脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的先天性脊柱侧凸
2015-05-04 文章来源:第四军医大学西京医院骨科医院脊柱外科 陶惠人 罗卓荆 我要说
【摘要】目的 探讨应用脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的先天性脊柱侧凸的安全性和有效性。
方法 2007年4月至2011年8月采用脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸患者18例,男5例,女13例;年龄14.5±3.3岁。椎体形成障碍5例(27.8%,5/18)、分节不良6例(33.3%,6/18)、混合畸形7例(38.9%,7/18)。所有患者脊髓末端均在L4椎体平面或以下。于顶椎部位进行截骨,其中10例患者行全脊椎截骨,8例患者行经椎弓根楔形截骨。截骨完成后,应用平移技术安装内固定系统,不植入椎间融合器,直接缩短闭合截骨间隙及侧凸矫形。记录手术时间、失血量、输血量;比较手术前后及随访过程中脊柱畸形及神经症状的改变。
结果 手术时间544.5±135.1min;失血量2965.8±1750.2 ml,平均3173.5ml; 输血量3068.3±1586.1ml。截骨长度28.3±5.7mm,融合节段12.9±2.84个,平均12.9个。全部患者获得随访,随访时间47.3±16.1月。术前冠状位Cobb角83.9°±25.7°,末次随访时33.0°±16.7°,矫正率59.4%;术前矢状面Cobb角74.1°±19.6°,末次随访时31.0°±10.4°,矫正率56.5%。末次随访时肌力减弱患者症状改善率57.1%(4/7),腰骶部或下肢疼痛患者改善率100.0%(3/3),下肢感觉减退患者症状改善率75%(3/4),3例术前大小便障碍患者症状均消失。3例发生术后并发症,脑脊液漏1例、神经并发症2例。
结论 脊柱缩短截骨术在侧凸矫形的同时,能够通过缩短脊柱骨性结构间接减少脊髓张力,进而改善神经功能状态,避免了传统椎管内拴系松解手术可能对脊髓造成的损伤,是一种相对安全有效的手术方式。
脊髓拴系是指终丝肥厚等原因将脊髓圆锥固定于脊柱下端而无法相对移动。由于脊髓受到牵拉导致张力增加,造成脊髓缺血、缺氧和变性。在临床上,部分患者出现下肢无力、麻木、肢体细小、足部畸形及大小便障碍等神经损害症状[1-5]。约13%~29%的先天性脊柱侧凸患者合并脊髓拴系[6-8]。在侧凸矫形时,如何减少对脊髓的牵拉,避免产生神经功能损害,是合并脊髓拴系的脊柱侧凸患者手术治疗策略的难点。
传统的治疗方法是先行脊髓拴系松解术,减轻脊髓张力,3~6个月后再行侧凸矫形[8-9]。患者要承受二次手术和二次麻醉的风险,同时增加了住院及康复时间。也有作一期同时行拴系松解和侧凸矫形的文献报道。虽然一期手术避免了二期手术的一些缺点,但同样存在脊髓拴系松解的风险,术后出现神经并发症及发生再拴系的概率较高[10-13]。1995年,Kokubun[14]首次报告了应用脊柱缩短截骨术治疗单纯脊髓拴系,通过脊柱缩短截骨间接减少对脊髓的张力,达到缓解神经症状的目的。同时,截骨术也广泛应用于脊柱侧凸,特别是重度僵硬性脊柱侧凸的手术治疗[15]。因此,对合并脊髓拴系的脊柱侧凸,是否通过单纯脊柱截骨术,在纠正脊柱侧凸的同时达到缓解脊髓张力的目的值得探讨。
本研究回顾性分析我院应用脊柱缩短截骨术治疗的合并脊髓拴系的脊柱侧凸患者的病例资料。分析手术前后冠状面及矢状面Cobb角,计算术后矫正率、末次随访矫正率及丢失率,同时记录神经症状改善情况,探讨脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸的(1)脊柱缩短截骨术治疗的有效性;(2)脊柱缩短截骨术治疗的安全性;(3)脊柱缩短截骨术治疗的适应证及局限性。
资料与方法
一、一般资料
