颈椎前路大角度(12°)3D打印融合器在治疗颈椎退变性后凸畸形中的应用

赵子豪,段显亮,李 凡,贺佐强,程 维

(北华大学附属医院,吉林 吉林 132011)

目前,退变性颈椎病的发病率逐年增加,有研究[1-2]表明,正常人群中颈椎后凸畸形的发病率为38.3%.颈椎后凸畸形(Cervical kyphotic deformity,CKD)是在多种病因的影响下导致患者颈椎矢状位正常系列被破坏,造成了颈椎正常曲度异常而出现后凸,并引起局部和(或)神经症状及体征的一种临床综合征.导致CKD的病原因有很多,包括颈椎退行性改变、感染、强直性脊柱炎、创伤、炎症、肿瘤、先天性异常和医源性疾病,其中退变性颈椎后凸是CKD中最常见的类型之一[3].本研究旨在探讨颈椎前路钢板联合大角度(12°)3D打印融合器与颈椎前路钢板联合Cage在治疗颈椎退变性后凸畸形的临床疗效.

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2019年1月—2022年6月于北华大学附属医院治疗的退变性CKD患者31例,患者均有不同程度后凸节段脊髓压迫症状,其中男15例,女16例,年龄41～70岁,平均(55.6±8.4)岁.所有患者一般状况良好,无严重基础疾病.随机将患者分为A、B两组,均于术前在取得患者及家属的同意下进行手术治疗.A组15例患者行颈椎前路减压大角度(12°)3D打印融合器联合前路钢板植入,其中男7例,女8例,年龄41～70岁,平均(57.0±8.0)岁,BMI(23.34±3.01)kg/m2.B组16例患者行椎间隙减压颈椎前路钢板固定Cage(4°)植入术,其中男8例,女8例,年龄40～70岁,平均(54.2±8.9)岁,BMI(23.29±2.98)kg/m2.最后根据患者颈椎Cobb角、椎间高度变化情况及治疗的节段数量比较其矫正效果.

纳入标准:患者40～70岁;住院时颈椎MRI提示有脊髓或神经压迫,或存在与压迫相关的临床表现,持续时间>3个月,保守治疗无效;退变性因素导致颈椎后凸(C2～C7 Cobb角≤-5°或局部Cobb角后凸≥ 10°);术后随访时间超过12个月;病历资料及相关影像学检查完整.

排除标准:合并后纵韧带骨化症者;颈椎先天性畸形、僵硬性颈椎后凸畸形者;合并胸椎及腰椎相关疾病者;其他颈椎手术病史者;合并有颈椎感染、强直性脊柱炎、创伤、炎症、肿瘤病史者;需接受后路手术或前后联合手术的患者;有焦虑、抑郁等精神疾病史者;存在运动神经元病等病史者;病历资料及相关影像学检查不完整者.

1.2 手术方法

患者取仰卧位,待全身麻醉生效后,颈椎自然后伸,固定颈部及头部,颈部术区常规消毒,铺无菌巾单.沿左侧颈前部横切口行标准Simth-Robinson入路,依次切开皮肤、皮下及筋膜、切开颈阔肌,沿内脏鞘与动脉鞘之间分离至颈椎前,切开颈前筋膜,植骨定位针定位于责任椎间隙;C型臂透视见定位准确后,于责任节段椎体上各植入一枚螺纹针,安放撑开器,适当撑开责任椎间隙;用尖刀切开责任椎间盘纤维环,用髓核钳去除髓核,见减压良好,刮勺去除椎间隙上下终板残留的髓核纤维组织至骨质;试模后选择合适的3D打印椎间融合器或传统融合器,植入责任椎体间;见融合器稳定,颈椎曲度恢复良好,于责任节段椎体前铺一枚钢板,安放螺钉固定;C型臂再次透视,见融合器及钢板固定良好,冲洗术区,清点纱布器械无误后,放置负压引流,逐层缝合手术切口,术毕.

1.3 术后处置

患者术后2～3 d引流量小于40 mL时可拔除负压引流管,拔管后在颈托保护下行颈椎正侧位复查,查看融合器、钢板以及螺钉的位置.术后患者出现的相关症状给予对症处理,如患者术前存在颈髓高信号表现可予以高压氧治疗.根据患者改善情况,术后1周左右,在颈项部疼痛基本消失后,就应开始在颈围保护下练习项背肌,以维持颈椎的稳定性,防治项背肌失用性肌萎缩,术后颈托制动至少4周.恢复期注意颈部的休息与保健,防止操劳过度,注意避免风寒、劳累、外伤,这样不仅有利于病情的早日康复,而且还有助于避免患者痊愈后症状的复发.

