显微镜下微创保留后方韧带复合体及腰椎置钉融合治疗腰椎退变性疾病

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.23.013

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

后方韧带复合体：又名后韧带复合体、后柱韧带复合体、后纵韧带复合体，包括黄韧带、棘间韧带、棘上韧带和小关节囊，这些结构共同保证了脊柱的稳定性，并对轻微损伤具有一定的抵抗作用。

腰椎椎间融合：是通过腰椎前、后路手术在椎间植骨或植入cage并植骨等方法，使腰椎间关节之间发生骨性结合，建立和维持腰椎稳定性；按手术入路不同，可将椎间融合分为3种，前路椎间融合、后路椎间融合及经椎间孔椎间融合。

摘要

背景：在后路腰椎融合过程中切除后方韧带复合体，可能会影响相邻节段的运动和负荷规律，导致相邻节段出现术后失稳，使其成为邻近节段退变的重要因素之一。

目的：探讨显微镜下微创保留后方韧带复合体的后路腰椎置钉融合治疗腰椎退变性疾病的可行性。

方法：纳入36例单节段腰椎退变性疾病患者，其中17例进行显微镜下保留后方韧带复合体的后路腰椎融合手术，同时以螺钉固定，作为试验组；另19例进行切除后方韧带复合体的传统后路腰椎融合手术，同时以螺钉固定，作为对照组。治疗前及治疗后3个月，评估患者目测类比评分与Oswestry功能障碍指数；随访期间，X射线观察邻近节段退变情况。

结果与结论：两组治疗后3个月的目测类比评分与Oswestry 功能障碍指数均明显低于治疗前(P < 0.01)，试验组治疗后3个月的目测类比评分与Oswestry 功能障碍指数明显低于对照组(P < 0.01)；随访期间，试验组2例出现邻近节段退变，对照组8例出现邻近节段退变，X射线片显示内固定稳定，无椎弓根钉松动、断裂或脱出等并发症发生；结果表明显微镜下微创保留后方韧带复合体的后路腰椎置钉融合，可有效缓解腰椎退变患者的疼痛和功能障碍，减少邻近节段退变的发生。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-6689-4316(苗军)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 显微镜, 微创, 后方韧带复合体, 后路腰椎融合, 融合, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Removing the posterior ligamentous complexes during posterior lumbar interbody fusion (PLIF) may influence motion and load bearing characteristics of the adjacent segments, contributing to the postoperative instability at the adjacent segment, which is one of the important factors for adjacent segment degeneration.

OBJECTIVE: To evaluate the clinical effectiveness of the PLIF plus screw implantation preserving posterior ligamentous complexes under microscope．

METHODS: Thirty-six patients with single-level lumbar degenerative disease were enrolled, which were allotted to experimental (n=17) and control (n=19) groups, followed by treated with PLIF plus screw implantation preserving posterior ligamentous complexes, and traditional PLIF plus screw implnatation, respectively. The Visual Analogue Scale scores and Oswestry Dysfunction Index at baseline and postoperative 3 months were assessed. The adjacent segment degeneration was observed through radiology during follow-up.

RESULTS AND CONCLUSION: The Visual Analogue Scale and Oswestry Dysfunction Index scores in the two groups were significantly lower than those before treatment (P < 0.01), and the postoperative scores in the experimental group were significantly lower than those in the control group (P < 0.01). The adjacent segment degeneration occurred in two cases in the experimental group and 8 cases in the control group during follow-up. Radiology revealed that the internal fixative was stable, none of screw loosening, rupture or pullout. These results suggest that PLIF plus screw implantation with posterior ligamentous complexes can effectively relieve the pain and dysfunction in the lumbar degenerative patients, and reduce the incidence of adjacent segment degeneration.

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Key words: Surgical Procedures, Minimally Invasive, Spinal Fusion, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

纪经涛，苗军，李文君，朱珊. 显微镜下微创保留后方韧带复合体及腰椎置钉融合治疗腰椎退变性疾病[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(23): 3682-3687.