本研究经过第四军医大学第一附属医院伦理委员会批准。共纳入2007年4月至2011年8月在我院行脊柱缩短截骨术治疗的合并脊髓拴系的先天性脊柱侧凸患者18例,男5例,女13例;年龄10~24岁,平均(14.5±3.3)岁。
所有患者术前均拍摄站立位脊柱全长正侧位X线片、俯卧位左右bending位X线片,并测量冠状面及矢状面Cobb角。行全脊柱三维CT扫描,并利用快速成型技术制作脊柱模型;行全脊柱MR检查,明确椎管内畸形情况;行心脏B超、腹部B超筛查有无腹部脏器或心血管系统畸形;行肺功能检查,对肺功能异常的患者指导术前吹气球等肺功能锻炼。
依据先天性脊柱畸形Winter分型:形成障碍5例(27.8%,5/18)、分节不良6例(33.3%,6/18)、混合畸形7例(38.9%,7/18)。脊髓圆锥所在平面:平L4椎体平面6例(33.3%,6/18)、L5椎体平面5例(27.8%,5/18)、L5椎体以下共7例(38.9%,7/18)。合并其他脊髓畸形:II型脊髓纵裂10例(55.6%,10/18)、脊髓空洞8例(44.4%,8/18)、椎管内蛛网膜囊肿4例(22.2%,4/18)、小脑扁桃体下疝畸形2例(11.1%,2/18)、腰骶段椎管内脂肪瘤1例(5.6%,1/18)、腰骶部脂肪瘤型脊髓脊膜膨出1例(5.6%,1/18)。其中2例小脑扁桃体疝患者术前均于本院行枕骨大孔扩大减压术,腰骶部脂肪瘤型脊髓脊膜膨出患者来我院就诊前已行手术治疗,具体术式不详,其他患者未行术前治疗。
18例患者中,10例患者冠状位Cobb角≥90°,平均104.9°±19.2°,平均柔韧性21.7%,此部分患者侧凸角度大,且较僵硬,其中2例患者伴有神经症状,截骨有利于矫形;8例患者冠状位Cobb角<90°,平均Cobb角63.6°±9.1°,平均柔韧性16.4%,此部分患者虽然侧弯角度不大,但患者均有神经症状,因此,考虑截骨缩短脊柱长度,一方面减少脊髓的张力,另一方面利于矫形。患者总体冠状面Cobb角为83.9°±25.7°,平均柔韧性19.5%。
二、手术方法
(一)术前牵引
6例脊柱侧凸畸形严重患者术前(冠状面Cobb角>100°)行头环牵引。牵引4~12周,牵引开始重量为2~3kg,最大牵引重量为体重的一半。为避免废用性骨质疏松,每日卸下牵引步行锻炼1~2h,牵引期间无新发神经损伤症状。
(二)手术过程
1. 麻醉与体位
全身麻醉,患者俯卧位,于Jackson手术床上操作。
2. 切口与显露
自上端固定椎棘突至下端固定椎棘突,沿上下端固定椎间的各椎体棘突连线做弧形切口。依次切开皮肤、皮下组织、深筋膜,沿棘突骨膜下剥离双侧椎旁肌,显露融合节段的棘突、双侧椎板、关节突关节及部分横突。
3. 置钉
用骨刀切除融合节段内的双侧下关节突,用刮勺刮除关节面软骨及软组织,松解脊柱,同时准备植骨床,根据矫形需要选择性置入椎弓根螺钉。
4. 截骨
于侧凸顶椎位置行截骨术,截骨方式分为两种:对Cobb角大于90度的先天性脊柱侧凸行全脊椎截骨术(vertebral column resection,VCR);对Cobb角小于90度的侧凸仅行凸侧经椎弓根截骨(pedicle subtraction osteotomy,PSO)。
全脊椎截骨:于顶椎区凸侧距离肋横突关节2cm处切断并切除近端肋骨约2~3cm,咬除该椎体全椎板及上下关节突。于凸侧经横突-椎弓根-椎体切除顶椎椎体及其邻近上、下椎间盘。同法处理凹侧,使之与凸侧贯通。
经椎弓根楔形截骨:于顶椎区凸侧距离肋横突关节2cm处切断并切除近端肋骨约2~3cm,咬除该椎体椎板及上、下关节突。凸侧经横突-椎弓根-椎体切除前方椎体及其邻近上、下椎间盘和软骨终板,凹侧打开椎间孔,形成冠状面凸侧宽、凹侧窄的截骨间隙。
5. 植骨及内固定
截骨完成后,将切除的椎板和椎体修剪成碎骨粒,植入截骨间隙。安装内固定系统(上海三友公司12例,美国枢法模legacy 6例),凸侧加压闭合截骨间隙,凹侧适当撑开,对侧凸进行矫形。X线见矫形效果满意后,用异体骨板(北京大清生物技术有限公司,中国)重建椎管后壁,安装横联。放置引流管,缝合伤口。
