椎弓根釘棒系統應用于青少年特發性脊柱側彎的治療現狀

李偉劍 陸曉生

【關鍵詞】?脊柱側彎;椎弓根釘;并發癥

中圖分類號：R726.8???文獻標志碼：A???DOI：10.3969/j.issn.10031383.2019.02.018

脊柱側彎是一種常見的脊柱畸形疾病，臨床表現為Cobb>10°，并伴有矢狀面上的生理彎曲改變及水平面上的椎體旋轉[1～2]。脊柱側彎病因復雜多樣，以青少年特發性脊柱側彎（adolescent idiopathic scoliosis AIS）最為常見，人群中發病率為2%～3% [3]，主要影響患者外觀形態、心肺功能，嚴重者可伴有脊髓神經功能障礙，甚至危及生命。盡管脊柱側彎只影響較小比例的人口數量，但治療對于患者及家屬來說卻顯得非常困難。AIS目前主要的治療方法包括保守治療和外科干預，盡管經過積極的保守治療，但大部分嚴重的或進展型AIS患者最終仍不得不接受手術治療。椎弓根釘棒系統因為其通過脊柱三柱能達到畸形的有效矯正，獲得穩定固定，而且長期隨訪臨床效果滿意，已成為目前越來越流行的脊柱側彎矯正內固定方法[4]，但同時也存在操作復雜，置釘技術要求高，學習曲線長，潛在并發癥多等缺點。筆者就椎弓根釘棒系統在AIS手術矯正的治療現狀綜述如下。

1?椎弓根釘的矯正效果

1959年由Boucher[5]使用椎弓根螺釘用于腰骶椎的融合固定獲得良好效果。經過眾多學者改良設計，直到1993年，椎弓根螺釘的使用才得到北美脊柱協會的認可。此后，以椎弓根螺釘為基礎的內固定系統不斷被開發，逐漸取代了Harrington系統、椎板下鋼絲、CD系統等內固定方法。成為目前脊柱側彎矯形的主流方法。Kim等[6]報道了一項關于52例AIS患者對比椎弓根釘棒系統與節段性多鉤系統的配對研究，結果顯示椎弓根釘棒組獲得術后即刻矯正率更有優勢，而且，經過兩年隨訪后，兩組的矯正丟失率無顯著性差異。雖然采用椎弓根釘棒技術費用更高，但在手術時間、術中出血量及術后固定脊椎近、遠端功能性改變均無差異，無術后神經相關并發癥及肺功能改變的發生。OhrtNissen等[7]也發現，相比于節段性多鉤系統或混合器械，椎弓根釘棒系統有更高的冠狀位Cobb角矯正率，但術后胸椎后凸曲線明顯降低。類似的結果也被其他學者報道[8～9]。術后胸椎后凸不足或減少可能與矯形棒材料、直徑及置釘數等有關。Luk等認為節段性多鉤器械術后隨訪終末期胸椎后凸增加是由于鉤類器械選擇性錨定在脊椎后部，而未覆蓋椎體，因此鉤類器械會遵循脊柱的自然行為，允許脊柱自然地正常化（胸椎生理性后凸）[10～11]。Luo等[12]報道的一項關于AIS術后胸椎后凸相關因素的皮爾森相關系數分析提示主彎凹側椎弓根釘的數量可能與術后胸椎后凸角呈正相關，因為更多的螺釘可能提供更強的矯正力。而Shen等[13]以每椎體水平161個椎弓根釘為界設計比較高密度和低密度置釘對AIS術后胸椎后凸的影響，結果兩組間并無顯著差異，但低密度組更少的椎弓根釘植入減少了手術時間、術中出血量及內固定物的費用。Liu等[14]也得出同樣的結果，同時發現更高剛度的矯形棒有利于胸椎前凸或后凸不足的改善。相較于節段性多鉤系統等其他矯正器械，椎弓根釘棒系統提供AIS更高的冠狀面矯正率，在術后矯正丟失率也更有優勢，但椎弓根釘也有使胸椎后凸減少的趨勢。