Ji Jing-tao, Miao Jun, Li Wen-jun, Zhu Shan. Posterior lumbar interbody fusion plus screw implantation with posterior ligamentous complexes under microscope for lumbar degenerative disease [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(23): 3682-3687.

图/表（结果） 1

2.1 参与者数量分析 36例患者均完成治疗后3-26个月的门诊随访，进入结果分析。

2.2 试验分组流程图 见图2。

2.3 两组基线资料比较 两组患者性别比例、年龄、病变部位、疾病类型等基线资料比较差异无显著性意义，具有可比性。

2.4 手术情况 试验组手术时间70-140 min，平均 130 min；术中出血量100-800 mL，平均260 mL。对照组手术时间90-150 min，平均145 min；术中出血量400- 1 200 mL，平均640 mL。

2.5 疼痛缓解 36例患者术后24 h后腰腿痛症状均有不同程度缓解，8例患者术后拔出引流管后出现单侧下肢疼痛、麻木症状，经过神经营养、脱水药物及小剂量激素治疗后症状缓解。试验组3例患者随访期间偶有腰部不适症状，通过休息或口服非类固醇抗炎药物均可缓解，17例患者随访期间腰腿痛症状无复发。对照组11例患者随访期间平卧时出现腰部不适症状，6例患者腰痛明显，需借助腰围或口服非类固醇抗炎药物缓解。

2.6 目测类比评分与Oswestry功能障碍指数评分的比较 治疗前，两组间目测类比评分、Oswestry 功能障碍指数评分比较差异均无显著性意义；两组治疗后3个月的目测类比评分、Oswestry 功能障碍指数评分均明显低于治疗前(P < 0.01)，试验组治疗后3个月的目测类比评分、Oswestry 功能障碍指数评分明显低于对照组(P < 0.01)，见表1。

2.7 影像学检查结果 试验组2例出现手术节段头侧椎间隙高度丢失> 3 mm，但未发生椎体位移。对照组 8例出现手术节段头侧椎间隙高度丢失> 3 mm，2例出现手术节段头侧椎体前滑移>3 mm，同时存在动力位下椎间隙角度变化> 5°。

2.8 置钉后腰椎稳定性 术后36例患者随访期间X射线片显示内固定稳定，无椎间cage松动、退出，无椎弓根钉松动、断裂或脱出等并发症发生。

2.9 植入材料不良反应 此次研究中两组均未发生与植入材料相关的不良反应。

2.10 典型病例影像学图片 见图3。

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引言

后路腰椎融合自1981年由Cloward^[1]首次报道以来，因其具有减压充分和重建脊柱稳定性的特点，已被广泛应用于腰椎退变性疾病的治疗。然而，随着传统后路腰椎融合手术量的上升，医源性邻近节段退变的报道也逐渐增多^[2-3]，包括影像学邻节段退变和邻节段退变疾病。后路腰椎融合术后5年影像学邻节段退变的发生率为36%-84%^[4]，邻节段退变疾病发病率为5.2%-16.5%，术后10年邻节段退变疾病的发病率为10.6%-36.1%^[5-6]。当影像学邻节段退变发展为邻节段退变疾病，患者往往会出现脊柱轴向疼痛和神经功能障碍，需要再次翻修手术治疗^[7]。后路腰椎融合手术需要切除棘突、棘上韧带、棘间韧带、椎板和黄韧带等后方结构，使后方韧带复合体遭到破坏。在正常的腰椎解剖结构中，后方韧带复合体作为张力带结构可抵消前屈运动时的巨大压力^[8-9]。在后路腰椎融合过程中切除后方韧带复合体，可能会影响相邻节段的运动和负荷规律，导致相邻节段出现术后失稳^[10-11]，使其成为邻近节段退变的重要因素之一^[12]。Kim等^[13]通过有限元研究发现，与保留后方韧带复合体的后路腰椎融合手术相比，传统后路腰椎融合手术对相邻节段的椎间盘应力和移动范围影响都更大，更易引发邻近节段退变。因此，如果能够在腰椎退变性疾病手术治疗中充分减压、重建脊柱稳定性的同时，保留后方韧带复合体结构完整，将会有效降低腰椎融合术后邻近节段退变发病率。天津市天津医院自2014年尝试在显微镜下采用后路小切口保留后方韧带复合体(包括棘突、棘间韧带和棘上韧带)的后路腰椎融合手术治疗下腰椎退变性疾病(腰椎间盘突出和腰椎管狭窄)，与传统后路腰椎融合手术相比较，通过显微镜微创方法减少后方结构的破坏及神经损伤的概率，同时通过保留后方韧带复合体来降低术后邻近节段退变的发病率。

