颈椎椎管扩大成形术的研究进展

崔致尧，闫景龙，姬烨

(哈尔滨医科大学附属第二医院，黑龙江 哈尔滨 150081)

多节段颈椎退行性疾病指的是3个及3个以上连续或者不连续节段的颈椎节段，出现退行性病变导致椎管狭窄、脊髓神经受压进而导致一系列临床症状的疾病。颈椎椎管扩大成形术是通过颈后部入路对多节段脊髓受压的颈椎病患者进行治疗的一种方法。主要目的是通过在不损伤脊髓及保持颈椎稳定性的前提下解除脊髓后方压迫，扩大受压脊髓节段的椎管空间，达到间接减压的目的。尽管颈椎椎管扩大成形术获得了改良及发展，但仍然缺失共识性术中操作标准。本文将针对该术式发展、适应证、临床效果、相关并发症、新材料以及新技术的应用等方面进行阐述。

1 颈椎椎管扩大成形术的发展历史

颈椎椎板切除术作为颈椎后路椎管减压的一种手术方式，常用于治疗多节段脊髓受压的患者。然而Mikawa等[1]研究发现，在相对年轻的患者中，椎板切除术后存在后纵韧带骨化的持续发展和术后颈椎稳定性丢失等情况的发生，其原因通常是由于椎板切除术后颈椎后部骨性解剖结构变化所导致的。Kato等[2]通过回顾性分析发现，70%的患者术后存在连续型后纵韧带骨化症(ossification of the posterior longitudinal ligament，OPLL)的进一步发展。椎板切除后，47%的患者因为矢状面平衡丧失术后出现后凸畸形的进展，但这些改变并没有引起神经功能的恶化。Pal等[3]在尸体中测试了椎体、小关节和关节突的载荷传递，研究发现颈椎载荷在前柱和后柱的传递分别约为36%和64%。因此后弓小平面复合体的完整性显著丧失可导致不稳定，从而导致承重轴向前移动。这使颈椎肌肉处于机械上的劣势，需要不断地收缩才能保持直立的头部姿势。这种改变会导致椎间盘和椎体前体承担了最大的重量，从而导致颈椎结构的进一步的恶化[4]，因此尽管手术对患者的神经功能恢复有着一定效果，但其术后引起的一些相关并发症依然不可忽视。

为解决这一系列问题，颈椎后路手术得到了进一步的改良与发展。与椎板切除不同，该术式更多地保留了颈椎后方韧带复合体。此外，术后发生后凸畸形的概率相对较低，一般是通过更多地保留颈椎后部肌肉韧带复合体，以及通过对椎板操作扩大椎管面积从而达到减压的目的[5]。Oyama等[6]于1973年首次报道了“Z”形椎板成形术，手术方式通过常规的颈椎后路正中切口，然后充分暴露双侧椎板，观察椎板与侧块交界，在此交界处进行开槽，并于每个椎板上行“Z”形切口，将椎板抬高后用缝线固定，扩大狭窄的椎管空间，功能评分显示患者术后症状改善显著。Hirabayashi等[7]报告了单开门椎管扩大成形术，先将椎弓根与椎板交界处打薄，之后切除一侧分界处椎板骨质，同时为了制作门轴在开槽过程中保留另一侧分界处的内侧皮质骨，随后作为门轴进行开门处理，增大狭窄的椎管空间，达到间接减压的目的，最后将椎板与椎旁肌肉筋膜进行缝合处理，预防椎板“再关门”的发生。然而虽然改良的缝线技术大大降低了再关门的风险，但是近年来脊柱医生开始使用骨块或钛板等形式进行更稳固的固定。Wang等[8]对50例接受单开门椎管扩大成形术和单开门椎管扩大成形术加钛板内固定的两组患者前瞻性分析，发现两组患者术前及术后日本骨科协会(Japanese orthopaedic association，JOA)评分的改变没有明显差异，但是进行钛板固定的患者术后轴性症状和围手术期并发症更少。

