Halo-骨盆牽引治療重度脊柱側彎畸形的效果及其對肺功能的影響

夏紀元,楊云飛,黃立軍,夏慶福,張玉雙

脊柱畸形是指脊柱弧度在冠狀面的前凸、后凸以及在矢狀面的側凸畸形,當畸形Cobb角>90°時,稱為重度畸形[1]。調查顯示,重度脊柱畸形患者呼吸功能障礙發生率高達80%,它是導致循環障礙、肺動脈高壓、肺源性心臟病甚至死亡等不良事件的主要原因[2,3]。為了降低重度脊柱畸形合并呼吸功能障礙患者手術相關并發癥風險,多數學者主張應避免一期手術,采用牽引等輔助治療,以降低脊柱僵硬程度[4]。目前常采用Halo-股骨踝上牽引(Halo-femoral traction,HFT)和Halo-重力牽引(Halo-gravity traction,HGT)等牽引方式。HFT可提供強大牽引力,在短時內快速改善脊柱畸形,但是該方法對患者活動造成極大限制,不利于鍛煉心肺功能,還容易出現壓力性損傷、墜積性肺炎等并發癥,僅用于術前短時間牽引[5]。HGT是一種安全、有效的牽引方法,但是提供的矯正力較小,存在治療效率低、周期長等缺點[6]。Halo-骨盆牽引(Halo-pelvic traction,HPT)早在上個世紀70年代已開始用于脊柱側彎患者的治療,該方法可全天候提供強大牽引力,能有效矯正各種脊柱畸形[7]。但是傳統HPT需要全身環繞牽引架,影響患者舒適度和睡眠質量,限制了其臨床應用[8]。鑒于此,本研究將HPT方法進行改進,并應用于重度脊柱畸形伴呼吸功能障礙患者,觀察其安全性和有效性,旨在為重度脊柱畸形的治療提供參考。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2021-01至2023-10北京大望路急診搶救醫院收治的100例重度脊柱側彎畸形伴肺功能不全患者作為研究對象。納入標準:(1)脊柱X線片主彎側凸Cobb角>90°,側彎Cobb角>125°;(2)伴呼吸功能障礙[二氧化碳分壓≥50 mmHg,用力肺活量實測值與預估值百分比(FVC%)<60%];(3)擇期行一期HPT治療,二期行單純后柱截骨矯形+椎弓根螺釘內固定手術;(4)患者自愿接受本次治療方案,簽署知情同意書。排除標準:(1)既往接受過脊柱相關手術,包括內置生長棒、前路松解、翻修手術等;(2)存在牽引禁忌證,如脊柱骨折、脫位等;(3)合并強直性脊柱炎、脊柱腫瘤、脊柱結核等其他脊柱疾病;(4)穿刺點存在皮膚損傷,無法安裝骨盆環;(5)合并精神疾病,無法配合HPT治療。剔除標準:(1)HPT治療過程中主動放棄者;(2)治療過程中出現氣胸、嚴重肺不張、顱神經損傷、下肢癱瘓等嚴重并發癥。本研究經北京大望路急診搶救醫院醫學倫理委員會批準(倫理號:2022052301)。患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 改良HPT裝置特點 傳統HPT牽引架環繞分布在軀干周圍,且位置固定,影響患者仰臥睡眠姿勢,導致患者耐受性差[9]。并且骨盆環為閉環,由于患者體型差異較大,造成穿戴的不便[10]。本研究將傳統HPT裝置進行改良,使用骨盆環為半環,減少了閉環結構從足部穿戴所帶來的不便;并且將牽引桿置于患者前外側,允許患者仰臥睡眠、穿衣和自行移動,同時仍可實現24 h不間斷牽引。

1.2.2 改良HPT裝置的安裝和牽引策略 HPT裝置由頭環、骨盆環和可伸縮連桿組成。骨盆置入螺釘的數量取決于患者的骨骼狀況和解剖變異情況。所有患者均在局部麻醉下、無菌手術室內完成HPT裝置的安裝。患者取仰臥位,確認站立位標記進釘點,進釘點附近皮膚消毒鋪巾,準備3枚直徑4.5 mm或5.5 mm髂骨螺釘,于雙側髂前上棘與髂后上棘之間頂端平臺區域刺入,根據患者髂骨骨質條件,深度約7 cm。然后放置頭顱環裝牽引裝置,盡量保持四周空隙距離一致,牽引桿放置在患者前外側。牽引框架于3～5 d內構建完成,以便于患者充分適應頭環和骨盆螺釘。框架構建完成后開始進行牽引治療,第1周,螺旋牽引架以0.5 cm/d的速度延長。從第2周開始,調整至0.3～0.5 cm/d,間斷調整牽引架,避免出現疼痛不耐受、反復牽拉引起神經并發癥。每日檢查患者顱神經和四肢神經,一旦出現神經并發癥,如四肢麻木、無力、伸舌偏斜、吞咽困難等癥狀,應立即停止牽引,適當縮短牽引桿,必要時縮短至牽引前的長度,并結合對癥治療,待癥狀消失后再給予牽引。每日進行釘道護理,保持釘道附近皮膚清潔、干燥,避免長期留置引起局部感染。定期檢查螺釘是否松動、移位,若患者出現釘道周圍疼痛,往往提示螺釘松動,應及時擰緊螺釘。牽引期每2周復查1次X線片。

