腰椎后路融合術(shù)后鄰近節(jié)段退變的研究現(xiàn)狀

王 洋，矯健航，任鵬飛，胡宇宸，吳敏飛

（吉林大學(xué)第二醫(yī)院脊柱外科，長春 130041）

我國2000年以后已進(jìn)入人口老齡化社會，老年人口的占比不斷增大，脊柱退行性疾病的發(fā)病率也逐漸升高[1]。腰椎融合術(shù)治療腰椎退行性疾病已有百余年歷史，隨著脊柱內(nèi)固定器械不斷推陳出新以及脊柱外科技術(shù)不斷完善和發(fā)展，腰椎后路融合術(shù)已經(jīng)成為治療腰椎退行性病變的標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)術(shù)式，在臨床治療中得以廣泛應(yīng)用[2-3]。鄰近節(jié)段退變（adjacent segment degeneration，ASD）是一個(gè)含義寬泛的概念，指患者接受腰椎融合手術(shù)后鄰近節(jié)段繼發(fā)的退行性病變。依據(jù)影像學(xué)及臨床癥狀主要分為2 類：癥狀性ASD 和影像學(xué)ASD，其主要臨床癥狀為腰骶部疼痛、神經(jīng)根性疼痛或麻木、間歇性跛行等[4-5]。患者術(shù)后ASD 可反復(fù)發(fā)作，嚴(yán)重時(shí)需行再次手術(shù)治療，極大程度上增加了患者的精神及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，ASD 的致病機(jī)制、危險(xiǎn)因素等研究成為熱點(diǎn)課題。本文對腰椎融合術(shù)后ASD 的研究現(xiàn)狀進(jìn)行論述。

1 鄰近節(jié)段退變的致病機(jī)制

1.1 自然衰老 腰椎融合術(shù)后ASD 是多種致病機(jī)制共同參與的結(jié)果，其中自然衰老在這個(gè)過程中起重要作用。Penta 等[7]納入87 位接受腰椎后路融合手術(shù)的患者，手術(shù)前后分別進(jìn)行腰椎核磁共振檢查，影像學(xué)結(jié)果證實(shí)非手術(shù)節(jié)段退變的發(fā)生率與年齡成相關(guān)性，同比手術(shù)節(jié)段ASD 的發(fā)病率無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，自然衰老在ASD 病變中起重要作用。

1.2 生物力學(xué)機(jī)制 腰椎融合術(shù)后鄰近椎體生物力學(xué)的改變是ASD 發(fā)病的主要原因之一，主要包括脊柱三關(guān)節(jié)復(fù)合體所承受的生物應(yīng)力增加以及相鄰椎體的活動(dòng)度出現(xiàn)生理性代償[8]。Lee 等[9]研究結(jié)果表明：新鮮尸體標(biāo)本在融合術(shù)后所承受的生物應(yīng)力發(fā)生了不同程度的改變，通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測手術(shù)前后鄰近椎間盤內(nèi)壓的變化可以證實(shí)術(shù)后間盤內(nèi)壓顯著增大。研究[10]中認(rèn)為腰椎后路融合術(shù)限制了融合椎體活動(dòng)度，同時(shí)增大鄰椎的活動(dòng)度來代償。在這種代償機(jī)制作用下鄰近節(jié)段椎間盤內(nèi)壓顯著增加，一旦超出生理可承受范圍將加速ASD 的發(fā)生。

鄰近節(jié)段小關(guān)節(jié)接觸面積及小關(guān)節(jié)內(nèi)壓力的變化也是ASD 的致病機(jī)制之一。Cunningham 等[11]在尸體標(biāo)本上模擬生理性屈伸運(yùn)動(dòng)，利用壓力傳感器監(jiān)測各個(gè)節(jié)段小關(guān)節(jié)所承受的生物應(yīng)力變化，結(jié)果表明術(shù)后鄰近小關(guān)節(jié)內(nèi)壓力較術(shù)前增加了45%。此外，腰椎融合術(shù)后可活動(dòng)椎體數(shù)目減少，腰椎生物力學(xué)中心發(fā)生偏移，也可能是 ASD 發(fā)生的機(jī)制之一。

