脊柱外科杂志  2016, Vol.14 Issue(2): 121-124   PDF    
脊柱后路截骨术治疗局部严重后凸畸形的研究进展
宋林章, 陈令斌     
武汉市普仁医院骨科, 湖北 430081
关键词: 脊柱     截骨术     脊柱后凸     治疗结果     综述文献    
Curative effect analysis and research progression on posterior spinal osteotomies in treatment of severe kyphosis
SONG Lin-zhang, CHEN Ling-bin     
Department of Orthopaedics, Puren Hospital of Wuhan City, Wuhan 430081, Hubei, China
Key words: Spine     Osteotomy     Kyphosis     Treatment outcome     Review literature    

随着脊柱外科技术的发展,脊柱后路截骨矫形术在临床逐渐广泛开展,可用于矫正强直性脊柱炎、先天性椎体发育异常、陈旧性骨折、脊柱结核及椎体肿瘤等相关疾病所致的局部严重后凸畸形,亦可用来完成重度脊柱侧凸畸形的治疗。目前临床常用的后路截骨技术大致可分为闭合截骨术(SPO),经椎弓根截骨术(PSO),全椎体切除术 (VCR)。以上3 种术式各有侧重点,手术效果亦存在差别。现就脊柱后路截骨技术治疗局部严重后凸畸形的相关研究进行综述。

1 SPO

SPO又称关节突截骨术,为最早出现的截骨方式,首先报道于1945年[1]。主要用来矫正脊柱矢状面失衡,其方法为切除相邻椎骨棘突、椎板及部分关节突,通过后柱压缩方式完成后凸畸形矫正[2],多用来矫正强直性脊柱炎或青少年性驼背等的弧形后凸畸形[3]。该术式的主要优点为操作简单、对神经组织的干扰较小。但是因其只进行后柱的V 形截骨,前柱未作松解、减压等处理,矫形效果有限,单节段截骨可完成约10°的后凸矫正[4],为了达到理想的矫形效果,往往需要更彻底的截骨方式或行多节段SPO截骨[5]。同时该方法植骨融合率低,未对脊髓前方的压迫作彻底去除,不适用于严重角状后凸畸形[6],目前逐渐被其他技术取代,或与其他截骨方式联合应用。值得注意的是,Qandah等[7]报道了一种椎间置入物联合传统的多节段SPO 截骨术治疗脊柱后凸畸形,该置入物为全新设计的具有可控制膨胀的钛合金椎间融合器,置入截骨节段椎间隙内,并与单纯SPO 截骨组进行统计学比较。2组均进行后路椎弓根螺钉内固定,结果后凸畸形矫正率前者明显优于后者,并认为前方椎间融合器高度每增加1 mm,局部后凸角可改善约1°,该方法增加了手术操作的可控制性,而非单纯依赖于传统的后路徒手加压。该报道为SPO技术开拓了新的发展思路。

2 PSO

PSO最早始于病变椎体的活检和进行感染椎体引流,并逐渐发展为蛋壳技术。1985年Thomasen等[8]应用蛋壳技术进行脊柱截骨矫形,此技术随后被称为PSO。目前该技术主要切除畸形顶椎的后方附件结构(棘突、椎板、部分关节突、椎弓根以及部分椎体),致截骨范围呈开口向后的楔形,再通过后方椎弓根螺钉内固定系统纵向加压固定,闭合截骨间隙,利用前方张开、后方压缩方式,达到矫形目的。Bridwell[9]认为PSO适用于脊柱矢状面失衡10 ~ 12 cm并局部锐利的角状后凸畸形,以及存在部分椎体融合患者。PSO 目前在临床应用广泛,具有创伤相对较小、融合快、脊髓损伤概率低等优点。同时,因其矫形旋转中心点较SPO 明显前移,矫形效果更佳。2013 年,Kim 等[10]更进一步改进了PSO 技术,缩小了截骨范围,并称之为部分PSO 技术(partial pedicle subtraction osteotomy,PPSO)。通过临床病例的对照研究,最终结论认为PPSO 亦是一种有效、安全的截骨技术。Wollowick 等[11]报道应用PSO 技术治疗颈椎后凸畸形,同样认为其是安全可行的手术方式。

