林云志 方國芳 吳家昌 桑宏勛
腰椎椎體間植骨融合術(shù)是治療腰椎椎間盤退變性疾病 ( disc degenerative disease,DDD ) 的經(jīng)典手術(shù)方式,包括后路腰椎椎體間融合術(shù) ( posterior lumbar interbody fusion,PLIF )、 經(jīng)椎間孔入路腰椎椎體間融合術(shù) ( transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF )、極外側(cè)入路腰椎椎體間融合術(shù) ( extreme lateral interbody fusion,XLIF )、側(cè)前方腰椎椎體間融合術(shù) ( oblique lumber interbody fusion,OLIF )、前方腰椎椎體間融合術(shù) ( anterior lumbar interbody fusion,ALIF ) ( 圖1 )。隨著科技的進(jìn)步,手術(shù)技術(shù)的發(fā)展愈趨于微創(chuàng)化,其中 OLIF 就是近年來微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展方向之一。筆者對該技術(shù)在腰椎 DDD 中的最新研究進(jìn)展作出以下綜述。
在 1932 年 Capener[1]采用了 ALIF 治療腰椎滑脫,ALIF 指從腰椎前方入路實(shí)施椎體間融合,既能有效地恢復(fù)椎間隙高度,也能更徹底地清除變性的椎間盤,同時避免了對硬膜囊、神經(jīng)根、脊柱后部結(jié)構(gòu)與椎旁肌的損傷。PLIF 于 1953 年最先由 Cloward[2]提出,是指從后方入路在目標(biāo)腰椎間隙中進(jìn)行椎體間植骨融合,以此恢復(fù)椎間高度,恢復(fù)腰椎力線,增加椎間孔的垂直高度?,F(xiàn)在臨床上 PLIF 加上不斷改進(jìn)的椎弓根螺釘系統(tǒng)及椎間融合器仍被廣泛應(yīng)用。1981 年 Dewald[3]報(bào)道了 360° 環(huán)形融合術(shù)用于治療腰椎滑脫,360° 環(huán)形融合術(shù)是在腰椎前方椎間融合器、后方椎弓根螺釘及外周 360° 全方位地進(jìn)行融合,極大地增加了椎體穩(wěn)定性,但該技術(shù)操作較復(fù)雜、手術(shù)時間長、出血量較多,現(xiàn)多用于治療重度腰椎滑脫失穩(wěn)。1982 年 Harms 等[4]報(bào)道了 TLIF,TLIF 是從后路切除關(guān)節(jié)突經(jīng)椎間孔到達(dá)椎間盤進(jìn)行手術(shù),減少了硬膜和神經(jīng)牽拉損傷的發(fā)生率[5],近年來,TLIF 也不斷地朝著微創(chuàng)內(nèi)鏡方向發(fā)展,其能有效減少手術(shù)創(chuàng)傷,降低醫(yī)學(xué)性神經(jīng)損傷。1997 年德國的 Mayer[6]就已經(jīng)開展 ALIF 的改良術(shù)式,為 Miniopen ALIF,在直視下或在顯微鏡輔助下行小切口設(shè)計(jì),這項(xiàng)技術(shù)便是 OLIF 前身。2006 年 Ozgur 等[7]報(bào)道了 XLIF,XLIF 又被稱為直接外側(cè)入路腰椎融合術(shù) ( direct lateral interbody fusion,DLIF )[8],是從腰椎側(cè)方入路摘除椎間盤進(jìn)行椎體間融合,但該技術(shù)要從腰大肌纖維中穿過,即使是輔以術(shù)中神經(jīng)電生理檢測,也極易損傷腰骶神經(jīng)叢,術(shù)后易出現(xiàn)腰大肌無力及腰骶神經(jīng)根叢所支配的股四頭肌等肌肉無力及相應(yīng)的神經(jīng)感覺障礙等并發(fā)癥,同時 L5~S1乃至 L4~5會因髂骨翼的遮擋而無法使用該技術(shù)[10]。
