胸腔镜手术治疗特发性胸椎侧弯的研究进展

钟 军 综述 刘晓光 审校

(北京大学国际医院骨科，北京 102206)

·文献综述·

胸腔镜手术治疗特发性胸椎侧弯的研究进展

钟 军 综述 刘晓光*①审校

(北京大学国际医院骨科，北京 102206)

传统前路开胸手术治疗特发性胸椎侧弯存在手术创伤大、术后疼痛严重、对术后肺功能影响大等缺点。电视胸腔镜手术在脊柱外科的应用使特发性胸椎侧弯的矫正有了微创手术的可能，常用的术式包括胸腔镜辅助下前路脊柱松解椎间植骨融合术和胸腔镜下胸椎侧凸前路矫形融合内固定术。本文就胸腔镜手术治疗特发性胸椎侧弯的发展历史，优缺点，不同手术方案的疗效和并发症等进行文献综述。

电视辅助胸腔镜手术； 特发性胸椎侧弯； 脊柱融合； 脊柱内固定

虽然后路手术一直被认为是治疗特发性胸椎侧弯(thoracic idiopathic scoliosis，TIS)的金标准，前路矫形手术仍然是重要的补充。随着电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery，VATS)在脊柱外科的应用，使TIS的矫正有微创手术的可能。本文对胸腔镜前路手术治疗TIS的最新进展综述如下。

1 VATS的发展历史

应用VATS治疗外科疾病最早报道于1910年，Jacobaeus等将胸腔镜下肺活检术应用于肺结核患者[1]。1993年Mack等[2]首次将胸腔镜应用于脊柱外科，目的是采用微创方法来完成脊柱前路手术。起初，VATS主要用于僵硬型胸椎侧弯前路松解、融合，胸廓成形等方面，随着内同定材料和技术的发展，2001年Picetti等[3]报道采用VATS行胸椎前路内固定手术，邱勇等[4]2004年报道胸腔镜下前路矫形术治疗TIS的初步临床结果。目前，根据胸椎侧凸严重程度，可采取不同胸腔镜辅助下矫形手术，常用的术式有：胸腔镜辅助下前路脊柱松解椎间植骨融合术和胸腔镜下胸椎侧凸前路矫形融合内固定术(instrumentation through video-assisted thoracoscopic surgery，IVATS)。

2 VATS的优势及劣势

相比传统开胸脊柱手术，胸腔镜辅助下前路手术可以明显减少与手术入路相关的并发症，包括术后切口疼痛以及肋间神经痛，对患者术后肺活量以及肩部力量和活动度影响更小。通过胸腔镜的可视镜头，术者可以看到更广泛的手术视野，利用3～4个小切口即可完成脊柱T4～L1的手术操作。此外，相比开胸手术，VATS还能减少术中出血，缩短手术时间、住院时间以及术后康复时间[5，6]。

当然，VATS难度大，学习曲线长，需要专业的胸腔镜技术培训是限制该技术广泛开展的重要原因。不少学者抱怨腔镜下的二维画面缺乏立体感和空间距离感，给手术操作带来不便。对于术中突发状况如大血管损伤等胸腔镜下处理十分困难，需要紧急中转开胸手术。同时，该技术还要求患者肺功能能承受单肺通气，额外的的胸腔镜器械在一定程度上增加了住院费用。

3 胸腔镜辅助下前路脊柱松解椎间植骨融合术

3.1 手术适应证和禁忌证

胸腔镜辅助下前路脊柱松解椎间植骨融合术的主要目的是增加脊柱的柔韧性，提高后路手术的矫正率，对于骨发育不成熟的患者，前路松解还能有效预防曲轴现象。该术式主要适用于严重及僵硬的侧凸畸形，目前普遍认为胸椎侧凸Cobb角>80°，柔韧性<40%为前路松解的适应证[7]。VATS下脊柱前路手术的绝对禁忌证包括：凝血功能异常，肺功能异常，无法耐受单肺通气，FEV1<50%，严重胸膜粘连，脓胸，不同程度的呼吸衰竭以及既往开胸手术史等。

