保护退变椎间盘的Topping-off技术

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.48.009

摘要/Abstract

摘要：

背景：Topping-off技术将坚固的融合和棘突间动态装置组合固定治疗，防止或减缓邻近腰椎节段的退变。
目的：观察腰后路椎间融合联合Coflex动态固定(Topping-off技术)对退变椎间盘的保护作用。
方法：应用Topping-off技术治疗的32例腰椎退变性疾病患者。随访观察Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)、Coflex植入节段活动度， MRI图像中Coflex植入节段椎间盘髓核相对信号强度。
结果与结论：所有患者获得12个月以上随访。末次随访时，Oswestry功能障碍指数及日本骨科协会评估治疗分数(JOA)评分，均较治疗前明显改善(P < 0.001)；Coflex植入节段的活动度与治疗前比较，差异无显著性意义(P=0.19)；Coflex植入节段相对信号强度较治疗前明显改善(P < 0.01)。说明Topping-off技术对椎间盘中短期内有一定的保护作用。

关键词: 骨关节植入物, 脊柱植入物, 腰椎, 椎间融合术, 非融合术, 动态固定, 内固定, 相对信号强度, 省级基金

Abstract:

BACKGROUND: Topping-off technique can be used for fixation treatment through the combination of fusion and interspinous dynamic device, in order to prevent or slow down the adjacent lumbar segment degeneration.
OBJECTIVE: To obverse the protective effect of Topping-off technique (posterior lumbar interbody fusion procedure combined with the fixation of dynamic interspinous device Coflex) for the degenerative intervertebral disc.
METHODS: A total of 32 patients with degenerative lumbar diseases who had been treated with Topping-off technique were included in this study. The Oswestry disability index, the Japanese Orthopaedic Association scores, range of motion for Coflex implanted segment and during the relative signal intensity of the Coflex implanted segment in MRI image were recorded and calculated preoperatively and the entire follow-up period.
RESULTS AND CONCLUSION: All patients were followed-up for 20.6 months averagely. Up to the last follow-up, the Oswestry disability index and Japanese Orthopaedic Association scores were significantly improved when compared with those before treatment (P < 0.001). There was no significant difference in the range of motion for Coflex implanted segment before and after treatment (P=0.19). The relative signal intensity of the Coflex implanted segment was significantly improved when compared with that before treatment (P < 0.01). The clinical application of the Topping-off technique showed a protective effect on the intervertebral disc.

Key words: lumbar vertebrae, intervertebral disk degeneration, spinal fusion, internal fixators

中图分类号:

R318

赵成，徐建广，连小峰，李浩，邱满乐. 保护退变椎间盘的Topping-off技术[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(48): 8349-8354.

Zhao Cheng, Xu Jian-guang, Lian Xiao-feng, Li Hao, Qiu Man-le . Topping-off technique for the protection of degenerative intervertebral disc[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(48): 8349-8354.

图/表（结果） 4

2.1 参与者数量分析 纳入患者32例，所有病例均获得12个月以上随访，最长随访时间36个月，全部进入结果分析。

2.2 患者治疗前后Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA) 见表1。患者治疗后症状均明显改善，Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)疗效满意，末次随访与治疗前比较差异有显著性意义。

2.3 患者治疗前后Coflex植入节段活动度 患者治疗前Coflex植入节段活动度(8.70±1.80)°，治疗后3个月降至(8.56±1.80)°，二者差异无显著性意义(t=1.2，P=0.35)；末次随访(8.30±1.70)°，与治疗前相比差异亦无显著性意义(t=1.5，P=0.18)。显示Coflex植入节段腰椎运动功能良好。

2.4 患者治疗前后Coflex植入节段髓核相对信号强度患者治疗前Coflex植入节段髓核相对信号强度0.702± 0.057，末次随访0.856±0.062，与治疗前相比明显改善，差异有显著性意义(t=13.17，P < 0.01)。

2.5 患者Topping-off治疗所用时间、出血量及住院时间 Topping-off治疗所用时间为180-240 min，平均 196.6 min；治疗中出血为300-800 mL，平均460 mL。住院时间6-9 d，平均7.8 d。

