退行性腰椎侧凸的研究进展

李海鹏,孙天胜

(北京军区总医院骨科,北京 100700)

随着社会老龄化加剧,退行性腰椎侧凸(degenrative lumbar scoliosis,DLS)作为一种退变性疾病,发病率有明显增加的趋势,文献报道人群发病率为 6%～ 68%,是引起老年人腰痛、下肢痛和间歇性跛行的一个重要原因[1]。本文即对退行性腰椎侧凸的病因病理学、诊断与临床分型及治疗策略进行综述。

1 退行性腰椎侧凸发生的病因病理学基础

退行性腰椎侧凸最初被认为与代谢性骨病(如骨质疏松或骨软化病 )有关,脊柱应力发生改变,使骨质疏松患者的椎体发生骨小梁微骨折,塌陷后造成脊柱侧凸畸形。有报道显示,女性绝经后骨质疏松患者的退行性腰椎侧凸发生率明显高于无骨质疏松者。 Grubb等[2]认为,部分退行性腰椎侧凸患者表现为骨质疏松,可能是长期慢性腰背痛致活动减少而引起的废用性骨质疏松,因此目前关于 DLS和骨质疏松的关系还在争论。

现在多数学者认为,腰椎退行性侧凸的始动因素是椎间盘和小关节的退变。Kobayashi等[2]认为,非对称的椎间盘间隙退变是诱发腰椎侧凸形成的重要因素。他们推测由于椎间盘内压力改变导致了椎间盘的楔形变,非对称性椎间隙高度塌陷引起小关节、椎体边缘骨赘增生和椎弓根扭曲,逐渐改变脊柱负重力线,继而发生椎体旋转性半脱位或侧方滑移,在冠状面上形成侧弯,在矢状面则表现为腰椎前凸消失及节段性后凸畸形,产生脊柱不稳和矢状面、冠状面的失平衡。Kobayashi等[2]对 60例志愿者进行了长达 12年的前瞻性研究,通过统计分析发现椎间隙高度差异大于 20%或椎体边缘骨赘增生大于 5 mm时,发生退行性腰椎侧凸的风险较大,并认为非对称性的椎间盘退变导致了脊柱侧凸的发生。Murata[3]通过对 47例患者的观察发现侧凸的发生与节段性腰椎生理前凸丢失相关,腰椎生理前凸丢失的患者常发生退行性侧凸,但是前凸角度丢失的程度与侧凸的发生没有明显的相关性,作者推测认为是椎间盘楔形变的局部节段性的腰椎前凸丢失导致相邻节段的椎间盘发生代偿侧凸。除此之外,有学者认为人体衰老诱发退行性肌无力导致脊柱受力失衡和脊柱后凸畸形,反复的扭转负荷产生并加重椎体后方结构的旋转畸形导致出现退行性旋转侧凸[4]。

2 腰椎退行性侧凸的诊断与分型

腰椎退行性侧凸临床主要表现为下腰痛,或者是下肢神经根性疼痛 ,影像学检查显示腰椎侧凸角度大于 10°。退行性腰椎侧凸的腰痛既可来自通常意义上的椎间盘和小关节导致的椎管狭窄,也可能来自腰椎前凸的丢失、减少和继发的椎间隙压力的增加,躯干失平衡引起肌肉疲劳而导致腰痛。神经受压以前报道大多数出现于侧弯的凹侧,出现在凸侧的很少。 Liu等[5]最近研究发现 L3和 L4的神经根受压主要是由于椎间孔狭窄或椎间孔出口狭窄引起,多在腰椎侧凸的凹侧,而 L5和 S1的神经根受压主要由凸侧侧隐窝狭窄引起,故更多在腰椎侧凸的凸侧。

