特发性脊柱侧凸胸椎平背畸形相关矫形技术进展

2014-03-08 19:20张国莹综述张永刚审校

医学综述 2014年7期

张国莹(综述)，张永刚(审校)

(中国人民解放军总医院骨科，北京 100853)

特发性脊柱侧凸是一种三维脊柱畸形，其发病原因尚不明确，治疗的主要手段是通过手术进行脊柱矫形、固定和融合。矫形的目标包含冠状面侧凸的矫正，矢状面生理曲线的恢复以及水平面的椎体去旋转。胸椎平背畸形在特发性脊柱侧凸患者中十分常见，是一种典型的矢状面畸形，表现为胸椎后凸角度减小，甚至在顶椎附近出现局部的前凸畸形，对胸廓容积造成影响，并可导致脊柱矢状面的失衡。近年来，对于平背畸形的认识越来越深入，各种矫形理论和技术以及不断改进的矫形器械，对此类畸形的矫形效果有怎样的影响，综述如下。

1 特发性脊柱侧凸患者胸椎平背畸形的特点及临床意义

正常胸椎有20°～40°的生理性后凸。胸椎后凸角度对保持胸廓容积，维持脊柱矢状面的平衡具有重要意义。胸椎平背畸形是特发性脊柱侧凸患者中一种典型的矢状面畸形，脊柱胸段呈现后凸不足甚至前凸畸形。Dickson等[1]认为，矢状面畸形在特发性脊柱侧凸的发生、发展中起重要作用，胸椎的相对前凸趋势是特发性脊柱侧凸发生的始动因素，早于侧凸畸形和旋转畸形出现。脊柱前方结构的过度生长，导致胸椎后凸不足，并可促使侧凸角度进展。

Lenke分型增加了矢状面的参数修正，引起了对侧凸矢状面畸形的重视。该分型通过测量T5～T12矢状面的角度，将畸形分为后凸过度(>40°)、正常后凸(10°～40°)和后凸不足(<10°)，但是这并不能充分反映胸弯顶椎附近的矢状面畸形情况。胸椎后凸角度不足问题存在于许多特发性脊柱侧凸患者中，在主胸弯畸形的顶椎处更加明显，甚至局部出现前凸畸形。顶椎区相对前凸的特点在普通侧位像中无法完全显示清楚，曾有人参照顶椎的旋转程度，拍摄出“真侧位”像来进一步显示畸形的真实情形[2]。近来应用三维重建技术进一步证实了顶椎区域前凸的减少，并能清楚地反映胸弯与脊柱其他部分之间的整体关系[3]。

维持正常的胸椎生理性后凸，无论是对于脊柱的矢状面平衡，还是患者的心肺功能都有重要意义。研究显示，胸椎后凸角与患者的肺功能具有相关性，当胸椎后凸角度<10°时，肺功能水平下降，胸椎后凸角度>40°时，肺功能水平相应提高[4]。另外，Lenke1型患者进行选择性胸弯融合时，恢复胸椎后凸角度可以使腰椎前凸的角度获得自发矫正，反过来如果出现胸椎后凸角度丢失，那么腰椎的前凸角度将随之减小，两者存在相关性[5-6]。胸椎后凸角度的丢失同样会引起颈椎前凸代偿性减小[7]。为了选择最佳的手术方案，需要对特发性脊柱侧凸患者在三个平面的畸形充分进行分析，综合考虑临床表现和影像学特点。躯干外观的畸形包括冠状面的失代偿、躯干的侧方偏移、双肩的不等高、胸肋的狮背畸形以及腰部的突起。轴位旋转畸形通常是患者眼里最主要的畸形，其与顶椎的相对前凸或绝对前凸有关，在进行去旋转操作时必须注意对矢状面后凸角度的影响。

2 不同器械对矫正胸椎平背畸形的作用

不同的器械对保持和恢复胸椎后凸的作用不同。早期的Harrington系统和Luque系统并不具有三维矫形能力，只是通过直接或间接的撑开作用进行畸形的矫正，结果常常是矢状面曲度的进一步丢失。

近年来，广泛应用的CD矫形系统和椎弓根钉棒系统均属于三维矫形系统，两者的冠状面矫形能力均明显胜过以往的矫形器械系统。不过，最近不少研究显示，椎弓根钉棒矫形系统容易导致胸椎后凸角度丢失，从而加重平背畸形[8-9]。椎弓根钉技术与钩子器械相比，术后的胸椎后凸角度有差异(17° vs 26°)；椎弓根钉与钉钩混合器械对比的结果相似，术后胸椎后凸角度的丢失存在差异 (10° vs 3°)[8,10]。通常认为，特发性脊柱侧凸形成的原因是前柱的相对过度生长，因此在矫形过程中，如果没有延长后柱，将导致脊柱的前凸加重。椎弓根钉技术在脊柱冠状面和水平面上具有更大的矫形能力，可能是其造成更多后凸丢失的原因[11]。

椎弓根钉棒系统对胸椎后凸角度的影响仍有争议。Suk等[12]研究显示，使用椎弓根钉棒系统可以使胸椎后凸不足问题得到矫正，使用椎弓根钉棒系统矫正平背畸形时，均使用粗棒，可能是其具有更佳的矢状面矫形能力的原因。另有研究显示，棒的直径在矫正矢状面畸形时有重要影响，使用细棒顺应性大，容易出现屈服现象，术后容易出现胸椎后凸角度丢失[13]。生物力学研究显示，随着棒的直径增加，矫形过程中所受到的反向阻力也相应增加[14]。因而如果患者术前存在平背畸形，建议术中使用直径>6.0 mm的钛棒，甚至使用钢棒，并且进行充分预弯，以减小矢状面的矫形丢失。另外，术中使用长尾螺钉进行矫形更利于恢复胸椎后凸[15]。