2.6 Topping-off治疗后不良反应 本组患者采用Topping-off治疗后无脑脊液漏、感染、残留椎间盘突出、椎间盘突出再发及植入物松动、断裂、移位等并发症发生。

2.7 典型病例 患者女，45岁，L₅S₁椎间盘退变严重、左侧重度突出，硬膜囊及神经根受压，相应节段椎管狭窄；L₄、L₅中度退变。行L₅S₁左侧半椎板减压椎间融合内固定，行L₄、L₅行Coflex植入。见图5-12。

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引言

材料方法

设计：病例分析。

时间及地点：病例来源于2009年10月至2012年12月上海交通大学附属第六人民医院骨科。

对象：本组共32例，其中男12例，女20例；年龄42-65岁，平均52.6岁；病程24-48个月，平均30.2个月。L₅-S₁融合、L₄_-₅ Coflex植入19例，L₄_-₅融合、L₃_-₄ Coflex置入10例，L₄-S₁融合、L₃_-₄ Coflex置入3例。

纳入标准：①腰椎退变性疾病或退变性Ⅰ度滑脱，包括腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症。②影像学显示一两个节段严重退变,相邻节段轻度或中度退变，临床症状定位与影像学相符。③正规保守治疗3个月以上无效。

排除标准：①非腰椎退变性疾病，如严重骨质疏松、肿瘤、先天性脊柱畸形、强直性脊柱炎、腰椎峡部裂、椎体及附件骨折等。②4个及以上多节段病变者。③腰椎退变性滑脱Ⅱ度及以上者。④既往有腰椎融合手术史或马尾神经功能受损者。

内固定器：椎弓根螺钉系统采用Click’x系统为瑞士Synthes公司生产；椎间融合器采用法国SCIENT’X公司生产；Coflex系统为德国PARADIGM公司生产。

方法：

Topping-off技术：本组病例全部采用全麻，患者取俯卧位。C形臂X射线机透视定位，取后正中纵行切口，充分暴露，行双侧椎弓根螺钉固定，神经根及硬膜囊充分减压，一侧摘除椎间盘，并行椎间融合，安装双侧纵向连接杆，加压、锁紧螺母，恢复腰椎生理曲度。将头侧相邻节段棘上韧带从棘突上锐性剥离并牵向一侧，保留完整的棘上韧带，咬除棘间韧带，试模型号匹配合适后，在棘突间安装Coflex装置，夹紧两翼后将棘上韧带复位并缝合固定在棘突上。术中操作见图1-4。

评价指标：分别记录Topping-off治疗前、治疗后3个月、末次随访的Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)。治疗前及随访时拍摄站立位腰椎正侧位，过伸过屈位片，测量Coflex植入节段的活动度。治疗前及末次随访时所有病例行腰椎MRI检查，计算Coflex植入节段椎间盘髓核相对信号强度，使用相对信号强度评价Coflex对植入节段椎间盘的保护作用。

主要观察指标：①患者治疗前后Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)。②患者治疗前后Coflex植入节段活动度。③患者治疗前后Coflex植入节段髓核相对信号强度。④患者Topping-off治疗所用时间、出血量及住院时间。⑤Topping-off治疗后不良反应。

统计学分析：应用SPSS 10.0统计软件包进行统计学分析，治疗前后各变量用x(_)±s表示。对治疗前、治疗后3个月以及末次随访时的Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)、Coflex植入节段活动度，治疗前及末次随访coflex 相对信号强度采用配对t 检验进行分析，以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

虽然对于保守治疗无效的由椎间盘退变引起的腰背痛融合手术是一种很好的治疗选择^[6-7]，但术后因为固定节段的活动消失，使邻近椎间盘内的压力增加，邻近节段的位移增大、运动模式改变，从而继发不稳和退变却是一个不容忽视的问题。国外有研究报道：融合术后2年，融合节段的上位邻近节段活动角度及水平位移增加，而coflex植入节段及邻近节段活动度正常^[8]。融合术后平均5年，邻近节段的退变率高达31%-36.1%^[9-10]。融合术后，邻近节段的功能在术后10年是原来的94%，其每年线性减少约0.6%^[11]。为了防止邻近节段椎间盘的退变，近年来新型的Topping-off技术应运而生。

