对先天性脊柱侧凸术后经融合区三柱截骨翻修的安全性及疗效分析

王加旭 吴继功 邵水霖 陈志明 高博 李海侠 黄世博 马晓明

先天性脊柱侧凸是由椎体先天异常形成或分割所致,约占全部脊柱畸形的10%[1]。针对其发病早、畸形进展快的特点,早期干预可有效防止侧凸加重,减少融合节段。当前,先天性脊柱侧凸手术时机及方案不尽相同,部分患者在接受脊柱融合手术后需要再次翻修。Paul等[2]认为先天性、神经肌肉型及综合征型脊柱侧凸1年内翻修率最高。Fruergaard等[3]报道脊柱畸形翻修率达9.2%,典型的翻修原因包括感染、植入物失败、假关节、神经功能损伤或畸形进展等。然而,针对先天性脊柱侧凸术后翻修报道较少。少数报道先天性脊柱侧凸翻修率为3%,集中在单一半椎体畸形术后翻修[4]。本研究回顾性分析先天性脊柱侧凸术后翻修病例,探讨经融合区三柱截骨在先天性脊柱侧凸融合术后翻修中的安全性及有效性。

资料与方法

一、资料

1.纳入与排除标准:(1)纳入标准:①先天性脊柱侧凸术后患者;②脊柱后方或前方已部分融合;③采取经融合区三柱截骨翻修术;④随访超过2年,具有完整随访资料。(2)排除标准:①生长棒等非脊柱融合手术;②2年内丢失随访资料。

2.病例来源:2012年1月至2018年1月中国人民解放军战略支援部队特色医学中心脊柱外科收治的先天性脊柱侧凸融合术后患者38例;男12例(31.6%),女26例(68.4%);年龄(23.5±8.4)岁;翻修原因包括脊柱侧凸进行性加重(侧后凸加重、内固定取出后背痛及平衡失代偿,29例,76.3%,Frankel分级E级)、神经损害[6例,15.8%;手术前Frankel分级1例B级(2.6%)、2例C级(5.3%)、3例D级(7.9%),神经损害逐渐加重]、内固定失败(3例,7.9%,Frankel分级E级)。已行手术(1.4±0.6)次。初次手术年龄为(13.4±8.4)岁。椎管内异常包括椎管内骨嵴6例(15.8%)、脊髓低位10例(26.3%)、脊髓栓系8例(21.1%)、椎管狭窄4例(10.5%)、脊髓空洞5例(13.2%)、chiari畸形1例(2.6%)。

二、方法

1.手术:根据术前影像检查及全脊柱3D打印模型规划截骨及融合节段、模拟截骨、预估矫形效果。影像学显示严重椎管内畸形(椎管内骨嵴、巨大脊髓空洞)的患者,先处理神经畸形,再行脊柱侧凸翻修手术。手术策略:(1)胸椎>60°或胸腰椎>10°,冠状位平衡(<2 cm)者单纯后路经椎弓根椎体截骨(pedicle subtraction osteotomy,PSO)或者全椎体切除截骨(vertebral column resection,VCR);(2)胸椎<60°或胸腰椎<10°者多节段Ponte截骨;(3)胸椎>60°或胸腰椎>10°且冠状位失衡(>2 cm)者后路PSO或者VCR加多节段Ponte截骨;(4)术中采取脊柱等长或短缩矫形,不增加硬脊膜张力。全麻俯卧位。全程脊髓电生理监测(运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)及体感诱发电位(sensory evoked potential,SEP)。沿后正中入路,如有内固定先取出原内固定。植入合适大小椎弓根螺钉后,超声骨刀辅助截骨,PSO或VCR。凸侧合拢截骨断端,联合凹侧平移技术完成矫形。根据硬膜囊张力,扩大凹侧椎管,适度脊髓内移,实现脊柱等长或短缩,不增加脊髓张力。充分椎管内止血,部分患者安放卫星棒。

2.评价指标:分别在翻修术前、后和随访节点拍摄的站立位全脊柱正侧位X线上测量相关数据。包括冠状位主弯侧凸Cobb角、矢状位后凸Cobb角、冠状面平衡(distance between C7 plumb line and center sacral vertical line,C7PL-CSVL)和矢状面平衡(sagittal vertical axis,SVA)。记录手术时间,术中出血量及每个患者在翻修术后和随访期间出现的并发症。所有患者在翻修前、后及随访节点内行全脊柱正侧位X线检查。影像数据由两位高年资主治医师分别测量后取均值。

结 果

38例患者均行脊柱侧凸术后翻修截骨矫形内固定植骨融合术。翻修手术与初次手术间隔时间为3～30 (12.0±5.9)年。所有患者随访2年以上,随访时间为(36.0±12.5)个月。

