伍宇軒 海 涌 潘愛(ài)星

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院骨科，北京 100020)

脊柱是一個(gè)多節(jié)段的聚集體，人體軀干的平衡由脊柱、骨盆、髖關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)共同參與維持。良好的骨與關(guān)節(jié)序列對(duì)于神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)尤為重要，其中脊柱矢狀面序列在維持舒適的站姿和平衡及獲得良好的遠(yuǎn)期臨床治療效果等方面扮演著關(guān)鍵角色[1]。通過(guò)對(duì)一些特定影像學(xué)參數(shù)的評(píng)估來(lái)指導(dǎo)脊柱畸形手術(shù)中矢狀面序列的重建策略也成為脊柱外科近年來(lái)的熱點(diǎn)之一。本文將對(duì)不同類型胸、腰椎畸形手術(shù)中重建矢狀面序列的臨床策略進(jìn)行綜述。

1 成人退行性脊柱側(cè)凸(adult degenerative scoliosis，ADS)矢狀面序列重建策略

Roussouly等[2]于2005年建立了脊柱矢狀位分型系統(tǒng)，根據(jù)骶骨傾斜角(sacral slope,SS)以及術(shù)后腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)前凸頂點(diǎn)，將正常人站立位腰骶部矢狀面平衡歸納為4種形態(tài)，其中3型腰椎前凸比例最為和諧，呈現(xiàn)一條協(xié)調(diào)的幾乎等長(zhǎng)的胸椎后凸和腰椎前凸曲線，曲線拐點(diǎn)在胸腰段，為最常見(jiàn)的類型。許多臨床研究[3-5]通過(guò)對(duì)正常成人脊柱局部以及整體序列的測(cè)量，從而得到了脊柱骨盆參數(shù)的正常參考值。由于維持姿勢(shì)時(shí)脊柱和骨盆復(fù)雜的關(guān)系，且這些參數(shù)的正常參考值范圍較寬，局部的脊柱骨盆參數(shù)并不足以為患者的個(gè)體化理想序列以及重建脊柱序列的手術(shù)策略提供充足的參考。因此在重建脊柱矢狀面序列時(shí)，更應(yīng)關(guān)注脊柱整體序列的變化和各參數(shù)之間的比例關(guān)系。

1.1 不同影像學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下的重建策略

ADS的全面地評(píng)估應(yīng)包含脊柱彎曲類型、脊柱骨盆參數(shù)和軀干平衡。目前，評(píng)估脊柱畸形矢狀面序列的主流標(biāo)準(zhǔn)是SRS-Schwab(Scoliosis Research Society)分型[3]，該分類系統(tǒng)定義脊柱矯形術(shù)后理想的矢狀面目標(biāo)是：LL與骨盆入射角(pelvic incidence，PI)相差<10°；骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)<20°；矢狀面平衡(sagittal vertical axis，SVA)在4 cm以內(nèi)。該標(biāo)準(zhǔn)是基于患者健康生活質(zhì)量(health-related quality-of-life，HRQOL)與影像學(xué)結(jié)果總結(jié)得出的一般規(guī)律[3]。但在最新的針對(duì)中國(guó)人腰椎長(zhǎng)節(jié)段矯形融合術(shù)后的研究[4]顯示，PI-LL差值在10°～20°即可獲得滿意的臨床治療效果，且術(shù)后合并癥較少。因此，在確定脊柱矯形方案時(shí)還應(yīng)結(jié)合患者的種族人群特點(diǎn)，不可一概而論。同時(shí)，研究[5]顯示不同年齡與脊柱畸形病因的患者在該分型下所獲得的臨床治療效果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在進(jìn)行手術(shù)策略的制定時(shí)，以上兩個(gè)因素同樣不容忽視。此外該標(biāo)準(zhǔn)的不足之處在于其不能有效地預(yù)測(cè)矯形術(shù)后機(jī)械性合并癥發(fā)生的可能性。

