手术治疗青少年特发性脊柱侧凸的临床进展

柳思羽 陈庆贺

手术治疗青少年特发性脊柱侧凸的临床进展

柳思羽①陈庆贺①

特发性脊柱侧凸是青少年较常见的疾病，其发病机制及发展过程尚不明确，且表现形式多种多样。对于轻度的畸形可以应用非手术方法进行治疗，目的是防止脊柱畸形进展，降低手术几率；而对于畸形较重、发展较快或非手术疗法治疗无效的青少年特发性脊柱侧凸，则要应用手术方法进行矫正，其目的在于矫正脊柱畸形，重建脊柱平衡。但如何在最大限度保留脊柱生长发育能力的前提下，进行有效的矫形；以及如何减少术中及术后并发症，避免失代偿及矫形效果丢失，一直是脊柱外科医生努力的目标和研究的热点。现回顾文献，对治疗青少年特发性脊柱侧凸的较常用的手术方法进行总结概括，并对历代的手术器械进行说明介绍。

手术； 特发性脊柱侧凸； 综述

特发性脊柱侧凸是脊柱侧凸中最常见的一种，约占脊柱侧凸的70%，其定义为：脊柱不明原因的存在一个或数个节段在冠状面上偏离身体中线向侧方弯曲，形成一个有弧度的脊柱畸形，通常还伴有脊柱的旋转以及矢状面上后突或前突的增减[1]。其确诊是依据X线片，即正位片上测量脊柱侧弯的角度≥10°[2]。其中青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）发病率最高，约占总数的75%～85%，而女性发病率较高[3]。治疗方法主要有非手术疗法和手术治疗两大类。目前常用的手术方法有：后路手术疗法、前路手术疗法、前后路联合手术疗法、微创手术疗法。现回顾文献，对其进展综述如下。

1 后路手术疗法

经后路手术治疗脊柱侧凸最早始于Harrington脊柱内固定系统的出现，该系统应用“撑开矫形”原理，将畸形的脊柱拉长，使脊柱的畸形节段在冠状面上向中线位置平移，使脊柱的生理曲度在矢状面上变直，从而达到矫形的目的。随后，又出现了Luque系统，即脊柱椎板下钢丝内固定系统，该系统将钢丝通过椎板下，连接上下相邻的椎板间孔，再固定于金属棒上，通过拉紧钢丝，使脊柱的畸形阶段向中线位置平移从而获得矫形。到了1984年，出现了多钩-棒脊柱内固定系统。该系统是由法国Cotrel和Dubousset研制设计的既能加压又能撑开的脊柱内固定系统[4]。因其首次提出了治疗脊柱侧凸的“三维矫形”的概念，所以被认为是对脊柱矫形理论的一次“革命”。但由于早期的CD系统存在操作复杂、翻修困难等缺点，学者们相继研制出了TSRH、Moss-Miami及Isola等新型脊柱内固定系统，期望弥补上述缺点。这些新型系统皆是由CD系统演变而来，对脊柱畸形进行三维矫形。椎弓根钉棒系统是近年出现的脊柱内固定系统，因该系统中的椎弓根螺钉作用于脊柱的三柱结构，故具有较大的矫形力，在对青少年特发性脊柱侧凸的矫形中得到了广泛的应用。

1.1 Harrington系统 在60年代初，该系统由美国Harrington研制并报道[5]，是最早的脊柱矫形器械，开创了手术治疗脊柱侧凸的新纪元。哈氏系统由棒和钩两部分组成，按矫形作用可分为撑开器和加压器两种。撑开器放在凹侧，由上、下椎板钩以及近端为棘齿状的撑开棒组成；加压器放在凸侧，由多个钩及全长有螺纹的加压棒组成。哈氏系统原理比较简单，主要通过棒的纵向撑开力矫正侧凸畸形。总体来说，应用该系统治疗50°

1.2 Luque系统 该系统是通过在多节段椎板下穿过钢丝，并将其拉紧固定的方法对畸形脊柱进行矫形，于1976年由墨西哥Luque医生最先报道[7]，被认为是第二代后路脊柱内固定矫形系统。该系统最先应用于神经肌肉源性脊柱侧凸，后来才应用于青少年特发性脊柱侧凸的治疗，并取得较好的效果。该系统在每个节段椎板下穿过钢丝固定，提高了对畸形节段的固定强度，同时具有横向矫形力，对脊柱矢状面上存在的畸形也得到一定程度的矫正。然而，该系统缺乏有效的纵向撑开力，没有去旋转的矫形作用；在穿钢丝的过程中，有损伤脊髓及周围血管的风险；术后钢丝断裂、假关节形成等并发症亦有报道。由于存在以上不足，Wisconsin棘突下钢丝固定矫形系统开始得到应用，虽然该系统矫形效果有效，但与Luque系统相比，操作相对安全，术后并发症相对较少。此外，也有学者将哈氏系统及Luque系统联合应用，意在发挥二者的优点，互补不足，取得更好的矫形效果。