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材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析。

1.2 时间及地点 试验于2014年8月至2017年1月在天津市天津医院脊柱二科完成。

1.3 对象 选择天津市天津医院2014年8月至2017年1月接诊的36例下腰椎单阶段退变性疾病患者为对象，其中男25例，女11例，年龄22-77岁。按手术方式分2组治疗：①试验组17例进行保留后方韧带复合体的后路腰椎融合手术，其中男11例，女6例；年龄22-71岁，平均59.6岁；病变部位：L_4/5椎间盘水平9例，L₅/S₁椎间盘水平7例，L_2/3椎间盘水平1例；疾病类型：腰椎间盘突出13例，腰椎管狭窄4例；②对照组19例进行传统的后方韧带复合体的后路腰椎融合手术，其中男14例，女5例；年龄45-77岁，平均63.3岁；病变部位：L_4/5椎间盘水平8例，L₅/S₁椎间盘水平11例；疾病类型：腰椎间盘突出10例，腰椎管狭窄9例。

诊断标准：腰椎X射线+腰椎CT+腰椎MRI影像学明确诊断，同时具有典型的临床症状。

纳入标准：①典型的临床症状：腰椎间盘突出患者为腰腿痛，保守治疗无效；腰椎管狭窄患者为间歇性跛行，伴有或不伴有腰腿痛，保守治疗无效者；②术前均经腰椎正侧位及动力位片、腰椎CT和腰椎MRI检查确诊者；③为单阶段病变者；④既往无腰椎手术史者。

排除标准：①影像学诊断明确但无典型临床症状的患者；②有全身任何部位的急性或活动性感染病变未控制者；③既往有腰椎手术史或行介入性治疗患者；④腰椎多阶段病变，需要手术治疗的患者。

1.4 材料 融合器cage，为聚醚醚酮材料，为台湾冠亚产品，批号：G05233，经过测试，无细胞毒性、无血液及组织相容性问题。

1.5 方法

1.5.1 试验组治疗方法

麻醉方法：所有患者采用全麻。

术前准备：所有患者术前使用C臂透视定位病变阶段，并在体表标记腰背部正中切口及长度。

手术步骤：麻醉成功后取俯卧位，常规消毒铺巾。按体表标记切开皮肤、皮下组织及深筋膜，长5.0-6.0 cm，保留后方韧带复合体(棘突、棘间韧带及棘上韧带)，分别于后方韧带复合体两侧骨膜下剥离椎旁肌肉至关节突外缘，先在后方韧带复合体一侧于责任阶段上下椎体进钉点打入克氏针，C臂透视进钉角度后，以开路器钻入椎弓根，探得诸壁为骨道后，分别拧入2枚椎弓根钉；再于后方韧带复合体另一侧植入2枚椎弓根钉(图1A，B)。