对成人脊柱侧凸诊断应区分是特发性脊柱侧凸继发退行性改变还是初发的腰椎退行性侧凸。通常初发的腰椎退行性侧凸其侧凸角度通常小于 60°,侧凸通常发生在腰椎或胸腰段,胸椎侧凸出现的可能性较小,这种类型侧凸其最突出的位置通常位于 L3～4椎间隙 ,其次是 L2～3椎间隙,且顶椎通常有明显的旋转移位,同时由于腰椎生理前凸丢失有脊柱冠状位和矢状位的失衡[6]。特发性脊柱侧凸继发退行性改变畸形通常最早出现在儿童或青少年时期,随着年龄的增加,这种已经存在的畸形可合并脊柱继发退行性变和脊柱失衡,出现临床症状,这类侧凸其主弯通常位于胸段、上胸段或胸腰段。

对腰椎退行性侧凸至今为止还没有一个统一的分类系统,2001年 Simmons[7]根据是否存在椎体旋转和前凸减少的程度将退行性腰椎侧凸分成了两型,Ⅰ型是侧凸不合并或合并极小的椎体旋转,治疗上应用短节段固定加凹侧撑开,凸侧中立位固定;Ⅱ型是侧凸叠加于原有的特发侧凸,伴有明显的旋转畸形和矢状面前凸丢失,治疗上应用后路长节段固定加转棒去旋转。2005年 Schwab[8]对 98例腰椎退行性侧凸的患者进行了最少 2年的随访,基于腰椎前凸的角度(L1～S1)、站立位 L3椎体上终板的倾斜角度与患者的腰痛主诉程度,提出按照腰椎矢状面前凸角和冠状面 L3终板倾斜度将成人腰椎侧凸初步分成三型 ,Ⅰ型:腰椎前凸角大于 55°,L3倾斜角度小于 15°;Ⅱ 型:腰椎前凸角 35°～55°,L3倾斜角度小于 15°～ 25°;Ⅲ 型:腰 椎前凸角 小于 35°,L3倾斜角 度大于25°。

3 腰椎退行性侧凸的治疗

大部分腰椎退行性侧凸患者经保守后症状可缓解,由于全身状况差和骨质疏松等因素采取手术治疗时应该采取谨慎态度。保守治疗包括减轻体重、口服消炎镇痛药物、增加脊柱稳定性的功能锻炼、理疗、按摩等。佩戴支具有一定帮助,但是患者通常难以长期坚持佩戴支具,同时长期佩戴支具可能导致脊柱旁肌肉力量的减弱。除非存在明确的神经根放射性疼痛或神经源性跛行,否则不宜采用椎管内或椎间孔封闭改善疼痛症状。上述非手术治疗措施失效后可考虑采用麻醉性止痛药物进行治疗,但是存在成瘾、精神状态、恶心、便秘等副作用,使用前需权衡利弊[6,9]。

手术适应证包括:长期保守治疗无效,反复出现顽固性腰腿痛;显著的神经压迫症状并进行性加重;明显的节段性不稳、半脱位、矢状位和冠状位失平衡;合并较重的后凸畸形。DLS外科治疗的目的包括以下两方面:a)彻底减压;b)重建稳定,尽可能矫正畸形,恢复脊柱的正常曲度。手术方法主要包括单纯椎管减压术、后路减压融合内固定、前后联合入路减压融合内固定术。

3.1 单纯椎管减压术 单纯椎管减压术适用于严重椎管狭窄,但矢状面和冠状面畸形较轻,无明显侧方移位和滑脱的患者,X线片显示侧凸角度小于 30°,椎体旋转或侧方滑脱小于 3mm,这类患者大多只有根性症状或间歇性跛行,无明显腰痛表现。通过单纯椎管减压术可有效解除神经根受压,缓解神经根放射性疼痛症状及间歇性跛行症状。减压术根据病情可分为传统的椎板切除术和多水平开窗术。男性由于椎体骨组织结构良好,即使超过两个节段的椎板减压未进行融合也可保持脊柱的稳定;而女性椎体骨组织结构小,如果进行广泛减压则可能导致术后出现疲劳性骨折或脊柱不稳[9]。由于退行性腰椎侧凸患者的椎管狭窄范围往往广泛,采用单纯椎板切除会因为过度破坏椎体后方结构导致脊柱不稳,可选择有针对性的多节段椎板开窗进行治疗,既达到减压目的,又最大限度保留脊柱的稳定性。