3 SPO与PSO比较

SPO与PSO相比,PSO截骨更彻底,矫形更充分,效果更理想。但PSO手术创伤更大,截骨范围更广,一般认为其并发症发生率较SPO 高[12]。因单一节段SPO截骨通常难以达到满意的手术效果,临床通常采用多节段截骨予以弥补,却存在增加并发症发生率的可能。为了比较多节段SPO 与单节段PSO 截骨的临床疗效及并发症差异,Cho 等[5]对此进行了对比研究。对30例SPO 截骨患者与41 例PSO 截骨患者进行2.0 ~ 11.5 年的临床疗效观察及相关参数比较,认为进行≥ 3 个部位SPO 截骨与进行单个PSO 截骨的患者,在后凸畸形矫正效果上,二者相当,但是SPO 矢状面失代偿可能性更大,而PSO 出血量则明显大于SPO,2 组患者的临床效果(Oswestry 功能障碍指数,ODI)基本一致。Zhu等[3]亦对2种不同术式治疗强直性脊柱炎的效果进行了相应比较,结论为2 种手术方式均可获得较好的后凸矫形效果,SPO与PSO组分别矫正25.5°与31.4°,随访2 年发现SPO 组患者平均矫形效果丢失6.1°,而PSO 组丢失1.3°,差异有统计学意义,SPO 矫形效果丢失可能性更大。Liu 等[13]通过2015年之前23项相关研究的Meta 分析,比较了SPO 与PSO 治疗强直性脊柱炎的影像学效果及并发症发生率,结果显示SPO 可能使硬脊膜损伤概率增加,并有稍高的神经功能永久性损伤可能性,但差异无统计学意义,而PSO 手术时间相对较长,出血量较SPO 明显增加Bao 等[14]就SPO 与PSO 术后的失平衡问题进行了探讨,其对68 例退变性侧凸或后凸患者分别行SPO(43 例)和PSO(25 例)治疗,结果发现PSO 组患者矢状面垂直轴存在过度矫正情况,但是该过度矫正的垂直轴在随访过程中会出现自发纠正;而SPO组患者术后即刻出现明显的冠状面失平衡情况,在术后随访过程中,有15例行融合至L5或以上者自发改善,同时有11 例术后持续存在冠状面失平衡情况,并且与截骨节段无关。结论认为PSO 截骨更易发生矢状面过度矫正,随着时间推移,术后矢状面垂直轴的过度矫正可自行改善,而固定至S1或骨盆有可能是导致术后持续的冠状面失平衡的危险因素。此外,为了追求更理想矫形效果,Xu等[15]报道了双节段PSO 截骨治疗严重后凸的强直性脊柱炎37例的相关研究,并与23 例单节段PSO 截骨病例进行了全面比较。统计结果显示双节段PSO 截骨术手术时间较长,出血量明显增加,但是其矫形效果较单节段截骨更理想。单节段矫正43.2°±15.1°,双节段矫正60.6°±19.1°,且矢状面平衡、骨盆倾斜指数等均存在明显差异,同时2 组均获得了理想的骨性融合。随访发现2 组功能评价相当,并发症无明显差异,结论认为双节段截骨矫形效果更好,但是双节段PSO截骨手术时间较长,出血量增加。综合最新报道,多数学者认为PSO截骨矫形效果较单纯SPO 更好,适用范围更广,虽然创伤较大,出血量多,但并发症发生率并未明显增加,是较理想的截骨方式[3, 13, 14]

