全节段经椎弓根固定与选择性短节段融合技术在

治疗老年侧凸性腰椎管狭窄症中的应用与疗效分析

吉林大学中日联谊医院骨科杨小玉 高忠礼 王金城 赵建武 刘健 杨茂光 矫健航 

瑞典Karolinsika医学院Hudding医院脊柱外科 Rune Hedlund 吉林大学第二医院脊柱外科杨小玉

【摘要】 目的 评价采用全节段经椎弓根螺钉固定与选择性短节段融合技术治疗老年侧凸性腰椎管狭窄症的临床疗效。方法 回顾性分析本院从2007年1月-2011年1月收治的老年侧凸性腰椎管狭窄症113例。共计分为2组,根据经椎弓根固定与融合方式将病人分为A组（短节段固定组）45例，主要针对退变性侧凸范围较小,脊柱侧凸<20°，退变所带来的椎管及神经根管狭窄、椎间盘突出及退变等，狭窄节段有限减压、短节段植骨融合、内固定；B组（全节段固定组）68例。退变性侧凸范围较大,脊柱侧凸>20°，伴有旋转及侧方滑脱，合并节段性不稳定，椎管狭窄严重、需要广泛减压者者。手术除了行椎管及神经根管减压外，运用长节段侧凸范围内的椎弓根螺纹钉内固定、腰椎管狭窄部位全板减压，和选择性椎间与后外侧植骨融合术，重建脊柱在冠状面和矢状面的稳定与平衡，进行手术疗效评估及4年随访观察。主要观察指标：术前/术后①测量减压节段椎体前缘高度、椎间隙前缘与后缘高度；②脊柱矢状位与冠状位Cobbs角；③腰腿痛情况 JOA评分；④Oswestry 功能障碍指数。⑤术后并发症。结果 93例（A组46例/B组47例）获得4年以上随访，所有患者随访期内矫正度数、椎间隙高度无丢失；全部获得植骨融合，平均融合时间3.5个月。术后两组脊柱侧凸Cobb’ s角有明显改善。矢状位上腰椎前凸得到不同程度的重建，恢复并且保持了腰椎生理前凸。疼痛缓解率为33%和75%,临床症状改善率75%和80%。腰腿痛情况 JOA 评分术前平均11-13分,术后4年以上平均26分。95%患者自诉生活质量得到明显改善,恢复了生活自理能力P>0.05。4年内A组6/例X线片检查出现内植物松动、断裂率15.38%，6例出现继发性代偿侧凸，而B组无一例发生。B组术后脊柱内固定区域内应力遮挡效应-骨吸收现象较A组显著，P<0.05。结论: 在本组手术治疗中，脊柱后路全节段固定与选择性短节段融合技术，结合椎管狭窄部位的充分减压手术疗效观察要优于脊柱短节段固定融合技术，尤其在控制其脊柱畸形进展, 防止继发性代偿侧凸、维持后期脊柱稳定性, 减轻症状等方面居优势。认为该方法是目前治疗ODS合并腰椎管狭窄的一种安全有效的方法。但是远期脊柱固定区域内的应力遮挡效应应引起注意。

【关键词】老年；退行性脊柱侧凸；后路减压；植骨融合；内固定术。

随着社会人口老龄化的加剧,老年退变性脊柱疾病尤其是老年脊柱侧凸（

Older Degenerative Scoliolosis；ODS)合并有脊柱椎管狭窄症（Spinal canal stenosis）的患者有逐年增高趋势【】,严重的影响老年人的生活质量。该病保守治疗无效,迫使越来越多的老年患者选择了手术治疗；但又因其年老多病，存在发病年龄高，自然发病史时间长，往往同时并存（脑血管疾病、骨质疏松、多节段的椎间盘退变、椎管狭窄）等复杂情况，而徘徊于手术和非手术治疗的矛盾心理，最后又常放弃手术，家庭与社会负担较重。鉴此，作者通过回顾性疗效分析60岁以上、113例ODS患者经后路侧凸范围内全节段椎弓根螺钉固定与选择性短节段植骨融合内固定手术治疗，获得满意疗效。经长期随访观察分析，认为对于ODS合并老年椎管狭窄患者施行手术相对安全而有效，现分析报告如下：

1 资料与方法

1.1 临床资料

病例来源：200401/200801吉林大学中日联谊医院骨科、瑞典Karolinsika医学院Hudding医院脊柱外科收治病例共113例, 男41例，女72例; 年龄 60-85岁, 平均70.25岁; 病程6年-21年, 平均13.5年。

