腰椎融合術后鄰近節(jié)段病變研究進展

張濤　王弘　徐宏光　趙泉來

241001　安徽蕪湖，　　皖南醫(yī)學院附屬弋磯山醫(yī)院脊柱外科

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腰椎融合術后鄰近節(jié)段病變研究進展

張濤王弘徐宏光趙泉來

241001安徽蕪湖，皖南醫(yī)學院附屬弋磯山醫(yī)院脊柱外科

摘要腰椎融合術后鄰近節(jié)段病變(ASD)目前尚無明確定義，MRI檢查等可顯示椎間盤病變，其影像學表現(xiàn)與臨床癥狀相關。ASD病因包括術前既存鄰近節(jié)段退變、椎體矢狀位失衡、后方復合體損傷、生物力學影響等。針對這些原因，臨床運用腰椎間盤置換術、動態(tài)固定、經皮椎弓根螺釘固定等技術進行防治，但均缺乏長期隨訪結果。該文就腰椎融合術后ASD定義、影像學評價、發(fā)生率、發(fā)病機制等研究進展作一綜述。

關鍵詞腰椎；鄰近節(jié)段病變；融合術

作為治療退行性腰椎疾病的經典術式，腰椎融合術具有良好的融合率和臨床癥狀緩解率，用于治療脊柱相關疾病已有100多年歷史[1-2]。隨著實施腰椎融合術患者的增多，術后并發(fā)癥也越來越受到關注，其中最主要的并發(fā)癥為腰椎融合術后鄰近節(jié)段病變(ASD)。

1ASD定義

ASD包括鄰近節(jié)段退變(ASDeg)和鄰近節(jié)段疾病(ASDis)。當前研究主要從以下4個方面對ASD進行定義：①解剖結構，包括骨贅形成、椎間隙高度丟失、椎管狹窄、椎體退變等；②生物力學，包括椎體滑移、不穩(wěn)，后凸Cobb角增大等；③臨床癥狀，即術后再次出現(xiàn)腰背部疼痛，伴或不伴活動障礙，癥狀嚴重者常需再次手術；④臨床嚴重程度，Hilibrand退變分級≥Ⅱ級，Park鄰近節(jié)段骨化程度分級≥1級等[3-4]。目前廣泛認同的ASD定義為：ASDeg指成功腰椎融合術后至少6個月，僅有影像學改變而無新的臨床癥狀出現(xiàn)；ASDis指成功腰椎融合術后至少6個月，手術鄰近節(jié)段出現(xiàn)發(fā)作至少2次且需治療的新癥狀，與影像學改變相符，不包括軸向痛、肌肉痙攣、麻木等[5-6]。然而，目前尚缺乏ASD病理變化定義和嚴重程度評估系統(tǒng)。

2ASDeg影像學評價

腰椎融合術后ASDeg的臨床癥狀與影像學表現(xiàn)不符，影像學表現(xiàn)甚至無法解釋臨床癥狀。Lundine等[7]研究認為，X線檢查不能有效評估腰椎融合術后ASDeg，原因為X線檢查不能評估椎管狹窄。一項前瞻性研究[8]發(fā)現(xiàn)，雖然腰椎融合術后鄰近節(jié)段在MRI影像上有異常表現(xiàn)患者5年內退變可能發(fā)生進展，但與臨床癥狀關系甚微，推測患者活動強度和職業(yè)對腰痛發(fā)生的預測更有幫助。Ract等[9]研究認為，腰椎融合術后ASDeg影像學表現(xiàn)與臨床癥狀不符。 Blumenkrantz等[10]研究認為，MRI技術如T2 Mapping、T1 rho等可顯示椎間盤病變，有助于早期發(fā)現(xiàn)椎間盤退變，且有證據表明這些病變與臨床癥狀相關。