4 VCR

VCR 最早用于治疗重度脊柱侧凸畸形,采用前后联合入路完成。后来随着手术技术发展,适用范围扩大,全椎体切除术逐渐采用单纯后方入路即可完成,故又称后路全椎体切除术(posterior vertebral column resection,PVCR),多用于重度僵硬性脊柱侧 凸的矫形和椎体肿瘤的手术治疗[16, 17, 18]。Wang 等[19]采用多节段VCR 治疗严重僵硬性脊柱畸形,效果良好。Zhou 等[20]曾偿试双节段VCR 治疗重度僵硬性脊柱侧凸,取得了理想的临床效果。Jeszenszky 等[21]报道4 例学龄前儿童(2.5 ~ 5.2 岁,平均3.7 岁)早发性脊柱畸形应用PVCR 技术结合后路椎弓根螺钉内固定治疗,融合节段严格限制在截骨水平,结果显示侧凸或后凸矫形效果均理想,作者认为,与成人相比,儿童行PVCR 截骨时必须考虑儿童的生长发育力及再次手术可能,在非截骨节段采用非融合技术具备明显优势。Sponseller 等[22]曾报道应用VCR治疗伴有神经肌肉功能障碍的脊柱畸形儿童共23名,结果显示该技术可以很好地纠正骨盆倾斜与脊柱冠状面及矢状面畸形,但是手术并发症较多,其中6 例患者发生了包括脊髓损伤、胸腔积液、肺部感染及伤口深部感染等严重并发症,同时出血量较大,并且并发症的发生与手术时间和患者体质量相关。目前一般认为VCR 对于严重脊柱侧凸或后凸畸形是一种十分有效的手术方式,然而随着矫形效果的提高,手术创伤所致并发症亦明显增加[9]。该术式手术时间长、创伤大,并发症发生率较高,特别是脊髓损伤风险较高,需慎重选择,建议由具有丰富临床经验的医师团队完成手术[23, 24]。但是也有学者认为VCR 并非脊柱畸形矫正的最理想选择,Ren等[25]通过VCR 组与前路松解、椎间隙撑开并后路固定组进行对比研究,结论认为后者的矫形效果更佳,但是其住院时间延长、费用增加。

5 VCR与SPO,PSO比较

VCR与SPO,PSO比较,VCR截骨范围进一步扩大,松解彻底,截骨完全。3种手术方式截骨范围不同,矫形效果及并发症存在差异,为了寻找最佳截骨方案和矫形的安全范围,Safain等[26]通过尸体标本研究,分别比较了SPO、PSO与VCR 3种不同截骨方式对脊髓张力和硬脊膜扭曲情况的影响,结果认为与PSO 和VCR 相比,SPO 不能实现合理的脊髓减压,而其他两者可以产生足够的减压作用,并且VCR 减压比PSO 减压更充分和彻底;在尸体标本上,为了既达到充分减压,又避免硬脊膜扭曲的目的,后方截骨最佳闭合距离为12 ~ 16 mm。Xia 等[27]对34 例儿童分组行3 种不同截骨手术,并平均随访6.5 年,结果认为3 种截骨方式对于冠状面的矫形能力相当,矢状面的矫正能力由低到高分别为单节段SPO,双节段SPO 或PSO,3 个节段SPO 或VCR,并且术前呼吸功能不全、僵硬性脊柱畸形为并发症发生危险因素。为了更进一步比较,Bridwell 等[9]系统回顾了3 种截骨方式的优缺点,认为随着截骨范围的扩大和去除内容的增加,手术矫形效果也随之增加,但是并发症发生率也随之升高,术者必须在手术效果和可能风险之间做出最佳选择,就患者不同畸形程度选择合理的个体化手术方式。

此外,2011年Wang等[28]报道了去松质骨截骨术(vertebral column decancellation,VCD)治疗角状后凸畸形,该技术由VCR 发展而来,其适用范围与PSO 及VCR 类似,而截骨方法亦与蛋壳技术相近,有学者将其归为扩大蛋壳技术类别[29, 30]。VCD由VCR 发展而来,因其未突破椎体皮质,其血管损伤等并发症发生率较VCR 低。但是Kim 等[31]就同一单位的233例VCR 或VCD 截骨患者进行了≥9年的随访,分析了并发症的发生率及相关危险因素,总的发生率为40.3%,2组并发症发生率比较无显著差异,老年患者并发症发生率明显高于年轻组(≤35岁);并且出血量> 3 000 mL、手术时间> 200 min者,并发症更多,同时,>5个节段的融合明显增加手术相关并发症及术后神经功能障碍发生率。其结论认为老年、出血量大、术后后凸畸形及长节段融合等为增加并发症发生率的相关危险因素。目前尚无充分证据表明VCD 更安全有效,或并发症更少。

