后路动态稳定系统内固定治疗腰椎间盘突出症的稳定性评价

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.22.019

摘要/Abstract

摘要：

背景：后路动态稳定系统可以用来保留椎体运动节段，减少椎体相邻节段的退变。
目的：探讨后路动态稳定系统对腰椎间盘突出症治疗的中期疗效和稳定性。
方法：选取首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科2009年2月至2011年6月的18例退行性腰椎疾病患者在后路减压的同时行后路动态稳定系统内固定。男11例，女7例；年龄32-67岁，平均年龄45岁。应用目测类比评分进行疼痛评估，以Oswestry功能障碍指数进行临床疗效评价，应用过屈过伸位X射线测量后路动态稳定系统内固定后腰椎间盘和相邻间盘活动度。
结果与结论：所有患者随访时间20-45个月，平均随访38个月。目测类比评分后路动态稳定系统内固定治疗前7.1-9.4分，平均得分8.3分，内固定治疗后0-3.1分，平均得分1.5分，目测类比评分改善率为81.5%。Oswestry功能障碍指数在后路动态稳定系统内固定治疗前35-81分(平均60分)，内固定治疗后0-45分(平均22分)，功能障碍恢复率为63.3%。后路动态稳定系统内固定治疗后1例出现松动，1例出现下肢神经症状一过性加重，3个月后逐渐缓解。腰椎间盘在内固定后平均活动度为5.3°。后路动态稳定系统治疗腰椎间盘突出症可以保留固定节段的活动度和稳定性，中期临床症状恢复良好，说明该系统是治疗腰椎间盘突出症的一种可供选择的非融合性固定方法，但其对相邻节段的影响尚需要进行长期随访。

关键词: 骨关节植入物, 骨与关节学术探讨, 后路动态稳定系统, 非融合, 腰椎间盘突出症, 腰椎退行性变, 植入物, 椎管狭窄, 滑脱, 疼痛, 脊柱融合, 椎弓根螺钉, 相邻节段退变, 生物力学

Abstract:

BACKGROUND: Posterior dynamic stabilization system can be used to maintain the vertebral motion segment and reduce the degeneration of vertebral body adjacent segment.
OBJECTIVE: To investigate the efficacy and stability of posterior dynamic stabilization system for the treatment of lumbar disc herniation.
METHODS: Eighteen patients with degenerative lumbar disease and treated with posterior decompression and posterior dynamic stabilization system internal fixation in the Department of Orthopedics, Beijing Shijitan Hospital Affiliated to Capital Medical University from February 2009 to June 2011 were selected, included 11 male patients and seven female patients, the age was 32-67 years old and averaged in 45 years old. The visual analogue scale score was used for pain assessment and the Oswestry disability index was used for clinical evaluation, the flexion and hyperextension X-ray films were used to measure the activity of lumbar intervertebral disc and the adjacent intervertebral disc after posterior dynamic stabilization system fixation.
RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed-up for 20-45 months, averaged in 38 months. The visual analogue scale score before posterior dynamic stabilization system fixation was 7.1-9.4 points, and averaged 8.3 points, the postoperative score was 0-3.1 points, averaged 1.5 points, the improvement rate of visual analogue scale score was 81.5%. The Oswestry disability index before posterior dynamic stabilization system fixation was 35-81 points (average 60 points) and 0-45 points after fixation (average 22 points), and the improvement rate of Oswestry disability index was 63.3%. There was one case of loosening after posterior dynamic stabilization system fixation, one case had lower extremity nerve symptoms transient increasing and relieved after 3 months. The average range of motion after fixation was 5.3°. The posterior dynamic stabilization system for the treatment of lumbar disc herniation can maintain the range of motion and stability of the fixed segment with well recovered medium-term clinical symptoms, suggesting that this system is an alternative non-fusion fixation method for the treatment of lumbar disc herniation, but the effect on the adjacent segment still need to be identified with long-term follow-up

Key words: bone and joint implants, academic discussion of bone and joint, posterior dynamic stabilization system, non-fusion, lumbar disc herniation, lumbar degeneration, implants, spinal stenosis, spondylolisthesis, pain, spinal fusion, pedicle screw, adjacent segment degeneration, biomechanics