1.3 其他機(jī)制 最新研究指出脊柱矢狀面平衡在一定程度上影響著脊柱退行性改變，脊柱矢狀面平衡參數(shù)主要包括腰椎前凸角、胸椎后凸角、骨盆入射角等。Tian 等[12]在一項(xiàng)回顧性研究中認(rèn)為腰椎融合手術(shù)糾正腰椎前凸角及節(jié)段性前凸角可以在一定程度上降低ASD 的發(fā)生率。腰椎后路融合術(shù)導(dǎo)致脊柱矢狀面平衡受到破壞，人體為了維系脊柱穩(wěn)定進(jìn)行生理代償調(diào)節(jié)，持久的調(diào)節(jié)會增加脊柱所承受的生物應(yīng)力負(fù)荷，進(jìn)而導(dǎo)致ASD 發(fā)生。

2 鄰近節(jié)段退變的危險(xiǎn)因素

2.1 年齡和性別 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為ASD 與年齡以及性別有密切的相關(guān)性。Cho 等[13]研究者對81 位腰椎融合手術(shù)患者進(jìn)行回顧性研究，年齡＞50 歲的患者ASD的發(fā)生率顯著高于年齡＜50 歲的患者。早期有極少數(shù)學(xué)者持不同觀點(diǎn)，Kumar 等[14]在臨床病例隨訪研究中得出的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示男性與女性患者ASD 發(fā)生率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?，F(xiàn)階段學(xué)者們普遍認(rèn)為高齡和女性都是ASD 的危險(xiǎn)因素。

2.2 體質(zhì)量指數(shù)（BMI）和骨質(zhì)疏松 骨質(zhì)疏松是ASD 的潛在危險(xiǎn)因素。Kim 等[15]回顧性研究中證實(shí)BMI ＞25 的人群中ASD 的發(fā)病率顯著高于BMI ＜25的人群，由此證實(shí)BMI 較高的人群具有ASD 的發(fā)病傾向。在脊柱退行性疾病的流行病學(xué)研究中也可進(jìn)一步證實(shí)：骨質(zhì)疏松帶來的負(fù)面影響主要有骨營養(yǎng)不良、骨小梁結(jié)構(gòu)稀疏以及骨密致成分降低等，這些因素均可以加速脊柱退變的進(jìn)程；體重過大會增加椎間盤的生物應(yīng)力，在長期高負(fù)荷的作用下易引發(fā)椎間盤病變，因此肥胖人群是發(fā)生ASD 的“危險(xiǎn)人群”。

2.3 脊柱矢狀面平衡 隨著生物力學(xué)研究方法及動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)的革新，更多學(xué)者將焦點(diǎn)聚集到脊柱矢狀面平衡上。Matsuoka 等[16]將納入樣本分為復(fù)發(fā)ASD組（ASD組）和未復(fù)發(fā)ASD組（NASD組），借助影像學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)分析2組樣本的平衡參數(shù)，統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果證實(shí)ASD組中術(shù)前矢狀面偏移、胸椎后凸角以及骨盆入射角的數(shù)值顯著＜NASD組，結(jié)果提示術(shù)前矢狀面平衡的失穩(wěn)是早期發(fā)生ASD 的危險(xiǎn)因素之一。健康的腰椎具有生理性前凸曲度，在人體負(fù)重及運(yùn)動(dòng)過程中可以起到減震、緩沖的作用，術(shù)后生理曲度失常會導(dǎo)致生物應(yīng)力集中到融合椎體相鄰的椎間盤及椎間關(guān)節(jié)上，可加速 ASD 的進(jìn)展。