对于低龄患儿，因胸腔空间较小，操作距离短，手术视野暴露困难，早期学者[8]提出体重<20 kg为胸腔镜前路手术相对禁忌证。随着手术技术发展和外科医师水平提高，低体重患儿不再是手术禁忌。Lefevre等[9]报道对17例低体重(<20 kg)胸椎畸形患儿施行胸腔镜前路矫形手术，并取得满意的矫正效果，平均侧凸矫正角度19.1°，术后侧凸平均矫正率55%，且17例患儿无一例中转开胸。

3.2 手术方法

双腔气管插管，单肺通气，侧卧位，凸侧在上。单纯行前路松解多采用前外侧入路，术者站立在患者腹侧面向患者，于腋前线上建立3～4个工作通道，可进行椎间盘切除，椎间植骨融合等操作。若需要进行前路内固定操作，多采用后外侧入路建立工作通道以方便置钉。节段血管是否需要结扎目前仍存在不同看法。结扎节段动脉可减少出血，降低手术操作难度，Winter等[10]统计1197例共结扎6000条节段动脉，无一例出现神经功能损伤。但也有学者[11～13]通过动物实验以及临床病例回顾证实如果存在严重侧凸畸形、先天性椎体发育不良、后凸畸形等情况，结扎节段动脉会出现脊髓灌注减低的情况，存在脊髓缺血损伤风险。椎间植骨融合存在一定失败率，约为8%[12]，目前提倡自体骨融合可提高融合率，现多采用肋骨取骨植骨。

3.3 手术效果

Arlet[13]对胸腔镜前路松解手术进行荟萃分析，共151例，手术时间150～240 min；植骨融合节段4～7个；平均住院时间9 d；术后侧凸矫正率55%～63%；术后27例发生并发症(18%)：长时间机械通气是最常见并发症，共发生10例，好发于存在神经肌肉性疾病的患者；其次为肺相关并发症，发生6例(4.0%)；并发症还包括术后神经损伤、肋间神经痛、乳糜胸、浅表感染、中转开胸等，中转开胸发生率为0～3%，虽然并发症发生率高，但对术后远期疗效并无影响。相比传统开胸手术，VATS需要增加约28%的额外费用[14]。Jochen等[15]比较开胸与VATS的疗效，开展VATS的初期(前25例)，与开胸术后平均侧凸矫正率相近(66% vs. 67%)，随着胸腔镜技术的熟练，术后平均矫正率可上升至70%；胸腔镜手术相比于开胸手术，在平均松解节段(5.7 vs. 4.5)、平均出血量(180 ml vs. 228 ml)，每节平均出血量(34 ml vs. 51 ml)等方面均占有优势，但平均手术时间胸腔镜手术260 min长于开胸手术215 min，与术者手术熟练程度有关，同时随着手术例数的增加，胸腔镜前路松解平均手术时间可降至177 min。

前路松解手术能否确实提高术后远期矫正率目前仍存在争议。Dobbs等[16]以Cobb角>90°且柔韧性低于34%的胸椎侧凸患者为对象, 比较前路松解联合后路矫形与单纯后路全椎弓根螺钉手术的矫形效果，两者术后以及远期随访的矫形效果并无明显差异。Shi等[17]做过类似研究也得出同样结果，但前后路联合手术的置钉密度(44%)明显低于单纯后路(55%)，这一定程度可缩短后路手术时间，降低螺钉拔出概率，减少手术费用。此外，对于骨发育不成熟患者，为防止曲轴现象行前路松解术仍然是很有必要的。

4 IVATS

4.1 手术适应证

IVATS适用于轻～中度单胸弯以及部分柔韧性较好的胸腰双弯患者。手术适应证为King 3型或 LenkeⅠ型，Cobb角<80°，胸椎后凸畸形<40°，体重30～70 kg；相对适应证为 King 2 型、Lenke Ⅲ或Ⅴ型胸椎侧凸。仉建国等[18]建议柔韧性好可行选择性胸弯融合的胸腰双弯患者, 即King 2或King 3型也可考虑行IVATS。