2?椎弓根釘的相關并發癥

縱然椎弓根釘技術為脊柱側彎的矯正帶來了突破性的進展，尤其在冠狀面的矯正率及丟失率都較其他內固定器械更有優勢，但同時也存在一些不足，椎弓根的解剖結構特性使得椎弓根釘幾乎只有一條理想的植入通道，尤其上胸椎及頸椎椎弓根直徑較小，增加了置釘難度，因而該部位椎弓根釘的應用尚存在爭議。另外，脊柱側彎患者的凹側椎弓根直徑也較凸側偏小[15]，同時可伴有椎體旋轉[16]，這對矯形醫師的技術要求是較高的。且凹側椎弓根更貼近椎管內組織，椎弓根釘向內側穿孔則極易損傷神經根或硬脊膜;而椎弓根釘向前穿孔則潛在損傷大動脈、胸膜、胰腺等組織器官;螺釘的植入不當亦可引起椎弓根骨折[17～21]。Chan等[22]利用CT平掃的方法評價了137例AIS患者共1986枚椎弓根釘的穿孔情況，除去向外側穿孔，總的穿孔率為8.4%。按照Gertzbein和Robbins穿孔分級[23]，危險穿孔率為1.5%;其中危險的向中間穿孔主要發生在主胸彎凸側及上胸椎和主胸彎移行處，而危險的向前方穿孔主要發生在上胸椎凹側及上胸椎和主胸彎移行處。Uehara等[24]研究發現椎弓根釘穿孔可增加螺釘松動的風險。另外，螺釘的松動發生位置與至上端或下端固定椎的距離有關，上端或下端固定椎及其鄰近椎體植入的椎弓根釘更易發生松動。螺釘的松動可能導致螺釘斷裂及漸進性的后凸畸形。因此，當穿孔發生在上端或下端固定椎時，螺釘松動的風險就會變得復雜化。Uehara發現下端固定椎發生松動的螺釘其直徑大部分為4.5 mm或更小，因此，他們建議適當延長融合節段以利于5 mm螺釘的植入。椎弓根釘棒系統雖然能提供良好的矯正效果，但潛在椎弓根釘穿孔、松動等并發癥，對術者有較高的經驗及技術要求。

3?椎弓根釘植入輔助技術

為了提高椎弓根置釘準確性、安全性，一些計算機輔助導航技術如術中CT成像導航、3D打印技術等被學者們引入試圖減少椎弓根釘并發癥。Zhang等[25]通過67位AIS患者共492枚椎弓根釘分析比較了術中O臂成像導航與術前基于CT成像導航的置釘準確性和有效性，結果顯示，根據Gertzbein穿孔分類標準，術中O臂成像導航組在頂錐區域的安全置釘位置準確率明顯高于術前CT導航組，并且減少了螺釘向中間穿孔的發生率，增加頂錐區域可置釘數量。因為術前CT成像導航系統繁瑣的術中注冊過程，需要較長的圖像配準時間。Macke等[26]利用機器人輔助技術用于AIS患者的椎弓根釘植入，發現術前俯臥位CT平掃聯合機器輔助植入椎弓根釘可提高胸椎置釘準確率及安全性。因為術前俯臥位更接近手術操作時的體位，可降低體位改變引起的椎弓根相對位置變化。劉亞明等[27]則比較了O臂導航系統和C型臂X線機輔助置釘的效果差異，兩組在術后即刻及終末隨訪期均得到較好的冠狀面Cobb角矯正率，差異無統計學意義，但O型臂導航輔助系統尤其在上胸椎和中胸椎提供更高的置釘準確率，因為相比于C型臂X線機，O型臂導航系統能獲得更高質量的三維CT圖像。

影像導航技術的應用固然提高了椎弓根的置釘準確率和安全性，但同時引起的電離輻射對患者的影響是不可輕視的。進展型的AIS通常以女性患者多見，由于隨訪觀察以及矯正手術中行CT掃描或透視檢查增加了患者的射線暴露，另外，相比于成人，仍處于生長階段的青少年對電離輻射更為敏感[28]，由此導致了AIS女性患者更高的乳腺癌患病風險[29～30]。Presciutti等[31]測量比較了不同治療決策（手術治療、治具固定、隨訪觀察）對AIS患者輻射暴露量的差異。結果顯示手術組較其他兩組的輻射量明顯增加，而且手術組的輻射量（78%）主要歸因于矯形術中的透視或CT掃描。可見術中影像導航技術所產生的電離輻射是不容忽視的。

3D打印技術的應用也在脊柱側彎矯形手術植入椎弓根釘過程中發揮很大的作用。利用3D打印技術可在術前通過三維CT重建在MIMICS軟件上建立患者脊柱三維模型，從模型中獲得椎弓根釘進釘點、進釘深度、進釘軸線等參數;并通過椎板后部結構建立反向模板，可進一步增加置釘準確性及安全性[32]。Garg等[33]比較了3D打印技術與徒手置釘在AIS矯形術的安全性及有效性，結果顯示3D打印組較徒手置釘組有更低的危險穿孔率以及更少的置釘時間。另外，借助3D打印技術時，不用像術中X線檢測那般反復透視，可減少術中患者及術者射線攝入量，縮短手術時間，但也在一定程度上增加了患者費用。

綜上所述，椎弓根螺釘技術應用于AIS的矯正達到了顯著的效果，但仍存在技術要求高、學習曲線長、潛在并發癥多等缺點。計算機輔助導航技術無疑為椎弓根安全置釘提供了幫助，同時也存在增加患者和術者輻射暴露、費用高等不足。因此，仍有必要研發一種操作簡便、安全有效、能夠向基層推廣的矯正方法或輔助置釘技術。

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