近年来，人们对于颈部后方肌肉结构的研究逐渐重视起来。Shiraishi等[9]研究了一种新的颈椎椎板暴露技术，利用相邻棘突之间的间隔分离颈后部肌肉。与传统的颈椎后入路相比，该技术保留了棘突附着的半棘肌和多裂肌。有研究表明一些患者术后颈椎后凸畸形和轴性症状的发生，在一定程度上是由于术中对于附着于C2棘突上的颈半棘肌过多剥离处理不当所导致的[10]。同时术中打开的椎板传统上是用缝线进行悬吊固定的，但由于其为弹性固定，缝线不能提供足够强度的刚性固定，随着时间的推移，缝线可能会发生断裂，导致扩大的椎板发生闭合。为此开发了多种改进措施，例如使用缝合线、自体骨移植[11]、羟基磷灰石或其他陶瓷材料[12]以及同种异体骨移植和钛板[13]等。

2 颈椎椎管扩大成形术的适应证

颈椎病的脊髓压迫通常可以通过MRI或者CT确诊，患者的临床症状及疾病进展程度常与脊髓受压的影像学表现(如脑脊液消失、压迫比0.4、脊髓软化)紧密相关，因此影像学表现可作为手术治疗的指征。经研究发现椎管扩大成形术对影像学上表现为椎管前后径小于12 mm的颈椎椎管狭窄症、OPLL和多节段颈椎间盘突出症的患者具有很好的临床治疗效果，尤其是当颈椎间盘存在连续3个及3个节段以上的突出时该术式应作为首选的手术方式[14]。同时有研究表明局部后凸小于13°的患者，该术式对于改善脊髓型颈椎病是最好的选择。但对于一些术前颈椎矢状位失衡的退行性颈椎病患者，尤其是术前矢状垂直轴≥40 mm的患者，术后神经功能恢复不理想[15]。

3 颈椎椎管扩大成形术的临床效果

评价颈椎病患者术前及术后临床状态常用的指标有：JOA评分、Nurick评分、神经外科颈椎量表(neurosurgical cervical spine scale，NCSS)以及颈椎功能障碍指数(neck disability index，NDI)。某些情况下使用视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)评估患者的疼痛强度，但由于患者存在一定主观性，该评分应用较为局限。通常根据Hirabayashi公式计算JOA评分术后改善率[16]，改善率 =[(术后评分-术前评分)/(17-术前评分)]×100%，其疗效判定标准：改善率> 75%为优，50%～75%为良，25%～49%为可，<25%为差。Hirabayashi和Satomi[17]发现在使用椎管开门成形术的患者平均3年随访中，JOA评分的改善率为54%，其中OPLL患者亚组的恢复率略高为58%。Kimura等[18]通过研究29例接受椎板成形术治疗后随访至少5年的患者，发现短期和长期的平均改善率分别为54.4%和48.5%。许多短期研究支持以上研究结果，然而评估椎板成形术后的长期临床疗效的报道却较少。Seichi等[19]的一项长期研究中对接受双开门椎板成形术的25例患者进行平均12年随访发现，术前JOA评分为(8.3±2.7)分，术后2年内JOA评分为(11.5±3.2)分，随访5年增加至(12.1±3.0)分，术后10年平均评分略有降低至(12.0±3.1)分，在最终的随访评估中评分为(11.7±3.2)分。近年来，Chen等[20]通过回顾性研究85名脊髓型颈椎病患者，随访至少24个月发现影像学结果和功能评分变化之间的相关性。研究中63.5%的患者术后颈椎前凸曲度得到改善，36.5%后凸畸形逐渐恶化，Pearson相关分析显示C2～7矢状轴、T1斜率和T1斜率减去C2～7前凸是预测术后后凸畸形的良好指标，通过分析术前C2～7矢状轴和T1斜率减去C2～7前凸的临界值可以预防术后颈部疼痛。综上所述，颈椎椎管扩大成形术在术后颈椎功能性评价、改善颈椎前凸曲度等方面有着良好的治疗效果。