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 2

2.1 相关研究资料的获取 采用检索CNKI数据库和万方数据库的方法获取^[11-12] 。
资料检索方式：检索时间范围2006至2012年，检索词为“后路动态稳定系统；腰椎间盘突出症”，检索出相关文献76篇。其中CNKI数据库文献52篇，学术期刊数据库文献25篇，包括学位论文数据库文献10篇，会议论文数据库文献17篇。万方数据库文献24篇，学术期刊数据库文献18篇，学位论文数据库文献2篇，会议论文数据库文献4篇。最终纳入研究的文献共8篇^[13-20] 。
入选标准：①检索结果中排除CNKI数据库和万方数据库的重复文献10篇。②文献的研究内容与后路动态稳定系统和腰椎退行性疾病相关，腰椎退行性疾病以腰椎间盘突出症为主，排除护理内容的文献4篇。③排除无全文的会议论文数据库文献18篇。④同一作者的相似研究，只选取其中1篇文献纳入分析，根据此标准去除文献6篇。⑤检索文献的体例为论著和病例报告等，均为一次性文献，综述为前人的经验和目前研究进展的文献，排除综述类文献7篇。⑥排除相关基础实验文献3篇。⑦文章中病例分析的患者随访时间均在20个月以上，因此筛选出的文献随访时间也需要符合此标准，排除未明确交待随访时间的文献5篇，以及平均随访时间或最长随访时间大于20个月的文献。
2.2 后路动态稳定系统内固定治疗腰椎间盘突出症的研究资料分析 不同检测指标评价后路稳定系统内固定治疗腰椎间盘突出症的相关文献见表1，后路动态稳定系统内固定治疗腰椎间盘突出症的并发症及稳定性，见表2。

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引言

目前，腰椎融合技术是椎体间失稳椎间盘突出症治疗的公认“金标准”，优于非手术治疗方法。但临床研究显示，由于椎体融合使腰部活动受限，生物力学发生改变，治疗后出现并发症较多，包括假关节、不融合、腰椎不稳、相邻节段病等^[1-2] 。越来越多的临床证据表明融合治疗后腰椎的活动受到限制，相邻节段活动增加，使相邻节段退变加速。腰椎不稳和椎管狭窄再次发生。
腰椎间盘突出症是由于腰椎间盘有不同程度的退行性改变，纤维环和髓核含水量逐渐减少，使髓核张力下降，透明质酸及角化硫酸盐减少，低分子糖蛋白增加，原纤维变性及胶原纤维沉积增加，髓核失去弹性，使椎间盘结构松弛、软骨板囊性变。腰椎间盘突出症的病理分型包括椎间盘膨出、突出、脱出以及髓核游离等。临床诊断需要了解病史、物理检查以及影像学检查，以排除其他病变。
X射线的辅助检查可以帮助患者排除腰椎狭窄不连、椎体结核、肿瘤和腰椎滑脱等。CT的高分辨率图像，可以清晰的显示腰椎间盘突出的部位、大小、形态，以及神经根、硬膜囊受压移位，同时还可以显示椎板黄韧带肥厚、小关节增生肥大、椎管以及侧隐窝狭窄等，对椎间盘突出诊断准确率为80%-90%。磁共振检查是目前腰椎间盘突出最有效、最敏感以及特异性的检查手段^[3] ，可以提示突出的方向和程度，病变脱水变性等，是诊断检查的首选。
腰椎后路非融合技术的临床应用是在上述融合技术缺陷的基础上逐渐发展出来的。1991年，由法国学者Gilles和Dubois研制^[4] 。1994年，Dubolis首次应用后路动态稳定系统(dynamic neutralization system，Dynesys)来治疗腰椎退变性疾病^[2] 。后路动态稳定系统的组成结构包括钛合金椎弓根螺钉、聚脂套管和多聚酯纤维绳索，椎弓根螺钉起到固定作用，套管和绳索将螺钉连接起来，绳索限制腰部的屈曲，套管限制腰部的伸展^[5] ，典型的产品有Zimmer公司的固定系统。为了承受压缩载荷，弹性间隔器被置于两侧椎弓根螺钉头部之间；同样为了承受拉伸力，由穿过中空间隔器的多聚酯纤维绳固定于椎弓根螺钉头部并被预先拉长。Dynesys 稳定装置作为腰椎退变疾病融合治疗的替代治疗能使脊柱后部结构恢复到近似正常生理解剖位置，从而保留节段间的活动和降低关节面负荷的承受^[6] 。
后路动态稳定系统主要特征有：①可以保留椎体的正常解剖结构，使椎体活动不受限制。②可以改变运动节段的负荷传递，减少终板和纤维环的应力。③增加椎体的稳定性，保持正常的活动性。④对相邻节段椎体的应力和活动无影响^[7-9] 。后路动态稳定系统适用于脊柱运动节段退变以及明显过度运动期间失稳的椎间盘，中央型和巨大型腰椎间盘突出症，多节段退变性椎间盘疾病的融合和非融合治疗，退变性脊柱侧凸，Ⅰ度退行性腰椎滑脱，腰椎管狭窄症伴椎间盘不稳的患者。
应用后路动态稳定系统治疗腰椎退变性疾病早期的临床效果和脊柱融合手术相似，但中长期的临床随访报道较少，尤其是对相邻节段影响以及稳定性效果就更不确定。首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科于2009年2月至2011年6月采用后路动态稳定系统非融合系统治疗腰椎间盘突出症患者18例。中期临床效果满意，报告如下。

