Hybrid手术治疗下腰椎退行性疾病的研究进展

黄伟敏，于秀淳，刘 磊

Hybrid手术治疗下腰椎退行性疾病的研究进展

黄伟敏，于秀淳，刘 磊

腰椎；椎间盘退行性变；脊柱融合术；假体和植入物；综述

融合术是治疗腰椎退行性疾病导致的下腰痛及神经根性痛的常用方式之一。近年来，随着融合方式及技术的进步，融合率有了提高。然而，融合率的提高，却未能使椎间融合术的远期效果达到满意，其中一个重要的原因归为相邻节段退变（adjacent segment degeneration，ASD）［1-2］。虽然目前ASD的确切发生率及发生的过程仍有争议，但已有越来越多的证据表明脊柱融合术后ASD发生率较高［3-4］。ASD的发生有很多因素，其中术前相邻节段存在退变是重要危险因素之一［5-7］。因此对于融合节段的相邻节段术前存在退变的情况，行单节段椎间融合不处理相邻节段，术后ASD有较高的发生率；行双节段融合，又丧失了更多的脊柱活动度（range of motion，ROM）且使双节段固定的相邻节段应力更大，也增加了ASD的风险。针对以上情况，一种在融合节段相邻节段联合非融合固定的手术方式，即Hybird手术正逐渐应用于临床。Hybird手术国内称为杂交手术，也有称为混合手术或混杂手术。Hybrid手术由Shin等［8］在2009年首先正式提出，最早特指前路颈椎椎间盘置换联合前路椎间融合术，逐渐演变至腰椎手术。根据下腰椎杂交手术非融合的方式，主要分：①改善椎弓根螺钉连接装置的杂交手术；②使用棘突间撑开器的杂交手术；③基于人工椎间盘置换的杂交手术。本文对近年来国内外有关Hybird手术的文献进行分析，对其研究进展做一综述。

1 生物力学研究

生物力学研究为临床研究提供了理论基础和力学上的支持。Lazaro等［9］选用7具尸体标本，分别测试完整标本，L5/S1髓核摘除硬性固定，L4/L5硬性固定联合L5/S1硬性固定，L4/L5弹性固定联合L5/S1硬性固定状态下，腰椎各方向ROM和给定轴向压缩力时各节段应力。弹性固定选用的是N-flex，发现在侧屈及轴向旋转2种状态下，N-flex固定的L4/L5节段的ROM较完整标本组明显减少，但与硬性固定相比，L4/L5节段的ROM明显增大。但是屈伸状态下弹性固定节段与硬性固定节段差异无统计学意义。其认为同双节段硬性固定相比，N-flex弹性固定节段并没有显著的动力学差异，而且2种固定后对相邻L3/L4节段影响无明显差异。

有学者对应用Dynesys的杂交手术进行了生物力学研究［10］。该研究选取6具腰椎的尸体标本模型，分别测试完整标本，L5/S1硬性固定，L4/L5动态固定联合L5/S1硬性固定，3种模型在轴向压缩、屈曲、伸展状态下各节段椎间盘内压力变化。同完整的腰椎模型相比，L5/S1固定后固定节段的椎间盘内压力减少65％，而相邻的L4/L5节段压力增加约20％。当同时L4/L5节段使用Dynesys做杂交固定时，L4/L5椎间盘内压力可减少50％，而相邻的L3/L4节段椎间盘内压力仅增加10％。

Mageswaran等［11］选取了7例尸体标本进行力学测试。测量完整腰椎、L4/L5固定融合和L4/L5固定融合联合L3/L4非融合（Dynesys-to-optima）固定器3种状态下腰椎屈伸ROM。结果发现L4/L5刚性固定后ROM立即减少78％，而L3/L4动态固定后固定节段的ROM也大大减少，减少约80.4％，而且使固定节段的相邻各个节段的ROM进一步增加。因此认为Dynesys-to-optima的意义不大，反而增加了相邻节段的ROM。

Dahl等［12］研究了使用人工髓核置换行杂交手术的生物力学变化。选取8具L3～S1尸体标本，加载后测试完整状态、L5/S1固定融合状态、L5/S1固定L4/L5髓核切除、L5/S1固定L4/L5髓核置换、L5/S1、L4/L5同时固定这5种状态下的腰椎ROM、顺应性、中性区（neutral zone，NZ）及椎间盘内压力的变化情况。发现使用髓核置换的杂交手术组和单纯L5/S1固定组，L4/L5节段ROM、腰椎的顺应性及L3/L4椎间隙的压力差异无统计学意义。而与L5/S1、L4/L5同时固定组相比，杂交手术组ROM可多出41.9％。双节段融合组的顺应性明显降低，较其他组ROM明显减少。