4 颈椎椎管扩大成形术对颈椎活动度的影响

虽然椎板成形术是一种在解决脊髓压迫问题的同时保留运动的方法，在疗效方面得到大家认可，但也存在导致颈椎活动度丢失的情况，其原因可能是由于相邻椎板间的椎间融合、颈椎后部肌肉的破坏和术后长时间使用颈部支具造成的[21]。Oichi等[22]对92例颈椎病患者术后2年的功能性X线片进行回顾性分析，研究得出椎板间骨性融合的患者术后颈椎活动度明显低于非骨性融合者，但对神经功能的恢复无明显区别，还有研究表明T1斜率和高龄是脊髓型颈椎病患者椎板成形术后发生椎板间融合的重要危险因素。Lee等[23]通过回顾性研究发现，C3椎板切除联合椎板成形术能有效防止C2～4椎板间植骨融合，最终使其术后颈椎活动范围优于C3椎板成形术。同时也有研究表明，经肌间隙保留双侧半棘肌的单开门椎管扩大成形术，术后颈椎活动度和颈椎曲度分别为(38.41±7.33)°和(14.60±8.56)°，与术前相比无显著丢失，且优于传统手术组，有效促进患者神经功能恢复的同时保持了较好的颈椎曲度和活动度[24]。综上所述，尽管影响颈椎活动度的原因有很多，目前认为更好的对术前情况进行评估、选择合适的术式、术后减少卧床时间及早期的颈部肌肉功能训练，可降低手术对颈椎活动度的影响。

5 对降低术后C5神经根麻痹的探索

C5神经根麻痹作为颈椎椎管扩大成形术后一种常见的并发症，发病率为4.7%～6.3%，其原因尚未得到证实。发病机制现有多种假说，已有大量研究对C5麻痹的危险因素进行了分析，最为人们认可的假设是脊髓后移导致C4～5神经孔内侧C5神经根受到压迫和牵拉[25]。此外还有考虑的假设是由于颈椎术后脊髓减压引起的脊髓再灌注的损伤[26]，和术中使用骨钻切割锥板时钻热引起的热损伤和机械性损伤[27]等。虽然对于引起C5神经根麻痹的具体病因并不清楚，但必须对其作出相应的处理来降低该并发症带来的影响。Zhang等[28]通过研究发现，限制椎板开门的角度和椎板切除的宽度，避免脊髓的过度后移位，椎板抬高的角度保持在15°～30°，可降低C5麻痹的发生率。潘宇波等[29]通过对108例接受颈椎后路单开门椎管扩大椎板成形术患者的影像学及临床资料进行回顾性研究发现，术前高T1斜率的患者，术后会发生更严重的轴性症状。Nori等[30]提出了颈椎椎板切除宽度不超过脊髓宽度2～3 mm，以防止脊髓过度后移位，这将C5麻痹的发病率从9.2%降低到1.2%。Takeuchi等[31]通对140例颈椎椎板成形术患者进行了术前超声检查，测量两侧C5神经根的横截面积并观察术后C5麻痹的发生率，结果表明患侧C5神经根的横截面积较未患侧显著增大。有报告显示联合椎间孔切开术在预防C5神经根麻痹方面的显著效果，Lee等[32]研究表明对于脊髓型颈椎病合并神经根病变的患者，附加椎间孔切开加椎板成形术可能比单纯的椎板成形术更能显著改善手臂疼痛，同时其术中切除小关节不超过50%，不会增加椎板成形术后的整体或节段性后凸畸形，也不会导致节段不稳。Haghighi等[33]发现实时肌电记录对C5神经根刺激与体感诱发电位和运动诱发电位相比更为敏感，而手术期间C5神经根持续的肌电活动可能是神经受到刺激或损伤的警告信号，这对术中预测术后节段性C5麻痹具有一定指导意义。临床上常通过术后早期增加对颈背部肌肉的训练来减轻上臂外展功能障碍的症状，该方法现被大多数临床医生所接受。对于一些主观疼痛感的治疗一般采用短疗程的口服非甾体类抗炎药来进行，经治疗后随访观察发现一般情况下术后2～3周症状即可减轻，甚至痊愈。也有研究表明，围手术期预防性地塞米松治疗是降低脊髓型颈椎病患者术后C5麻痹发生率的安全有效的方法[34]。虽然以上研究存在C5麻痹的研究数量有限及诊断标准并不完全统一等局限性，但仍为证明C5麻痹的发病机制提供了一定程度的支持。