3.1 Topping-off技术的临床应用 椎间盘退变是生理过程，而脊柱融合可导致相邻节段椎间盘退变加速^[12]。融合后相邻节段代偿性活动，以及椎问盘和小关节的负荷增大，是导致相邻节段退变的原因。ISP系统(Wallis、Coflex等)植入可以在保留相应节段部分活动度的同时，限制腰椎过度前屈后伸，减少椎间盘及小关节的压力。Topping-off技术在融合节段的相邻节段植入Coflex以保护该相邻节段^[13]。

Topping-off技术优点^[13]：①可应用于责任间隙相邻节段术前已存在退变的情况，避免融合该相邻节段，减少融合节段总长度。②可应用于长节段融合的相邻节段，保护该相邻节段，并为融合节段及未行手术节段提供过渡。③在相邻节段置入棘突间固定系统，也降低未来可能的翻修术的难度。

研究中，32例患者均应用Topping-off技术治疗，随访发现Oswestry功能障碍指数、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)改善明显；影像学检查发现活动度末次随访无显著变化。说明：患者疼痛缓解或消失、腰椎功能情况较之术前改善明显。通过研究，作者认为： Topping-off技术既能够坚强固定需要融合的节段使椎体间融合顺利进行，又可以通过卸载相邻节段椎间盘内压力、允许其有接近正常的运动范围^[14]，提供对相邻节段的支持和保护，来创造一个良好的环境，使椎间盘可能通过自身修复或者基因治疗以增加修复的潜能，从而避免或减缓融合术后邻近节段的退变。术中将退变严重的节段融合并坚强固定后，在其邻近节段植入Coflex棘突间动态固定装置，可不增加融合节段并减轻小关节的负荷，保持椎间孔的高度，阻止交锁反应和疼痛性过度活动，改变退变椎间盘的应力传导进而防止相邻节段病的发生。很多国外学者报道：Coflex植入术是一种微创、有效、安全的手术方式^[15-16]。Topping-off技术可作为手术治疗方案中的早期策略，对以后可能采取的其他方法，如：融合、坚强固定留有余地，是现有融合技术的升华。Liu等^[3]报道：相比后路减压椎间植骨融合，Topping-off技术能够获得相似的临床疗效，除了限制了后伸，对于存在轻度或中度退变的相邻节段的活动范围基本没有影响。李忠海等^[17]随访发现对于退变性腰椎疾病的治疗Topping-off技术效果良好。

3.2 如何评判Topping-off技术对退变的椎间盘有保护作用？ 非融合技术及动态固定理念的提出从理论上解决了融合椎体邻近节段退变的问题。但实际效果如何？如何检验动态固定系统是否能够真正防止或减缓邻近节段的退变？标准是什么？如何量化此标准？本研究可能回答了以上问题。

腰椎间盘的退变是腰椎退变性疾病的首发因素，衡量椎间盘退变的重要指标即是椎间盘的含水量，相对信号强度不仅能反映髓核的水分含量，而且还能反映髓核退变过程中的病理特征^[18]。因此实验选择相对信号强度做为观察椎间盘变化及退变椎间盘有否恢复的量化指标。相对信号强度值分为4级，0级：正常，相对信号强度≥0.82；1级：轻度，相对信号强度0.73-0.81；2级：中度，相对信号强度0.64-0.72；3级：严重，相对信号强度< 0.64，是一种评价椎间盘退变较好的方法。本研究中：相对信号强度术前0.702±0.057(2级)，末次随访0.856±0.062(0-1级)，与术前相比明显改善，差异有显著性意义(P < 0.01)。提示：Coflex植入节段的椎间盘有恢复。李忠海等^[17]随访发现MRI中Coflex植入节段椎间盘的信号较术前明显增强。

