颈椎病前路融合与非融合手术治疗的历史观

贾连顺，陈雄生

海军军医大学长征医院骨科，上海 200003

颈椎病是一种危害人类健康的常见病，被世界卫生组织列入世界十大慢性病的第2位。颈椎病以颈椎椎间盘组织退行性变为主要初始病变，继发关节、相关韧带等结构的退行性变，椎体形态及椎间盘高度变化、椎间盘变性突出及骨赘形成等引起颈椎生理曲度、椎管和椎间孔容积和形态的改变；还可引发钩椎关节及关节突关节骨性关节炎等，刺激或压迫其所包容的神经根、脊髓、血管及交感神经等组织，出现与之相关的临床症状和体征。65岁以上人群中约95%的男性和85%的女性有颈部退行性改变。

数十年来，外科医师致力于采用各种不同技术对颈椎退行性变导致的脊髓和神经根压迫实施减压，并期望改善其血供，以改善患者临床症状，同时修复颈椎局部的形态和稳定性。颈椎前路椎间盘切除融合术（ACDF）是常用的技术之一，其疗效肯定，但远期随访观察到邻椎病、颈椎活动受限等情况。临床医师开始更多地思考颈椎解剖结构的稳定、平衡、功能和形态修复，考虑采取某种治疗技术既可以达到治疗目的又可以保持颈椎自然生理解剖状态和功能。因此，颈椎前路非融合技术——颈椎人工椎间盘置换术（CTDR）应运而生。

颈椎前路外科干预是颈椎损伤与疾病治疗的主要技术之一，充分掌握颈椎病的病理解剖特征是外科治疗技术选择手术的基础。颈椎前路减压后可采用融合或非融合技术，融合固定是一项成熟的经典技术，非融合技术是模拟人类椎间关节正常运动功能的新型假体置换技术，是科学技术的进步，但笔者并不认为非融合技术可以在短时间内取代经典的融合技术。鉴于不同理念产生不同结论，本文就上述两项技术的理论演变加以回顾，讨论相关理论和技术问题，进一步理解其发展前景。

1 久经考验的成熟经典融合技术——ACDF

Cloward、Smith和Robinson于20世纪50年代分别报道了应用颈椎前路手术直接切除变性突出的椎间盘及骨赘致压物并实施椎间植骨融合术，即ACDF。ACDF在临床应用60多年，被认为是颈椎病手术治疗的标准经典术式，是一种能给患者带来良好疗效的术式，属于微创范畴。20世纪60年代，吴祖尧、杨克勤率先开展ACDF的临床应用；海军军医大学长征医院骨科团队于70年代中后期发明颈前路环锯系统，采用环锯技术对颈椎病和颈椎损伤患者实施ACDF，随后的20年间实施了环锯法“开长窗”减压术（即后来的椎体次全切除术）2 000多例，远期随访疗效优良率为78% ～ 87%，并推广至全国。90年代以来，颈椎前路内固定器械不断改良更新，ACDF应用更加广泛，学者们关注到手术节段术后假关节形成致颈椎后凸畸形及手术节段活动度（ROM）丧失，邻近节段退行性变加速，邻椎病等术后与颈椎形态、功能相关的不可忽视的并发症，并致力于理论提升和技术创新，使ACDF日臻成熟。解除脊髓和神经根的压迫，恢复颈椎的稳定功能，维持椎间隙高度，获得正常生理曲度以及与脊髓相适应的椎管容积和形态，挽救脊髓残留功能，阻止病情进一步发展，目前已成为学术界对ACDF手术目标的共识。ACDF至今仍是一项不可或缺的治疗颈椎疾病、颈椎创伤的外科技术，并被视为成熟的经典技术而被推崇。

