例如内植物破损或固定困难导致间隔器松动等时有发生。针对这些缺点，Tani等人研发了一种盒状的钛制间隔器，并将其命名为为椎板成形吊舱(Laminoplasty Basket)[16]。这种吊舱的优点在于其适应性和可操作性好，可以适应任何需抬高椎板的情况，因此在单开门和双开门椎板成形术中都可以应用。与羟基磷灰石不同，这种吊舱植入风险较小，且稳定性较传统的微型钛板更强。椎板成形吊舱的结构设计对骨传导有促进作用，而且其手术过程操作简单，侵入性更低且手术时间明显可明显缩短。

文章简单回顾了颈椎椎板成形术，包括其起源和部分后续的发展。自从后路颈椎椎板成形术问世以来，其令人满意的临床疗效和相对传统椎板切除术较低的术后并发症发生率使其被广大脊柱外科医师所接受。早期的后路颈椎椎板成形术的研究大多将研究目标放在对脊髓的充分减压和防止“再关门”的发生，忽视了对颈后部肌肉韧带等动力性结构的被保护，使得其术后因长期卧床和佩戴颈围而使颈椎活动度下降程度与前路融合手术相近。但伴随着术中减少术中对肌肉结构侵犯的理念也越来越被更多临床医师接受，新型保留肌肉韧带复合体的术式不断发展，后路颈椎椎板成形术在术后维持颈椎生理曲度、降低颈部轴性症状发生率等方面逐渐显现出了其相对传统术式的优势[42]。

笔者向术式的创始人和在后续发展中添砖加瓦的前辈们表示敬意。后路颈椎椎板成形术虽然已经取得了确实的临床效果，但并不是最完美的手术方式，仍存在着各方面的缺点，但伴随着不断的改良和创新，该术式仍有可称为广阔的发展空间，随着新技术的突破和长期的创新，伴随技术、工具和内植物的进一步发展，伴随着临床疗效和可行性通过多中心的长期随访，新技术会得到最准确的评价。但可以预期的是颈椎椎板成形术可以在颈椎退行性病变患者中获得更好的术后效果和更少的手术侵袭。