6 结论与展望

综上所述,目前临床上脊柱后路截骨技术日渐成熟,由早期的单纯后路压缩方式至多个全椎体切除,手术难度不断加大,手术创伤逐渐增加,同时矫形效果也随之增加,但是手术相关并发症亦随之明显增加,特别是围手术期死亡、神经功能损伤、冠状面或矢状面失平衡等并发症,或许会抵消良好的矫形效果所带来的各种好处。随着不同截骨方式的改进,多种方法均能达到理想的矫形效果,并且出现了多种技术相结合或多个节段截骨的手术方式,比如扩大蛋壳技术、改良VCR 技术[19, 32]、VCD技术等。术者需根据患者个体化差异,结合畸形的病理学原因、局部解剖、并发症发生的相关高危因素以及手术团队对不同术式的熟练程度等因素,在矫形效果与可能风险之间作出恰当权衡,针对不同患者制定个体化的最佳治疗方案。此外,近来可控制性膨胀椎间融合器的应用,使得矫形过程可操作性明显增加,安全系数显著提高。相信未来脊柱后路截骨术将变得更加安全、有效和理想,并发症也将进一步减少。

参考文献
[1] Smith-Petersen MN,Larson CB,Aufranc OE. Osteotomy of thespine for correction of flexion deformity in rheumatoid arthritis[J]. Clin Orthop Relat Res,1969,66 :6-9.
[2] La Marca F,Brumblay H. Smith-Petersen osteotomy in thoracolumbar deformity surgery[J]. Neurosurgery,2008,63(3 Suppl):163-170.
[3] Zhu Z,Wang X,Qian B,et al. Loss of correction in the treatment of thoracolumbar kyphosis secondary to ankylosing spondylitis :a comparison between Smith-Petersen osteotomies and pedicle subtraction osteotomy[J]. J Spinal Disord Tech,2012,25(7):383-390.
[4] Burton DC. Smith-Petersen osteotomy of the spine[J]. Instr Course Lect,2006,55 :577-582.
[5] Cho KJ,Bridwell KH,Lenke LG,et al. Comparison of Smith-Petersen versus pedicle subtraction osteotomy for the correctionof fixed sagittal imbalance[J]. Spine(Phila Pa 1976),2005,30(18):2030-2038.
[6] 陈仲强. 胸腰椎后凸畸形的后路矫形手术[J]. 脊柱外科杂志,2013,11(6):321-322.
[7] Qandah NA,Klocke NF,Synkowski JJ,et al. Additional sagittalcorrection can be obtained when using an expandable titanium interbody device in lumbar Smith-Peterson osteotomies :a biomechanical study[J]. Spine J,2015,15(3):506-513.
[8] Thomasen E. Vertebral osteotomy for correction of kyphosisin ankylosing spondylitis[J]. Clin Orthop Relat Res,1985,(194):142-52.
[9] Bridwell KH. Decision making regarding Smith-Petersen vs.pedicle subtraction osteotomy vs. vertebral column resection forspinal deformity[J]. Spine(Phila Pa 1976),2006,31(19Suppl):S171-178.
[10] Kim KT,Park DH,Lee SH,et al. Partial pedicle subtractionosteotomy as an alternative option for spinal sagittal deformitycorrection[J]. Spine(Phila Pa 1976),2013,38(14):1238-1243.
[11] Wollowick AL,Kelly MP,Riew KD. Pedicle subtractionosteotomy in the cervical spine[J]. Spine(Phila Pa 1976),2012,37(5):E342-348.
[12] La Maida GA,Luceri F,Gallozzi F,et al. Complication ratein adult deformity surgical treatment :safety of the posteriorosteotomies[J]. Eur Spine J,2015,24(Suppl 7):879-886.
[13] Liu H,Yang C,Zheng Z,et al. Comparison of Smith-Petersenosteotomy and pedicle subtraction osteotomy for the correction ofthoracolumbar kyphotic deformity in ankylosing spondylitis :asystematic review and meta-analysis[J]. Spine(Phila Pa 1976),2015,40(8):570-579.
[14] Bao H,He S,Liu Z,et al. Will immediate postoperativeimbalance improve in patients with thoracolumbar/lumbardegenerative kyphoscoliosis? A comparison between Smith-Petersen osteotomy and pedicle subtraction osteotomy with anaverage 4 years of follow-up[J]. Spine(Phila Pa 1976),2015,40(5):E293-300.