1.4 评价标准

1.4.1 神经功能状况的评定

对患者颈肩部疼痛选择VAS评分进行评定,0分代表没有任何疼痛,10分代表难以忍受的最剧烈的疼痛,分值越高表明疼痛感越强;对患者颈椎功能状态采用NDI和JOA进行评估,NDI中0分代表无障碍,50分代表完全瘫痪,分值越高表功能障碍越严重;JOA共17分,其中17分代表患者完全正常,分值越低代表颈椎功能障碍越严重.最后计算出Hirabayashi改善率(%).见表1.

表1 大角度融合器与传统Cage的神经功能状况和影像学参数

1.4.2 影像学评价指标

通过颈椎侧位片测量患者手术节段Cobb角(RK,上锥体的上缘与下锥体的下缘连线的交角,前凸计正数,后凸计负数)、C2～C7 Cobb角(通过沿C2和C7下缘绘制的垂直线之间的角度来测量)、C2～C7矢状位轴向垂直距离(sagittal vertical axis,SVA,定义为从C2质心下降的垂线与C7后上端缘绘制的垂直线之间的距离)、手术节段椎间高度,术后随访时辅以颈椎CT平扫+三维重建评估手术节段融合情况.见图1 a、 b.

图1 影像学指标测量

1.5 并发症情况

记录患者随访期间的相关并发症情况.通过颈椎正侧位、颈椎MRI和颈椎CT平扫+三维重建评估矫正情况、手术节段融合情况以及神经卡压松解情况;术后记录两组患者饮水呛咳、血肿压迫、C5神经根麻痹、轴性疼痛、脑脊液漏、吞咽困难等并发症发生情况.

1.6 统计学分析

2 结 果

2.1 一般情况

两组患者的随访时间为12～24个月,平均(15.1±3.4)个月.其中单节段大角度融合器患者9例(C4～C5 5例、C4～C6 4例),两节段大角度融合器患者6例(C4～C6 3例、C5～C7 3例),单节段传统Cage患者8例(C4～C5 3例,C5～C6 3例,C6～C7 2例),双节段传统Cage患者5例(C4～C6 3例,C5～C7 2例),三节段传统Cage患者3例(均为C4～C7).所有患者均顺利完成手术,A组手术时间87～154 min,平均(110.1±20.1)min,术中出血量80～150 mL,平均(113.6±21.5)mL,术后引流10～60 mL,平均(25.4±9.9)mL;B组手术时间 70～180 min,平均(124.3±36.5)min,术中出血量50～260 mL,平均(140.3±59.1)mL,术后引流15～70 mL,平均(28.6±10.3)mL.

2.2 神经功能情况

本研究结果显示,大角度融合器组和传统融合器组患者的神经功能状况均较术前有较好改善,两组患者VAS评分、NDI指数及JOA评分均优于术前(P<0.05),术后1周及末次随访的所有指标与术前分别行配对t检验,均P<0.001;两组间比较,术后1周及末次随访的VAS评分、NDI指数及JOA评分比较差异无统计学意义(P<0.05)(见表1).两组患者术后1周和末次随访Hirabayashi改善率相近,末次随访均较术前1周好转.

2.3 畸形矫正情况

本研究结果显示,所有颈椎后凸畸形患者术后均得到较好矫正,术后1周和末次随访时 C2～C7 Cobb角和病变椎间隙高度较术前均明显增加,SVA 较术前明显减小(P<0.05),这3项参数术后1周及末次随访数据与术前分别行配对t检验,均P<0.001(见表2).术后1周和末次随访时手术节段局部Cobb角较术前明显增加,与术前数据行配对t检验,均P<0.001(见表3).

表2 两种手术入路的影像学参数

表3 两种入路手术的颈椎后凸畸形矫正情况

2.4 并发症情况

术后1周有5例患者出现了不同程度的颈部轴性表现,其中大角度融合器患者1例(3.23%),传统Cage患者4例(12.90%),5例患者VAS评分为(5.1±1.9)分,给予抗炎、地佐辛止痛、局部理疗等治疗后,患者症状均有较大改善,所有患者至末次随访时均无明显轴性症状或相关并发症.有6例患者自述不同程度吞咽困难,其中大角度融合器患者2例(6.45%)、传统Cage患者4例(12.90%),通过调整饮食(予以流食或半流食)等对症治疗后,患者症状均有较大改善.最后还有2例患者有轻度的C5神经根麻痹症状,均为传统Cage患者(6.45%),术后给予营养神经、激素抗炎等对症治疗,至出院时患者均好转.随访期间未出现其他严重并发症,至末次随访时所有研究对象均取得较好的椎间融合,未发现融合器塌陷、螺钉或前方钢板松动、断裂、移位等内固定相关并发症.