6. 术中监测
整个手术过程均在脊髓监护下进行,包括运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)及体感诱发电位(somatosensory evoked potential,SSEP)监测。
(三)术后处理及康复
术后常规给予预防剂量广谱抗生素5d。术后出现神经症状者予以激素治疗,地塞米松20mg/d,共3~4d。引流管引流量24h内<100ml时拔除,开始佩戴支具下床活动,支具保护12个月。
三、随访指标
术后3月、6月、1年、2年、5年、10年各随访一次,采用电话或门诊随访,拍摄站立位全脊柱正侧位X线片,测量冠状面及矢状面Cobb角,计算术后矫正率、末次随访矫正率及丢失率,同时记录神经症状改善情况。应用改良日本骨科学会评分(modified Japanese Orthopaedic Association Score, mJOA-Score )评估神经功能恢复情况。本研究中部分患者术后未行CT或MR检查,因此以截骨长度代替椎管缩短长度。以侧位片上截骨节段上、下椎体后缘顶点为端点,沿脊柱后凸弧度作曲线,手术前后曲线的长度差即为截骨长度。
mJOA评分改善指数=治疗后评分-治疗前评分
mJOA评分改善率=[(治疗后评分-治疗前评分)/ (满分29-治疗前评分)]×100%
四、统计学处理
应用SPSS 17.0统计软件(SPSS公司,美国)进行统计学分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示。应用W检验对数据进行正态性检验。手术时间、失血量和输血量,术前、术后、末次随访冠状面Cobb角,以及术后与末次随访时矫正率数据均呈正态分布。术前、术后mJOA评分,两种截骨方式术前、术后冠状面Cobb角及矫形率比较采用配对设计资料 t 检验。检验水准α值取双侧0.05。
结 果
一、手术一般情况
本组手术时间225~710min,平均(544.5±135.1)min;术中失血量900~7000ml,平均(2965.8±1750.2) ml;输血量950~6820ml,平均(3068.3±1586.1)ml。截骨部位:T4节段1例,T7节段1例,T8节段3例,T9节段6例,T10节段2例,T11节段3例,L2节段1例,T9和T12节段两处截骨1例。固定融合节段5~16个,平均(12.9±2.84)个椎体。截骨长度平均(28.3±5.7)mm,其中15~20mm 1例,20~25mm 4例,26~30mm 9例,30~35mm 1例,35~40mm 3例。
二、脊柱缩短截骨术对侧弯的矫形效果
本研究中所有病例均得到定期随访,且随访时间至少两年。随访时间27~74个月,平均(47.3±16.1)个月。
术后冠状面Cobb角得到矫正,冠状面Cobb角由术前83.9°±25.7°降低至33.0°±16.7°,差异有统计学意义(t=7.29,P<0.0001),矫正率61.0%;末次随访时冠状面Cobb角为34.1°±16.3°,矫正率59.2%,与术后比较矫正率丢失3.3%。
矢状面Cobb角由术前平均74.1°±19.6°,矫正到术后31.0°±10.4°,差异有统计学意义(t=6.73,P<0.0001),末次随访患者平均矢状面Cobb角32.5°±16.5°,与术后比较矫正率丢失4.8%(图1)。对全脊椎截骨及经椎弓根楔形截骨的矫形效果进行比较,发现全脊椎截骨对冠状位及矢状位矫形率显著高于经椎弓根截骨(P<0.01)。
由于应用全脊椎截骨术治疗的患者,术前侧弯角度较大,且相较僵硬,因此应用该组患者相对于应用经椎弓根截骨治疗的患者,在侧弯矫形方面矫正率相对偏低;在患者后凸畸形的矫正过程中,需要保证患者正常的胸椎曲度,因此术前平均后凸角较大的全脊椎截骨术治疗组患者的的后凸矫正率相对偏高。
| 冠状位Cobb角 |
| 矢状位Cobb角 | |||||
术前 | 术后 | 矫正率 |
| 术前 | 术后 | 矫正率 |
| |