1.初次手术类型及翻修手术情况:翻修手术时间为206～770(447.4±112.7)min。术中出血1 200～6 000(2 539.5±1 116.6)ml。手术融合节段8～16(12.8±2.0)个。初次手术类型包括单纯后路自体髂骨融合术4例(10.6%)、侧前路截骨内固定术2例(5.2%)、前后路联合内固定融合术3例(7.9%)、后路截骨或单纯内固定融合术29例(76.3%)。截骨形式包括PSO 19例(50.0%)、VCR 11例(28.9%)、PSO/VCR+Ponte 8例(21.1%)。截骨位置包括L1-4 10例(26.3%)、C4-T12 28例(73.7)。术后并发症包括胸腔积液5例(13.2%)、下肢麻木5例(13.2%)、脑脊液漏3例(7.9%)、髂前外侧皮神经麻痹3例(7.9%)、肠系膜上动脉综合征3例(7.9%)、深部感染1例(2.6%)。

2.临床效果:冠状位主弯Cobb角由翻修术前(73.2±22.4)°矫正至术后(29.1±12.9)°,差异有统计学意义(P<0.05);矫正率为60.2%±9.9%;末次随访为(29.1±13.0)°。矢状位后凸Cobb角由翻修术前(83.9±26.6)°矫正至术后(35.0±13.4)°,差异有统计学意义(P<0.05);矫正率为57.3%±12.8%;末次随访(35.0±13.3)°。翻修术前C7PL-CSVL和SVA分别由(34.9±25.6)、(46.0±39.3)mm矫正至术后(18.5±10.4)、(17.2±10.5)mm,差异均有统计学意义(P<0.05);末次随访为(18.6±10.7)、(17.1±10.6)mm。所有测量指标术后与末次随访相比,差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。6例神经损害患者翻修手术后神经损害无加重。在末次随访时,2例Frankel C级和3例D级均恢复至E级;1例Frankel B级末次随访无明显改善,仍为B级。典型病例见图1,2。

图1 患者女,21岁,先天性脊柱侧凸(半椎体畸形T9、12)。12岁时行后路自体髂骨融合术,术后1年侧后凸进行性加重 A,B 翻修术前全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角78°,矢状位后凸Cobb角57°(CobbT10-L2>10°) C 融合区椎板已融合 D 术中T12椎体VCR截骨 E,F 术后即刻全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角30°,矢状位后凸Cobb角17°,矫形效果良好 G,H 术后3年随访全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角29°,矢状位后凸Cobb角18°

表1 围手术期及随访期间影像数据比较

3.并发症发生、处置及预后情况:20例(52.6%)患者术后出现不同程度并发症。胸腔积液5例,不同程度呼吸困难;其中2例患者单侧胸腔积液超过500 ml,放置胸腔闭式引流;3例小于500 ml,采取无创呼吸机辅助呼吸、补充白蛋白联合利尿药等综合措施。硬脊膜损伤3例术中即刻修补,术后头低脚高位,引流管术后3 d内拔出,并盐袋加压切口。肠系膜上动脉综合征3例;其中1例发展成不完全性肠梗阻,均行胃肠减压治疗。术后感染1例,术后7 d持续高热,复查胸腰椎MRI显示术区高亮信号,白细胞、中性粒细胞及CRP呈上升趋势,临床诊断深部感染;予以非计划再手术清创灌洗、敏感抗生素治疗2周。所有患者并发症在出院时完全治愈,在随访期间均未发生感染、内固定断裂、侧后凸加重等并发症。

讨 论

先天性脊柱侧凸发病原因和机理是在胚胎形成的8周内因环境、基因、维生素缺乏等因素导致椎体结构发育异常,从而形成半椎体、融合椎、分解不良等先天脊柱侧凸畸形[5]。对于进展迅速的先天性脊柱侧凸,手术治疗仍为优先选择[6]。主要技术包括:半椎体切除、融合手术、非融合手术、混合融合技术以及生长棒技术等[7]。然而,由于先天性脊柱侧凸结构复杂,差异化明显,一旦随访中观察到初次手术失败,则需要进一步翻修矫正。

图2 患者男,13岁,先天性脊柱侧凸(脊髓空洞)。4岁时行前后路联合内固定融合术,2年后取出后路内固定,侧凸进行性加重 A 初次后路联合内固定融合术 B,C 翻修术前全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角117°,矢状位后凸Cobb角121° D 一期后路翻修融合,术中T11椎体VCR截骨加3节段Ponte截骨 E,F 术后即刻全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角57°,矢状位后凸Cobb角46°,矫形效果良好 G,H 术后26个月随访全脊柱正侧位X线,冠状位主弯Cobb角36°,矢状位后凸Cobb角48°