1.1 ACDF的基本原则和手术时机

颈椎病手术治疗通常有前、后2种入路，国内外曾对其选择标准进行过广泛讨论。20世纪末至21世纪初的10余年间，以长征医院为代表的颈椎前入路观点与北京大学第三医院为代表的颈椎后入路观点进行了多种形式的学术辩论，学术界也逐渐形成了共识。遵循的基本原则是哪里有压迫就在哪里减压，目的是在最主要的脊髓和/或神经根受压区施行充分减压，兼顾颈椎正常生理曲度的恢复或重建，防治颈椎后凸畸形，同时也兼顾术者的技术特点和偏好。由于颈椎病以椎间盘退行性变和椎体后缘骨赘形成为主要病理因素，脊髓/神经根前方受压较为常见，因此，前路手术受到一致认可。

笔者对大量颈椎手术的临床经验进行总结，明确在选择颈椎前路手术治疗时必须遵循以下基本原则，即长征颈椎前路手术原则。①经全身情况和神经功能评价、影像学检查等明确诊断，排除禁忌证。②以最安全、最小损伤切除致压物为基本原则，即哪里有压迫就在哪里减压，使脊髓和神经根充分减压。颈椎病的致压物多来自脊髓腹侧的椎体后缘骨赘、变性碎裂突出的椎间盘组织或骨化的后纵韧带，前路手术可直接切除。③融合手术需重视植骨，任何坚固的内固定都不能替代植骨，只有骨性融合才能获得坚固的生物力学稳定。④内固定的选择要考虑病变特点和技术状况，应符合生物力学原则。经典的手术操作是切除变性突出的椎间盘、椎体后缘骨赘及部分椎体，必须切除变性增厚或骨化的后纵韧带，必要时可同时行神经根减压，再实施椎间植骨融合。椎间盘切除减压术（即椎间隙减压）是最符合颈椎病病理特点，有利于颈椎椎间隙高度、生理曲度等生物力学性能重建需求的理想术式。多间隙减压甚至椎体次全切除术等，可以使多节段病变、后纵韧带骨化、椎管狭窄等获得更加彻底的减压，但同时也增加了颈椎力学重建的难度和并发症的发生风险。

对脊髓型颈椎病（CSM）自然病史的研究以及对手术远期疗效的观察结果发现，发病时间小于6个月是CSM最佳手术时机，该时期接受手术治疗的患者远期疗效优良率可达90%。因此提出，CSM经明确诊断，且呈反复加重趋势，即应考虑手术治疗。

1.2 ACDF的经验与存在的问题

单间隙减压后有无必要行椎间植骨，早年曾存在争议，一般认为椎间盘是前柱和部分中柱结构，切除椎间盘后必然会改变颈椎的应力分布，造成或多或少生理曲度的丢失。有研究表明，切除椎间盘后34%的病例可自行融合，而66%的病例则形成纤维连接。临床实践证实，植骨有利于恢复椎间隙高度和颈椎生理曲度，有利于维持颈椎的稳定性。临床常用的椎间植骨材料很多，主要包括自体骨、异体骨、人工合成骨等，保留三面皮质的自体髂骨块植骨仍然被认为是金标准。为了提高植骨融合率、减少髂骨供区的并发症，除植骨时要适当撑开椎间隙，去除软骨终板以提供良好的植骨床外，近20余年来，国内外陆续开展了椎间融合器的应用，效果满意，但存在植骨床面积不够导致假关节形成、融合器移位、融合器沉降等并发症，已引起临床医师高度重视。

ACDF在相当长时期被认为是颈椎病前路手术的金标准，但不可认为这是一成不变的。经验表明，在实施颈椎前路翻修手术的患者中，忽视植骨是影响融合效果、造成症状复发的重要原因之一，因此，在传统的颈椎病手术减压髂骨植骨或融合器植骨基础上，加用内固定成为关键性的技术提升。长征医院的内固定应用有近30年的历史，证实内固定可提高手术节段的即刻稳定，降低植骨块的移位率，提高融合率，且有助于患者术后早期活动，缩短住院时间等。对于单节段减压，融合后有无必要使用前路钢板，起初还有小小的争议。有学者提出，加用内固定后会带来类似四肢手术一样的应力遮挡效应，不利于植骨融合。有生物力学研究表明，单节段前路钢板固定时，钢板更多起到的是应力分担作用，植骨块上、下界面仍然能承受足够的压应力。根据长征医院10年以上的随访研究显示，ACDF术中应用内固定器术后疗效优良率为75% ～ 81%。对于减压范围比较广、多节段融合等术后稳定性无法保证时，推荐使用颈前路带锁钢板固定，多数情况可选择使用半限制型螺钉；对于矫形幅度大或者原有不稳程度高的患者，容易出现内固定松动和假关节形成，此时可酌情选用限制型螺钉。