圖 1 腰椎椎體間植骨融合術(shù)入路示意圖Fig.1 Approach of the lumbar interbody fusion
2012 年 Silvestre 等[9]正式報(bào)道了 OLIF,OLIF 是從腹膜后正常解剖間隙,進(jìn)行椎體間融合手術(shù)。相對于傳統(tǒng)的腰椎椎體間融合術(shù),OLIF 是從自然間隙入路行椎體間融合,擁有著更微創(chuàng)的手術(shù)切口,對肌肉等軟組織損傷更小,神經(jīng)損傷并發(fā)癥發(fā)生率也更低,逐漸受到廣泛關(guān)注。
1. 臨床應(yīng)用解剖學(xué)研究:Davis 等[10]通過 20 具尸體標(biāo)本在側(cè)臥位下測得 L2~S1每個椎間隙 OLIF 手術(shù)窗的寬度,其中包括原始狀態(tài)下及輕拉腰大肌情況下的寬度值。L2~L5所測量的是主動脈 ( 或髂動脈 ) 到腰大肌之間的距離,L5~S1所測量的是 L5椎體下終板的中點(diǎn)水平方向到左側(cè)髂血管的距離及垂直方向到頭側(cè)髂血管的距離。原始狀態(tài)下及輕拉腰大肌情況下的平均寬度值:L2~3分別為 18.60 mm 和 25.50 mm;L3~4為 19.25 mm 和 27.05 mm;L4~5為 15.00 mm 和 24.45 mm;而 L5~S1水平方向及垂直方向上分別為 14.75 mm 和 23.85 mm。由此可得,在輕拉腰大肌情況下 L2~S1的平均寬度值均在 20.00 mm 以上,椎間盤空間足夠允許安放一個工作通道,從解剖學(xué)研究方面證明了 OLIF 治療 L2~S1椎間盤的可能性。
2. 影像學(xué)研究:Fung 等[11]對 133 例的 MRI 就 L2~S1OLIF 手術(shù)窗的寬度進(jìn)行了測量,所測量的指標(biāo)沿用了 Davis 等在尸體標(biāo)本上的研究,即影像學(xué)資料上測得的距離為原始狀態(tài)下 OLIF 手術(shù)窗的寬度值。此時 L2~3平均寬度值為 16.04 mm,L3~4為 14.21 mm,L4~5為 10.28 mm,而 L5~ S1水平方向及垂直方向上分別為 10.00 mm 和 10.13 mm。 Fung 等[11]還研究了主動脈分叉與腔靜脈的匯合情況:主動脈分叉位于 L3椎體平面的占 2.0%,位于 L3~4椎間盤平面的占 5.0%,位于 L4椎體平面的占 43.0%,位于 L4~5椎間盤平面的占 11.0%,位于 L5椎體平面的占 9.0%;而腔靜脈匯合水平較低,位于 L4椎體平面的占 45.9%,位于 L4~5椎間隙平面的占 19.4%,位于 L5椎體平面的占 34.7%。提出了當(dāng)髂血管匯合位置水平越低,在 L5~S1行 OLIF 就越困難。
Liu 等[12]通過 T12~S1椎體 CT、CTA 和三維重建技術(shù)測量了 60 例成人 L1~S1節(jié)段的影像數(shù)據(jù),提出實(shí)際手術(shù)窗的寬度等于椎間隙的正中冠狀面上主動脈 ( 或髂血管 ) 到腰大肌之間的距離加上腰大肌水平附著點(diǎn)的距離 ( 圖 2 ),并測量了實(shí)際手術(shù)窗的寬度<1 cm 的在 L1~2節(jié)段有 2 例 ( 3.3% ),在 L4~5有 4 例 ( 6.7% ) 和在 L5~S1有 17 例 ( 28.3% )。提出大部分人不同椎體間實(shí)際手術(shù)窗>1 cm,可行 OLIF;但當(dāng)實(shí)際手術(shù)窗<1 cm 時,不適合使用 OLIF,建議改用其它術(shù)式。
圖 2 實(shí)際手術(shù)窗寬度 = AB + BCFig.2 Width of actual operative window = AB + BC