4.2 学习曲线

学习曲线较长是目前限制IVATS发展的最大难题。术者手术技术的熟练可以一定程度上缩短手术时间，提高手术效果。Lonner等[19]对比57例IVATS治疗TIS，前28例平均手术时间(6.2 h)明显长于后29例(5.3 h)，术后平均矫正率前者(55.4%)明显低于后者(65.7%)。多个因素影响手术时间，包括术者的手术技巧、助手的配合、麻醉师的配合以及手术器械的不断改进等，平均手术时间由6.2 h(前28例)降至5.3 h(后15例)。然而，必须承认手术时间即使降至5.3 h，对比后路手术时间仍无优势。更让人遗憾的是，术者的熟练程度并不能减少术中出血，降低术后并发症的发生率。

助手在整个手术过程中起到的作用有限。Joshua等[20]对比不同助手(住院医师 vs. 高年资专科医师)配合下行IVATS，住院医师仅仅少量增加了手术时间和术中出血量，而术后矫正率、住院时间、术后并发症发生率2组均没有差异。助手有限的作用源于有限的操作，这也给该技术的培训带来难度。目前，普遍认为熟悉前路解剖，掌握开胸手术技术以后，需要进行系统的胸腔镜技术培训方能开展脊柱胸腔镜手术。对于初学者，建议先开展胸腔镜下活检、椎间盘切除、植骨融合等相对较容易的手术，待技术熟练后再尝试IVATS。

4.3 手术效果

Reddi等[21]统计299例T-IS行IVATS，平均脊柱固定节段7节，平均手术时间5.2 h，平均出血量391 ml，每节段平均出血量60.0 ml，平均胸腔闭式引流时间2.6 d，平均住院6 d，平均入住ICU时间1.7 d。应用IVATS可以取得较为满意的矫正效果，平均Cobb角矫正率64.6%，与后路钩系统矫正率相似，但低于全椎弓根螺钉内固定矫正率[22]。Wong等[23]对比IVATS和后路内固定手术，后路手术平均术中出血(368 ml vs. 313 ml)、平均手术时间(415 min vs. 252 min)、平均ICU入住时间(2.5 d vs. 1.6 d)均明显优于IVATS，术后平均侧凸矫正率两者无明显差异(62% vs. 67%)。Grewal等[24]对比IVATS与前路开胸手术，IVATS手术时间、术中出血多于传统开胸手术，在术后矫正率方面两者无明显差异(64% vs. 69%)。

IVATS术后并发症高发仍是目前有待解决的问题。最常见并发症为内固定技术相关并发症，发生率约20%，包括有假关节形成、螺钉拔出、钉棒分离、断棒等；其次为肺相关并发症，约10%，包括呼吸窘迫、气道黏膜栓、气胸、肺功能减低、肺不张以及肺损伤等；另外，还有切口感染、神经损伤等并发症[25]。Picetti等[26]报道IVATS治疗50例TIS，5例气道黏膜栓，3例短暂性胸壁麻痹，10例假关节形成，1例螺钉脱出，2例钉棒分离，2例断棒。

IVATS对肺功能的影响也是目前学者重点关注问题。IVATS术后患者肺功能均有不同程度地下降，但恢复速度较快，通常在1年恢复至正常水平，术后1～2年肺功能仍可持续改善，最终超过术前肺功能水平[27]。Lonner等[28]对比IVATS和后路矫形手术对肺功能的影响，虽然远期两者肺功能并无明显差异，但术后早期后路矫形患者的肺活量和峰流量的下降是IVATS术后的2倍多。Faro等[29]对比IVATS和前路开胸手术，术后3个月与术后1年IVATS组肺活量恢复情况均优于开胸组。由此可见，相较于开胸和后路矫形手术，IVATS对肺功能的影响是最小的。

相比传统后路开放性手术，IVATS具有减少融合节段以及有效预防曲轴现象的优势，但学习曲线长、术后并发症多，依然是对脊柱外科大夫的重大挑战。近年来，脊柱后路手术技术不断进步，椎弓根螺钉内固定技术以其手术难度低，矫正效果好，术后并发症低的优点更容易被人接受。IVATS技术的必要性和合理性仍存在争议，IVATS在微创方面的优势已经被额外的手术时间、术中出血量、ICU时间以及术后并发症所掩盖，需要更多的前瞻性研究来证明该技术的有效性。