病例纳入标准：患者均以严重的下腰痛主诉就诊, 于站立、坐位及行走时疼痛明显。经过非甾体类抗炎药物类药物正规治疗未缓解, 行全脊柱站立位正侧位片及MR I检查, 明确退变性脊椎侧凸合并腰椎管狭窄诊断后收住院。

临床表现:不同程度的胸腰背痛85例（75.22%）,单侧或双侧下肢疼痛或麻木62例（54.87%）。神经源性间歇性跛行97例（85.84%）,其中36例(31.86% )平均行走距离为50 m,40例(35.40% )平均行走距离为5-10 m，11例(9.7% )仅能站立不能行走，10例(9.8%)卧床或是坐轮椅。症状均以坐位到站立及行走等体位变化时明显。

放射影像学检查：显示均存在明显的退变性侧弯改变和节段性半脱位。

X线片正侧位X 线片：术前Cobb’ s角平均16°-73°，平均45.25°。主弯顶椎位于T9-L3之间,其中主弯顶椎位于T9/10者3例(2.65% ), T10/11者5例(4.42% ), T12者7例(6.19%), L1者20例(17.70%), L2者39例(34.51%), L3者39例(34.51%)。

CT和MRI显示腰椎管狭窄和神经压迫，其中4节段狭窄7例，3节段狭窄35例，2节段狭窄47例，单节段狭窄24例。腰椎前凸基本未变76例；腰椎侧弯伴有椎体半脱位和腰前凸丢失者27例。腰椎术前腰腿痛按JOA评分平均11分。根据手术术式，将113例患者分为2组, A组45例进行了进行了ODS患者椎管狭窄有限减压+短节段植骨融合内固定术。B组68 例。长节段椎弓根螺钉固定矫形+选择性椎板减压融合术。

1.2手术方法：

1.2.1手术方法 1 ：如果退变性侧凸范围较小,脊柱侧凸<20°，主要针对退变所带来的椎管及神经根管狭窄、椎间盘突出及退变等，狭窄节段有限减压（减压狭窄段椎管及神经根管,彻底松解受压神经根），椎弓根器械固定方式为有限减压基础上短节段固定、凹侧适当调整撑开,并适当弯棒增加腰前凸。腰椎融合方式为后外侧横突间和关节突周围自体髂骨植骨。

1.2.1手术方法 2：如果退变性侧凸范围较大,脊柱侧凸>20°，伴有旋转及侧方滑脱，合并节段性不稳定，椎管狭窄严重、需要广泛减压者者。手术除了行椎管及神经根管减压外，采用长节段椎弓根螺纹钉内固定，按照侧凸治疗原则固定侧凸端椎节段，然后通过手术切除侧凸顶椎间盘,最后在相应的位置植入椎体间融合器,来矫正腰椎侧凸变为腰椎前凸,同时行后外侧融合术。即将椎间融合器技术应用于退变性脊柱侧凸和后凸的治疗，结合椎弓根内固定系统,从后路一次手术完成严重侧凸矫形及脊柱序列重建。L4/5以及L5/S1处尽可能用4°椎体间融合器，以重建腰椎前凸。（图1）

图1，74岁老年女性患者，诊断：ODS合并腰椎管狭窄，2004年手术给予长节段的固定与短节段融合。椎间融合器矫正腰椎后凸畸形。48个月后随访手术疗效满意。

1. 3 术后处理: 患者术后卧床4周-2个月,根据手术及术后情况指导康复功能锻炼。

1.4 主要观察指标：术前/术后①测量减压节段椎体前缘高度、椎间隙前缘与后缘高度；②脊柱矢状位与冠状位Cobbs角；计算公式为［（术前Cobb 角－术后Cobb 角）/术前Cobb 角］×100％。④患者的临床症状改善率计算方法是根据日本矫形外科协会( JOA) 的腰椎评分指数进行测评。临床症状改善率= (术前JOA评分- 术后JOA评分) / (27 - 术后JOA评分) ×100%。数值均以均数±标准差表示, 使用SPSS 1310统计软件进行统计学分析, 对手术前后的数值进行自身配对的t检验, P< 0.05为有统计学差异。

1.5 腰椎融合应用螺旋CT扫描重建观察术后腰椎融合情况。

1.6 统计学方法用SPSS 11.0 统计软件，采用方差分析对术前后功能评分结果进行统计学比较，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