全脊椎截骨 | 103.4±19.2 | 44.6±15.7 | 0.567±0.144 |
| 82.4±20.8 | 32.8±9.9 | 0.576±0.176 | |
经椎弓根楔形截骨 | 63.6±10.1 | 20.1±5.3 | 0.668±0.122 |
| 61.0±11/9 | 28.2±12.8 | 0.547±0.158 | |
P值 | <0.0001 | 0.0004 | 0.118 |
| 0.062 | 0.485 | 0.770 |
三、脊柱缩短截骨术对神经症状的影响
本组10例术前有神经症状,其中6例仅有一种神经症状,4例有两种或两种以上神经症状。末次随访时,所有患者均无新发神经症状及原有症状加重情况。6例有一种神经症状的患者中,2例症状完全消失,2例症状部分缓解,2例无变化;4例有两种或两种以上神经症状的患者中,3例症状均得到缓解,1例小便障碍和肌力改善而下肢麻木症状无变化。
下肢肌力下降患者症状改善率57.1%(4/7),腰骶部或下肢疼痛患者改善率100.0%(3/3),下肢感觉减退患者症状改善率75%(3/4),3例术前有大小便功能障碍患者症状均消失(表2)。
表2 末次随访时神经功能症状改善情况(例)
神经症状 | 无变化 | 症状改善 | 症状消失 | 合计 | |
下肢肌力下降 | 2 | 1 | 3 | ||
腰骶部或下肢疼痛 | 1 | 1 | 2 | ||
下肢感觉减退 | 1 | 1 | |||
下肢肌力下降+感觉减退 | 1* | 1 | |||
下肢肌力下降+腰骶部或下肢疼痛+ 大便功能障碍 | 1* | 1 | |||
下肢肌力下降+感觉减退+小便功能障碍 | 1* | 1* | 2 | ||
总和 | 3 | 5 | 2 | 10 |
*具有多种神经症状的患者以恢复最差的神经功能状态为标准进行统计
四、mJOA评分
术后2年mJOA总分及各项评分均较术前增加,差异有统计学意义(表3)。mJOA评分改善率平均为64.0%,改善指数平均为4.3。
表3 手术前、后mJOA评分结果的比较(x+-s,n=18,分)
评分项目 | 术前评分 | 术后评分 | t值 | P值 |
主观症状 | 6.83±1.76 | 8.33±1.03 | 1.04 | 0.305 |
临床体征 | 4.28±1.00 | 5.17±0.71 | 9.42 | <0.0001 |
日常活动受限 | 10.67±1.61 | 13.18±0.73 | 5.06 | <0.0001 |
总分 | 21.11±3.81 | 27.28±1.53 | 3.80 | 0.0006 |
图1:女,14岁,先天性脊柱侧凸、脊髓拴系。患者有腰痛、大便功能障碍、右侧下肢肌力下降。行T9楔形截骨,T1-L2侧凸矫形、植骨融合内固定术 a 术前外观照示躯干左偏 b 术前MRI矢状位T1/T2加权像示脊髓圆锥位于L4节段,T9节段脊髓空洞 c 术前站立正侧位片X线片示冠状位左侧胸弯61°,矢状位后凸53° d 术后2年外观照示患者恢复良好,e 术后2年腰椎矢状位MRI的T2加权像示脊髓圆锥无明显变化 f 术后2年复查正侧位X线片示矫形维持满意,冠状位Cobb角23°。
五、并发症情况
3例(16.7%,3/18)出现术后短期并发症:1例脑脊液漏,通过头低脚高体位、间断夹闭引流管等保守治疗1周,引流液少于100ml,拔除引流管;1例术前下肢感觉减退患者术后出现下肢肌力减退,术中脊髓监侧MEP及SSEP均未见异常,未予特殊处理,术后3个月下肢肌力恢复正常,术后2年随访,患者下肢感觉减退症状得到改善;1例下肢疼痛患者术后出现下肢麻木,术中脊髓监侧MEP及SSEP未见异常,未予特殊处理,术后3个月下肢麻木及疼痛症状消失。本组无深静脉血栓形成及肺栓塞、肺部感染、气胸、胸腔积液、泌尿系感染、伤口感染、假关节形成、死亡等严重并发症。
讨 论
一、脊柱缩短截骨术治疗的有效性