3.2 后路减压脊柱融合内固定 退行性侧凸患者的神经根受压位置通常不是在中央椎管或侧隐窝,而是在更加靠外侧的位置,因此手术需要进行广泛减压,多数学者建议在减压的同时进行融合为术后脊柱提供稳定性[9]。适应证包括:a)具有不稳定倾向或进行性加重的脊柱畸形。b)脊柱负荷力线同时在冠状位和矢状面失衡或腰椎后凸畸形需矫正。c)伴有侧凸凹侧顽固性下肢放射疼痛、需在相邻椎弓根进行撑开。d)因术中广泛椎管减压而导致脊柱进一步不稳。

DLS通常累及节段较多,如何确定融合范围成为一个难题。上端椎融合至 L1可导致动静脉交界区应力集中,产生新的脊柱不稳和畸形,因此主张常规将融合节段延长至 T9或T10,融合至胸椎可增加稳定性。更多专家认为,需要考虑整个脊柱的稳定性及相邻的椎体情况。手术应恢复良好的矢状面、冠状面平衡,必须固定至稳定椎 ,稳定椎即距离冠状面垂线小于 2 cm的椎体。关于尾侧融合节段的选择,Sigurd等[10]强调必须明确术前产生疼痛的节段,尤其应该避免融合到疼痛的活动节段。远端融合节段的选择是融合至 L5还是 S1,融合至 S1相应增加手术的创伤和并发症,骶髂关节退变,假关节发生率高,因此尽量融合至 L5。但存在以下情况时可考虑融合至 S1:a)L5～S1滑脱;b)以往接受 L5、S1椎板切除术;c)L5～S1中央管或椎间孔狭窄;d)椎体倾斜起于 L5。然而扩大融合至骨盆则可能会增加围手术期的并发症,影响术后功能。

大量研究表明纠正脊柱畸形的数量不是关键所在,关键在于平衡冠状面的脊柱畸形和重建矢状面的平衡。腰椎前凸的丢失和矢状位的失平衡是导致疼痛和失能的最重要因素,腰椎矢状位平衡的恢复和取得良好的临床疗效密切相关。手术方案的制定必须考虑患者的主要临床症状和恢复维持脊柱的平衡,尤其是矢状位的平衡。许多学者报道了减压结合后路融合内固定的临床结果。对于影像学特点对预后的影响,既往研究已经证实矢状位平衡和术后生活质量具有明显相关性。Glassman[11]证实术前矢状位平衡的患者术后疼痛症状缓解良好,术后功能满意。 Schwab等[12]认为在影像学测量的腰椎前凸、终板倾斜、胸腰段后凸畸形、侧凸类型和骨盆矢状位的倾斜等因素中对术后疗效影响最大的就是腰椎的前凸,术前腰椎前凸小术后满意率较高。Zubriggen等[13]报道了 30例患者平均 59个月的随访结果,这些患者中术前平均侧凸角度为 18.7°,术后平均为 7.6°,然而患者前凸角度恢复不够理想 ,术前为 37°,术后为 41.5°。上述作者均认为恢复前凸对于缓解腰背部疼痛症状和提高融合率较纠正侧凸更加重要,但手术对侧凸的纠正较恢复前凸更加容易,这一观点在文献报道中已经非常常见。

3.3 前后联合入路减压脊柱融合内固定术 腰椎退行性侧凸患者存在较大的侧凸角或有明显不平衡,这种情况下通常需要前后联合入路的融合手术[10]。 Sigurd等[10]认为对腰椎退行性侧凸患者采用前后联合手术的指针包括长节段融合(经 L1以上至骶骨),需要纠正固定的腰骶段倾斜、固定的后凸畸形、冠状位僵硬性严重畸形。前路手术较单纯后路手术可减少不融合或假关节形成的发生率,Rod等[6]报道单纯后路融合内固定存在 15%～20%的假关节形成率。Grubb等[14]报道 25例患者,其中 20例单纯采用后路的患者中有 8例发生了假关节(40%),而 4例前后联合入路的患者无一例发生假关节,1例单纯采用前路手术的患者也未发生假关节。经前路可采用不同型号的钛网、同种异体骨等用于椎间隙的结构性支撑,对于恢复前柱的高度非常关键,可获得满意的前凸纠正[15]。对于腰椎前凸丢失的患者,前路手术可恢复腰椎前凸,同时可减少将融合节段扩展到胸椎的可能[6]。恢复连续的椎间隙高度有助于恢复腰椎前凸的同时可间接对神经根孔进行减压[16]。但是前后联合入路的融合手术创伤大,对于老年患者可增加手术的风险。 Rhee等[17]最近报道将一次需要长时间的复杂手术分成两个小的后路手术对患者进行治疗,作者报道这种手术并发症的发生更少,没有严重的并发症,而且对于一些高风险的患者可获得满意的疗效。他们认为这种分期的手术方式对于复杂的后路翻修及截骨手术非常有用。