5 小结

无论是胸腔镜下单纯前路松解，还是镜下内固定手术，都试图将微创理念引入T-IS的手术治疗中，以减少传统开胸所带来的巨大创伤和并发症，但其手术难度大，学习曲线长仍是该类技术无法忽视的问题。术者切忌忽视手术效果而过分追逐“微创”潮流。初学者需要严格遵循“由易到难”、“由简单到复杂”原则，循序渐进开展VATS，以缩短学习曲线。此外，后路椎弓根螺钉内固定技术已趋于成熟，是对IVATS的巨大挑战，术者需要严格把控手术适应证，合理选择手术方式以提高矫正效果，降低手术风险。

1 Gian PM，Valentina PG，Franco T. 100 years of thoracoscopy: historical notes. Respiration,2011,82(2):187-192.

2 Mack MJ，Regan JJ，Bobechko WP，et al. Application of thoracoscopy for diseases of the spine. Ann Thorac Surg,1993,56(3):736-738.

3 Picetti GD，Ertl JP，Bueff HU．Endoscopic instrumentstion，correction，and fusion of idiopathic scoliosis．Spine J,2001,1(3):190-197.

4 邱 勇，王 斌，吴 亮，等．胸腔镜下前路矫形术治疗特发性胸椎侧弯的初步临床结果．中华骨科杂志,2004,24(2):65-69.

5 Strom R，Mathur V，Givans H，et al. Technical modifications and decision-making to reduce morbidity in thoracic disc surgery: An institutional experience and treatment algorithm. Clinical Neurology and Neurosurgery,2015,133(3):75-82.

6 Wait S，Fox D，Kenny K，et al. Thoracoscopic resection of symptomatic herniated thoracic discs clinical results in 121 patients. Spine,2012,37(1):35-40.

7 Ron EH，Sucato DJ. Thoracoscopic approach for spinal deformity. Curr Opin Orthop,2005,16(6):457-463.

8 Early SD，Newton PO，Withe KK，et al. The feasibility of anterior thoracoscopic spine surgery in children under 30 kilograms. Spine,2002,27(21):2368-2373.

9 Lefevre Y，Ilharreborde B，Hout O，et al. Thoracoscopy in children less than 20 kg for the management of spinal disorders：Efficacy at long-term follow-up. J Pediatr Orthop, 2011,31(2)：170-179.

10 Winter RB，Lonstein JE，Denis F. Paraplegia resulting from vessel ligation. Spine,1996,21(10):232-233.

11 Bashar A，Yakup T， Nurperi G. Thoracoscopic anatomy and approaches of the anterior thoracic spine: cadaver study. Surg Radiol Anat,2012,34(6):539-549.

12 Newton PO，White KK，Faro F, et al. The success of thoracoscopic anterior fusion in a consecutive series of 112 pediatric spinal deformity cases. Spine(Phila Pa1976), 2005, 30(4):392-398.

13 Arlet V. Anterior thoracoscopic spine release in deformity surgery: a meta-analysis and review. Eur Spine J,2000,9(Suppl 1):S17-S23.

14 Newton PO，Wenger DR，Mubarack SJ，et al. Anterior release and fusion in pediatric spinal deformity. A comparison of early outcome and cost of thoracoscopy and open thoracotomy approaches. Spine,1997,22(12):1398-1406.

15 Jochen P，Laurel C，Connie Poe-Kochert, et al. Video-assisted thoracoscopic surgery in idiopathic scoliosis: evaluation of the learning curve. Spine, 2007,32(6):703-707.

16 Dobbs MB，Lenke LG，Kim YJ，et al. Anterior/posterior spinal instrumentation versus posterior instrumentation alone for the treatment of adolescent idiopathic scoliotic curves more than 90 degrees. Spine,2006,31(20):2386-2391.