在矫形效果方面,应用传统的拴系松解和侧凸矫形方法治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸的矫正率约为23%~27%[8-9]。因为术中进行矫形时顾虑到脊髓张力的改变,为避免过度矫正而使矫正率不高。而截骨术应用于单纯侧凸矫形的矫正率约为59.0%~62.6%[15,24-25]。本组病例的脊柱侧凸矫正率为60.7%,相对于传统的拴系松解和侧凸矫形方法矫形率有所提高,与应用截骨术治疗单纯脊柱侧凸的结果相近。因此我们认为,应用脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸,使脊髓张力得到明显的缓解,减少了术者在矫形过程中对脊髓张力改变的顾虑,侧凸矫形率增加,可取得与一般截骨矫形手术相近的矫形效果。
据文献报道,采用传统的拴系松解术后患者腰骶部或下肢疼痛改善率为76.9%~86%,运动功能障碍改善率为63%~71%,感觉减退改善率为18.2%~45%,大小便功能障碍改善率为44%~50%[17,26-28]。采用截骨术治疗脊髓拴系患者也可取得较好的功能恢复,但均为个案报道[1, 18, 22, 29],目前尚无相关的大宗临床研究。在我们的研究中,患者腰骶部及下肢疼痛的改善率为100%、运动功能障碍改善率71.4%、感觉功能减退改善率75%、3例大小便功能障碍患者术后症状均消失,在随访过程中患者mJOA评分均得到提高。这一结果证实采用截骨术治疗脊髓拴系术后神经症状的改善与传统拴系松解术相当。
二、脊柱缩短截骨术治疗的安全性
在术后并发症方面,传统的拴系松解术治疗脊髓拴系的并发症发生率为17%~27.5% [4,8-9,30];单纯应用截骨术治疗脊柱侧凸的并发症发生率为17.9%~40.3%[15,25,31]。本研究中术后并发症的发生率为16.7%,与文献报道相近,脊柱缩短截骨术治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸并未增加并发症的风险。
三、脊柱缩短截骨术治疗的适应证及局限性
关于脊柱缩短截骨术治疗脊柱畸形的适应证目前仍存在争议[15,24]。本研究中采用脊柱缩短截骨术治疗的患者大致分为两类:(1)冠状面Cobb角≥90°,侧凸角度较大,应用脊柱缩短截骨术可取得较好的矫形效果,同时减少矫形过程中脊髓损伤的可能性;(2)冠状面Cobb角<90°,且具有神经症状,应用截骨缩短术能达到缓解进行性神经损伤的目的。这两类患者均能达到预期的治疗效果。但本研究未对侧凸角度<90°、柔韧性好且没有神经症状的患者进行研究,是否适合采用脊柱缩短截骨术尚无定论。
在截骨位置的选择方面,既往关于应用截骨术治疗脊髓拴系的文献报道中截骨部位大部分在胸腰椎结合部[1,4,7,18,21-22,32] 。我们认为,理论上在拴系部位以上截骨均能达到减小脊髓张力的效果,选择顶椎部位截骨矫形效果更好。本研究中均于顶椎部位进行截骨,除1例截骨部位在L2节段,其余均位于胸椎,以T8~T10节段居多(11/18)。患者均取得预期的治疗效果,证明了顶椎部位截骨治疗合并脊髓拴系的脊柱侧凸的可行性。此外,对合并II型脊髓纵裂患者,虽然病变区两条半脊髓被纤维纵隔分隔,但脊髓与纤维纵隔位于同一个硬脊膜囊内,在脊柱畸形矫形过程中脊髓及硬膜囊作为一个整体在椎管内移位,因此我们并未考虑脊髓纵裂的部位,而统一在顶椎部位进行截骨。
本研究结果证明脊柱缩短截骨术能减少脊髓牵拉,在达到预期矫形效果的同时可避免对脊髓的直接损伤,是一种安全有效的手术方式。但本研究病例数有限,仍需进一步扩大临床研究规模进行疗效及安全性验证。另一方面,该手术方式耗时长,出血量相对较多,对患者的手术耐受性是一种考验[24];截骨过程可能破坏脊髓血运,在截骨完成后进行断端闭合过程中可能发生脊髓皱缩或椎板压迫脊髓。因此,此类手术对术者临床经验、操作水平及应变能力的要求较高,同时需要有较好的手术团队配合及先进的手术设施支持[15]。
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