2 创新理念推动CTDR不断改进

从20世纪60年代开始，特别是近20年来，有不少可保留椎间运动功能的假体应用于临床。Fernström于1966年首先报道了人工颈椎椎间盘，颈椎人工关节的理念由此产生。直到20世纪80年代，较多的专业人员潜心研发使颈椎假体产品日趋成熟。Fenchay于2000年将人工颈椎椎间盘应用于临床；同年，Bryan人工颈椎椎间盘也开始临床试验，并于2003年进入中国市场；同期，ProDisc-C人工颈椎椎间盘问世。CTDR作为一种椎间盘切除和人工假体植入的新型术式，逐渐被用于颈椎病的治疗并快速发展。

2.1 CTDR的理论基础与临床价值

CTDR作为一种颈椎运动保留技术，对颈椎动力学结构产生积极影响。在神经减压的同时，可以维持或恢复颈椎节段的正常运动，保留椎间关节ROM，恢复椎间盘高度，缓解疼痛，降低邻近节段退行性变的发生率，降低再手术风险，克服了ACDF的固有局限。

近20年以来，CTDR的生物力学、假体设计和手术操作等多个方面均获得了深入研究和长足进步，应用于临床显示出良好的疗效。逐步开展的临床研究表明，CTDR与ACDF的疗效在短期内一定程度上相似；长期来看，CTDR可能避免融合节段ROM丧失导致邻近节段退行性变加速而再手术的发生；在功能评价评分方面，CTDR也优于ACDF。尽管如此，国内外CTDR的适应证范围及其具体指征还没有像ACDF那样被普遍认同。

当今对CTDR和ACDF的研究颇多，但研究结果仍有争议，对最佳手术方案未达成共识。对于近年来CTDR在颈椎病外科治疗中的临床价值，必须摒除各种产品制造商的经济效益观点，科学、客观地评价。

2.2 CTDR的不足与困惑

CTDR和ACDF术中体位相似，前者强调颈椎中立位，前路显露过程没有差异；不管切口在左在右，横切还是斜切，解剖路径相同，椎体前筋膜、颈长肌处理及椎间盘、骨赘切除技术基本一致。目前，大多数脊柱外科医师更喜欢采用ACDF，一方面手术技术成熟，术后临床症状缓解明显，功能也明显改善。但ACDF会增加相邻未融合节段的椎间盘压力，并增加邻近未融合节段ROM。这些因素被认为是导致ACDF术后邻近节段发生退行性变的原因。邻近节段退行性变会造成新的疼痛、失能，甚至有再手术的可能。Goffin等于2004年的一项超过5年的随访研究显示，ACDF术后95%的患者出现了影像学证实的邻近节段退行性变。有2个长期的纵向研究纳入了曾接受过ACDF治疗的患者，对其有症状的邻近节段退行性变发生率进行了评估，其生存分析模型表明，10年随访后分别有16%和25%的患者发生了邻近节段退行性变，而在这些患者中，又分别有37%和60%须再手术治疗。

CTDR与ACDF同样用于颈椎病外科治疗，CTDR一般仅限于单节段或双节段颈椎病的治疗，多应用于C3/C4、C4/C5、C5/C6节段，且颈椎生理曲度和椎间隙高度基本正常的患者；ACDF应用范围则更广，可用于C2～7任何节段的椎间盘退行性疾病。CTDR术前需要严格把握适应证和禁忌证，这样可大幅降低围手术期和术后不良反应发生率。在关节ROM的改善方面，CTDR术后手术节段的ROM优于ACDF。比较2种术式对邻近节段ROM影响的研究较少，仅有少量数据提示，在邻近节段的ROM上CTDR具有与ACDF相当或者更优的表现。

