一期后路全脊椎切除术神经系统并发症防治措施进展

林莞锋 仉建国

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

自Suk[1]于2002年首次报道了一期后路全脊椎切除术（posterior vertebral column resection,PVCR）治疗严重脊柱侧后凸畸形并将该术式标准化以来，过去十余年PVCR被越来越多的应用于难以通过一般的截骨手术取得满意的脊柱畸形，尤其是重度的僵硬的脊柱畸形[2-5]。PVCR技术的核心操作是后路对单个或多个椎体及其上下相邻椎间盘的完整切除，通过单次手术即可获得较高的侧凸和后凸矫正率，并且对术前有脊髓压迫症状的患者在截骨矫形的同时可对脊髓进行360°充分减压，2013年Lenke等[6]提出了严格全椎体切除术（vertebra column resection,VCR）定义:三柱结构完全截断，产生脊柱节段性缺失伴有充分的不稳定，需要临时性固定器械。学者[7,8]认为，PVCR的适应证为僵硬型角状侧后凸畸形；近年来，有部分学者[9,10]将VCR应用到严重青少年特发性脊柱侧凸的后路矫形手术中，但是将VCR适应证扩大到特发性脊柱侧凸的风险往往远高于受益，此观点仍有待进一步研究支持。尽管PVCR被誉为重度脊柱畸形的终结者，但其不但对手术技术要求高，并发症风险也高，尤其是截瘫等严重神经损伤时有发生。本文将就PVCR神经系统并发症的发生率、发生机制及防治措施的研究进展进行阐述。

1 PVCR神经系统并发症发生率

PVCR手术的神经系统并发症通常发生在截骨或者矫形过程中：严重脊柱畸形的患者术前脊髓往往处于压迫或牵拉状态，截骨过程中可能造成脊髓或神经根的直接损伤，另外，矫形过程中或闭合截骨部位时，三柱完全破坏导致的暂时性脊柱不稳可能造成脊髓切割、扭曲或脊髓短缩皱褶，因此容易并发神经系统损伤。

文献[11-14]报道PVCR的神经并发症发生率为6.0%～30.7%，不同文献报道发生率差别较大，近年来多中心大样本的证据级别较高的研究提供了较为详实可靠的数据。2014年由国际脊柱侧凸研究学会（Scoliosis Research Society,SRS）与AO国际脊柱学会发起了一项由全球15家脊柱中心参加的名为Scoli-Risk的多中心前瞻性大样本研究[2]，北美5家医院参照Scoli-Risk的入选标准对其132例行三柱截骨的病例进行了回顾性分析，发现其中VCR术后神经并发症的发生率为15.8%。2016年Yang等[15]对7篇文献进行了系统性回顾分析，共纳入了390例行PVCR病例，结果提示神经并发症36例，发生率为9.2%，其中神经根损伤18例（4.6%），脊髓损伤10例（2.6%），马尾神经损伤8例（2.1%）。2016年Lyer等[16]对11篇文献进行了荟萃分析，共纳入293例PVCR成人病例，结果提示PVCR神经并发症发生率为6.3%～15.8%，平均发生率为13.3%，其中仅表现为神经监测信号变化者7例（2.4%），神经根损伤6例（2.0%），脊髓损伤4例（1.4%），马尾神经损伤6例（2.0%）。

2 PVCR神经系统并发症的发生机制

PVCR神经系统并发症的类型包括神经根损伤、脊髓损伤和马尾神经损伤等，其中神经根损伤最为常见。其又可分为严重神经损伤和一过性神经损伤，前者以运动障碍为主，恢复过程长，部分遗留永久性病损;后者以感觉障碍为主，多在1个月内恢复。文献报道认为手术所致的脊髓机械性损伤及缺血性损伤是出现神经并发症的主要机制。

