来源：脊柱外科住院医师进阶精要

主译：仉建国

引言

成人脊柱侧凸以及青少年特发性脊柱侧凸是脊柱外科医生经常诊治的疾病。对于畸形严重且进行性发展的患者，可能需要进行长节段脊柱融合，其中包含部分胸椎。与腰椎相比，胸椎的视野更差、椎弓根螺钉更小且更靠近重要脏器，因此胸椎内固定更有挑战性。

然而，随着椎弓根螺钉设计的优化，胸椎侧凸患者可以获得更加安全以及生物力学上更加有力的矫形。近年来，椎弓根螺钉成为胸椎内固定最常用的技术，而骨钩以及钢丝技术以及前路手术可以作为椎弓根螺钉技术的补充。

流行病学以及自然史

脊柱侧凸可以进一步分为先天性脊柱侧凸、特发性脊柱侧凸(AIS)以及成人脊柱侧凸。先天性脊柱侧凸是发育过程中椎体形成以及分节障碍所导致的少见畸形。先天性脊柱侧凸畸形的进展取决于畸形的类型。

AIS是一个排除性诊断，在10~16岁的儿童中的发病率为1%~3%。AIS畸形的进展与诊断的时间、畸形的严重程度以及侧凸顶椎的位置有关。多数AIS患者治疗方式为随访观察以及支具治疗。但当畸形超过50°时会对肺功能造成损害，而当畸形超过40°时会对患者的外观以及心理造成不良影响。因此，严重畸形患者往往需要行脊柱融合术。

成人脊柱侧凸的定义为骨骼成熟的患者脊柱冠状面Cobb角超过10°，其可由未接受治疗的青少年特发性脊柱侧凸发展而来(AdIS)，也可为年龄增长后新出现的成人退变性脊柱侧凸(ADS)。文献报道，在50岁以上的患者中，脊柱侧凸的发病率1.4%~9%，美国可能有约500,000人患病。

此类患者常因肌肉疲劳、躯干失平衡、椎间盘退变以及小关节病变出现腰痛。如果不进行治疗，AdIS胸椎侧凸大于50°时每年会进展1°，而30°以下的胸椎侧凸是稳定的。ADS患者侧凸进展认为与椎间盘高度的丢失有关，从而导致小关节病变。再加上老年患者椎旁肌无力，两者共同作用会导致脊柱轴向旋转和周围韧带牵拉，并进而导致椎体侧方滑移。侧弯度数大且伴有侧方滑移的患者畸形进展的风险较高。

评估

对于脊柱侧凸患者的评估首先应当进行全面的病史采集以及体格检查。病史采集需要重点关注症状的部位、畸形进展的速度以及是否存在相关的神经或者心肺功能症状；其它还需要重点考虑的因素包括内科疾病、社会心理疾病以及是否吸烟。

对于脊柱畸形患者需要进行从头到脚的全面体格检查，需要重点关注患者的神经功能状态。对脊柱侧凸的评估需要在站立位以及前屈位进行。

影像学检查以及分类

在脊柱侧凸患者的评估以及治疗过程中，最常用的影像学检查为X线片检查，一般采用站立位36-英寸(91.4 cm)脊柱全长X线检查。侧方弯曲像有助于评估侧弯的的柔韧性。系列脊柱全长正侧位X线片可用于监测畸形的进展并评估保守治疗的效果。

术前CT检查可帮助制订手术计划的并对畸形在不同平面上进行三维重建。MRI检查对于评估存在神经功能障碍、神经症状以及畸形快速进展的患者非常有用。

对于畸形超过60°或者存在心肺功能受损症状的患者，需要进行肺功能检查。对于AIS患者，确定融合节段的应用最广泛的分型为Lenke分型，该分型根据畸形所处的部位以及侧方弯曲像上畸形的柔韧性来确定融合节段。

治疗

非手术治疗

同时存在成人脊柱侧凸和腰痛的患者其治疗策略与其他成人腰痛患者相似。全面的病史采集以及体格检查可帮助判断脊柱侧凸是否与患者的症状相关。

非手术治疗可以用来治疗脊柱侧凸所导致的腰痛症状，但是其不能阻止畸形的进展。在患者因伴发疾病以及个人意愿不能接受矫形手术时，也可采用保守治疗。

非手术治疗，包括物理治疗、糖皮质激素注射以及神经根阻滞，可改善手术患者的身体状况而使其明显获益。成人脊柱侧凸患者使用支具治疗并不会改善患者的生活质量或疼痛，也不会阻止畸形的进展。