1.2.3 手術方案 一期牽引治療后,擇期全身麻醉下行經后路脊柱側彎矯形術,術中維持HPT牽引。術后支具保護3個月,根據骨融合情況解除支具制動,堅持康復鍛煉。

1.3 觀察指標

1.3.1 影像學指標 牽引期間每3周復查拍站立位脊柱全長正側位X線片。分別采集HPT牽引前、牽引末次復查、內固定術后(內固定術后第1個月)以及末次隨訪標準站立位全脊柱冠狀面和矢狀面數據。具體指標包括:(1)主彎側凸Cobb角:脊柱主彎傾斜兩個椎體間最大角度的夾角。(2)頸7鉛垂線至骶骨正中線的距離(C7 Plumb Line-Center Sacral Vertical Line,C7PL-CSVL):頸7椎體中點鉛垂線與骶骨中線之間的距離。(3)頂椎偏距(apical vertebral translation, AVT):主彎頂椎椎體中心到骶骨中線的水平距離。(4)T1傾斜角:胸1椎體上終板與水平線之間的夾角。(5)影像學肩高度:肩鎖關節上方軟組織的高度差。(6)矢狀面偏移(sagittal vertical axis, SVA):頸7鉛垂線與骶1椎體上角之間的距離。(7)腰胸椎后凸角(thoracic kyphosis, TK):胸5椎體上終板與胸12椎體下終板所成夾角。

1.3.2 肺功能測試(pulmonary function test,PFT) 分別于HPT牽引前、牽引末次、內固定術前以及末次隨訪進行PFT,觀察指標包括用力肺活量(forced vital capacity, FVC)、FVC%、第1秒用力呼氣量(forced expiratory volume in first second,FEV1)、FEV1實測值與估計值的百分比(FEV1%)。為了確保數據的準確性和可靠性,PFT均測試3次,取平均值。

2 結 果

2.1 一般資料 100例一期行HPT的患者中,男40例(40.0%),女60例(60.0%);年齡12～55歲,平均(32.57±12.99)歲,牽引時間5～15周,平均(9.82±3.26)周,隨訪時間7～30個月,平均(18.90±6.69)月。

所有患者均順利完成二期單純后柱截骨矯形聯合椎弓根螺釘內固定術,其中胸廓成形術43例(43.0%),聯合衛星棒技術65例(65.0%);手術時間(289.99±66.87)min,術中出血量(553.14±142.76)ml,融合節段(12.19±2.98)個,牽引前身高(135.25±12.72)cm,牽引后身高(147.76±10.81)cm。典型病例見圖1、2。

圖1 重度脊柱側彎經Halo-骨盒牽引治療術前術后外觀照對比

圖2 重度脊柱側彎經Halo-骨盒牽引治療術前術后X線片對比

2.2 牽引前后影像學指標比較 單因素重復測量方差分析顯示,HPT治療在牽引前、牽引末次復查、內固定術后和末次隨訪的主彎側凸Cobb角、C7PL-CSVL、AVT、T1傾斜角、影像學肩高度、SVA、TK等指標的差異具有統計學意義(P<0.01)。見表1。

表1 重度脊柱側彎伴肺功能不全患者牽引前后影像學指標比較

2.3 牽引前后呼吸功能指標比較 單因素重復測量方差分析顯示,HPT治療在牽引前、牽引末次復查、內固定術后和末次隨訪的FVC、FVC%、FEV1、FEV1%等指標的差異具有統計學意義(P<0.01,表2)。

表2 重度脊柱側彎伴肺功能不全患者牽引前后呼吸功能指標比較

2.4 主彎Cobb角與肺功能參數相關性 隨著Cobb角逐漸減小,限制性通氣功能參數(FVC、FVC%)逐漸增大,與其呈顯著負相關性(P<0.05);通氣功能參數(FEV1)也呈現顯著增大,差異有統計學意義(P<0.05,表3)。