2 有限元分析

有限元分析是通过数学模拟的方式进行力学的分析。Chien等［13］通过有限元的方法比较了Dynesys和Cosmic 2种动态内固定应用Hybrid手术时运动学和力学上的变化。通过建立L1～S1的有限元模型，对L4/L5坚固固定、L4/L5坚强固定并L3/L4Dynesys固定和L4/L5坚固固定并L3/L4Cosmic固定3种模型进行加载，发现Dynesys和Cosmic 2种动态内固定均能明显减少固定节段头侧移行节段的应力和ROM，但都能造成相邻节段的应力增加。相比而言，Dynesys固定下位节段的ROM 较Cosmic固定的要大。由此认为Cosmic能更好地保护邻近节段，对于邻近节段重度退变的情况下更适合选择Cosmic，而对于邻近节段轻度退变的情况下更适合选择Dynesys。

Chuang等［14］学者建立了下腰椎的三维有限元模型，发现在固定节段头侧加用Dynesys后能使该过渡节段的应力减少约43％。认为Dynensys用于杂交手术能够减少过渡节段的应力，相对于坚固固定能够保护相邻节段。

刘海鹰等［15］建立单纯椎弓根螺钉固定与椎弓根螺钉固定并头侧相邻节段Wallis固定的杂交手术模型，加载后发现在杂交手术组前屈后伸活动时，相邻头侧节段的应力明显小于单纯内固定组。而在侧屈及旋转活动时，组间无明显差异。认为相邻节段使用棘突间撑开器有潜在的预防ASD的作用。

刘建航等［16］建立使用ISOBAR半坚强内固定和USS坚强内固定术后模型。加载后发现ISOBAR模型的椎间稳定性与正常模型差异无统计学意义，而USS模型的ROM却明显下降。ISOBAR模型相邻节段椎间盘内压力较USS模型明显增加要少。因此认为ISOBAR能有效维持术后腰椎ROM，减少应力遮挡，理论上能延缓相邻节段退变。

3 临床研究及疗效观察

3.1 临床疗效及影像学变化

Aunoble等［17］观察了前路椎间融合（anterior lumbar interbody fusion，ALIF）联合椎间盘置换（total disc arthroplasty，TDA）的治疗效果，对共42例患者进行了平均26.3个月的随访。Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index，ODI）改善了53.0％，疼痛视觉模拟量表（visual analogue scale，VAS）评分改善了64.6％，无器械相关并发症。认为杂交手术的临床治疗效果好，同时能减少ASD的可能，有望成为一种较好的手术方式。

Lee等［18］学者对比分析了50例单节段椎间融合固定组与25例单节段椎间融合固定+相邻节段DIAM动态固定组，其中杂交手术组中有6例（24％）患者出现了ASD，而单纯固定组的患者中有24例（48％）出现了ASD。其中杂交手术组5例和椎间融合组11例患者出现了椎间高度的丢失，杂交手术组1例患者和椎间融合组10例患者出现了椎体滑移（＞3 mm），椎间融合组有3例患者出现了相邻节段后凸。杂交手术组由于DIAM的支撑作用，椎间孔高度由术前的平均21.3 mm，术后升至平均24.4 mm，但2年内逐渐下降，至2年时降为平均21.6 mm，与单纯椎间融合组相比差异有统计学意义。而相邻节段的ROM，杂交手术组术后2年时由术前的5.9°降低至4.9°，而单纯固定组由术前的6.9°增加至8.4°，两者相比差异有统计学意义。

Korovessis等［19］对比单纯椎弓根螺钉固定组21例，单纯椎弓根螺钉固定并头侧相邻节段Wallis固定24例。2组随访（60±6）个月。Wallis组的椎间高度术后有明显的增加，而未使用Wallis组的术后相邻节段ROM有明显增加。对于术前头侧2个相邻节段已经出现有退变的患者，未使用Wallis组6例患者出现退变加重，而使用Wallis组只有1例患者出现退变。未使用Wallis组3例患者因ASD行翻修手术，而使用Wallis组无患者需要行翻修手术。因此认为Wallis能保护或延缓ASD，对术前相邻节段UCLAⅠ度和Ⅱ度退变患者应该预防行使用Wallis。