1.3 CD、TSRH、ISOLA、Moss-Miami装置 CD系统（Corel-Dubousset Instrumentation）：由2根具有粗糙表面的矫形棒、多个椎板钩或椎弓根钉、2个横向牵引装置（Device for transverse traction，DTT）组成1个长方形的坚强稳定的固定框架。该系统既能在脊柱冠状面上矫正侧凸畸形，又能部分去除椎体在额状面上的旋转，还能在矢状面上重建胸段后凸和腰段前凸，从而达到“三维矫形”的效果[8-9]，因此该系统是第一个三维矫形系统，被视为脊柱矫形内固定系统的有一个里程碑式的进步。但早期CD系统存在操作复杂、翻修困难等问题，术后感染亦有报道[10-11]。为解决这些问题，CD系统的改良型相继出现：TSRH系统在CD基础上，将矫形棒粗糙的表面换成光滑表面，将椎板钩和椎弓根钉设计的更符合解剖结构、更具稳定性[12]；而Moss-Miami系统和ISOLA系统继续在此基础上加以改进，将原来向下螺帽改为向上，以方便翻修时将螺帽或螺钉取出。

1.4 椎弓根螺钉系统 随着脊柱“三柱理论”的不断完善，以及椎弓根内固定技术不断进步，脊柱内固定矫形系统由最开始的全钩结构发展到钩钉结合装置，再发展到目前的全钉系统，即椎弓根螺钉系统。该系统直接作用于脊柱的三柱结构，具有较强的矫形力及较好的三维矫形效果；并且将螺钉置入椎弓根内，不进椎管，降低了损伤硬膜的风险；还有钉棒连接方式简便确实，较之前的钩棒连接更具优势[13]，因此广泛应用在腰段侧凸畸形的矫形治疗中。近年来，随着医学影像学和神经监护技术的发展，椎弓根螺钉置入的准确性得到较大提高，因此该系统也在胸段侧凸畸形的矫形治疗中得到应用[14-17]。而且Suk等[18-19]研究报道，与之前的脊柱内固定系统相比，胸椎椎弓根钉棒系统具有固定坚强、矫形效果明显和手术风险较小等优点。Lee等[20]研究报道，该系统应用了椎体直接旋转技术（direct vertebral rotation，DVR），即：通过置入椎弓根内的螺钉可直接作用于椎体，达到去旋转的作用。Suk等[21]将椎弓根钉系统与之前的脊柱内固定系统相比较，认为椎弓根钉系统治疗脊柱侧凸的矫形效果更好，术后矫形丢失率更低，矫形后脊柱更接近生理曲度。椎弓根钉系统因其具有固定坚强、矫形明显、有效维持脊柱平衡，以及可减少术后并发症发生等优点[22]，已被大多数学者认可，并广泛应用在对青少年特发性脊柱侧凸的矫形手术中。

2 前路手术疗法

经前路手术治疗脊柱侧凸最早始于Dwyer装置的出现，主要应用于对脊柱胸腰段或腰段侧凸畸形的矫形手术治疗[23]。随后，德国的Zielke对Dwyer装置进行了改良，并通过实验分析说明了该系统的有效性[24]。近年来，Kaneda等研制了经前路应用双棒对畸形脊柱进行矫形固定的Kaneda系统，并在对脊柱胸腰段和腰段侧凸畸形的矫形手术中取得了良好的效果[25-26]。前路手术疗法主要通过短缩脊柱，并对移位和旋转椎体直接进行矫形，具有矫形力强、损伤脊髓风险小的优点；而且，经前路手术进行椎体间植骨更确实，融合节段少且融合率更高，可最大程度保留脊柱活动功能，又避免了术后曲轴现象的发生，减少了与融合节段相邻的节段发生退变的危险，减少了术后下腰痛的发生。然而，前路手术疗法也存在并发症，如术后脊柱出现后凸畸形、形成假关节、内固定物失败等[27-28]。

2.1 Dwyer系统 该系统是1964年由澳大利亚医生Dwyer设计的，被认为是第一代前路脊柱内固定矫形系统。应用该系统进行前路手术，切除脊柱畸形节段内的椎间盘，通过拉紧固定在椎体上的钢缆，使脊柱变直。与后路脊柱内固定系统相比，该系统具有更强的矫形力、更少的固定节段，主要治疗脊柱胸腰段及腰段侧凸畸形，以及脊柱存在先天性缺陷无法应用后路内固定系统的患者[29]。但由于该系统具有易形成假关节、易发生腰椎后凸等缺点，现已很少使用。