6 颈椎椎管扩大成形术中新材料的应用

在颈椎管椎管扩大成形术中，各种维持颈椎管扩大支撑结构的材料也不断发明出来代替自体骨。郑佳俊等[35]通过对大鼠骨髓间充质干细胞进行体外分离、培养和鉴定，结果发现多孔羟基磷灰石能够上调该细胞中的miRNA-210-3p和miR-146a的表达，进而诱导其成骨分化。因此多孔羟基磷灰石由于优良的生物相容性和骨传导性已慢慢成为一种具有较大潜力的骨移植替代材料，具备良好的应用价值和宽广的应用前景[36]。相比自体骨需要术中做另一个切口获取髂骨，而且可能会导致取骨后畸形、相关血管神经损伤等一系列并发症。而羟基磷灰石材料的新型支撑钛板和螺钉具有均匀的尺寸和形状，良好的稳定性，易于处理，可缩短手术时间，使颈椎活动度得到更好的保留。但是，其价格昂贵，而且术后仍然存在松动和移位等可能性，因此其需要进行长期随访，以更清楚地评估其在临床上的不利影响。现在临床上拥有各种大小和形状的支撑材料可供选择，因此不需要自体骨组织的采集及修整，简化了椎板成形术的手术程序，但未来在骨愈合及稳定性方面仍需要进一步研究和发展。

7 新技术的手术应用探索

随着医学科学的不断进步，疾病的诊断与治疗更加快速精准有效，越来越多的研究人员将新技术应用于颈椎管成形术中，在降低手术失误率的同时也降低了术后各种并发症的发生，使该术式对于一些细节处理上得到了不断的发展，临床效果让人满意。但在颈后路单开门式椎管扩大成形术中开门侧的骨槽制作往往依靠术者经验，缺少术前的精准规划。因此，Li等[37]通过把20例颈椎病患者的术前轴向CT图像载入DICOM PACS系统中然后使用软件进行解剖测量，通过计算机辅助模拟和公式计算得出术中开槽位置处椎板的平均厚度为6.19mm，开槽处的最适宽度范围为5.13～7.15 mm，该研究在提高手术安全性的同时也为术中精准操作提供了数据支持与解剖学基础。临床上经常使用咬骨钳和高速磨钻作为处理骨骼的手术器械，然而在使用咬骨钳时往往会对术者的身体素质有一定程度要求，并且存在术中出血较多、术后椎板愈合时间较长等一些问题；高速磨钻由于其钻头旋转速度很快，对于经验较少的临床医生其操作风险也相应随之增高。超声骨刀因其具有刀头能量传播距离短、提高手术精确程度等优势在脊柱外科手术中的使用频率不断提高。与咬骨钳相比，应用超声骨刀可以减少术中失血量、术后引流量及引流管留置时间[38]。李玉伟等[39]通过回顾性分析193例采用颈椎后路单开门椎管扩大成形术(C3～7)治疗的颈椎病患者临床数据，发现采用超声骨刀切割椎板术中更加安全可靠、手术时间短，可避免椎板门轴侧发生断裂。

8 总 结

颈椎病是一种多见于中老年人以退行性改变为病理基础的慢性严重疾病，对于其诊断治疗已经进行了许多相关研究。颈椎椎管扩大成形术对脊髓压迫、OPLL或发育性椎管狭窄的颈椎病有着很好的临床疗效，短期和长期的临床结果优于多节段前路减压融合术和简单的椎板切除术，并发症较少。需要注意的是颈椎椎板成形术的适应证和禁忌证必须考虑到患者的症状、体征和颈椎的矢状位排列，术中应尽量保留颈部肌肉复合体已达到术后更好的临床效果。未来在重建原理、医疗材料和病理研究等方面仍有很多可以不断改善的地方，需要进行长期随访的前瞻性研究来评估该术式，以确定颈椎后路减压的最佳方法。