表3 重度脊柱側彎伴肺功能不全患者主彎Cobb角功能的相關性

3 討 論

傳統HPT應用并不廣泛,主要與HPT牽引器安裝不方便、容錯率低、患者耐受性差等原因有關。海涌[11]認為,雖然HPT可通過強大牽引力達到矯正各種脊柱畸形的作用,但是由于連接桿環繞于身體四周且位置固定,使其難以避讓部分脊柱畸形位置,即便勉強安裝也會對局部皮膚產生壓迫,影響牽引效率和舒適度。本研究對傳統HPT進行改良,使其具有以下優點:(1)骨盆環為半環,可從側面進行穿戴,避免了傳統HPT骨盆閉環結構從足部穿戴所帶來的不便;(2)半環結構可調節大小和形狀,適用于不同體型的患者;(3)牽引桿放置在身體前外側,能有效避讓脊柱畸形部位,允許患者以仰臥位睡覺,改善了患者的舒適度。本研究結果顯示,牽引后(牽引末次復查、內固定術后、末次隨訪)患者各影像學指標均低于牽引前,說明該研究HPT牽引無論在身體冠、矢狀面等整體平衡,還是在肩、骨盆平衡等局部平衡方面,均有明顯恢復作用。Qi等[12]報道稱HPT聯合脊柱松解術可提高牽引力,但是根據該作者報道,患者術后Cobb角平均矯正角度約為38.5°,略低于本研究結果。但是需要指出的是,單純追求牽引效率而聯合脊柱松解術存在明顯缺陷,脊柱松解術可額外增加手術創傷、治療成本,同時也會提高心肺部并發癥發生率[13]。隋文淵等[14]也證實,伴呼吸功能障礙的嚴重脊柱畸形的快速矯正,不僅達不到預期效果,反而會增加并發癥率和死亡率的風險。相對而言,本研究HPT能提供強大牽引力,不間斷作用于脊柱主彎區,循序漸進改善身體平衡和脊柱序列,避免暴力矯正引起的神經損傷和并發癥風險,同時還可通過相對自由的體位、便捷的穿戴方式來增加患者耐受性,改善舒適度。

重度脊柱畸形不僅影響患者外觀,當畸形發生在胸椎時,可造成胸廓塌陷、脊柱縮短、胸腔容積減少,導致肺通氣功能障礙。多數學者認為HGT可有效改善重度脊柱畸形患者呼吸功能,但是HGT主要依賴于患者自身重量作為反作用力,雖然舒適度較好,但是牽引效率低[15]。劉盾等[16]認為,HGT僅適用于重度脊柱畸形中柔韌度較好的低齡患兒,對重度僵硬型脊柱畸形以及中高齡患者的效果較差。HPT通過骨盆環和Halo環之間的連接桿實現牽引脊柱的目的,其提供的牽引力穩定、可持續,且不影響患者心肺功能鍛煉。本研究使用的HPT技術,既避免了傳統HPT帶來的舒適度不佳的缺點,又能保留強大的牽引力,且力度可調控,適用于各種類型的重度脊柱畸形伴呼吸功能障礙患者。本研究結果顯示,牽引后各時段呼吸功能指標明顯優于牽引前,說明新型HPT治療能改善患者呼吸功能。本研究發現,患者呼吸功能變化趨勢隨時間進展逐漸改善,表明HPT牽引治療促進胸廓再塑,使胸廓順行性逐漸改善,同時HPT緩慢拉伸脊柱,使呼吸肌與胸腔容積相匹配,通氣功能逐步得到改善。該HPT不僅可以用于術前脊柱側彎矯正,由于牽引架置于前外側,可用于術中維持牽引并易于置入內固定裝置,促進了患者的康復。Qi等[17]也認為,對于單純機械無法安裝、內固定困難的患者,經HPT牽引后,可降低內固定安裝的難度,減輕負荷力,能有效預防脫鉤、斷棍的發生風險,是重度脊柱畸形有效的輔助治療措施。

綜上所述,該研究HPT牽引治療重度脊柱畸形伴肺功能不全患者,能有效矯正脊柱畸形,恢復脊柱整體平衡,并能改善患者呼吸功能,是重度脊柱畸形伴呼吸功能障礙的一種安全、有效的輔助治療措施。本研究存在以下不足:(1)納入的病例均為一期行HPT治療,二期行矯形手術,由于牽引后呼吸功能未達到要求的患者無法進行二期手術,因此本研究只能反映HPT治療效果明顯的患者病例。(2)牽引末次復查接受肺功能測試時,患者脊柱仍處于固定狀態,患者用力呼吸幅度受限,可能會對呼吸功能指標檢測結果造成影響。后續研究中,將深入分析牽引治療的時量和時效關系,旨在優化HPT的治療流程和提高牽引效率,同時還將考慮引入舒適度指標,以更好地推廣新型HPT的應用。