本组结果显示：Topping-off技术对退变的椎间盘有一定的修复和保护作用，并能够维持相邻节段的功能，可防止相邻节段病的发生，是治疗特定的腰椎退变性疾病的一种安全、有效、可靠的手术方式。

3.3 Coflex植入装置的使用选择及术后远期并发症 通过研究作者认为：对于骨质疏松、棘突间空间狭窄、椎体侧方移位、矢状位不稳定的患者，Coflex装置应避免使用。术中植入深度、钳夹的程度都应适当。Zang等^[19]报道：对于Coflex植入节段正确的患者，术后如有残留症状，可不必使用保守治疗。对于Coflex移位、术中断裂、排异明显的病例应进行椎弓根钉内固定术以修改和挽救。本组研究中无脑脊液漏、感染、残留椎间盘突出、椎间盘突出再发及植入物松动、断裂、移位等并发症发生。国外文献报道了1例L₄、L₅节段椎管狭窄植入Coflex治疗的病例，术后3年的CT骨扫描显示：装置周围的骨化造成了新的椎管狭窄，引起了神经源性的跛行。Maida等^[20]建议将异位骨化作为棘突间或椎板间植入装置的新的并发症。Tian等^[21]对32例植入Coflex的患者进行了24-57个月的随访，发现异位骨化的发生率为26例(81.2%)。其中棘突旁异位骨化8例，棘突间骨化但未形成桥的16例，棘突间融合2例。由此可见：Coflex装置植入后有很高的异位骨化发生率，应当引起手术医生的注意。

作者这次研究为回顾性研究，样本量小，随访时间短，尚需有更多的基础性研究及前瞻性、大样本、临床对照研究的长期随访结果来进一步证实。虽然本组结果表明Topping-off技术对退变的椎间盘有一定的修复和保护作用，但在治疗适应证、治疗技巧、失败后的翻修及远期效果还有待于深入研究和进一步地探讨^[17]。

文章快阅

延伸阅读

刘海鹰等探讨单节段融合节段上位相邻椎间盘存在轻中度退变时,Topping-off手术预防相邻节段退变加重的作用。回顾性分析2008年4月至2010年3月所有行L5-S1腰椎后路减压椎间融合术(PLIF)+L4-5棘突间固定(ISP)置入术的患者资料(Topping-off组)；回顾同期所有行L5-S1 PLIF的患者资料(PLIF组).两组患者术前性别、年龄、体质量指数、术前椎间盘分级均匹配。患者于术前及末次随访时进行视觉模拟评分(VAS)和日本骨科学会腰椎功能评分(JOA)。对患者术前及术后随访时的X线片进行测量。结果显示：Topping-off组及PLIF组分别有25及42例患者资料完整，随访时间平均为24.8及23.7个月，两组患者均未出现症状学相邻节段退变。Topping-off组手术时间为(120±24)min,PLIF组为(106±21)min。两组术中出血量及术后引流量差异无统计学意义(P＞0.05)。两组术后随访与术前相比,VAS、腰椎JOA评分较术前均有显著改善(P＜0.01)；侧位片L4-5椎间隙前后缘高度变化均无统计学意义(P＞0.05)；L4-5椎间隙角及腰椎前凸角均显著增大(Topping-off组:t=-2.30和-2.24,P＜0.05；PLIF组:t=-2.76和-1.83,P＜0.05)。动力位X线片Topping-off组L4-5节段腰椎向前活动角度及L4椎体向前滑移距离变化无统计学意义(P＞0.05),L4-5节段过伸位活动角度及L4椎体后缘向后活动距离明显减小(t=5.83和4.92,P＜0.01)。PLIF组L4-5节段过屈及过伸位活动角度(t=-7.82和-4.90,P＜0.01)及L4椎体前后滑移距离(t=-15.67和-18.58,P＜0.01)均明显增大。提示当单节段融合节段上位相邻椎间盘存在轻中度退变时,Topping-off术式与单节段PLIF术式中短期疗效及安全性相近，Topping-off术式可限制过伸位时相邻节段活动,并可防止上位腰椎前后过度移动,具有潜在的预防相邻节段退变的作用。