由解剖學(xué)及影像學(xué)所提供的應(yīng)用解剖學(xué)證據(jù)可得,在行 OLIF 之前,要進(jìn)行正確的術(shù)前評估,要提前從影像學(xué)資料來判斷是否足夠?qū)挾扔糜?OLIF,同時提前判斷手術(shù)區(qū)域附近是否存在解剖學(xué)變異,對于腰大肌過于發(fā)達(dá)、主動脈 ( 或髂血管 ) 分叉過高而出現(xiàn)的手術(shù)寬度不足的患者應(yīng)謹(jǐn)慎使用 OLIF。
腰椎間盤融合術(shù)術(shù)中需要行植骨融合術(shù),OLIF 同樣需要一定的植骨材料進(jìn)行填補(bǔ)、橋接缺損和促進(jìn)脊柱融合。理想的植骨材料需要具備活躍成骨、骨誘導(dǎo)和骨引導(dǎo)且無免疫活性的特性[13]。傳統(tǒng)的自體骨被認(rèn)為是植骨材料的“金標(biāo)準(zhǔn)”[14]。自體骨可來自患者身體的不同部位,最常見的部位是切除的棘突、椎骨及髂骨,也可以取肋骨、脛骨、腓骨等,但存在供體數(shù)量有限、取骨部位術(shù)后疼痛、感染、神經(jīng)血管損傷和繼發(fā)性骨折等并發(fā)癥,因此學(xué)者們在不停地尋找著理想的骨移植替代材料。目前臨床主要應(yīng)用的有同種異體骨、異種骨、磷酸鈣鹽材料、新型生物聚合材料、組織工程材料以及含復(fù)合生長因子的復(fù)合材料[15-21]。異種骨主要是來自于動物源性骨骼,如牛的松質(zhì)骨[17]。磷酸鈣鹽材料[18]主要是一種類似人體骨成分的無機(jī)骨移植替代材料,包括碳酸鈣、羥基磷灰石以及磷酸三鈣。新型生物聚合材料通過添加生長因子、生物涂層等工藝制作的骨移植替代材料,比如納米晶膠原基骨材料[19]等。組織工程材料是通過組織工程學(xué)所制作研發(fā)的新型骨移植替代材料,例如間充質(zhì)干細(xì)胞 ( mesenchyma stem cell,MSC ) 培養(yǎng)出來的骨組織材料[20]。含復(fù)合生長因子的復(fù)合材料主要是含有骨形態(tài)發(fā)生蛋白 ( bone morphogenetic protein,BMP )[21]等誘導(dǎo)成骨因子的骨移植替代材料。Morris 等[13]發(fā)現(xiàn)自體骨結(jié)合骨髓干細(xì)胞移植可提供最高的平均骨融合率 ( 95.5% ),而同種異體移植平均融合率僅有 40.0%,但其它所有的骨移植替代材料如磷酸鈣鹽材料、BMP 等的平均融合率均高于 70.0%,呈現(xiàn)出巨大的希望。相信隨著材料科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展,未來的研究必將重新審視這些新型骨移植替代材料。
現(xiàn)今 OLIF 在國內(nèi)外如火如荼地開展,有文獻(xiàn)指出,在前路椎體間融合術(shù)中使用椎間融合器 ( cage ) 術(shù)后有 19.6% 的患者在最終隨訪時出現(xiàn)嚴(yán)重的 cage 沉降 ( 沉降>2 mm ), 并提出這與 cage 的大小、高度、型號、位置有關(guān)[22]。目前 OLIF 所用的 cage 主要為進(jìn)口的 PEEK 材料椎間融合器,對比國人,外國患者身材較高大,進(jìn)口椎間融合器的價格昂貴且匹配度也不盡人意[23]。彭祥等[24]利用 3D 打印技術(shù),使用納米羥基磷灰石 / 聚酰胺 66 ( n-HA / PA66 ) 設(shè)計(jì)了一種專門應(yīng)用于腰椎前路適合國人解剖型的腰椎間融合器,且 n-HA / PA66 相比于 PEEK 材料,生物相容性及生物力學(xué)性能更好,同時使用三維有限元分析結(jié)果顯示解剖型 cage 比子彈頭 cage 的應(yīng)力分布要小且分散,避免了應(yīng)力過于集中的問題,減少了椎體活動度,減少了終板骨折及融合器塌陷并發(fā)癥發(fā)生率。