為探索能夠預(yù)測(cè)ADS術(shù)后機(jī)械性合并癥發(fā)生概率的方法，Yilgor等[6]在2017年提出了全脊柱(矢狀面)序列比例評(píng)分系統(tǒng)(Global Alignment and Proportion Score，GAP Score)(圖1)。與Schwab標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于，GAP評(píng)分系統(tǒng)更加注重脊柱矢狀面參數(shù)實(shí)際與理想的差值，并將各參數(shù)進(jìn)行賦值整合，從相對(duì)骶骨傾斜、相對(duì)腰椎前凸、腰椎前凸分布比率、相對(duì)軀干傾斜以及年齡等5個(gè)維度獲得脊柱矢狀面序列GAP得分，通過(guò)評(píng)分的高低評(píng)價(jià)脊柱的矢狀面平衡情況。評(píng)分越低，脊柱失平衡的程度和術(shù)后合并癥發(fā)生概率越低，該評(píng)分系統(tǒng)不僅能夠全面地評(píng)估脊柱矢狀面平衡情況，同時(shí)能夠有效地預(yù)測(cè)矯形術(shù)后機(jī)械性合并癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提高患者健康生活質(zhì)量。此外，Rose等[7]提出胸椎后凸(thoracic kyphosis，TK)、LL、PI可以共同影響矢狀位平衡并可根據(jù)三者關(guān)系指導(dǎo)手術(shù)，當(dāng)術(shù)后TK+LL+PI<45°時(shí)，可以獲得良好的矢狀位平衡。Kim等[8]進(jìn)一步將該公式完善，認(rèn)為術(shù)后TK+LL+PI應(yīng)為20°～45°。

1.2 術(shù)中重建策略的選擇

手術(shù)中上、下融合椎的選擇往往也對(duì)矢狀位失衡的矯正至關(guān)重要。ADS的患者往往存在胸腰段的后凸，當(dāng)手術(shù)近端固定在下胸段時(shí)，T10被認(rèn)為是理想的近端融合椎，因?yàn)門10有真肋結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性優(yōu)于T11、T12，此外T9也常被選擇為近端融合椎，選擇T9以及T10可以降低近端交界性失敗等術(shù)后機(jī)械性合并癥的發(fā)生[9-10]。對(duì)于脊柱側(cè)凸合并L4/5、L5/S1節(jié)段的椎管狹窄的患者，遠(yuǎn)端融合椎一般選擇L5或者S1，當(dāng)L5/S1椎間盤退變不嚴(yán)重且無(wú)明顯畸形時(shí)，可將遠(yuǎn)端固定于L5，當(dāng)L5/S1椎間盤存在嚴(yán)重退變或伴有椎體滑脫及峽部裂時(shí)，應(yīng)將遠(yuǎn)端固定于S1[11]。此外，術(shù)中恢復(fù)合理的LL對(duì)于矢狀面平衡的恢復(fù)同樣重要，通過(guò)測(cè)量術(shù)前過(guò)伸過(guò)屈位X線判斷脊柱柔韌度，可決定恢復(fù)LL的手術(shù)方式的選擇。如果脊柱的柔韌性良好，術(shù)中腰椎伸展體位，可以有效增大腰椎前凸，如果脊柱的柔韌性欠佳，則需要進(jìn)一步從后路進(jìn)行截骨以獲得良好的矢狀位平衡[12-13]。

圖1 全脊柱(矢狀面)序列比例評(píng)分表[6]Fig.1 Global alignment and proportion(GAP) Score[6]

2 青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(adolescent idiopathic scoliosis，AIS)矢狀面序列重建策略

對(duì)于正常兒童及青少年而言，TK及LL會(huì)隨著生長(zhǎng)發(fā)育而逐漸增加。隨著TK與LL的增大，PT也逐漸增大，而由于SS無(wú)明顯變化，PI也隨著年齡增長(zhǎng)而逐漸增大[14](圖2)。對(duì)于AIS患者而言，盡管其PI較正常青少年大，但是由于手術(shù)從未融合至L4椎體以下甚至骨盆，骨盆參數(shù)的變化對(duì)于AIS的治療無(wú)特殊指導(dǎo)意義。并且對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的脊柱外科醫(yī)生而言，在治療術(shù)前矢狀位平衡的患者時(shí)，幾乎不會(huì)使患者術(shù)后出現(xiàn)矢狀位>4 cm的失平衡狀態(tài)[15]。因此根據(jù)SRS-Schwab分型[3]等提出的針對(duì)ASD患者的重建策略，并不能簡(jiǎn)單的應(yīng)用到AIS患者，需要符合AIS疾病發(fā)展規(guī)律的新策略。

圖2 脊柱骨盆矢狀位參數(shù)[14]Fig.2 Sagittal spinoopelvic parameters[14]TK：thoracic kyphosis；LL：lumbar lordosis.