将显微镜(徕卡仪器有限公司，德国)移至术区，开启光源，先后将微创通道(北京富乐，中国)置于后方韧带复合体一侧(图1C，D)，在镜下以骨凿、咬骨钳、枪钳等行双侧半椎板减压，再于棘突下方潜行减压。对于腰椎管狭窄者要去除双侧大部分下关节突，剪除肥厚黄韧带，行双侧神经根通道松解。将硬膜轻轻牵开加以保护，以尖刀切开责任节段间盘纤维环，刮除髓核组织及软骨终板，再用神经钩于神经根下探查取出游离髓核。取相应cage试模合适，椎间隙植入自体松质骨，将cage植入自体骨后打入椎间隙(图1E，F，G)。透视内固定位置满意后，量棒，上棒，上尾冒。行责任阶段间隙加压，拧紧尾冒。再次探查诸神经根通道无明显压迫，冲洗，无明显出血后，留置引流管1根，分层缝合，术毕。

1.5.2 对照组治疗方法按常规后路腰椎融合手术切口显露，长8-12 cm，两侧骨膜下剥离椎旁肌肉至关节突外缘，于责任阶段上下椎体同时植入4枚椎弓根钉。量棒，上棒，上尾冒。以骨凿、咬骨钳、枪钳等广泛切除后方韧带复合体，行全椎板减压，并同上述过程相同切除椎间盘，植入cage椎间隙加压，留置引流管1根，分层缝合。

1.5.3 术后处理卧床休息24 h，带腰围下床活动，伤口引流小于50 mL，拔出引流管。

1.6 主要观察指标

疗效评价：将两组治疗前与治疗后的目测类比评分和Oswestry 功能障碍指数进行比较。目测类比评分满分为10分，分数越高疼痛越明显；Oswestry 功能障碍指数得分越高说明功能障碍越严重。

影像学评价：36例患者术后均行X射线片和CT检查，术后门诊随访因经济限制无法全部行MRI检查，故均行X射线片检查，邻近节段退变诊断标准如下^[14]：椎间隙高度丢失≥3 mm；动力位下椎间隙角度变化≥5°；椎体移位≥3 mm。

1.7 统计学分析 采用SPSS 19统计软件(SPSS Inc．，美国)进行统计学处理，采用配对设计资料t 检验术后目测类比评分和Oswestry 功能障碍指数评分与术前的统计学差异，检验水准取双侧0.01。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

3.1 后方韧带复合体保留的意义 多项研究通过长期随访表明，由于传统的后路腰椎融合手术使相节节段应力集中和失稳，几乎所有患者在融合节段的上一个节段都存在邻近节段退变。然而，通过前路融合的手术后出现邻近节段退变则较少，这主要是因为后方韧带复合体结构完整^[15]，保留了后方张力带作用。此外，Chen等^[16]通过建立有限元模型来分析后路腰椎融合手术与保留后方韧带复合体的半椎板减压术对邻近节段退变的影响，结果显示与后路腰椎融合相比，保留后方韧带复合体的半椎板减压术能够减少临近节段椎间盘的应力集中，延迟邻近节段退变的发生，作者认定为这是后方棘上韧带和棘间韧带在腰椎前屈时可分担部分应力的结果。

后方韧带复合体对维持融合术后相邻节段椎体的稳定也起到了至关重要作用，腰椎在日常工作中承受了更大的动态和静态压力，在失去了椎旁肌肉和后方韧带复合体的张力作用后，椎体在屈曲动作时可能出现失稳。Chen等^[17]利用新鲜猪标本比较后路腰椎融合手术与保留后方韧带复合体的半椎板减压术对相邻节段椎体稳定性影响，结果显示在屈曲状态下，后路腰椎融合术后的邻近节段椎体位移在统计学上明显大于保留后方韧带复合体的半椎板减压术。另一项类似的研究同样证明，保留后方韧带复合体的减压术(单侧或双侧减压)能够减少邻近节段失稳的发生^[18]。此外，Kato等^[19]的尸体生物力学实验表明，与保留后方韧带复合体的手术相比，后路腰椎融合术后腰椎在屈曲和后伸运动时邻近节段椎体活动度和轴向旋转移动都显著增加。因此，保留后方韧带复合体能够增加术后邻近节段的稳定性。