常见的机械性损伤主要有以下几个方面：①脊柱移位，由于PVCR破坏了脊柱三柱，截骨时产生脊柱节段性缺失伴有充分的不稳定，脊柱无论是矢状面还是冠状面的移位，都可能产生卡压或牵拉，造成脊髓的直接损伤，Lenke等[17]认为术中截骨端的脊柱半脱位可导致术中MEP信号变化，存在神经系统损伤风险，术中对其进行矫正后，MEP信号可恢复正常；②不适当的器械操作，脊髓周围由骨性结构包绕，对包绕神经组织的骨质进行环形截骨时，任何不适当的器械操作，包括冲击式咬骨钳、吸引器头、器械坠落、神经拉钩及骨刀等均可造成脊髓的机械性损伤；另外，截骨时难免形成的震动、闭合截骨间隙时异物挤入椎管内也会导致神经脊髓的机械性损伤。Lenke[17]推荐截骨时使用高速磨钻可以减少震动引起的脊髓损伤；③矫形中“夹击”损伤，截骨后对畸形进行矫正的过程中，随着截骨端位置角度的改变，脊髓发生皱缩，如椎板切除不充分，截骨端的后上角与对应的椎板边缘可对脊髓产生“夹击”损伤。学者认为，椎板切除范围应从截骨区近端的上椎弓根到截骨区远端的下椎弓根，这样当椎体前方闭合时，后方由于椎板切除间隙的存在，硬膜囊可向后方膨出避免受压，同时术者可探测腹侧硬膜囊有无受压情况；④硬膜外压迫，椎弓根螺钉、骨质、软组织血肿及水肿等原因压迫硬脊膜均可能引起神经并发症。椎弓根螺钉深入椎管或者矫形过程椎弓根螺钉切割脊髓均可引起脊髓损伤。Hicks等[18]认为在重度僵硬脊柱畸形病例中，脊髓凹侧本就处于栓系状态，此时很小的螺钉植入失误都会给神经根或脊髓带来直接切割损伤。Buchowski等[19]报道了2例在椎弓根螺钉植入过程中MEP信号丢失的病例，MRI提示明胶海绵压迫了硬脊膜，在移除明胶海绵后，患者的神经功能均得以恢复。

常见的缺血性损伤主要有以下几个方面：①低灌注损伤,无论是因为术中出血过多或者为预防术中出血过多而人为控制过低血压，持续时间过长的低血压，均可造成脊髓的灌注不足以及缺血性损伤。吕国华等[20]回顾分析了67例VCR病例，其中有1例因血容量灌注不足致使脊髓缺血梗死，于术后23 h发生完全性脊髓损伤；②脊髓过度短缩,截骨面闭合后，如果脊髓过度短缩，椎体后缘与对应的椎板可能对脊髓形成骨性卡压，带来机械性损伤，另一方面硬膜皱褶，过度变形、血管扭曲，影响脊髓血运，导致缺血性损伤。Kawahara等[21]研究证明单节段脊柱短缩超过椎体高度2/3将使脊髓硬膜囊过度变形、血管扭曲导致缺血性损伤；③缺血再灌注损伤,矫形过程中可导致脊髓内压力增高而影响脊髓血流供应，间接造成脊髓损伤，而矫形后脊髓张力减小，血供改善，可伴有再灌注损伤。Xie等[22]报道了28例行PVCR的严重脊柱畸形病例，有1例出现脊髓再灌注病理损伤。

3 防治措施

神经系统并发症是PVCR最常见的并发症，对于患者术后的生理功能和生活质量影响较大。严重的神经并发症如截瘫等，对于患者来说会带来灾难性的后果。因此，有效预防和及时处理尤为重要。结合文献报道及临床经验，以下措施可能有助于防治神经损伤。