93例获得随访，A组(40 /93例)，B组(53 /93例),时间12-49个月,平均30.5个月。

2.1 脊柱侧凸的矫正率及临床症状改善率: A,B组术后脊柱侧弯度数Cobb角13°-64°,平均38.5°,同术前相比,平均矫正率21.55％,矢状位上腰椎前凸得到不同程度的重建。随访期4年内A组和B组矫正度数、椎间隙高度均无丢失。A组（5/93例）随访中在融合节段上方出现继发性代偿性侧凸。B组无一例出现继发性侧凸畸形P<0.05。术后两组脊柱侧凸Cobb’ s角有改善。矢状位上腰椎前凸得到不同程度的重建,恢复并且保持了腰椎生理前凸。

　  2.1.2 腰腿疼痛的改善率: A与B组ODI 术前平均为（52.8±18.6）％;术后平均为（10.5±15.9）％，,疼痛缓解率为31%和75% , 临床症状改善率75%和80% (图1. 2) , (表1-3) 。两组比较未见明显统计学差异。患者疼痛明显缓解，下肢神经源性间歇性跛行缓解，自诉生活质量明显提高。

2.1.3 腰椎融合情况: 93例患者中, 45例采用后外侧融合术，17例24个节段使用了椎体间融合器，所有融合节段均已骨性愈合。随访中没有出现与融合器有关的并发症，椎间融合器位置良好。所有患者随访期内矫正度数、椎间隙高度无丢失。

2.2 并发症:

（1）硬脊膜撕裂：A组4例和B组4例手术当中出现硬脊膜撕裂，术中行硬脊膜修补缝合,术后无脑脊液漏发生。

（2）一过性神经根牵张痛：A组凹侧椎管狭窄减压后，给予凹侧撑开后出现一过性凸侧神经根牵拉伤2例，术后患者凸侧神经根性痛明显，约术后1个月后恢复。

 （3）固定区域外二次脊柱代偿性侧凸：A组有6例患者在随访12个月以后逐渐出现继发性脊柱侧凸，患者胸背痛严重而就诊，X线拍片提示固定节段区域上方出现再发侧后凸形成。3例给予以第二次脊柱侧凸翻修手术，进行稳定椎范围内的长节段的经椎弓根螺纹钉棒系统固定。术后复查症状缓解或减轻，术后24个-48个月复查未见加重（图2）。

图2  A组 固定区域外再发脊柱侧后凸畸形

 （4）固定区域内应力遮挡效应―椎体弥漫性骨吸收征象：

随访48个月，发现固定节段区域内出内A和B组不同程度出现骨含量丢失，A组(40 /93例)X线摄片发现短节段融合内固定物固定较好，也出现固定区域内骨吸收现象，而且内固定区域以外的节段出现继发性代偿性侧后凸畸形出现，表现原有内固定上端再发侧凸，而该侧凸的的顶椎正是内固定融合椎与活动节段交界区域(如图示2)。B组(53 /93例) X线摄片发现长节段内固定钉棒和螺纹钉位置较好，矫正曲度不变，但是骨吸收X征象较前加重。

术前X线摄片          术后2年复查X线摄片           术后4年复查X线摄片

图 3 A组短节段固定与融合，所有病例不同程度出现脊柱内固定区域骨吸收

图4  B组病例术后2-3年复查X线片，发现固定区域内应力遮挡效应―椎体弥漫性骨吸收征象

93例患者中，A组和B组均有不同程度的骨吸收,骨小梁减少,变细,透明度增加,骨皮质变薄呈白线样改变。严重骨吸收有10例（8.85%），其中A组（3例/47例），B组（7例/46例）固定区域内出现严重的椎体弥漫性骨吸收现象，表现为椎体皮质骨变薄，骨密度下降，透光度增加，椎体、椎间隙与终板之间的骨皮质白线模糊不清等。正位像椎体一侧变扁呈楔状,脊柱以此为中心再发侧凸畸形/或和脊柱以骨质疏松最严重的椎体为中心后突,胸椎表现最明显,脊柱呈弯弓样无成角畸形以及在脊柱内固定节段上方再发后凸和侧凸畸形等，A组发生6例，B组未发生。内固定位置情况; B组（短节段固定组）无一例椎间隙塌陷、椎间融合器移位、断钉断棒等发生，而A组4例出现代偿性脊柱侧凸的顶椎区域出现拔钉等（图2）。

3 讨论

老年退变性脊柱侧凸症（ODS）是成年以后进入老年期缓慢发生的畸形，故又称为老年性腰椎侧凸症或退变性脊柱侧凸症，其病理变化基础是椎间盘和关节突关节及椎体等退行性病理变化，通常侧凸Cobb角不超过40°，病变主要导致侧凸节段脊椎椎管形态改变、椎管容量减少，引起关节突关节形态变化和骨性关节炎并伴有神经根压迫症状。通常将这种侧凸造成的神经根压迫及椎管狭窄症称之为退变性脊柱侧凸椎管狭窄症。