材料方法

1.1 病例资料 实验设计为回顾性病例分析，于2009年2月至2011年6月在首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科完成。选择首都医科大学附属北京世纪坛医院骨科收治的18例退行性腰椎疾病患者，在后路减压的同时行后路动态稳定系统内固定。男11例，女7例；年龄32-67岁，平均年龄45岁。其中腰椎间盘突出症患者14例，腰椎管狭窄患者4例。单节段固定13例，双节段固定5例。固定L4-5节段6例，L3-4固定2例，L5-S1固定5例，L4-S1固定4例，L3-5固定1例。
纳入标准：①患者均经过CT或MRI等临床和影像诊断为腰椎间盘突出症或单纯腰椎管狭窄患者，经3个月以上保守治疗无效者。②纳入患者及家属均被告知并签署知情同意书。③手术方案经过伦理委员会批准。
排除标准：①合并重度腰椎滑脱患者。②合并重度退变性脊柱侧凸患者。③受累节段大于2个以上者。④重度骨质疏松及肥胖患者。⑤退变性脊柱侧凸大于10°的患者。
1.2 病例治疗方法 全部患者均采用气管插管全麻，俯卧手术台上，维持正常的腰前凸。治疗入路采用腰椎后正中入路，沿棘突剥离双侧椎旁肌，行骨膜下剥离，向两侧显露至横突外侧部。后路动态稳定系统椎弓根钉放置在小关节的外侧面、横突中点处，尽量避免损伤和侵犯小关节，置入后C型臂X射线机透视位置良好，旋紧螺钉至钉尾端抵横突和关节突皮质，突出节段一般需常规双侧或单侧椎板间开窗减压，摘除突出的椎间盘，神经根管松解，直至减压彻底。在保持腰椎前凸及脊柱轻度分离的情况下测量两侧上下椎弓根螺钉间的距离，截取合适的聚碳酸酯聚氨酯间隔器，将多聚酯纤维绳索置入聚碳酸酯聚氨酯间隔器内，最后将间隔器置于相邻上下位椎弓根钉之间，拉紧绳索后拧紧螺母。清点器械，冲洗伤口，放置引流，缝合伤口。在治疗后1-3 d拔除引流管，以后在腰围子保护下可以适当下床活动，治疗后佩戴腰围子3个月。
主要观察指标：患者在治疗前后均应用目测类比评分进行疼痛评估；以Oswestry功能障碍指数进行临床疗效评价，并计算改善率。应用过屈过伸位X射线片测量病变部位间盘和相邻间盘的椎间角度，计算其活动度。治疗后3 d、6个月以及每年复查腰椎X射线片。
目测类比评分(visual analogue scale,VAS)是目前最常用的疼痛强度评定方法，采用10 cm长的直线，按毫米划格，两端分别表示无痛和剧痛，即0-10分。患者根据其感受程度用笔在直线上画出与其疼痛强度相符合的点，从0分到标记点之间的距离即为痛觉评分的分数。0分为无痛，3分以下为有轻微疼痛，4-6分为有中度疼痛，7-10分为有渐强烈的疼痛，疼痛难忍。
Oswestry功能障碍指数(oswestry disability index，ODI)是由Fairbank等在1976年设计的，用于对腰痛患者的临床功能进行评定^[10] ，由10个问题组成，包括疼痛的强度、生活自理、提物、步行、坐位、站立、干扰睡眠、性生活、社会生活、旅游等10个方面的情况，其中每个问题有6个选项，每个问题最高得分为5分，得分越高说明功能障碍越重。0-4分无功能丧失；5-14分为轻度功能丧失；15-24分为中度功能丧失；25-34分为严重功能丧失；大于34分为功能完全丧失。
统计学分析：采用SPSS 19.0统计学软件进行分析，各组数据采用t 检验。P < 0.05为差异有显著性意义。
1.3 后路动态稳定系统内固定对腰椎间盘突出症患者的治疗效果
参与者数量分析：纳入后路动态稳定系统内固定患者18例，全部进入结果分析，无脱落，结果按意向性分析。
随访时间：随访时间为20-45个月，平均(37.72±6.40)个月。结果均以最后一次随访结果计算。治疗后均无再手术等病史。
临床评估结果：治疗前患者平均目测类比评分为7-10分，平均为(8.33±0.77)分，治疗后患者目测类比评分为0-4分，平均为(1.50±0.92)分，改善率为81.9%。
Oswestry功能障碍指数评分在治疗前35%-81%，平均为(60.55±10.12)%，在治疗后0-45%，平均(21.60±9.52)%，恢复率64.3%。治疗前后各时间点患者Oswestry功能障碍指数评分比较差异有显著性意义(P < 0.01)。
影像评估结果：治疗前后不同功能体位(过屈过伸位)显示病变节段上位和下位的椎间角度，治疗前和末次随访结果显示活动度略增加，但尚无明显统计学差异(P > 0.05)。病变节段间盘椎间角度治疗前关节活动度为(9.13±3.72)°，治疗后平均关节活动度(5.30±2.12)°，较治疗前有显著减少，两者比较差异有显著性意义(P < 0.01)。但椎间仍保留一定的活动度。
不良反应：后路动态稳定系统治疗后1例患者出现下肢神经症状一过性加重，神经营养药等方法保守治疗3个月后症状逐渐缓解，随访3年出现螺钉松动，见图1。