[15] Xu H,Zhang Y,Zhao Y,et al. Radiologic and clinical outcomescomparison between single- and two-level pedicle subtractionosteotomies in correcting ankylosing spondylitis kyphosis[J].Spine J,2015,15(2):290-297.
[16] Suk SI,Kim JH,Kim WJ,et al. Posterior vertebral columnresection for severe spinal deformities[J]. Spine(Phila Pa1976),2002,27(21):2374-2382.
[17] Obeid I,Bourghli A,Boissière L,et al. Complex osteotomies vertebral column resection and decancellation[J]. Eur J OrthopSurg Traumatol,2014,24(Suppl 1):S49-57.
[18] Fan Y,Xia Y,Zhao H,et al. Complications analysis of posteriorvertebral column resection in 40 patients with spinal tumors[J].Exp Ther Med,2014,8(5):1539-1544.
[19] Wang Y,Zhang Y,Zhang X,et al. A single posterior approachfor multilevel modified vertebral column resection in adults withsevere rigid congenital kyphoscoliosis :a retrospective study of13 cases[J]. Eur Spine J,2008,17(3):361-372.
[20] Zhou C,Liu L,Song Y,et al. Two-stage vertebral columnresection for severe and rigid scoliosis in patients with low bodyweight[J]. Spine J,2013,13(5):481-486.
[21] Jeszenszky D,Haschtmann D,Kleinstück FS,et al. Posteriorvertebral column resection in early onset spinal deformities[J].Eur Spine J,2014,23(1):198-208.
[22] Sponseller PD,Jain A,Lenke LG,et al. Vertebral columnresection in children with neuromuscular spine deformity[J].Spine(Phila Pa 1976),2012,37(11):E655-661.
[23] Suk SI,Chung ER,Kim JH,et al. Posterior vertebral columnresection for severe rigid scoliosis[J]. Spine(Phila Pa 1976),2005,30(14):1682-1687.
[24] Zhang HQ,Li JS,Liu SH,et al. The use of posterior vertebralcolumn resection in the management of severe posttuberculouskyphosis :a retrospective study and literature review[J]. ArchOrthop Trauma Surg,2013,133(9):1211-1218.
[25] Ren C,Liu L,Song Y,et al. Comparison of anterior and posteriorvertebral column resection versus anterior release with posteriorinternal distraction for severe and rigid scoliosis[J]. Eur Spine J,2014,23(6):1237-1243.
[26] Safain MG,Burke SM,Riesenburger RI,et al. The effect of spinalosteotomies on spinal cord tension and dural buckling :a cadavericstudy[J]. J Neurosurg Spine,2015,23(1):120-127.
[27] Xia L,Li P,Wang D,et al. Spinal osteotomy techniques inmanagement of severe pediatric spinal deformity and analysis ofpostoperative complications[J]. Spine(Phila Pa 1976),2015,40(5):E286-292.
[28] Wang Y,Lenke LG. Vertebral column decancellation for themanagement of sharp angular spinal deformity[J]. Eur Spine J,2011,20(10):1703-1710.
[29] 刘新宇,原所茂,田永昊,等. 扩大“蛋壳”结合闭合- 张开技术治疗胸腰椎角状后凸畸形[J]. 中国脊柱脊髓杂志,2014,24(9):779-783.
[30] 张永刚,王岩,张雪松,等. 扩大蛋壳技术单纯后路切除青少年胸腰段半脊椎[J]. 脊柱外科杂志,2007,5(2):69-72.
[31] Kim SS,Cho BC,Kim JH,et al. Complications of posteriorvertebral resection for spinal deformity[J]. Asian Spine J,2012,6(4):257-265.
[32] Liu X,Yuan S,Tian Y,et al. Expanded eggshell procedurecombined with closing-opening technique(a modifiedvertebral column resection) for the treatment of thoracic andthoracolumbar angular kyphosis[J]. J Neurosurg Spine,2015,23(1):42-48.