3.1探讨老年退变性侧凸矫正问题

由于老年患者脊柱手术的并发症发生率较高，手术不必过分追求三维矫形，在充分减压解决患者临床症状前提下再考虑恢复并维持脊柱的平衡和稳定性[]。有人报道[]适当的凹侧椎间撑开就可使椎间孔扩大达到间接减压的目的，而且能同时使矢状面滑脱的椎体得到一定程度恢复，无须经椎弓根螺钉系统提吊复位，植入椎体间融合器后再行椎弓根螺钉棒系统固定[]，我们观察结果赞同此观点，但需要强调的是；由于ODS畸形比较僵硬，冠状位的侧弯合并狭窄撑开矫形要慎重，神经根减压和侧凸矫正也有其局限性，过度矫正不仅无效而且危险，可能导致神经根新的压迫和因为过度牵拉（本组术后出现1例）或神经血供可能受损。因此在充分减压的基础上仅需适度矫正即可。而且撑开后的椎管的顺应性和脊柱节段平衡需要重新建立，对于老年患者已经耐受长久的侧凸习惯要重新适应，容易出现老年患者的脊柱平衡紊乱。因此我们认为凹侧撑开不适合于老年患者，而是治疗重点应放在充分减压和维持脊柱现有的稳定基础上，手术主要目的是以责任节段神经根减压、减轻临床症状为先决条件，同时再考虑应用内固定控制侧凸进展，恢复或重建脊柱力学平衡，而矫正侧凸或改善外观并不重要。

3.2全节段经椎弓根固定与短节段融合技术在治疗老年侧凸性椎管狭窄中的临床应用

全节段椎弓根螺钉固定矫形术与短节段融合技术, 是通过在脊柱侧凸的每个椎体植入椎弓根螺钉, 通过螺钉的固定力量控制和矫正脊柱侧凸畸形、腰椎后凸畸形和节段狭窄部位的广泛减压、选择性节段后外侧融合和椎间融合的方法。该方法经我们113例手术临床观察，认为较适用于ODS的患者。

关于老年侧凸性椎管狭窄是否进行减压后同时进行植骨融合目前看法不一。Fischgrund[4 ]等对单纯减压、减压加融合、减压融合内固定三组患者进行长期随访发现,减压融合内固定组疗效最佳,而单纯减压组疗效最差,并认为对退变性腰椎管狭窄应采用减压器械固定植骨融合。Sengupta[5] 则认为使用器械融合虽能够提高融合率,但并不增加手术后的临床效果。本临床研究中也证实内固定植骨融合组疗效比较满意。全长节段与短节段内固定组的评分在统计学上无明显差异。但是A组病例针对脊柱侧凸冠状面<

20°椎管狭窄患者，手术除了行椎管及神经根管有限减压外，采用短节段椎弓根螺纹钉内固定与短节段植骨融合，经过48个月的随访观察，在并发症方面较长节段固定组增加，最为突出明显的是术后远期出现固定节段上方出现继发性代偿性侧后凸畸形与断钉、拔钉等并发症。分析其原因：侧凸节段狭窄导致神经根受压,尽管手术成功的关键是局部充分减压，但因后路全椎板或是有限切除而破坏了腰椎后柱的稳定性，形成医源性脊柱不稳，尤其是两个或两个以上平面行较为广泛的椎板切除，就有可能发生内固定区域外代偿侧凸形成，如果固定节段过短，不能有效控制脊柱侧后凸的曲轴或随着骨吸收的增加，再发代偿侧后凸畸形或是拔钉等并发症。因此我们体会应该根据脊柱的整体平衡来确定固定节段和减压节段的融合很有必要，而且全长节段固定在远期疗效中发现脊柱稳定程度远较短节段固定好，尤其是针对骨质疏松患者。