讨论

腰椎间盘突出症的外科治疗目的是防止腰椎失稳，传统手术治疗方法主要是融合不稳定节段，但这也带来了相邻节段的退变加速，称为相邻节段病。动态稳定系统替代融合用来防止相邻节段病的发生^[21] 。旨在帮助脊柱运动节段活动和改变载荷的传递，控制异常的节段间活动，防止相邻节段病的发生。Dynesys属于后路动态稳定系统，后路非融合技术，1994年应用于临床^[22] 。目前全球对该技术有较多的支持文献^[23-27] 。普遍认为该技术疗效和融合技术相当，同时损伤小^[28] 。Putzier等^[29]报道了35例腰椎间盘突出症患者应用后路动态稳定系统治疗和49例单纯椎间盘切除患者的临床比较，研究随访了3年，结果显示后路动态稳定系统可以保留手术节段的活动度，同时和单纯切除间盘组相比明显减缓了病变间盘的退变。文章的病例显示末次随访时的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分均较治疗前有显著的减低。说明后路动态稳定系统的临床治疗效果良好。后路动态稳定系统能够保留病变节段的活动度，同时又能稳定住病变节段，取得和融合治疗相似的临床效果，不需要植骨融合，减少了取骨供区的症状。该非融合技术可以作为融合手术的替代方法。
对于后路动态稳定系统作为非融合器械在预防相邻节段病发生方面，其可以维持病变节段的活动度，同时可以减缓或预防相邻节段病的发生^[28] 。Schnake等^[30]和Schaeren等^[31]对26例腰椎管狭窄伴滑脱的老年患者进行了减压和后路动态稳定系统内固定，通过2年和4年的随访，认为取得了良好的临床疗效，保持了足够的稳定性，滑脱没有进一步发展，且不需要植骨，避免了供区的症状。但4年时部分患者相邻节段显示出退变。文章部分的病例显示相邻节段出现不同程度的活动度增加，尤其是相邻的上位间盘。但没有明显的退变发生。
后路动态稳定系统应用10余年来，至今未见有术中严重并发症，术后并发症的发生大多与植入物有关，1例患者在治疗后出现下肢症状一过性加重，神经营养药等保守治疗3个月后逐渐缓解，随访3年出现螺钉松动，但末次随访没有明显的临床症状。所有患者没有发生螺钉断裂、再手术等现象。虽然病变节段间盘椎间角度较治疗前有显著减少，但椎间仍保留一定的活动度。保留的活动度对于相邻节段退变的影响有待进一步随访。文章也注意到末次随访时，部分患者相邻节段出现活动度增加，但并没有显著影像上退变的发生。且其发生率并没有高于融合相邻节段退变的发生率^[32] 。Pellise等^[33]发现间盘在融合后头端的几个间盘都会出现相似的退变，可能是个体内在退变的特性决定，而不是由融合引起。以后需要更多的研究来确定相邻节段的病因及病理过程。Beastall等^[34]通过9个月随访磁共振检查发现非融合固定节段有活动，但高度减少，间盘前方高度减小，间盘后方高度没有变化。同时，相邻节段没有明显活动度增加。Kumar等^[35]通过2年的随访磁共振发现后路动态稳定系统固定节段和相邻节段似乎间盘退变持续发生，这种过程可能是疾病的自然病理进程。Cakir等[^36]通过比较11例单节段L4-5后路动态稳定系统非融合固定和15例融合固定患者，发现两种技术都不能改变相邻节段的活动度，说明后路动态稳定系统在对相邻节段退变的影响方面和融合技术相同。文章的结果说明后路动态稳定系统能保留一定病变节段的活动度，但相邻节段仍会出现一定的活动度增加，能否阻止和预防相邻节段退变的发生有待对内固定器械的改进和需要更长和更多患者的随访。
随着脊柱内固定器械的不断进步，后路动态稳定系统作为一种非融合动态稳定系统临床的应用越来越广泛，其临床疗效受到广泛肯定，与融合技术相比，腰椎生物力学分布更符合生理状态，可以避免植骨融合带来的相关并发症。对于固定的椎间盘来说，能保留一定的活动度和减轻相应间盘的负荷。