Hybrid手術治療下腰椎退行性疾病的研究進展

黃偉敏，于秀淳，劉 磊

Hybrid手術治療下腰椎退行性疾病的研究進展

黃偉敏，于秀淳，劉 磊

腰椎；椎間盤退行性變；脊柱融合術；假體和植入物；綜述

融合術是治療腰椎退行性疾病導致的下腰痛及神經根性痛的常用方式之一。近年來，隨著融合方式及技術的進步，融合率有了提高。然而，融合率的提高，卻未能使椎間融合術的遠期效果達到滿意，其中一個重要的原因歸為相鄰節段退變（adjacent segment degeneration，ASD）［1-2］。雖然目前ASD的確切發生率及發生的過程仍有爭議，但已有越來越多的證據表明脊柱融合術后ASD發生率較高［3-4］。ASD的發生有很多因素，其中術前相鄰節段存在退變是重要危險因素之一［5-7］。因此對于融合節段的相鄰節段術前存在退變的情況，行單節段椎間融合不處理相鄰節段，術后ASD有較高的發生率；行雙節段融合，又喪失了更多的脊柱活動度（range of motion，ROM）且使雙節段固定的相鄰節段應力更大，也增加了ASD的風險。針對以上情況，一種在融合節段相鄰節段聯合非融合固定的手術方式，即Hybird手術正逐漸應用于臨床。Hybird手術國內稱為雜交手術，也有稱為混合手術或混雜手術。Hybrid手術由Shin等［8］在2009年首先正式提出，最早特指前路頸椎椎間盤置換聯合前路椎間融合術，逐漸演變至腰椎手術。根據下腰椎雜交手術非融合的方式，主要分：①改善椎弓根螺釘連接裝置的雜交手術；②使用棘突間撐開器的雜交手術；③基于人工椎間盤置換的雜交手術。本文對近年來國內外有關Hybird手術的文獻進行分析，對其研究進展做一綜述。

1 生物力學研究

生物力學研究為臨床研究提供了理論基礎和力學上的支持。Lazaro等［9］選用7具尸體標本，分別測試完整標本，L5/S1髓核摘除硬性固定，L4/L5硬性固定聯合L5/S1硬性固定，L4/L5彈性固定聯合L5/S1硬性固定狀態下，腰椎各方向ROM和給定軸向壓縮力時各節段應力。彈性固定選用的是N-flex，發現在側屈及軸向旋轉2種狀態下，N-flex固定的L4/L5節段的ROM較完整標本組明顯減少，但與硬性固定相比，L4/L5節段的ROM明顯增大。但是屈伸狀態下彈性固定節段與硬性固定節段差異無統計學意義。其認為同雙節段硬性固定相比，N-flex彈性固定節段并沒有顯著的動力學差異，而且2種固定后對相鄰L3/L4節段影響無明顯差異。

有學者對應用Dynesys的雜交手術進行了生物力學研究［10］。該研究選取6具腰椎的尸體標本模型，分別測試完整標本，L5/S1硬性固定，L4/L5動態固定聯合L5/S1硬性固定，3種模型在軸向壓縮、屈曲、伸展狀態下各節段椎間盤內壓力變化。同完整的腰椎模型相比，L5/S1固定后固定節段的椎間盤內壓力減少65％，而相鄰的L4/L5節段壓力增加約20％。當同時L4/L5節段使用Dynesys做雜交固定時，L4/L5椎間盤內壓力可減少50％，而相鄰的L3/L4節段椎間盤內壓力僅增加10％。

Mageswaran等［11］選取了7例尸體標本進行力學測試。測量完整腰椎、L4/L5固定融合和L4/L5固定融合聯合L3/L4非融合（Dynesys-to-optima）固定器3種狀態下腰椎屈伸ROM。結果發現L4/L5剛性固定后ROM立即減少78％，而L3/L4動態固定后固定節段的ROM也大大減少，減少約80.4％，而且使固定節段的相鄰各個節段的ROM進一步增加。因此認為Dynesys-to-optima的意義不大，反而增加了相鄰節段的ROM。

Dahl等［12］研究了使用人工髓核置換行雜交手術的生物力學變化。選取8具L3～S1尸體標本，加載后測試完整狀態、L5/S1固定融合狀態、L5/S1固定L4/L5髓核切除、L5/S1固定L4/L5髓核置換、L5/S1、L4/L5同時固定這5種狀態下的腰椎ROM、順應性、中性區（neutral zone，NZ）及椎間盤內壓力的變化情況。發現使用髓核置換的雜交手術組和單純L5/S1固定組，L4/L5節段ROM、腰椎的順應性及L3/L4椎間隙的壓力差異無統計學意義。而與L5/S1、L4/L5同時固定組相比，雜交手術組ROM可多出41.9％。雙節段融合組的順應性明顯降低，較其他組ROM明顯減少。