因此,对于老年退变性脊柱侧后凸畸形在选择手术方法时，建议有以下情况可考虑行全节段固定，减压节段或是选择性融合节段内固定术: ①老年退变性脊柱畸形者,稳定或纠正侧凸或后凸畸形; ②复发性椎管狭窄且伴有医源性椎体滑脱或不稳;对两个或两个以上平面行较为广泛的椎板切除并有可能发生继发性代偿侧后凸畸形; ③如果退变性侧凸范围较小,脊柱侧凸<20°，主要针对侧凸所带来的椎管及神经根管狭窄、椎间盘突出及退变等，建议进行侧凸范围内的全节段固定和减压节段融合内固定术。④如果退变性侧凸范围较大,脊柱侧凸>20°，伴有旋转及侧方滑脱，合并腰椎后凸畸形、节段性不稳定，椎管狭窄严重、需要广泛减压者者。手术除了行椎管及神经根管减压外，采用全节段椎弓根螺纹钉内固定，按照侧凸原则固定端椎节段，通过手术将腰椎侧凸顶椎间盘切除，通过放置椎间融合器将侧凸变为腰椎前凸，然后椎间和后外侧植骨融合，加强脊柱稳定性。Zouboulis等[6]回顾性研究采用全节段椎弓根螺钉固定矫形术治疗腰椎管狭窄患者手术后功能的恢复情况。并对41例患者进行了长达3.17年的随访研究, 与本研究共对68例患者进行了全节段的经椎弓根内固定与短节段的融合手术治疗，进行了4年的随访研究，其研究结果均证实手术后疗效都有统计学上明显的差异,该手术技术具有很好的临床疗效，认为对于ODS是一种安全有效的治疗方法。

3.3全节段经椎弓根固定与短节段融合在治疗老年侧凸性椎管狭窄中的产生的应力遮挡效应

目前的研究已证实固定区域脊柱节段可出现应力遮挡现象, 表现为应力负荷发生改变，导致脊柱固定近端所谓“适应性骨重建”，其特点是皮质骨变薄，骨密度下降，骨密度丢失等骨质疏松的病理改变。有人认为应力的分配与固定或融合节段的数目有关[7]。如果固定融合节段过长, 脊柱的生理弯曲减小, 前方韧带等松弛, 伸展活动时前方软组织的张力减小, 通过后方内固定物的应力就增加。

Orchowski [8]等对脊柱固定节段数目、曲度和内置物稳定性间的关系进行定量研究, 发现随着固定节段增多, 内置物的稳定性下降。因此, 认为长节段内固定容易形成假关节。固定节段过短, 内置物的稳定性高, 经其传导的载荷增加, 故短节段内固定较长节段更易疲劳断裂。目前普遍接受的观点是, 内置物的刚性越大, 固定节段骨质疏松越严重。内置物的刚性越小, 融合节段形成容易假关节。Chang等[9-14]认为虽然坚强内固定使椎体的骨密度下降, 但由于同时提高了植骨融合的刚度而补偿了骨密度降低的影响, 因此脊柱固定后椎体的骨密度降低并未产生明显的负面效应。

本组全部病例获得远期随访，证实脊柱内固定区域内的均有不同程度的应力遮挡效应-骨吸收现象，确认了脊柱内固定后椎体骨密度有显著性降低,全节段固定组更为明显，但是无一例拔钉或是断钉，无论是脊柱固定节段还是融合节段均不受影响。即表现融合节段骨融合，固定节段骨质疏松。提示全节段固定与选择性短节段融合，在手术初期，内固定物分担了载荷, 固定的椎体骨内张力减少。但随着术后时间的延长, 出现骨融合, 更多的负荷经过脊柱传导, 骨内张力增高, 根据定律, 应该是阻止了骨密度的进一步降低。因此，固定区域内的骨吸收不完全是应力遮挡效果，很可能是全身的骨质疏松引起的普遍现象。而短节段组出现拔钉、断钉及继发性代偿性侧凸畸形。提示固定节段过短, 内置物的稳定性高, 经其传导的载荷增加, 故短节段内固定较长节段更易疲劳断裂。此外, 由于手术全身制动等引起的全身性骨质疏松等因素也影响应力的分配。由于固定强度不够所以容易产生继发性代偿弯曲或是疲劳性断钉。因此我们认为全节段的内固定与短节段融合技术，虽然使椎体的骨密度下降, 但由于同时提高了植骨融合的刚度而补偿了骨密度降低的影响, 因此脊柱固定后椎体的骨密度降低并未产生明显的负面效应。而短节段固定组，由于存在骨质疏松等原始疾病，再加之骨密度与应力分布的影响，经椎弓根固定器固定后螺钉一骨界面的松动，骨密度的降低影响了椎弓根固定器的固定强度，我们认为短节段的固定对于全长脊柱侧凸固定强度不够,所以出现的并发症较A组增多。因此我们认为椎体骨密度的下降是导致短节段固定失败可能的原因之一。

虽然本临床研究未能明确全节段固定区域内骨密度降低的负面效应, 但我们认为在提高内固定器刚度的同时仍有必要降低其对固定区域椎体及椎间盘的影响以提高脊柱内固定器的远期疗效。

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