赵成等［20］对32例行Conflex进行杂交手术的患者进行随访研究，发现在固定节段的相邻节段头侧使用Conflex后，相邻节段的ROM无明显差异，但相邻节段的MRI信号强度明显的较术前改善。结果显示Conflex对相邻节段存在退变的椎间盘有一定的保护和修复作用，并能够维持相邻节段的ROM，预防ASD的发生。

棘突间撑开装置用于杂交手术常被称为topping-off手术。棘突间撑开装置的手术操作较简单，很多的生物力学及临床研究表明棘突间撑开装置能够随低固定节段的椎间盘及小关节应力，限制固定节段的过度活动，但棘突间撑开装置的部分长期随访结果显示，随时间推移，会出现椎间高度及椎间孔高度的下降，使椎间盘和小关节的应力重新增加［21-23］。所以其在杂交手术中的应用有待进一步观察。

饶敏杰等［24］回顾性分析了18例行ISOBAR杂交手术治疗的下腰椎退行性疾病患者资料，平均随访35个月。无内固定松动断裂等并发症，融合节段均形成骨性融合，并且在非融合节段随访期间无继发性退变的表现。认为ISOBAR用于杂交手术能使融合节段达到骨性融合，并保护融合节段的相邻节段。

李瀚卿等［25］回顾性分析了51例腰椎退行性疾病患者资料。其中24例行腰椎融合并相邻节段K-rod动态固定治疗，27例行单节段椎间植骨融合治疗。随访24～37个月，2组相邻节段ROM较术前均有明显变化，但2组间差异无统计学意义。K-rod组有8例患者11枚螺钉出现松动的Halo征，但患者无明显不适主诉。而单节段椎间植骨融合组无内固定松动发生，有5例患者出现ASD。因此认为杂交手术保护了术前已经存在退变的节段，避免了多节段融合，降低了单节段融合ASD的风险。

3.2 适应证的选择

在适应证的选择上，目前没有统一的标准。国内外有学者基于腰椎正侧位X线片的UCLA分级，腰椎动力位X线片不稳（前后移位＞3 mm，角度移位＞15°）以及腰椎MRIPfirrmann分级［26］来选择适应证，国内很多文献及部分国外文献只是选择融合相邻节段腰椎轻到中度退变的患者行杂交手术，而并没有给出具体的退变标准。

Lee等［18］应用DIAM行杂交手术，对于固定节段相邻节段出现以下情况时选择杂交手术：①相邻节段出现关节突退变，或关节突关节积液；②Pfirrmann分级Ⅱ～Ⅲ级；③MRI显示轻度到中度的中央椎管狭窄；④MRI显示轻度到中度的椎间孔狭窄。

有学者对适应证的选择是固定节段相邻节段出现ModicⅡ型以上改变［27］或关节突关节Fujiwara评分＞2级［28］。

赵志芳等［29］使用K-Rod进行杂交手术，适应证为固定节段相邻节段动力位X线片上腰椎成角＞15°，前后移位＞3 mm，或椎间盘退变的Videman分级退变≥8分［30］。李瀚卿等［25］对于固定节段相邻节段出现退变时选用K-rod进行杂交手术，相邻节段出现退行性小关节炎、椎间盘骨化、节段性失稳、椎间盘变窄等判断为ASD。

综上所述，国内外有关腰椎疾病的Hybrid手术在生物力学研究上大多数都显示出了杂交手术在力学上的优势，有限元分析的结果也为生物力学的研究提供了进一步的支持。但是临床研究相对较少，大多为回顾性研究，缺乏大宗病例的前瞻性研究，且随访时间较短。在适应证的选择上没有较统一的标准。这些都使得这些研究的结果存有一定的局限性。杂交手术在临床上的应用到底有多大意义？杂交手术的适应证到底应该以什么为标准？杂交手术的各种内固定器械分别适用于哪种情况？这些问题需要更多的生物力学和临床研究来探索，尤其需要大样本、前瞻性的研究以及更长的随访时间来验证。

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R 681.533

A

1672-2957（2015）05-0311-04

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10.3969/j.issn.1672-2957.2015.05.013

2014-10-07）

（本文编辑 张建芬）

男（1981—），在读博士，主治医师

250031山东，第二军医大学济南临床医学院济南军区总医院骨病科

于秀淳 yxch48@vip.sina.com