2.1 TK重建

矢狀位TK的重建是目前脊柱外科的熱難點(diǎn)問(wèn)題之一。研究[15-17]顯示，TK與LL、頸椎矢狀位平衡以及冠狀位平衡密切相關(guān)，良好的TK重建對(duì)于術(shù)后脊柱的平衡、患者健康相關(guān)生活質(zhì)量及中遠(yuǎn)期臨床療效均有著積極的影響，并且可有效降低術(shù)后近遠(yuǎn)端交界性后凸(proximal and distal junctional kyphosis，PJK/DJK)等合并癥的發(fā)生。TK重建受多種因素的影響，如內(nèi)固定類型、材質(zhì)、種類以及矯形技術(shù)等。全椎弓根螺釘矯形系統(tǒng)作為第三代矯形系統(tǒng)的代表，目前得到了廣泛的應(yīng)用，然而其對(duì)于TK重建的有效性仍不盡人意，其矢狀位重建的治療效果甚至不及釘鉤系統(tǒng)[18-19]。內(nèi)固定物在TK重建的不足，需要通過(guò)矯形技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)。隨著矯形技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)新興的雙棒同時(shí)平移矯形技術(shù)[20]、雙棒同時(shí)去旋轉(zhuǎn)技術(shù)[21]、共平面技術(shù)[22]等較早期技術(shù)均獲得了良好的重建效果。平移技術(shù)的原理為通過(guò)椎弓根螺釘或椎板鉤與棒連接固定將脊柱依次橫向拉至預(yù)彎棒以矯正脊柱畸形。雙棒同時(shí)平移可將矯形力同時(shí)分布于雙棒上，提高了整體矯形能力。雙棒同時(shí)去旋轉(zhuǎn)技術(shù)是將矢狀面預(yù)彎成理想曲度的兩棒至于側(cè)凸兩側(cè)的椎弓根螺釘內(nèi)，其中凹側(cè)的預(yù)彎角度較凸側(cè)大，以重建理想的TK，隨后將凹側(cè)棒旋轉(zhuǎn)90°，凸側(cè)棒同時(shí)旋轉(zhuǎn)，將冠狀面畸形轉(zhuǎn)向矢狀面，在糾正冠狀面畸形的同時(shí)，進(jìn)行良好的矢狀面重建。二者同時(shí)應(yīng)用往往可獲得更佳的重建效果。共平面技術(shù)是在凸側(cè)置入椎弓根螺釘，連接延長(zhǎng)桿，并在延長(zhǎng)桿中置入兩根鋼棒，形成椎體-椎弓根螺釘-延長(zhǎng)桿固定系統(tǒng)，通過(guò)去旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)矯形區(qū)及非矯形區(qū)的共平面化，且延長(zhǎng)桿增加了椎體矢狀面狀態(tài)的可視性，可更好地重建矢狀位平衡。

2.2 近、遠(yuǎn)端固定椎(upper and lowest instrumented vertebra，UIV/LIV)的選擇

UIV/LIV的合理選擇，同樣可以減少術(shù)后機(jī)械性合并癥的發(fā)生，提高患者的健康生活質(zhì)量。選擇近端固定椎(upper instrumented vertebra，UIV)時(shí)，應(yīng)考慮T1-4節(jié)段的矢狀位序列以及UIV 與上端椎的位置關(guān)系，當(dāng)該節(jié)段存在過(guò)度后凸時(shí)，UIV應(yīng)選擇在該節(jié)段內(nèi)，且UIV的選擇往往不應(yīng)高過(guò)上端椎，以降低PJK的發(fā)生率[15]。在進(jìn)行遠(yuǎn)端固定椎(lowest instrumented vertebra，LIV)的選擇時(shí)，依據(jù)不同的參考條件，手術(shù)策略往往不同。劉臻等[23]建議在對(duì)Lenke1型患者行STF時(shí)應(yīng)結(jié)合腰彎修正型制定手術(shù)策略:對(duì)于腰彎柔韌性佳的Lenke 1A患者只需融合至T12即可，而Lenke 1B/C患者的融合范圍應(yīng)延伸至L1，這樣有利于腰彎自行矯正并減小DJK的發(fā)生率。徐亮等[24]將矢狀面穩(wěn)定椎(sagittal stable vertebra，SSV)納入LIV選擇時(shí)的參考條件，認(rèn)為對(duì)于Lenke1A型AIS患者，遠(yuǎn)端融合至SSV或其遠(yuǎn)端椎體可顯著降低術(shù)后DJK的發(fā)生率，更好的維持矢狀面平衡。Nohara等[25]對(duì)LIV的選擇和遠(yuǎn)端未融合節(jié)段腰椎間盤退變的相關(guān)性進(jìn)行了隨訪研究，發(fā)現(xiàn)保留腰椎活動(dòng)節(jié)段數(shù)目越少即LIV越靠近尾端的患者椎間盤退變的發(fā)生率越高，而當(dāng)LIV位于L4、5時(shí)，患者往往會(huì)出現(xiàn)下腰痛現(xiàn)象。Fischer等[26]則根據(jù)椎體的旋轉(zhuǎn)以及骶骨正中線(center sacral vertical line，CSVL)對(duì)選擇LIV時(shí)，LIV與穩(wěn)定椎(stable vertebra，SV)和中立椎(neutral vertebra，NV)的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行了新的分型，為如何選擇LIV以降低AO現(xiàn)象和DJK的發(fā)生率提供了新的臨床依據(jù)。然而UIV及LIV的選擇不應(yīng)只考慮矢狀位平衡，還需綜合考慮術(shù)后腰椎失代償、術(shù)后；遠(yuǎn)端疊加現(xiàn)象(adding on phenomenon, AO)等冠狀位平衡問(wèn)題。