3ASD發(fā)生率

由于缺乏統(tǒng)一定義、有效的影像學評估方法，以及樣本含量、隨訪時間等的不同，關于ASD發(fā)生率的報道各有千秋，但總體認為腰椎融合術加劇了ASDeg。近年來，出現(xiàn)較多關于腰椎融合術后ASDis和二次手術的報道。Lawrence等[11]研究發(fā)現(xiàn)，ASDis平均年發(fā)生率為0.6%～3.9%。Sears等[12]對912例患者進行1 000次后路腰椎融合術，其中130次(13%)為二次手術，ASD平均年發(fā)生率為2.5%，5年和10年發(fā)生率分別為13.6%和22.2%。有學者[13]對101例腰椎融合術患者平均隨訪至少10年(10～17年)，發(fā)現(xiàn)二次手術10例(9.9%)，其中8例為鄰近上節(jié)段，2例為鄰近下節(jié)段，發(fā)病時間為首次手術后(7.1±2.8)年(1～12年)，其中80%的二次手術發(fā)生于術后5年。

4ASD發(fā)病機制

4.1術前既存ASDeg

術前既存ASDeg可對鄰近節(jié)段的生物力學產生影響并加速其退變。Ruberte等[14]利用有限元模型進行實驗研究，結果發(fā)現(xiàn)節(jié)段退變會使鄰近節(jié)段更易受傷。Kim等[15]將單節(jié)段退變患者分成A、B兩組進行研究，A組為椎弓峽部崩裂性前滑脫患者，B組為退變性前滑脫患者，結果發(fā)現(xiàn)B組患者ASDis發(fā)生率較高，而A組患者無癥狀時期較長(平均61.1個月)。Ahn等[16]研究發(fā)現(xiàn)，術前存在ASDeg(尤其是上位節(jié)段)患者較無ASDeg患者發(fā)生ASDis的風險高3倍。Lee等[17]進一步研究發(fā)現(xiàn)，上、下位節(jié)段術前存在ASDeg患者較無ASDeg患者發(fā)生ASDis的風險高2倍，但兩者差異無統(tǒng)計學意義；上位椎體小關節(jié)退變患者與無退變者ASDis發(fā)生率(73.3% vs 26.7%)差異有統(tǒng)計學意義。Ghiselli等[18]對215例后路腰椎融合術患者進行研究，平均隨訪6.7年后發(fā)現(xiàn)，患者術前存在ASDeg與術后ASDis發(fā)生不相關,原因可能與離群個體(如患者初次手術與術后隨訪不在同一醫(yī)院)的存在有關。

4.2生物力學影響

融合節(jié)段的制動可使鄰近節(jié)段壓力負荷代償性增加。Lee等[17]對16具尸體標本腰椎施加垂直負荷及彎曲負荷，結果發(fā)現(xiàn)鄰近未融合節(jié)段的應力及相關關節(jié)突關節(jié)的負荷均有所增加。Chen 等[19]利用有限元模型進行研究，結果發(fā)現(xiàn)腰椎融合術后鄰近椎間盤應力增加，且上位椎間盤應力增加較下位椎間盤多。近年來，相關細胞分子生物學的研究逐漸成為新焦點。Yurube等[20]研究發(fā)現(xiàn)，壓力誘導下纖維環(huán)及髓核細胞、脊索細胞數目均有所減少。

融合節(jié)段的制動也可使鄰近節(jié)段活動度增加。融合節(jié)段以上椎體活動度增加可導致ASDeg和鄰近節(jié)段滑移，引起關節(jié)突肥大及黃韌帶增厚，最終導致椎間盤破裂。Imagama等[21]研究認為，行L4～5融合術后鄰近節(jié)段活動范圍有所增加。Liu等[22]將120例腰椎融合術患者隨機分成3組，每組40例，進行隊列研究，發(fā)現(xiàn)術后3個月每組鄰近節(jié)段活動度均較術前有所提高。

Hoogendoorn等[23]對13只正常脊柱的山羊進行腰椎融合術，6只不做處理，通過MRI檢查及組織學檢查來分析椎間盤退變情況，隨訪3、6個月后發(fā)現(xiàn)腰椎融合術后無ASDeg，但距離融合節(jié)段L3～4下2個節(jié)段的椎間盤出現(xiàn)嚴重退變，此現(xiàn)象在術后6個月時尤為明顯。椎間盤退變在一定程度上取決于腰椎融合術后鄰近節(jié)段生物力學的改變，但上述實驗鄰近節(jié)段生物力學卻無改變，產生這一結果的原因可能與物種差別有關。

4.3脊柱后方復合體破壞

脊柱后方復合體可承擔部分壓力負荷，限制脊柱前屈，防止椎間盤過度旋轉等，起到張力帶的作用，當手術破壞這些結構后，脊柱穩(wěn)定性丟失及相鄰節(jié)段負荷增加，加劇了ASDeg。因此，腰椎融合術對脊柱后方復合體的損傷越來越受到關注。