CTDR的并发症与ACDF有部分类似，也有其特殊的并发症——假体置入相关并发症。①假体置入节段性后凸，可能与病变椎间隙上下椎体前缘骨质切除过多有关；因此，要求手术过程中处理椎体前后缘骨赘以及终板时应根据假体设计的原理进行操作，切除过程中始终保持咬骨钳的手柄与尾端椎体终板平行。②椎间隙塌陷，用椎间撑开器来增加椎间隙高度时不可过大，过撑可造成假体与椎体间的压缩负荷超过椎体承受能力，导致椎间隙塌陷。③假体位置改变，包括假体沉降、松动、脱出等。钛金属制成的椎体接触面发生骨性不融合、缺少固齿样结构、术前颈椎后凸畸形被认为是假体移位的危险因素，术后严重呕吐、咳嗽也可能诱发假体移位。

3 非融合技术是否能取代融合技术

ACDF与CTDR是在脊柱外科发展中的不同时期创建的颈椎病治疗技术，这些技术的形成与发展，都代表当时基础理论与临床研究进展，在呈现其优越性的同时往往显示出各自的局限性。新技术的出现，一定与颈椎生物力学、解剖学及材料学的研究进展密切相关。早期Cloward开展的颈椎后路椎板切除减压术曾被认为是那个时代最优秀的治疗技术，Cloward曾被誉为“颈椎后路之父”；后期，他逐渐发现后路手术对颈部肌肉-韧带的动力系统损伤太大，影响术后颈部症状的改善，而逐渐放弃颈椎后入路，并开始尝试前路手术，成为了颈椎前路手术的先驱，颈椎病外科治疗进入前路减压时代；但是如何做到既减压，又维持颈椎功能和形态的稳定、平衡是各种技术都在努力接近的目标。

CTDR的出现是基于ACDF的某些不足，是一种在彻底减压基础上，恢复/重建颈椎自然生物力学、解剖学功能完整性的新技术。许多研究证明，在不同随访期内，接受CTDR治疗的患者术后疼痛视觉模拟量表（VAS）评分均优于或者等同于接受ACDF治疗的患者。无论是手术节段还是邻近节段，CTDR的再手术率均显著低于ACDF。在CTDR与ACDF术后植骨和假体相关并发症发生率及手术节段和相邻节段的再手术率方面，二者差异并没有统计学意义。ACDF样本量大于CTDR 20倍的研究显示，ACDF再手术率不超过4.3%，截至目前还不能说明二者存在差异。

经历了半个世纪，ACDF已经成为不可或缺的技术，在长期临床实践中，ACDF在颈椎病治疗中的重大贡献已被脊柱外科医师熟知，但也存在无法避免的欠缺，治疗效果的进一步提高受到技术本身的限制，颈椎的生物学、解剖学及运动功能学特性成为难以逾越的屏障。术后可能出现颈椎各个节段应力分布平衡状态和稳定性变化，部分融合节段ROM丧失，植骨不愈合致假关节形成，邻近节段退行性变加速等。

纵观诸多文献，ACDF和CTDR有各自的适应证和指征。人类颈椎疾病的复杂性使临床医师难以完全掌握其真正的病变实质，之所以从后路减压到前路减压并在减压节段植骨融合内固定，实际上就是对疾病认知的进步。此后，临床医师们在长期实践中又发现了它的不足和缺陷，才有学者开始设计病变节段切除后置入的可替代颈椎椎间关节保留一定程度运动功能的装置——人工颈椎椎间盘。

任何一项先进技术将不断被另一种新的创新技术所取代，但是不可忽视新技术之前的技术也是时代的新技术，只要价值可取，则会持续存在。人工颈椎椎间盘假体尽管具有类似颈椎椎间盘的运动功能，但毕竟无法达到仿生的程度。笔者认为，颈椎病患者颈椎序列改变，可表现为生理弧度消失、后凸、椎体前后骨赘形成、椎间隙变狭窄等，人工颈椎椎间盘假体结构与人类颈椎组织解剖学结构相差甚远，因此，当今CTDR尚无法完全替代ACDF，二者共存还有相当长的路要走。