2.2 Zielke系统 第二代脊柱前路内固定矫形系统是在1973年，由德国Zielke等在Dwyer系统基础上改良形成的。该系统用带螺纹的金属棒替代了Dwyer系统中的钢缆，并增加了外锁，设计了矫正旋转的装置，对旋转椎体具有较好的矫形效果[30]，而且具有融合节段较少、损伤神经风险较小等优点，主要应用于短节段的重度脊柱侧凸[31-32]。但是，Zielke系统同样存在术后假关节发生率高、易形成后凸畸形等缺点，还有学者报道应用该系统术后发生断棒、矫形效果丢失、后凸畸形加重等并发症[33]。

2.3 Kaneda系统 该系统由日本Kaneda医生等研制，由两对螺钉和一对带螺纹的金属棒组成，通过对固定在畸形节段上的前后两根金属棒施加撑开力和压缩力进行矫形，并尽可能地恢复脊柱生理曲度。与之前的脊柱前路内固定系统相比，Kaneda系统更具矫形力，且术后发生断棒、矫形效果丢失等并发症的风险较低。但应用前后双棒进行固定矫形，需要足够的空间，无法应用在身材较小的脊柱侧凸患者的手术治疗中。

3 前后路联合手术疗法

单纯后路手术对畸形脊柱进行矫形内固定及植骨融合，术后易发生曲轴现象；而单纯前路矫形手术，术后易发生假关节，且矫形丢失率较高。为发挥两种术式的优点，弥补各自的不足，前后路联合手术疗法顺势而生。该术式通过对侧凸脊柱经前路切除椎间盘、切断前纵韧带、切除椎体骨骺软骨、以及进行椎间植骨，从而达到松解脊柱前柱结构及融合脊柱畸形节段的目的；再通过经后路应用椎弓根钉棒系统对畸形节段进行矫形内固定，从而完成对脊柱侧凸患者的有效矫形。随着手术技术地不断提高，前后路手术多可一期完成，但对脊柱侧凸角度较大的患者仍要分期手术进行矫形内固定。该术式不但可以减少曲轴现象发生，而且降低了假关节的发生率，但存在手术风险大、术中出血多等风险，而且病人需要承受更大的痛苦及经济负担。

4 微创手术疗法

随着内窥镜技术的不断发展，脊柱外科的微创手术水平也不断提高。1993年Mack等[34]最先开展并报道了在胸腔镜下经前路对脊柱侧凸患者进行矫形手术治疗。与传统前路开胸手术相比，微创手术具有术后疼痛轻、住院时间短、患者恢复快、术后并发症少等优点。Picetti等[35]研究报道了1996年10月-1998年10月两年内共完成50例胸腔镜下前路脊柱侧凸矫形术，并取得了良好的手术效果。但该术式适应证较窄，仅适用于中轻度胸段侧凸的脊柱畸形患者；而且该术式对术者的技术水平要求较高，熟练掌握需要一定的学习曲线；还有应用该术式，术中发生定位错误、因出血不止而改变术式，术后感染、发生气胸、肺炎等并发症亦有报道[36-37]；甚至，Newton等[38]认为微创脊柱矫形手术与开放矫形手术的并发症发生率相似，而且微创手术术后的引流量明显多于开放手术。

5 讨论

特发性脊柱侧凸是一种危害严重的疾病，对其诊断越早，通过非手术方法进行治疗的机会就越多。因此开展群体普查，早发现，早治疗，减轻侧凸的严重程度，减少手术治疗率是脊柱侧凸治疗的基本方向[39]。而对于畸形较重（Cobb角>40°～45°）、发展较快或非手术疗法治疗无效的青少年特发性脊柱侧凸，则要应用手术方法进行矫正，其目的在于矫正脊柱畸形，重建脊柱平衡。具体术式及内固定物的选择应根据患者实际情况，制定个体化手法方案。但目前手术治疗脊柱侧凸多以脊柱融合为主，对于年龄较小的脊柱侧凸患者，会阻止脊柱的生长发育，进而影响身高，还可能出现曲轴现象、脊柱失代偿、融合节段运动功能丧失，以及融合节段的相邻节段易出现退变和后凸畸形。另外，过早融合胸段脊柱会影响患者胸廓的发育，进而影响其心肺功能。为解决上述问题，Hedequist[40]于1963年首次报道了应用非融合技术治疗脊柱侧凸。自此以后，非融合技术因为能避免脊柱融合术后可能发生的并发症，并能保留脊柱生长发育能力等优点越来越受到国内外学者的重视，但相关的研究及临床观察有待进一步开展。

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10.3969/j.issn.1674-4985.2015.14.051

①中国人民解放军第二一一医院 黑龙江 哈尔滨 150080

柳思羽

2014-12-18） （本文编辑：陈丹云）