4.3.1關節(jié)突破壞

關節(jié)突可承擔部分壓力負荷，且能防止椎間盤過度旋轉等，關節(jié)突損傷后ASDeg發(fā)生率明顯增高。Kim等[24]在ASD定義為腰椎正側位X線片上椎體滑移≥4 cm,或椎體成角≥10°，或UCLA肩關節(jié)評分≥2級條件下對194例腰椎融合術患者平均隨訪至少10年，將患者分為A組(經單側椎弓根螺釘固定)和B組(經雙側椎弓根螺釘固定)，發(fā)現(xiàn)兩組靠近融合節(jié)段的上、下2個節(jié)段ASD發(fā)生率無統(tǒng)計學差異，但兩組手術節(jié)段相鄰的第2個上、下節(jié)段ASD發(fā)生率有明顯統(tǒng)計學差異(A組48.9%,B組25.4%)。

研究[25-26]表明，關節(jié)突損傷多源于椎弓根螺釘置入，以頭端關節(jié)突損傷多見，發(fā)生率為7%～100%，多見于腰椎滑脫患者。對神經根進行充分減壓時往往需要咬除部分下關節(jié)突，存在關節(jié)突內聚的老年患者關節(jié)突關節(jié)更易受損，從而影響上位相鄰節(jié)段的穩(wěn)定性，導致ASD發(fā)生。

4.3.2椎板破壞

椎板為棘突、關節(jié)突等的支撐結構，椎板遭到過度破壞后，關節(jié)突及棘突等功能受限，鄰近節(jié)段功能代償性增加，從而加劇ASD。Liu等[22]研究發(fā)現(xiàn)，相比于全椎板切除術患者，半椎板或關節(jié)突切除術聯(lián)合腰椎融合術患者術后ASDeg發(fā)生率明顯較低，提示在后路腰椎融合術中保持后方復合體完整非常重要。

4.3.3手術路徑

后方復合體可限制脊柱前屈，減少前屈時對脊柱的壓力，也能起到張力帶的作用，且是韌帶等的附著點。Videbaek等[27]在一項隨機對照研究中發(fā)現(xiàn)，前路腰椎融合術聯(lián)合后外側腰椎融合術或單純后外側腰椎融合術均不會增加發(fā)生ASDeg的可能。另一項研究[28]發(fā)現(xiàn)，與前路腰椎融合術相比，后路腰椎融合術可增加鄰近節(jié)段椎間盤壓力。

4.4術后矢狀位失衡

目前認為腰椎融合術中應盡量恢復患者術前既有的骨盆過度后傾，這有助于改善患者術后髖關節(jié)活動度，提高生活質量；恢復適當的腰椎前凸角度，從而緩解脊柱后方肌肉韌帶緊張，減少ASDeg發(fā)生，有效減少術后慢性疼痛的發(fā)生[13]。Kim 等[24]研究指出，雖然術前預測患者腰椎融合術后最適合的腰椎前凸角度目前仍存在困難，但只需保證術后腰椎前凸角度超過胸椎后凸角度20°以上，即可獲得理想的術后脊柱矢狀位平衡。Hresko 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，部分成年患者腰骶椎融合術后骨盆入射角(PI)較術前明顯增加，表明腰骶椎融合術可能對骶髂關節(jié)形態(tài)產生影響，進而使PI角發(fā)生變化。

5ASD防治

通過腰椎間盤置換術、動態(tài)固定等改變鄰近節(jié)段生物力學，或通過減少軟組織損傷的方式如經皮椎弓根螺釘固定、單側椎弓根螺釘固定聯(lián)合經皮椎弓根螺釘固定等可減少ASD的發(fā)生,并取得良好效果[30-32],但上述方法均缺乏長期隨訪數據。因ASD病因尚未闡明，目前還無法通過單一控制來達到預期目的。

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(收稿：2015-04-27；修回：2015-11-17)

(本文編輯：李圓圓)

DOI：10.3969/j.issn.1673-7083.2016.02.004

通信作者：王弘E-mail： hwh111@126.com

基金項目：國家自然科學基金(81272048)、安徽省教育廳重點項目(KJ2013A253)