特發性脊柱側凸后路手術的研究進展

陳勃先 楊華 孫紅 潘家曌 吳鴻斌

【摘要】 特發性脊柱側凸（IS）影響患者外觀、心肺功能發育，更甚者可伴有脊髓神經功能障礙，其手術治療是脊柱外科的難點。本文針對特發性脊柱側凸的后路手術方式：后路脊柱內固定系統、脊柱選擇性融合、直接去旋轉技術的研究進展進行綜述，期望獲得最佳手術方式，提高患者生活質量。

【關鍵詞】 脊柱側凸 后路手術 外科治療

[Abstract] Idiopathic scoliosis （IS） affects the appearance of the patient， the development of cardiopulmonary function， and even more with spinal nerve dysfunction. The surgical treatment is a difficult point in spinal surgery. This article reviews the posterior surgical approach of idiopathic scoliosis： the development of posterior spinal internal fixation system， selective fusion of spine， and direct vertebral rotation. It is expected to obtain the best surgical method and increase the quality of life of patients.

特發性脊柱側凸（idiopathic scoliosis，IS）是常見的脊柱畸形，以脊柱在冠狀面上偏離軀體中線，水平面上椎體、附件的旋轉及矢狀面上生理曲度的變化，或伴有肋骨旋轉、椎管發育不良為主要特征[1]。測量標準是在X線平片上測量冠狀面角度，依據Cobb測量法，國際脊柱側凸研究學會（SRS）規定10°或10°以上可診斷為脊柱側凸，不足10°的患者被認為存在脊柱不對稱[2]。在診斷IS前需排除引起側凸的其他原因，如先天性、神經肌肉型（發育性或后天獲得性）、功能性、炎癥性或感染性、病理性等[3]。IS根據發病年齡可分為三種類型：嬰幼兒型（0～3歲）、少兒型（4～10歲）、青少年型（10～18歲）[4]。IS不僅影響患者外觀、心肺功能發育，更甚者伴有脊髓神經功能障礙，同時也對患者心理健康和生活質量產生不同程度影響，因此采取積極有效地治療方式勢在必行[5]。

基于IS的自然病程或進展程度，目前有以下治療方案：觀察、熱塑型和石膏支具以及手術[6]。同時有以下方法被認為可減緩或阻止側凸的進展，如電刺激和理療等，但這些方法均未被科學證實能替代傳統治療[6]。IS的治療應該是以側凸的進展情況和患者脊柱發育成熟后的風險為依據[7-8]。少兒型和青少年型的側凸患者，如果預料到脊柱發育成熟后將會帶來較大的風險，則需要早期手術干預[9]。雖然很多醫生提議Cobb角>50°才需要手術，但這不是絕對的手術指針。對于骨骼發育未成熟的側凸患者，根據側凸的進展程度，Cobb角在40°～50°也可能需要手術。目前對于嬰幼兒型側凸是否需要手術是有爭議的，對于Cobb角>45°或胸腰段/腰段Cobb角>40°的嬰幼兒可能需要手術[8，10]。Dickson等[11]十分重視對胸椎前凸的有效矯正，胸椎前凸對肺的發育以及肺功能都有嚴重影響，患者進行支具治療時可能加速胸椎前凸的進展。所以，對伴有胸椎前凸的患者，可能需要更積極的手術治療[11]。

目前，IS手術治療的主要術式包括單純前路、單純后路、前后路聯合。隨著椎弓根螺釘技術的普及，后路手術相比于前路手術有更多的優勢，能夠獲得良好的矯形效果、強大的矯形力量以及穩定的三柱固定[12]。此外，前路手術置釘時需刺破對側皮質，增加胸主動脈損傷風險[13]，而后路手術可有效避免前路手術造成的胸廓破壞和肺部損傷[14-15]。目前臨床上大都采用后路椎弓根螺釘系統+脊柱選擇性融合+直接去旋轉技術進行手術矯形，其創傷較小，矯形效果滿意。因此，本文就IS后路手術的研究進展進行綜述。