2 有限元分析

有限元分析是通過數學模擬的方式進行力學的分析。Chien等［13］通過有限元的方法比較了Dynesys和Cosmic 2種動態內固定應用Hybrid手術時運動學和力學上的變化。通過建立L1～S1的有限元模型，對L4/L5堅固固定、L4/L5堅強固定并L3/L4Dynesys固定和L4/L5堅固固定并L3/L4Cosmic固定3種模型進行加載，發現Dynesys和Cosmic 2種動態內固定均能明顯減少固定節段頭側移行節段的應力和ROM，但都能造成相鄰節段的應力增加。相比而言，Dynesys固定下位節段的ROM 較Cosmic固定的要大。由此認為Cosmic能更好地保護鄰近節段，對于鄰近節段重度退變的情況下更適合選擇Cosmic，而對于鄰近節段輕度退變的情況下更適合選擇Dynesys。

Chuang等［14］學者建立了下腰椎的三維有限元模型，發現在固定節段頭側加用Dynesys后能使該過渡節段的應力減少約43％。認為Dynensys用于雜交手術能夠減少過渡節段的應力，相對于堅固固定能夠保護相鄰節段。

劉海鷹等［15］建立單純椎弓根螺釘固定與椎弓根螺釘固定并頭側相鄰節段Wallis固定的雜交手術模型，加載后發現在雜交手術組前屈后伸活動時，相鄰頭側節段的應力明顯小于單純內固定組。而在側屈及旋轉活動時，組間無明顯差異。認為相鄰節段使用棘突間撐開器有潛在的預防ASD的作用。

劉建航等［16］建立使用ISOBAR半堅強內固定和USS堅強內固定術后模型。加載后發現ISOBAR模型的椎間穩定性與正常模型差異無統計學意義，而USS模型的ROM卻明顯下降。ISOBAR模型相鄰節段椎間盤內壓力較USS模型明顯增加要少。因此認為ISOBAR能有效維持術后腰椎ROM，減少應力遮擋，理論上能延緩相鄰節段退變。

3 臨床研究及療效觀察

3.1 臨床療效及影像學變化

Aunoble等［17］觀察了前路椎間融合（anterior lumbar interbody fusion，ALIF）聯合椎間盤置換（total disc arthroplasty，TDA）的治療效果，對共42例患者進行了平均26.3個月的隨訪。Oswestry功能障礙指數（Oswestry disability index，ODI）改善了53.0％，疼痛視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評分改善了64.6％，無器械相關并發癥。認為雜交手術的臨床治療效果好，同時能減少ASD的可能，有望成為一種較好的手術方式。

Lee等［18］學者對比分析了50例單節段椎間融合固定組與25例單節段椎間融合固定+相鄰節段DIAM動態固定組，其中雜交手術組中有6例（24％）患者出現了ASD，而單純固定組的患者中有24例（48％）出現了ASD。其中雜交手術組5例和椎間融合組11例患者出現了椎間高度的丟失，雜交手術組1例患者和椎間融合組10例患者出現了椎體滑移（＞3 mm），椎間融合組有3例患者出現了相鄰節段后凸。雜交手術組由于DIAM的支撐作用，椎間孔高度由術前的平均21.3 mm，術后升至平均24.4 mm，但2年內逐漸下降，至2年時降為平均21.6 mm，與單純椎間融合組相比差異有統計學意義。而相鄰節段的ROM，雜交手術組術后2年時由術前的5.9°降低至4.9°，而單純固定組由術前的6.9°增加至8.4°，兩者相比差異有統計學意義。

Korovessis等［19］對比單純椎弓根螺釘固定組21例，單純椎弓根螺釘固定并頭側相鄰節段Wallis固定24例。2組隨訪（60±6）個月。Wallis組的椎間高度術后有明顯的增加，而未使用Wallis組的術后相鄰節段ROM有明顯增加。對于術前頭側2個相鄰節段已經出現有退變的患者，未使用Wallis組6例患者出現退變加重，而使用Wallis組只有1例患者出現退變。未使用Wallis組3例患者因ASD行翻修手術，而使用Wallis組無患者需要行翻修手術。因此認為Wallis能保護或延緩ASD，對術前相鄰節段UCLAⅠ度和Ⅱ度退變患者應該預防行使用Wallis。