总之,退行性腰椎侧凸是一种复杂的疾病,其病理变化产生的原因及治疗的相关策略仍需要进一步的研究。

[1]Av raam Ploumis,Ensor E.Transfledt,Francis Denis.Degenerative lumbar scoliosis associated with spinal stenosis[J].The Spine Journal,2007,(7):428-436.

[2]KobayashiT,AtsutaY,Takemitsu M,et al.A prospective study of de novo scoliosis in a community based cohort[J].Spine,2006,31(2):178-182.

[3]Murata Y,Takahashi K,Hanaoka E,et al.Changes in scoliotic curvatureand lordotic angle during the early phase of degenerative lumbar scoliosis[J].Spine,2002,27(20):2268-2273.

[4]Benoist M.Natural history of the aging spine[J].Eur Spine,2003,12(2):86-89.

[5]Liu H,Ishihara H,Kanamori M.Characteristics of nerve root compression caused by degenerative lumbar spinal stenosis with scoliosis[J].Spine J,2003,3(6):524-529.

[6]Oskouian KJ Jr,Shaffrey CI.Degenerative lumbar scoliosis[J].Neurosurg Clin N Am,2006,17(2):299-315.

[7]Simmons ED.Surgical treatment of patients with lumbar spinal stenosis with associated scoliosis[J].Clin Orthop Relat Res,2001,(384):45-53.

[8]Schwab F,El-Fegoun AB,Gamez L,et al.A lumbar classification of scoliosis in the adult patient:preliminary approach[J].Spine,2005,30(14):1670-1673.

[9]Munish C,Gupta.Degenerative scoliosis Options for surgical management[J].Orthop Clin N Am,2003,34(2):269-279.

[10]Sigurd H,Berven,Vedat Deviren,et al.Operative management of degenerative scoliosis:an evidencebased approach to surgical strategies based on clinical and radiographic outcomes[J].Neurosurg Clin N Am,2007,18(2):261-272.

[11]Glassman SD,Berven S,Bridwell K,et al.Correlation of radiographic parameters and clinical symptoms in adult scoliosis[J].Spine,2005,30(6):682-688.

[12]Schwab FJ,Smith V A,Biserni M,et al.Adult scoliosis.A quantitative radiographic and clinical analysis[J].Spine,2002,27(4):387-392.

[13]Zubriggen C,Markwalder TM,Wyss S.Long-term results in patients treated with posterior instrumentation and fusion for degenerative scoliosis of the lumbar spine[J].Acta Neurochair,1999,141(1):21-26.

[14]Grubb SA,Lipscomb HJ,Suh PB.Results of surgical treatment of painful adult scoliosis[J].Spine,1994,19(14):1619-1627.

[15]Eck KR,Bridwell KH,Ungacta FF,et al.Analysis of titanium mesh cages in adults with minimum twoyear follow-up[J].Spine,2000,25(18):2407-2415.

[16]Chen DF,Fay LA,Lok J,et al.Increasing neuroforaminal volume by anterior interbody distraction in degenerative lumbar spine[J].Spine,1995,20(1):74-79.

[17]Rhee JM,Bridwell KH,Won DS,et al.Sagittal plane analysis of adolescent idiopathic scoliosis:the effect of anterior versus posterior instrumentation[J].Spine,2002,27(18):2350-2356.