2.5 典型病例

患者,男,47岁,颈肩部疼痛伴右上肢麻木3 a、活动受限1 a,加重2月,行颈椎前路三节段(C4～C5、C5～C6、C6～C7)3D打印大角度(12°)融合器治疗,术后给予对症治疗,出院时患者自述颈部疼痛以及神经根性症状较术前明显缓解,末次随访时无明显颈部不适,随访期间未出现相关并发症.术后末次随访的颈椎侧位和颈椎CT与术前、术后1周的颈椎侧位对比,提示颈椎曲度维持良好,椎间隙高度明显改善,椎间融合良好.见图2.

a.术前颈椎侧位片;b.术后1周颈椎侧位;c、d末次随访颈椎侧位和颈椎CT.

3 讨 论

由于椎动脉、气管和食道之间的距离非常近,且颈椎具有支持头部重量、保护神经血管结构、保持水平注视的功能[4],颈椎后凸畸形(CKD)的治疗对脊柱外科医生来说仍是一个挑战.在颈椎生物力学稳定性方面,颈椎前部主要由椎体和椎间盘组成,并承受36%的轴向负荷,后部主要由小关节、椎板、棘突、后肌组织和韧带结构组成,在脊柱前凸的作用下,后部构件承受了剩余的64%的轴向载荷,并且作为张力带,对维持颈椎的稳定性起着关键作用[5].任何损害其受力平衡的因素都可能导致颈椎稳定性的丢失,CKD一旦出现,就很难通过非手术治疗获得令人满意的后凸矫正,颈椎的生理曲度只有通过手术才能得到恢复.

CKD手术目标为矫正畸形,恢复水平注视,必要时对神经元进行充分减压,以稳定脊柱的生物力学结构[6].CKD目前的手术方法有3种:前路(ACDF)、后路或联合入路手术,但其手术策略选择尚无明确标准,术者须根据患者CKD类型、神经卡压程度及畸形程度选择合适的手术策略[7].相对于其他手术,ACDF具有手术时间短、手术创伤较小、术中出血少、易重建颈椎生理曲度、缩短住院时间、去除脊髓前方压迫等优点,通过椎体间深部撑开能够对后方间接减压,同时通过前方钢板的塑形能够进一步增加CKD患者颈椎的稳定性[8].颈椎前路手术在改善颈椎矢状面序列及颈椎畸形矫正方面效果较佳[9],并且通过回顾研究[10]发现,对于退变性CKD患者,ACDF矫形的效果明显优于后路.作为传统颈前路手术的改良术式,大角度(12°)3D打印融合器本身就具备了传统前路手术的诸多优势,可直接彻底减压脊髓神经根前方的压迫(钩椎关节增生、骨赘增生、间盘突出等),同时也可以重建颈椎椎间高度,改善颈椎曲度等矢状面参数.

本研究大角度融合器组和传统Cage组患者术后JOA评分、VAS评分和NDI同术前相比均有明显改善,结果显示,无论是传统Cage还是大角度融合器均可直接解除后凸畸形带来的神经卡压,同时对脊髓功能有明显改善.在后凸畸形矫正方面,两种术式病变节段椎间隙高度、RK和C2～C7 Cobb角均较术前明显增加,SVA较术前明显减小,说明两种术式均可矫正颈椎的后凸畸形.但单节段大角度融合器矫正率及矫正度数要优于单节段传统Cage,与两节段传统Cage相近,说明大角度3D打印融合器可以用较少的手术节段获得较大的矫正度数,并且可以达到与多节段传统Cage相同的疗效.因此,相同的颈椎后凸畸形手术应用3D大角度融合器可以减少手术节段个数,在确保矫正效果的情况下可大大缩短手术时间,减少术后并发症出现的概率.

综上所述,对于颈椎病伴有退变性后凸畸形的患者,大角度3D打印融合器较传统前路融合器能以最少的治疗节段数达到更大的矫正度数,颈椎曲度恢复更佳,颈痛治疗效果更佳,颈椎最大程度保有活动度,融合器贴服性更好,融合率更高,为CKD的治疗提供了一种新的思路.但本研究有不足之处,纳入样本量较小,随访时间较短,仅纳入了术前、术后1周与末次随访时的临床与影像学资料,仍需进一步系统性研究.