趙成等［20］對32例行Conflex進行雜交手術的患者進行隨訪研究，發現在固定節段的相鄰節段頭側使用Conflex后，相鄰節段的ROM無明顯差異，但相鄰節段的MRI信號強度明顯的較術前改善。結果顯示Conflex對相鄰節段存在退變的椎間盤有一定的保護和修復作用，并能夠維持相鄰節段的ROM，預防ASD的發生。

棘突間撐開裝置用于雜交手術常被稱為topping-off手術。棘突間撐開裝置的手術操作較簡單，很多的生物力學及臨床研究表明棘突間撐開裝置能夠隨低固定節段的椎間盤及小關節應力，限制固定節段的過度活動，但棘突間撐開裝置的部分長期隨訪結果顯示，隨時間推移，會出現椎間高度及椎間孔高度的下降，使椎間盤和小關節的應力重新增加［21-23］。所以其在雜交手術中的應用有待進一步觀察。

饒敏杰等［24］回顧性分析了18例行ISOBAR雜交手術治療的下腰椎退行性疾病患者資料，平均隨訪35個月。無內固定松動斷裂等并發癥，融合節段均形成骨性融合，并且在非融合節段隨訪期間無繼發性退變的表現。認為ISOBAR用于雜交手術能使融合節段達到骨性融合，并保護融合節段的相鄰節段。

李瀚卿等［25］回顧性分析了51例腰椎退行性疾病患者資料。其中24例行腰椎融合并相鄰節段K-rod動態固定治療，27例行單節段椎間植骨融合治療。隨訪24～37個月，2組相鄰節段ROM較術前均有明顯變化，但2組間差異無統計學意義。K-rod組有8例患者11枚螺釘出現松動的Halo征，但患者無明顯不適主訴。而單節段椎間植骨融合組無內固定松動發生，有5例患者出現ASD。因此認為雜交手術保護了術前已經存在退變的節段，避免了多節段融合，降低了單節段融合ASD的風險。

3.2 適應證的選擇

在適應證的選擇上，目前沒有統一的標準。國內外有學者基于腰椎正側位X線片的UCLA分級，腰椎動力位X線片不穩（前后移位＞3 mm，角度移位＞15°）以及腰椎MRIPfirrmann分級［26］來選擇適應證，國內很多文獻及部分國外文獻只是選擇融合相鄰節段腰椎輕到中度退變的患者行雜交手術，而并沒有給出具體的退變標準。

Lee等［18］應用DIAM行雜交手術，對于固定節段相鄰節段出現以下情況時選擇雜交手術：①相鄰節段出現關節突退變，或關節突關節積液；②Pfirrmann分級Ⅱ～Ⅲ級；③MRI顯示輕度到中度的中央椎管狹窄；④MRI顯示輕度到中度的椎間孔狹窄。

有學者對適應證的選擇是固定節段相鄰節段出現ModicⅡ型以上改變［27］或關節突關節Fujiwara評分＞2級［28］。

趙志芳等［29］使用K-Rod進行雜交手術，適應證為固定節段相鄰節段動力位X線片上腰椎成角＞15°，前后移位＞3 mm，或椎間盤退變的Videman分級退變≥8分［30］。李瀚卿等［25］對于固定節段相鄰節段出現退變時選用K-rod進行雜交手術，相鄰節段出現退行性小關節炎、椎間盤骨化、節段性失穩、椎間盤變窄等判斷為ASD。

綜上所述，國內外有關腰椎疾病的Hybrid手術在生物力學研究上大多數都顯示出了雜交手術在力學上的優勢，有限元分析的結果也為生物力學的研究提供了進一步的支持。但是臨床研究相對較少，大多為回顧性研究，缺乏大宗病例的前瞻性研究，且隨訪時間較短。在適應證的選擇上沒有較統一的標準。這些都使得這些研究的結果存有一定的局限性。雜交手術在臨床上的應用到底有多大意義？雜交手術的適應證到底應該以什么為標準？雜交手術的各種內固定器械分別適用于哪種情況？這些問題需要更多的生物力學和臨床研究來探索，尤其需要大樣本、前瞻性的研究以及更長的隨訪時間來驗證。

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R 681.533

A

1672-2957（2015）05-0311-04

】

10.3969/j.issn.1672-2957.2015.05.013

2014-10-07）

（本文編輯 張建芬）

男（1981—），在讀博士，主治醫師

250031山東，第二軍醫大學濟南臨床醫學院濟南軍區總醫院骨病科

于秀淳 yxch48@vip.sina.com