17 Shi Z，Chen J，Wang C，et al. Comparison of thoracoscopic anterior release combined with posterior spinal fusion versus posterior-only approach with an all-pedicle screw construct in the treatment of rigid thoracic adolescent idiopathic scoliosis. J Spinal Disord Tech,2015,28(8):E454-E459.

18 仉建国，邱贵兴，于 斌.电视辅助胸腔镜下脊柱侧凸矫形融合术.中国脊柱脊髓杂志,2006,16(3):187-191.

19 Lonner BS，Scharf C，Antonacci D，et al. The learning curve associated with thoracoscopic spinal instrumentation. Spine,2005,30(24):2835-2840.

20 Joshua DA，Baron S，Darryl A. Perioperative outcomes and complications related to teaching residents and fellows in scoliosis surgery. Spine, 2008,33(10):1113-1118.

21 Reddi V, Clarke DV, Arlet V. Anterior thoracoscopic instrumentation in adolescent idiopathic scoliosis: a systematic review. Spine,2010,33(18):1986-1994.

22 Suk SI, Kim WJ, Lee SM, et al. Thoracic pedicle screw fixation in spinal deformities: are they really safe? Spine,2001,26(18):2049-2057.

23 Wong HK,Hee HT,Yu Z, et al. Results of thoracoscopic instrumented fusion versus conventional posterior instrumented fusion in adolescent idiopathic scoliosis undergoing selective thoracic fusion. Spine(Phila Pa 1976),2004,29(18):2031-2038.

24 Grewal H，Betz RR，Andrea LP，et al. A prospective comparison of thoracoscopic vs open anterior instrumentation and spinal fusion for idiopathic thoracic scoliosis in children. J Pediatr Surg,2005,40(1):153-157.

25 Kim HS，Park JO，Nanda A，et al. Video-assisted theracoscopic surgery for correction of adoleseent idiopatic scoliosis. Yonsei Med J,2010,51(5):753-760.

26 Picetti GD，Pang D，Bueff HU. Thoracoscopic techniques for the treatment of scoliosis: early results in procedure development. Neurosurgery,2002,51(4):978-984.

27 Verma K，Lonner BS，Kean KE，et a1．Maximal pulmonary recovery after spinal fusion for adolescent idiopathic scoliosis：how do anterior approaches compare? Spine,2011,36(14):1086-1095．

28 Lonner BS，Dimitry K，Farhan S，et al. Thoracoscopic spinal fusion compared with posterior spinal fusion for the treatment of thoracic adolescent idiopathic scoliosis. J Bone Joint Surg Am,2006,88(5):1022-1034.

29 Faro FD，Marks MC，Newton O，et al. Perioperative changes in pulmonary function after anterior scoliosis instrumentation: thoracoscopic versus open approaches. Spine,2005,30(9):1058-1063.

(修回日期：2016-03-17)

(责任编辑：李贺琼)

A Review of Anterior Thoracoscopic Surgery for Thoracic Idiopathic Scoliosis

ZhongJun*,LiuXiaoguang.

*DepartmentofOrthopaedics,PekingUniversityInternationalHospital,Beijing102206,China

LiuXiaoguang,E-mail:liuxgbjmu@163.com

Video-assisted thoracoscopic surgery; Thoracic idiopathic scoliosis; Spinal fusion; Spinal instrumentation

A

1009-6604(2016)05-0459-04

10.3969/j.issn.1009-6604.2016.05.020

2015-11-10)

*通讯作者，E-mail：liuxgbjmu@163.com

①(北京大学第三医院骨科，北京 100083)

【Summary】 Traditional anterior thoracotomy surgery for thoracic idiopathic scoliosis has amount of disadvantages such as large trauma, postoperative pain, and pulmonary function decrease. Video-assisted thoracoscopic surgery (VATS), which is considered as an effective method for the treatment of idiopathic thoracic scoliosis, can avoid those disadvantages as compared with thoracotomy surgery. Common surgical procedures include anterior spinal release with intervertebral fusion and instrumentation through video-assisted thoracoscopic surgery (IVATS). This article reviewed the history, indications, contraindications, advantages, disadvantages and outcomes of VATS in the treatment of idiopathic thoracic scoliosis.