2.3 AIS矢狀位重建的其他臨床策略

上述矢狀位重建策略的制定，往往建立在Lenke分型系統(tǒng)[27]這個(gè)金標(biāo)準(zhǔn)之上。Abelin-Genevois等[28]在Roussouly矢狀面分型的基礎(chǔ)上，提出了AIS矢狀位新分型系統(tǒng)，并根據(jù)該分型提出了指導(dǎo)青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的手術(shù)策略(圖3)。該分型根據(jù)特定的影像學(xué)參數(shù)將AIS患者分為3大類型，且每型的手術(shù)策略側(cè)重不盡相同，其中重建TK以及維持胸腰段的豎直狀態(tài)為該分型系統(tǒng)下的重點(diǎn)。相比Lenke分型系統(tǒng)，該分型更加綜合的考慮了患者的矢狀位平衡狀態(tài)，并可以此更加準(zhǔn)確的選擇矢狀面矯形位置以及合適的內(nèi)植物以達(dá)到理想的矯形效果。

圖3 青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸矢狀位新分型[28]Fig.3 New sagittal classification for AIS[28]

3 總結(jié)

在胸、腰椎畸形的治療中，重建脊柱矢狀面序列對(duì)于恢復(fù)軀干平衡十分重要。Dubousset[29]提出的“經(jīng)濟(jì)圓錐”概念指出：人在站立位時(shí)，以雙腳為基底部形成一個(gè)從腳到頭側(cè)的倒圓錐穩(wěn)定區(qū)域，在此范圍內(nèi)，軀干以最小的耗能維持平衡，如果軀干偏離了中心軸但還在圓錐范圍以內(nèi)，則需要更大的肌肉負(fù)荷和能量消耗來(lái)維持其直立站姿，導(dǎo)致患者出現(xiàn)疲勞、軀干疼痛和功能障礙。對(duì)于ADS患者而言，目前主流的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)仍為SRS-Schwab分型，而GAP評(píng)分的提出，彌補(bǔ)了其在預(yù)測(cè)術(shù)后合并癥上的不足，仍需進(jìn)一步的印證。對(duì)于AIS患者而言，雖然分型系統(tǒng)、內(nèi)固定系統(tǒng)以及矯形技術(shù)不斷發(fā)展完善，如何有效地進(jìn)行TK的重建仍需進(jìn)一步探索。研究[30-31]顯示，術(shù)后TK的減小與PJK發(fā)生成正相關(guān)，術(shù)后TK的增大與DJK發(fā)生呈正相關(guān)，如何合理的確定TK重建的安全邊界，從而降低合并癥發(fā)生率，同樣需要進(jìn)一步的研究。此外，最近Newton等[32]證實(shí)了3D分析對(duì)于充分描述AIS引起的矢狀位畸形的重要性。由于脊柱畸形是復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)的畸形，在進(jìn)行矢狀面序列重建策略的制定時(shí)，還應(yīng)從其他冠狀面等其他維度綜合考慮，以獲得理想的矯形效果。