对不具有手术指征的患者，支具治疗可能可以帮助缓解症状。支具治疗对于AIS是有效的，可以阻止畸形的进展。Nachemson、Peterson以及Daneilsson在上世纪90年代末至本世纪初开展了大规模的BRAIST研究，该随机对照研究表明支具治疗比单纯随访观察取得了更好的效果，若佩戴有效，可阻止20°~40°的侧弯的进展。

手术治疗

非椎弓根螺钉内固定系统

在过去二十年，胸椎前路手术的应用明显减少，从之前占所有内固定融合手术的25%降到目前的不足5%。同一时期，骨钩以及其它内固定的使用同样也明显下降。这些手术入路以及方法已经被单纯后路全椎弓根螺钉内固定系统替代。

后路全椎弓根内固定系统已经被证明安全性良好、可提供更好的生物力学性能、融合节段更短，且并发症发生率更低。该系统的主要缺点为费用高昂，但在未来其费用会逐渐下降且该缺点可被其显著的优势所抵消。

骨钩目前已经不在常规手术中使用。但在一些情况下，骨钩系统或者钉钩混合系统可以作为一种备选方案使用。骨钩可以在脊柱的多个部位应用。在放置椎弓根钩时，首先切除下关节突显露上关节突。然后将椎弓根钩(中央有凹陷)直接固定于椎弓根，并由上关节突在下方支撑加强固定。椎板钩可以放置在黄韧带内，通常需要切除部分头侧的椎板或者尾侧的关节突进行显露。横突钩需要进行更广泛的显露，且横突容易骨折，其不能单独使用。

使用骨钩的目的是减少对硬膜的显露，但是在使用椎板钩时，可能会对硬膜产生一些压迫。骨钩需要放置在脊柱的肌肉组织之下，可通过正中或旁正中切口进行有限的肌肉剥离、显露后安全放置，而放置椎弓根螺钉需完全显露关节突关节，因此放置骨钩对肌肉的剥离明显减少。骨钩与其产生撑开或者加压节段之外的骨结构没有连接。在胸弯矫正以后，骨钩的受力会发生变化，因此其可能发生移位。

多枚骨钩可以被放置在相反方向上以产生“爪”型结构，在脊柱的一侧产生加压的力量，以在矫正畸形的同时减少骨钩移位的风险。骨钩与预弯好的内固定棒连接后即开始矫形，并通过转棒至合适位置完成最终矫形。通过内固定棒进行矫形将在椎弓根螺钉章节进行深入讨论。在与内固定棒相连之后，根据骨钩的方向，其可产生撑开或者加压力量来完成矫形。

杂合内固定系统可以通过联合使用骨钩以及椎弓根螺钉来完成畸形的矫正。Mousny等报道了一种特殊的内固定系统，通过在头端使用三个骨钩形成爪形结构、尾侧使用椎弓根螺钉作为锚定点完成冠状面以及矢状面矫形。此外，还有其它多种杂合内固定系统，不在本章讨论范围之内。还有一些相对先进的技术出现，例如使用纤维带来代替金属线缆以避免其灾难性的失败。尽管如此，很多此类技术并没有被广泛应用，主要原因为与椎弓根螺钉相比，其获得更难，通用性、力学性能及医生的熟悉程度更差。

椎弓根螺钉内固定系统

椎弓根螺钉系统的生物力学性能

与以往其它治疗方式相比，椎弓根螺钉系统有两大力学方面的优势。与其它内固定方式相比，椎弓根螺钉可以提供三柱固定效果，这是其最重要的力学优势。

此外，椎弓根螺钉的抗拔出力显著高于骨钩以及钢丝。值得注意的是，由于青少年患者的椎弓根骨结构具有可塑性，在实际手术时可选用比椎弓根型号大的椎弓根螺钉，提高了固定强度和抗拔出力。