2.4 內(nèi)固定器械的使用 腰椎內(nèi)固定器械是ASD 發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素。Etebar 等[17]在隨訪研究中發(fā)現(xiàn)腰椎融合術(shù)后出現(xiàn)癥狀性ASD 的平均時(shí)間為26.8 個(gè)月，不采用內(nèi)植物的患者ASD 的發(fā)病時(shí)間均值為8.5年。內(nèi)固定器械能夠立即限制病變椎體的活動(dòng)，同時(shí)顯著提升脊柱的穩(wěn)定性，這一過程也導(dǎo)致了鄰近椎體所承受的生物應(yīng)力快速轉(zhuǎn)變。因此，內(nèi)植物使用不當(dāng)會加大ASD 的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 術(shù)中組織破壞和融合節(jié)段 內(nèi)植物在人體形成杠桿結(jié)構(gòu)，杠桿越長所產(chǎn)生的力矩越大。因此，長節(jié)段固定所形成的長臂杠桿會對鄰近節(jié)段施加更大的旋轉(zhuǎn)、剪切等生物應(yīng)力。手術(shù)中對椎板、椎間關(guān)節(jié)及后方韌帶復(fù)合體結(jié)構(gòu)的破壞也是ASD 的影響因素。Liu 等[18]的前瞻性研究證實(shí)，全椎板切除組的患者ASD 的發(fā)生率要顯著高于半椎板切除組。手術(shù)中盡可能保護(hù)后方韌帶復(fù)合體及小關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的完整性有助于降低ASD 的發(fā)生率。

2.6 其他因素 有研究報(bào)道中指出手術(shù)方式的選擇對ASD 的影響很大，但是對此尚無定論。Kim 等[19]對手術(shù)患者的長期隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，ASD 的發(fā)病率在腰椎前路椎間融合術(shù)和腰椎后路椎間融合術(shù)之間并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Bydon 等[20]將398 例腰椎非融合手術(shù)的患者納入研究對象，并進(jìn)行4年以上的隨訪研究，統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示約10%的患者術(shù)后出現(xiàn)ASD，顯著低于融合手術(shù)后ASD 的發(fā)病率。腰椎手術(shù)受個(gè)體因素影響很大，具有很強(qiáng)的靈活性，因此很難完全遵照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)開展手術(shù)，這就給臨床研究帶來了較大的困難和挑戰(zhàn)。

3 治療及預(yù)防措施

本文探討的治療對象主要針對經(jīng)保守治療無效的癥狀性ASD。ASD 的手術(shù)治療是在初次融合術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，主要包括病變節(jié)段減壓、內(nèi)固定植入和延長融合節(jié)段，二次手術(shù)以期達(dá)到病灶減壓及重建脊柱穩(wěn)定性的目的，進(jìn)而緩解和治療臨床癥狀。結(jié)合傳統(tǒng)的手術(shù)方法，提出幾點(diǎn)防治ASD 的建議。

在臨床研究中，Liu 等[18]研究證實(shí)在手術(shù)中盡可能保留后方韌帶復(fù)合體、椎板及雙側(cè)小關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)對于預(yù)防ASD 和降低再手術(shù)率有極為重要的作用。研究[21]報(bào)道也證實(shí)術(shù)中最大限度保留融合節(jié)段結(jié)構(gòu)完整性可以有效降低ASD 的發(fā)生率。手術(shù)中避免過度撐開椎間隙以及選用合適高度的椎間融合器在一定程度上可降低ASD 的發(fā)病率。Makino 等[22]在研究中發(fā)現(xiàn)手術(shù)中選用不同高度的椎間融合器與ASD 的發(fā)生具有相關(guān)性，選用低高度的融合器可以有效預(yù)防ASD的發(fā)生。因此，腰椎融合手術(shù)中選用較低的椎間融合器是一種簡單、有效的預(yù)防策略。

4 研究難點(diǎn)及展望

隨著脊柱外科手術(shù)術(shù)式以及脊柱內(nèi)固定器械的種類不斷推陳出新，大大增加了采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法治療脊柱疾病的難度，因此難以保持研究的條理性和嚴(yán)謹(jǐn)性?，F(xiàn)階段，治療鄰近節(jié)段病變的主要措施是外科手術(shù)干預(yù)，有效的預(yù)防措施十分匱乏，亟需深入探索。隨著人工智能、計(jì)算機(jī)導(dǎo)航、3D 打印等新興技術(shù)的不斷革新，這些難題都將在不久的將來被逐一解決。盡管如此，鄰近節(jié)段退變?nèi)匀皇且粋€(gè)極具研究價(jià)值的熱門課題。