3.1 应用术中神经监测

体感诱发电位（somatosensory evoked potentials,SSEPs）和运动诱发电位（motor evoked potentials,MEP）是监测脊髓功能最为常用的技术，能早期敏感地发现神经损伤。文献报道，MEP特异性明显高于SSEPs，因而被广泛应用于截骨手术。Owen等[23]认为在SSEPs改变之前，MEP能较早地提供脊髓损伤的信号。Papadopoulos等[24]认为神经检测能早期准确地发现脊髓的传导功能异常，以便及时采取措施，有利于减少神经并发症，45例PVCR病例中，出现了10例MEP信号改变，除了1例发展为脊髓损伤外，其余的在恰当的处理后均得以恢复正常。Lenke等[17]分析了40例PVCR患者，其中7例患者术中MEP信号丢失，但在恰当的处理（矫正脊柱半脱位或更换更大的钛笼）后神经监测信号均得以恢复，并且术后随访结果提示无脊髓损伤，因此认为神经监测的应用在其中贡献极大，无神经监测是PVCR的相对禁忌证。术中MEP信号一旦出现变化，尤其是波幅下降明显（≥50%）时，应当及时予以处理，首先探查是否存在脊髓压迫情况，及时松开内固定、移除内置物、再开放截骨面、恢复前柱高度和椎板切除减压；如没有压迫，再排查有无低血压、低体温等情况，并予以纠正，如MEP信号仍未恢复，应行唤醒试验以确定脊髓的真正状态。在必要时行术中CT明确内固定位置以及截骨断端有无压迫。根据我们的经验，在PVCR过程中，截骨完成时加压矫形前，会出现一过性MEP信号下降，考虑与脊柱不稳有关，在矫形完成后可恢复，因而建议截骨完成后尽快恢复脊柱稳定。如果发现有神经损害，可及时行甲强龙治疗[25,26]，减轻炎症反应和水肿。美国脊髓急性损伤协会（The National Acute Spinal Cord Injury Study,NASCIS）建议8 h内发生的急性脊髓损伤可予甲强龙冲击疗法，3 h内予30 mg/kg，24 h内予5.4 mg/（kg·h）持续泵入；但不建议脊髓损伤超过8 h的患者应用激素冲击治疗。大部分一过性的神经功能障碍患者，经激素、脱水和理疗后数周至半年完全恢复，严重的神经损伤并发症可获得部分恢复。

3.2 临时固定避免脊柱不稳

过渡性临时但稳固的固定是保证PVCR动中有静的必要而有力的措施。Suk等[12,13]认为必须在椎体完全切除前于一侧安置临时固定棒，只有这样才能做到在骨性结构彻底离断后，脊髓不因失去保护和支撑而随之发生突然的位移，防止截骨断端的矢状面或冠状面的移位对脊髓产生剪切损伤。Lenke等[11]认为由于VCR破坏了脊柱的三柱结构，截骨完成时脊柱处于完全失稳状态，如截骨开始前未使用临时棒固定，截骨端的左右或前后移位均会对脊髓产生卡压或牵拉，造成脊髓的直接损伤。

3.3 前中柱重建

前中柱的重建可防止脊髓过度缩短皱褶而带来的神经损害。Suk等[1]认为前柱截骨间隙＞5 mm时，需使用钛笼重建前柱，避免脊髓过度短缩。姚子明等[27]认为通常椎体间残余间隙＞l cm，或锐角畸形的多个椎体的切除，如结核性后凸，前方都需要加用钛笼或结构性支撑；如果加压矫形后硬膜囊膨隆明显，尽管扩大了椎板切除范围，但硬膜张力仍大，也应做前方支撑及适度撑开。Wang等[28]分析了28例使用钛笼的PVCR病例和7

3.4 维持术中适当动脉压

血压大幅下降时往往会有监测信号的改变。脊柱畸形严重的患者术前脊髓往往处于压迫或牵拉状态，本身血供较差，术中低血压会进一步减少脊髓血供，因而维持术中适当动脉压有利于保证脊髓血供，减少神经损伤。Owen等[23]认为术中平均动脉压（mean artery pressure,MAP）＞60 mmHg时一般不出现显著意义的SSEPs改变，而当MAP＜60 mmHg维持10 min左右，SSEPs即出现改变。Lenke等[17]认为在矫形和闭合截骨面的过程中，MAP最好保持在75～80 mmHg，若SSEPs出现异常应及时补充血容量，短时间内大量输血，一般SSEPs可及时恢复正常。我们认为血压是神经监测信号改变的重要影响因素，建议手术过程中血压不可过低，MAP应保持在＞70 mmHg。