3 术中矫形技术对矫正胸椎平背畸形的作用

目前更多地使用椎弓根钉系统进行后路矫形，不同的术中矫形技术，对胸椎平背畸形的矫形效果具有差异。

传统的压棒技术要求先把凹侧棒过度弯曲，而凸侧折弯程度应当小一些。凹侧棒首先置入并旋转至有助于胸椎后凸的最佳位置。置入凸侧棒并同时在顶椎附近压棒以进行去旋转。将尾侧的中立椎固定，向头侧每一个椎体顺次做去旋转操作，以使每一椎体获得最佳的去旋转。根据需要进行选择性撑开和加压，以调整冠状面和矢状面的力线。

平移技术要求使用长尾螺钉，这样容易植入连接棒，首先预弯双棒，安置时调整好棒的旋转角度，首先锁定头端螺钉，再逐渐交替拧紧各个螺钉的螺母以使得复位的力量均匀分散在每个固定的螺钉上。相对于传统的压棒技术，平移技术更利于恢复胸椎的后凸角度[16-17]。

直接去旋转术利用其去旋转装置通过椎弓根螺钉直接作用于椎体，显示了更强的去旋转能力和冠状面矫形能力，但是在恢复胸椎后凸方面，同压棒去旋转技术相比并无优势，甚至会加重平背畸形[18-19]。

近年来出现的共平面排列技术与传统的压棒去旋转技术相比，共平面排列技术更有利于恢复正常的胸椎后凸。共平面排列技术是在植入所有螺钉后，尾端连接特制管筒，首先将管筒的尾端用钢棒串联起来，形成一个旋转轴，再将另一根钢棒串联进去并逐渐向下滑向螺钉，完成整体矫形和去旋转过程[20-21]。

4 不同的手术入路和方式对矫正胸椎平背畸形的作用

不同的手术入路对脊柱矢状面曲线产生不同影响，前方入路似乎更有利于恢复胸椎后凸[22-23]。前路融合术通过椎间盘切除和加压可以短缩前柱，对于矫正脊柱旋转和恢复胸椎后凸至关重要，尤其是在胸弯顶椎附近。但是前路手术难免直接干扰肺功能，如果使用胸腔镜进行手术，损伤相对较小，对肺功能可以起到保护作用，但是手术时间相对较长，手术难度较高，学习曲线较长。在学习曲线的最初阶段，胸腔镜前路矫形手术并发症的发生率很高。另外，严重特发性脊柱侧凸畸形常伴有不同程度的肺功能下降，决定前路手术时应当具体考虑每个病例的手术时机、风险以及前路切开术或胸腔镜手术可能发生的并发症。

后路手术依赖延长脊柱后方结构来恢复后凸，这需要对后柱进行充分松解。对椎体进行节段性松解的作用是在进行顶椎去旋转操作时，使脊柱后柱长度能够改变，使后柱得以延长。早期的后路手术由于对矢状面畸形的认识不足和重视不够，以及矫形器械和技术不够成熟，使得后路手术恢复胸椎后凸的效果不如前路手术。Betz等[24]的研究显示，后路手术的60%患者不能改善胸椎后凸，而前路手术的81%患者术后胸椎后凸正常；不过，术前胸椎后凸正常的患者40%术后出现后凸过大。

不过，随着各种后路矫形技术的涌现和不断成熟，矫形效果及恢复胸椎后凸的能力逐渐加强。目前用于松解脊柱后柱的常用方法有传统的下关节突切除术和Ponte截骨术。Alberto Ponte等于1984年首次提出Ponte截骨术，用于松解脊柱后柱椎体间的骨性结构，早期主要用来矫治休门病的后凸畸形,Ponte截骨的范围包括上方椎体的下关节突和下方椎体的上关节突，并切断椎间的黄韧带结构[25]。后路手术中，在脊柱多个椎体间使用该截骨术，同时进行撑开和加压等操作，能够矫正脊柱的矢状面曲度，操作也比较安全。1998年Shufflebarger等[26]将其用于特发性脊柱侧凸的矫形，对脊柱后方结构进行彻底松解，能够增加腰弯的冠状面矫正率，并且可以恢复腰椎前凸，随访结果无矫形丢失和假关节发生。Halanski等[27]将Ponte截骨术与单纯下关节突切除术进行了病例对照研究，结果显示，两者均能有效地保持和恢复胸椎后凸角度，并未发现两者在冠状面和矢状面的矫形效果有明显差异。使用Ponte截骨术配合传统的撑开技术，可以延长脊柱后柱，从而恢复胸椎后凸角度，特别是对于脊柱重度畸形的患者，意义更加明显[28]。主胸弯畸形的患者，其相对前凸和旋转最明显部位是顶椎区，因而应当选择顶椎附近节段截骨。另外，Ponte截骨还使置钉点显露更加清楚，降低了椎弓根螺钉的置入难度。

5 小结

胸椎平背畸形是一种重要的脊柱矢状面畸形，在矫形手术中逐渐受到更多的重视。矫形器械和技术不断发展，器械方面从早期的Harrington系统和Luque系统，到最近的CD系统和椎弓根钉棒系统；技术方面由传统的压棒技术，到近来的平移技术、直接去旋转技术以及共平面排列技术等；外科医师也在寻找最佳的手术入路和方式以获得满意的脊柱三维矫形。不断进步的矫形器械和技术为矫正胸椎平背畸形提供了更有力的手段，对改善患者的心肺功能、恢复脊柱的矢状面失衡有重要意义。不过，相对于过度后凸引起的背痛、脊柱活动度减小和患者活动能力降低来说，胸椎后凸不足对患者生活的具体影响尚不十分清楚，需要长期的随访研究才能得出更真实的结果。

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