1.先天性脊柱侧凸术后翻修原因及策略:有研究针对32例单一半椎体畸形所致先天性脊柱侧凸术后翻修病例进行分析,认为原发手术失败的原因是术后局部侧凸进展、内固定失败和平衡失代偿;翻修策略在于彻底切除残留半椎体和邻近椎间盘;彻底切除假关节,扩大融合节段并大量植骨;置换失败的内固定物,并将端椎水平化[8]。另有研究发现,16.7%的先天性脊柱侧凸在取出初次手术内固定后,侧凸进行加重,进行了翻修手术,强调充分植骨可能是避免翻修手术的有效手段[9]。还有报道3.5%的半椎体畸形翻修病例认为半椎体切除不全,生长椎板残留,原发侧凸、节段性后凸矫形欠佳,整体畸形大于节段性畸形时,固定节段不当等导致平衡失代偿,侧后凸加重[10]。先天性脊柱侧凸往往伴有椎管内异常,或许是初次手术选择短节段融合的原因;但有的学者认为畸形矫正无需神经系统干预,神经并发症的风险并没有增大[11]。因此,初次手术在综合考虑患者生长情况下,尽可能充分矫形,避免侧凸进一步进展。本组结果发现脊柱侧凸进行性加重、内固定失败是导致翻修的原因。融合节段不足,初次截骨不完全;椎管内畸形导致内固定选择不恰当;内固定取出过早或内固定失败,难以对抗生长发育期侧后凸进展,平衡逐渐失代偿等导致再手术。出现神经损害也是翻修手术的原因。本组中15.8%的患者是由于神经损害再手术,其中2例Frankel C级和3例D级患者术后均恢复至E级,1例Frankel B级末次随访无明显改善。

2.并发症分析:三柱截骨对脊柱畸形矫正效果良好,但神经损害、内固定失败及胸腔积液等并发症率较高[12-13]。和脊柱畸形初次手术相比较,翻修手术围手术期并发症更高[14];本组并发症达52.6%。脊柱畸形翻修术后神经系统并发症常见;术前合并神经症状更易出现新的神经并发症[15]。本组出现下肢麻木5例,髂前外侧皮神经麻痹3例,考虑为矫形时神经根牵拉及长时间俯卧位压迫所致。但本组患者无严重神经损害发生,可能和术中等长或短缩脊柱、维持脊髓低张力状态、避免矫形时出现脊髓张力增高相关。同时,对于术前存在明显椎管内畸形的患者,建议先完成椎管内或脊髓畸形的处理后再行翻修,以降低神经损伤风险。胸膜破裂导致胸腔积液也是脊柱侧凸截骨时的常见并发症,发生率30.7%～71%[16-17];本组发生率为13.2%。术中超声骨刀及椎管内积极止血等操作,有效避免了胸膜破裂。本组采取术后通过及时纠正蛋白平衡,降低其发生率[18]。瘢痕粘连是翻修手术必须面对的问题,尤其初次手术行截骨手术后,瘢痕与硬膜囊粘连[19]。本组3例患者在剥离过程中出现硬脊膜破裂,建议勿强行剥离瘢痕与硬膜囊。对于内固定失败及假关节形成等并发症,本组主要采取以下措施避免内固定失败:截骨端完全闭合,增加前柱融合;扩大融合节段,并大量植骨,增加后柱融合;以躯干平衡为目的;截骨端增加卫星棒[20]。

3.先天性脊柱侧凸后路融合术后经融合区三柱截骨翻修的矫形效果:三柱截骨技术包括PSO及VCR。在切除椎体、增加矫正效率的同时,解除骨性压迫并降低脊髓的张力是一种较好的畸形纠正方法[21]。Lewis等[22]报道了29例特发性脊柱侧凸术后经融合区进行多节段截骨翻修病例,平均矫正20.2°。Yang等[23]对13例脊柱后路融合手术患者进行回顾性分析,同样采用多节段截骨术式,冠状面矫正率达64.1%。但是,针对先天性脊柱侧凸术后翻修的报道不多。本组患者取得冠状面及矢状面的矫正率分别为60.2%及57.3%,与单一半椎体切除及特发性脊柱侧凸术后翻修矫正率大致相当[8,16,24]。与其他报道相比,本组翻修手术时间、术中出血、手术融合节段并未增加[12-13]。同时,对于合并神经损害的患者,通过等长或短缩脊柱、减轻脊髓张力,有利改善神经功能。因此,先天性脊柱侧凸融合区域采用三柱截骨矫形是安全可行的。

综上,本研究结果显示三柱截骨在先天性脊柱侧凸融合术后翻修治疗中是安全有效的。但本研究存在先天性脊柱侧凸术后患者数据多样性、异质性、单中心数据回顾性分析等不足之处。后续还需要进行多中心大样本以及长期随访的临床数据分析。