3.5 计划性分期PVCR

例未使用钛笼PVCR病例，发现应用钛笼重建前中柱是相对安全可靠的，但是术后钛笼下沉＞5 mm以及钛笼重建高度＞20 mm是内固定失败发生的危险因素，因此建议置入钛笼高度尽量＜20 mm，且术后随访钛笼下沉＞5 mm，会导致后方内固定应力增加，增加内固定失败导致神经损害的风险，应密切随访。

分期手术可能在减少单次手术时间的同时，给予患者生理恢复的时间，却不会提高并发症发生率，可以考虑用于重度僵硬脊柱畸形患者的治疗。2016年Gum等[29]提出了分期PVCR，一期手术行钉棒系统固定，期间无需制动，并予以肠内外营养支持，给予患者生理恢复的时间，一周后行二期截骨手术。笔者分析了124例一期PVCR和48例分期PVCR，分期PVCR组的术前肺功能明显比一期PVCR差，这提示分期PVCR组的患者术前总体生理状况更差，然而一期PVCR组围术期并发症发生率为34%，分期PVCR组为23%，后者的并发症发生率比前者减少33%。

3.6 增加非截骨区坚强内固定

根据文献[11]报道，截骨水平上下至少各置入2对椎弓根螺钉，通过在截骨区上、下节段置入足够的椎弓根螺钉，不仅可以增加非截骨区的矫形力度，而且可以避免应力集中、重建脊柱稳定、降低内固定失败率，从而避免在截骨区矫形过多，减少神经损伤可能。Xie等[30]回顾性分析了46例PVCR病例，术前主弯平均Cobb角110°，术后Cobb角平均减少59°，其中截骨区节段贡献了49%的矫形率，但他们提出，椎体完整切除后，脊髓处于“漂浮”状态，如果在围截骨区矫形过多，那么脊髓会可能过度短缩，甚至形成脊髓褶皱成角（依笔者经验，脊髓成角不能大于20°，旋转不能超过10°），因此可通过在非截骨区置入坚强内固定可增加非截骨区矫形力度、分散应力，避免在截骨区域过度矫形。

3.7 应用卫星棒技术

在围截骨区应用卫星棒系统是一种安全且简单有效的增加脊柱稳定、减少神经损伤、内固定失败及假关节形成的方法。2014年Hyun等[31]首次报道了卫星棒系统，是指在截骨区的一侧或两侧额外置入卫星棒，卫星棒的头侧和尾侧分别用双头钉与同侧的长棒进行连接以形成统一的整体，以分散截骨区每根棒所承受的应力。围截骨区是应力最为集中处，卫星棒技术增加了椎体之间的相对稳定和固定，截骨面闭合时可以分散应力，防止局部的异常活动，不但可以降低神经损害的风险，明显提高手术的安全性和可靠性，也减小了术中出现复位丢失的可能。Hyun的研究纳入了卫星棒组和双棒组各66例进行病例对照分析，结果提示断棒率为，双棒组16.7%，卫星棒组3%；翻修率为，双棒组9.1%，卫星棒组0%，卫星棒组的断棒率和翻修手术率显著低于双棒组。刘臻等[32]回顾分析了13例应用卫星棒技术行三柱截骨手术的患者，所有病例均没有矫形丢失和内固定失败。

综上，PVCR是治疗重度脊柱畸形的终极手段，可以为其他术式难以解决的重度僵硬侧后凸畸形取得较为满意的脊柱畸形矫正和平衡重建，但是神经系统并发症的发生率高，截瘫和四肢瘫等严重神经并发症一旦发生将带来灾难性的后果。如何进一步降低脊髓神经损伤的风险显得尤为重要。术中有效的监护、及时合理的处理、合适的动脉压、恰当的坚强固定以及卫星棒等新技术的应用是减少后路全脊椎切除术神经损伤的有效手段。

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