1 后路脊柱內固定系統

在IS矯形中，最理想的固定是提供堅強內固定，并且達到脊柱的三維矯形。Harrington[16]在1962年報道了第一種有效治療IS的內固定系統。在之后的30多年里，應用Harrington內固定系統，進行后路全脊柱融合，術后支具制動6～9個月成為IS的標準外科治療方法。雖然Harrington系統對治療脊柱側凸已經取得了前所未有的成功，但仍然存在一些不足之處。Harrington內固定系統主要是通過撐開力進行脊柱矯形，但隨著側凸被撐開的角度越大，矯正力也隨之降低。如果撐開力超過椎板的最大負荷，就會發生椎板破裂以及矯正不足。在撐開的同時，脊柱被延長，矢狀面的生理彎曲減小，并且撐開對脊柱側凸中的旋轉畸形無效。

隨著內固定系統的進步，可進行多點脊柱內固定，并在一根棒上產生撐開力、旋轉力和加壓力的后路節段性脊柱內固定系統隨之誕生[17-18]。1977年Luque提出了“脊柱節段性固定”的概念，建立了第二代脊柱矯形系統，增強了內固定的牢固性，但該系統缺乏縱向撐開力，椎板下鋼絲有損傷脊髓的風險。1983年Cotrel等[19]在進一步研究脊柱的生物力學后，將棍與多種形式的鉤、椎弓根螺釘及橫向螺桿相結合，發展了以CD器械為代表的第三代脊柱內固定系統，使其對脊柱矯形固定更趨于合理，并提出脊柱三維矯形的概念，使脊柱側凸手術從二維進入三維矯形時代。繼CD系統之后，在20世紀80年代后期出現一種新型的脊柱三維矯形系統，即TSRH系統。TSRH器械是一種多功能的脊柱三維矯形器械，主要是通過頂椎凸側椎弓根螺釘與矯形棒連接，在脊柱三柱范圍內將去旋轉力逐級向上下端椎傳導。與CD系統相似的脊柱內固定系統還有IOSLA系統、Moss Miami系統、CD Horizon系統等。后路節段性內固定系統術后一般不需要聯合支具治療，并且可提供更優的冠狀面平衡和矢狀面矯正，同時能夠減少胸椎后凸不足[20]。

隨著第三代脊柱矯形內固定器械的研究開發和臨床應用，全椎弓根螺釘技術也逐漸被應用于治療胸腰段或腰段側凸，并顯示出一定的優勢。與椎板鉤、椎弓根鉤相比，椎弓根螺釘有更高的抗拔強度，可提供更可靠的矯正控制力，矯正時通過棒的旋轉使畸形的脊柱獲得更好的重新排列，減少不對稱地撐開或加壓所帶來的失代償現象，并具有恢復矢狀面曲線的優點，通過椎弓根螺釘還可達到更好的水平面矯正（椎體旋轉）[21]。在使用椎弓根螺釘矯正冠狀面和矢狀面的畸形時，還能使下端融合椎移位到中線，并恢復水平位，進而能夠更好地恢復腰椎前凸。椎弓根螺釘能夠提高腰椎側凸的矯正度，比椎板鉤在融合固定雙主彎下方節段時有更好的矯正效果。全椎弓根螺釘技術（尤其是胸椎椎弓根螺釘技術）最大的潛在風險就是血管和神經并發癥，這是由于其特殊的解剖特點所決定的[22]。

2 選擇性融合

脊柱堅固融合是IS手術治療成功的必備條件。傳統全脊柱融合犧牲脊柱活動度，選擇性融合在保留部分脊柱活動度地同時兼顧矯形效果。脊柱融合的總體原則是盡可能地減少融合節段，目的不僅僅是為了保留腰椎的活動度，還可以防止側凸的進一步加重。對于包含有1個以上彎曲的IS，若存在一個彎曲嚴重，而另一個彎曲的嚴重程度較小、且柔韌性良好，筆者考慮這個彎曲為身體為平衡主要彎曲的代償性彎曲，選擇融合主要彎曲，而不是融合所有的彎曲，這稱之為選擇性融合。嚴格來說，選擇性融合是為未經治療的較小的胸彎或跨過中線的腰彎而制定的[23]。當醫生為了美容需求、脊柱平衡或兩者兼而有之的原因，評估是否需要融合非結構性繼發畸形時需要考慮選擇性融合[24]。