综上所述，如果能在腰椎减压手术中保留后方韧带复合体，不仅能保留腰椎后方张力带结构，减少相邻节段椎间盘应力集中，还能限制术后相邻节段椎体的活动度，减少术后邻近节段退变的发生率。

3.2 显微镜下融合的优势 全椎板减压已被广泛应用于腰椎退变性疾病的手术治疗，取得了良好的疗效^[20-24]。但对于椎管狭窄严重或术前已存在失稳的患者，广泛的减压可能带来术后的医源性失稳^[25-28]，全椎板减压术后5-10年腰椎失稳的发病率为3%-20%^[26-29]。因此，在退变性腰椎疾病手术治疗中广泛减压的同时重建脊柱稳定性是必要的^[30]。但大量研究表明，减压融合术在取得良好的临床疗效的同时也带来了不可忽视神经损伤、正常解剖结构破坏及邻近节段退变等并发症^[31-35]。因此，为了减少对正常解剖结构的破坏，越来越多的脊椎微创技术应运而生，Evaniew等^[36]认为脊柱微创手术能够达到开放手术相同的效果，同时能减少手术的创伤和术后并发症。

本组选择显微镜微创下减压融合技术，它不但使手术深层视野解剖结构放大，能够提高神经、血管等组织结构的分辨率，减少术中神经组织损伤的概率；同时在镜下能够让术者的动作更轻柔和精准，减少对神经组织的过度牵拉；此外，显微镜还可为术区提供足够的光源，通过调整显微镜角度可使视野到达直视下无法到达的区域，这些都为微创小切口提供了技术上的支持。与全内镜微创技术的二维图像相比，通过调节放大倍数让显微镜可呈现立体三维视野，使手眼配合更容易、学习曲线更短。此外，与脊柱全内镜技术相比，显微镜技术不仅可更彻底地切除责任节段的椎间盘组织，同时可进行脊柱融合，完成稳定性重建，降低责任节段术后复发率。本组患者全部在5.0-6.0 cm切口内植入椎弓根钉，并在显微镜下完成双侧椎板减压后植入椎间融合器，保留了后方韧带复合体的完整性，同时完成了责任节段的360°融合，既达到了传统后路腰椎融合的减压融合效果又避免了因后方韧带复合体破坏引起的邻近节段退变，为脊柱微创外科技术提供了一个新选择。

3.3 手术注意事项

术前定位：对于所有的脊柱微创技术几乎都需要术前精准定位，只有准确定位责任节段，才能以最小的切口和创伤到达术区。因此，本技术需要术前在C臂透视下定位责任节段，而术中则无需像全内镜技术反复透视，显著减少了患者和医护人员的放射线暴露。

减少关节突关节的破坏：在显微镜下减压过程中可更好地分辨解剖结构，同时能够更精细地减压，术中可尽量保留关节突关节，减少后方结构的破坏，减少邻近节段退变的发病率。

双极电凝的正确使用：在显微镜下术区组织结构可被放大，包括椎管内神经和血管组织，对于减压过程中软组织出血和椎管内静脉丛出血，可应用双极电凝给予精确的止血，甚至可达到神经根和硬膜表面止血，减少了术中出血量和神经热损伤的概率。但在术区尤其是椎管内应精确止血，尽量减少双击电凝止血的面积，避免术后神经周围瘢痕粘连而引发的并发症。

3.4 研究的不足 由于病例入组、手术器械限制及患者认知程度等原因，本组病例中显微镜下采用后路小切口保留后方韧带复合体的后路腰椎融合手术治疗病例数相对较少，且随访时间较短，对该技术减少术后邻近节段退变的远期疗效有待进一步研究，在以后的研究中进一步完善。

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