椎弓根螺钉的安全性

尽管在术后CT扫描上可以观察到椎弓根壁破裂的情况，椎弓根螺钉技术是安全的。尽管椎弓根皮质骨边缘破坏的发生率高达43%，但发生神经损伤的几率为1.2%。有学者提出在突破椎弓根内壁时有4mm的安全区，包括2mm的硬膜外间隙以及2mm的蛛网膜下间隙。后续有尸体研究对这一观点提出了质疑。

无论如何，在胸椎进行准确的椎弓根螺钉置入时内壁突破不能超过2mm是很重要的，在极重度畸形患者也是如此。在儿童先天性脊柱侧凸患者中，除了畸形矫正之外，胸椎椎弓根发育的异常也给胸椎椎弓根螺钉的置入带来挑战；对于此类患者，应当更加当心。

椎弓根螺钉技术

手术的第一步也是最重要一步是确定融合的节段。手术的目标是恢复脊柱力线(在不同平面上)、矫正畸形并尽可能的保留活动度。对于如何对侧弯进行选择融合，有多种方法可供参考，但是目前尚无一种方法是通用的。通常情况下，对结构性主弯进行融合已经足够了，70%的患者其代偿弯可自行矫正。但有些患者存在结构性双主弯，对于双主弯融合范围的不足可能会导致术后固定失败。

Lenke分型已经取代King分型成为指导融合范围选择的分析系统。Lenke分型包含6个主要类型，并进一步划分为42个亚型。该分型系统首先确认主要弯以及次要弯，之后对腰椎以及胸椎进行修正。该分型可以帮助确认哪些弯需要融合以及远端和近端的融合范围。值得注意的是，约有10%青少年特发性脊柱侧凸的患者的胸椎数目存在异常，因此在术前计划时需要对脊椎数目进行仔细的计数。

确定融合范围、完善术前计划之后，患者就可进入手术室完成矫形内固定植骨融合术。椎弓根螺钉的置入技术有很多种。Kim等报道了仅使用上关节突、椎板以及横突等解剖标记确认椎弓根螺钉钉道的技术(见图1)。

图1 图示为胸椎。红色是上关节突，蓝色是横突，绿色是峡部。获得Springer Link Publishing授权使用(图片经Perna允许后重绘)。

使用弯曲的、钝头的(可有不同型号)开路器进入椎弓根，推进过程中首先将弯曲面朝外以防止穿破内壁。在进入20mm之后，他们建议将开路器的弯曲面朝向内侧以进入椎体。他们建议在上、中、下胸椎开路器进入的深度分别为20~25mm、25~30mm和30~35mm时用探针探查钉道是否完整。在他们最早的文章中，螺钉突破椎弓根但无神经损伤的发生率为6.2%。除解剖标记外，还可使用X线透视辅助进行椎弓根螺钉的置入。

在使用X线透视时需要经常移动透视机器在多个平面上透视，因此需要一位熟练的技师进行操作。要获得清晰的终板以及对称的椎弓根图像需要调整内外以及头尾侧投射角度(见图2)。在获得良好的图像后，可清晰辨别解剖标记并向前推进开路器。在每一节脊椎置钉时均需重复这一流程。也有报道采用椎板切除、直接触及椎弓根内壁引导椎弓根螺钉置入，但通常仅限于翻修手术。

图2 使用术中X线透视可帮助确认合适的入钉点。该示意图表示透视的形状。椭圆形为椎弓根，矩形为椎体。当椎体在不同平面均重叠时，椎弓根将位于矩形的上角，且变得更加清晰。当图像中终板重叠时其密度将升高，棘突应位于椎体的中央。通过单纯移动C形臂就可轻易获得优质的图像。(例如将棘突置于椎体的中央，然后将终板调整至重叠)。

此外，亦有报道使用带有肌电监测功能的电动椎弓根开路器，但主要用于腰骶段内固定。该技术处于成长阶段，其在胸椎椎弓根螺钉置入中的应用尚需进一步研究。在螺钉置入完成之后，可使用肌电刺激来帮助确认螺钉的位置。在胸椎，当电流阈值为11mA时，螺钉突破椎弓根的阴性预测值为97.5%。