Lenke分型系統提供了更加客觀的指標來決定對IS患者是否可行選擇性融合，尤其是C型的患者。Lenke分型系統對于結構彎有著更加嚴格的定義，這就為確定哪些彎可以選擇性融合而不會導致臨床失平衡提供了客觀的評價標準。放射線檢查參數可客觀的評價每一個彎相較于其他彎的結構性特征，所以若參數相匹配，則兩個彎均需手術處理。胸彎及胸腰彎的Cobb角、頂椎旋轉度以及頂椎偏距是需要重點考慮的因素。但是，如果出現以下情況不能行選擇性融合：肩向胸腰彎或腰彎的凸側傾斜、患者骨骼已高度成熟或存在臨床上難以接受的剃刀背畸形。基于腰彎修正型，應注意選擇性融合期間下端融合椎（lowest instrumented vertebra，LIV）殘留的傾斜度[25-26]。在矯正結構性側凸時，尤其是選擇性融合時，利用術中透視技術來評估LIV殘留的傾斜角度是很有必要的[27]。

選擇合適的近端及遠端融合節段對于防止術后失代償是很重要的，融合節段的選擇錯誤是術后失代償的主要原因[28]。如果融合節段過短，會產生附加現象[29-30]。遠端融合節段的選擇依賴于對融合范圍之內遠端結構性側凸的端椎、中位椎、穩定椎的理解和確定[31]。如果融合至穩定椎的頭側椎體，遠端融合椎應觸及骶正中垂直平分線（central sacral vertical line，CSVL），無明顯旋轉（Nash-Moe分級≤1.5），并且這個椎體的下方椎間盤必須是平行或開角向凸側的[32-33]。在放置胸椎椎弓根螺釘時，應按照一定順序來進行。對于小的椎弓根，可根據情況行肋橫突結合區置釘。

3 直接去旋轉技術

傳統上75°以上的側凸、矯形小于50°的側凸以及需行胸廓成形術的側凸需要行前路松解[14]。Lee等[34]的研究顯示了胸椎椎弓根螺釘的優越性，他們指出，直接作用于椎體的去旋轉作用不僅可以達到冠狀面、矢狀面上的矯正，同時能達到水平面上的矯正，這種通過椎弓根螺釘實現的新技術稱之為直接去旋轉技術（direct vertebral rotation，DVR）。隨著現代多節段椎弓根螺釘內固定技術的推廣和DVR技術的出現，允許在后路手術中對冠狀面和矢狀面進行更大的矯正，同時可有一定的美容效果，而無須行前路手術。

當臨床上有顯著的胸段或腰段剃刀背畸形時，可應用DVR技術。使用DVR技術時，需要畸形頂點處以及融合節段近端和遠端兩個節段準確地置入椎弓根螺釘[35]。在胸段，DVR技術有助于矯正脊柱的旋轉和剃刀背畸形。在使用該技術時，需使用硬棒，并按矢狀面曲度進行預彎以防止胸后凸的減少。DVR技術有助于Lenke分型中雙主彎的胸腰彎或腰彎的三維矯形，減少LIV的傾斜[35]。根據Lenke分型胸彎矢狀面修正型為（+），則不能應用DVR技術，因為這種度數的后凸會對近端的椎弓根螺釘產生很大的應力。對于這些患者，可應用“凸側棒”來處理冠狀面和矢狀面的畸形。

綜上所述，盡管目前所有的側凸都可通過后路矯正，但是在經選擇的Lenke1、Lenke6CN，尤其是Lenke5CN型側凸，仍可選擇前路手術[36]。IS的Lenke分型有助于融合節段的確定以及決定是否行選擇性融合，這有助于制定最佳的手術方案。術前應利用所有的客觀方法對畸形進行嚴格的分析，直接去旋轉改善了胸彎的矯正，回避了胸廓成形的風險。遵循這些原則可有效避免脊柱矯形的某些困難，如失代償和融合彎的附加現象。醫學技術在不斷進步，椎弓根螺釘、直接去旋轉技術的出現很大程度地提高了脊柱外科醫生治療嚴重脊柱側凸的能力，可在獲得較好矯形效果的同時保證安全性。雖然我們對脊柱畸形的認識與治療在不斷進步，特發性脊柱側凸仍是一個排除診斷，但隨著特發性脊柱側凸基因圖譜的繪制，在不久的將來對于其診斷及治療將會有更進一步的認識。

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（收稿日期：2020-02-03） （本文編輯：董悅）