在完成椎弓根螺钉置钉后，主要精力需要转向重建脊柱正常曲度。有很多措施可帮助进行侧弯的矫正，包括肌肉以及韧带组织的松解、胸廓成形以及截骨术。作为最基础的方法，关节突切除可为脊柱提供额外的活动度。这些操作可能在置入椎弓根螺钉寻找入钉点时已经完成。关节突切除术可对关节进行松解，并有助于融合。切除棘间韧带和彻底剥离肌肉表面软组织同样有助于提高脊柱整体柔韧性，但不会明显的破坏脊柱稳定性。

胸廓成形术会将肋骨与脊柱分离，其使用存在一定争议。胸廓成形术会影响患者的肺功能，但是会提高患者的满意度(主要是剃刀背矫正后获得的外观改善)。此外，可以使用截骨术以及其它更加广泛的后方骨质切除。Ponte截骨可在脊柱的中后柱进行截骨，尽管其主要用于腰椎矢状面的矫形，其亦可显著的改善冠状面的矫形效果。

当脊柱柔韧性良好时(可采用或者不采用上述松解技术)，可以单纯使用内固定棒来完成矫形。使用内固定棒矫形的方法有很多种。传统上是通过转棒技术来完成矫形。在使用该技术时，内固定棒在预弯后与所有椎弓根螺钉相连，螺钉尾塞锁紧前通过转棒来获得矫形，之后通过进一步弯棒完成最终矫形，最后通过导向器将棒与带尾帽的螺钉相连。可分别于双侧使用单棒获得最大程度的矫形，凸侧可使用短一些的内固定棒，因为矫形后凸侧会短缩。

对于双胸弯患者，需要通过多次短棒矫形来进行个体化的矫形。在内固定棒与螺钉连接之后，可使用体内弯棒器在多个节段的螺钉之间进行多次体内弯棒来获得矫形。直接椎体去旋转(DVR)是一个相对新的技术，其在内固定棒与螺钉连接之前，通过与螺钉相连的连接器直接作用于螺钉来进行矫形。

椎弓根螺钉可以提供三柱的把持力，与骨钩等其它固定方式相比，其抗旋转效果更好。使用去旋转装置在轴位上直接作用于1枚椎弓根螺钉(或多个旋转装置以减少螺钉拔出风险)可获得冠状面及矢状面的矫形。该旋转力的方向与侧弯相反，可从侧弯的顶椎向两侧依次进行。可能需要通过去旋转和上棒等多次操作逐步完成矫形。

结果及并发症

椎弓根螺钉内固定系统可以获得良好好的影像学以及临床疗效，其对侧弯的矫正率更高(矫正率超过70%，而骨钩以及其它方法的矫正率为50%)，且与其它内固定方法以及保守治疗相比，其维持矫形效果的时间更长。使用该技术进行侧凸矫形无需进行前路的松解，避免了额外的手术并发症。

神经体统损伤是所有脊柱外科手术最可怕的并发症，在胸椎手术时尤其要对该并发症予以重视，因为胸椎解剖变异多且脊柱侧凸会增加椎弓根螺钉位置不佳的风险。尽管手术难度大，且有些文献报道椎弓根螺钉穿破椎弓根壁的发生率高达65%，神经根以及脊髓损伤的发生率一直低于1%。

Kim和他的团队提出了椎弓根螺钉突破椎弓根壁的分级系统：1级，0~2mm；2级，2~4mm；3级，4~8mm。其它的并发症还包括：螺钉过长导致胸腔积液、硬膜撕裂、假关节形成、内固定松动以及感染(包括浅表感染以及深部感染)。这些并发症的发生率均低于1%，而这部分患者中椎弓根螺钉需要翻修的概率为0.83%~4.3%。

结论

胸椎的后路内固定技术具有一些特殊的挑战。胸椎的解剖变异发生率高，需要术者对脊柱的三维解剖结构有深入的理解，且需要在手术室进行合适的、可重复的影像学检查。

很多情况下，内固定是用来矫正侧凸的，而侧凸的扭转使本已复杂的骨结构变得更加复杂，需要标准的软组织松解以及截骨术来完成矫形。最后，内固定和侧凸矫形有多种内固定物可供选择。椎弓根螺钉是胸椎内固定的金标准，但也有一些新的技术以及内固定一直处于发展当中。

(王升儒译，翟吉良校)

参考文献：略