王文軍等[25]便在此基礎(chǔ)上,采用解剖型 n-HA / PA66 融合器對 23 例進(jìn)行臨床研究,結(jié)果表明初步臨床應(yīng)用療效滿意且并發(fā)癥發(fā)生率低,證明了該新型解剖型 cage 的臨床有效性。Lamerigts 等[26]發(fā)明了專門用于 OLIF、具有工程細(xì)胞結(jié)構(gòu)的 cage,以提高促成骨細(xì)胞活性、促進(jìn)植骨融合。目前仍不斷有各式各樣新型的 cage 被發(fā)明出來,但關(guān)于專門適用于 OLIF 的 cage 的研究仍不夠完善,仍有待進(jìn)一步進(jìn)行基礎(chǔ)研究及臨床轉(zhuǎn)化研究。
因 OLIF 出現(xiàn)的時間較短,仍缺乏長期有效的臨床證據(jù)及研究支持,目前文獻(xiàn)普遍認(rèn)為在不存在解剖學(xué)異常的情況下,OLIF 適用于 L1~S1各椎間隙的融合,其中包括退行性椎間盤疾病、腰椎滑脫、脊柱失穩(wěn)、退行性腰椎側(cè)凸、腰椎管狹窄癥、椎間盤源性腰痛、腰椎后路手術(shù)失敗綜合征、假關(guān)節(jié)形成、椎體腫瘤、感染、創(chuàng)傷等腰椎 病變[27-33]。
在適應(yīng)證較廣泛的情況下,更應(yīng)該嚴(yán)格把握 OLIF 的禁忌證,術(shù)前應(yīng)正確評估相關(guān)影像學(xué)資料,如手術(shù)區(qū)域附近出現(xiàn)解剖學(xué)變異所導(dǎo)致的手術(shù)窗過窄、腹膜后粘連嚴(yán)重或存在無法正確分離的周圍組織臟器及大血管等影響目標(biāo)椎間隙分離操作的情況,均為 OLIF 的絕對手術(shù)禁忌證。相對禁忌證為黃韌帶肥厚嚴(yán)重鈣化、嚴(yán)重中央椎管狹窄、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)增生、重度腰椎滑脫、重度腰椎間盤突出癥甚至髓核已脫出游離于椎管內(nèi)時,OLIF 效果往往不理想,選擇 PLIF 或 TLIF。早期 Silvestre 等[9]認(rèn)為 L5~S1因髂血管遮擋,不建議使用,而 Zairi 等[33]通過結(jié)扎髂腰靜脈,減少了髂血管損傷風(fēng)險,仍可以完成 L5~S1的 OLIF,但 L5~S1存在髂血管損傷的風(fēng)險以及髂翼的干擾,是否能廣泛使用 OLIF 仍有待研究。對于存在重度骨質(zhì)疏松癥的患者行 OLIF 術(shù)后是否會造成終板骨折、融合器塌陷等并發(fā)癥仍需要進(jìn)一步研究。
2012 年最早由 Silvestre 等[9]回顧性研究了 179 例 OLIF 術(shù)后患者,平均手術(shù)出血量 99.5 ml,平均每節(jié)段 56.8 ml;平均手術(shù)時間 53.8 min,平均每節(jié)段 32.5 min;平均住院時間為 7.1 天。此后,不斷有臨床工作者投入對 OLIF 的研究中。Jin 等[34]對 63 例 OLIF 患者分別采用融合率、椎間盤高度和腰椎前凸角變化、數(shù)字評分法 ( numeric rating scale,NRS ) 和 Oswestry 功能障礙指數(shù) ( oswestry disability index,ODI ) 來評價術(shù)后結(jié)果?;颊咂骄≡簳r間為 7.6 天,平均手術(shù)時間 128.0 min,其中 A 組 ( ≤ 65 歲 ) 背痛和腿痛的平均 NRS 評分分別從 4.6 和 5.9 降至 2.3 和 1.8,B 組 ( >65 歲 ) 從 4.5 和 6.8 降至 2.6 和 2.2。A 組平均 ODI 評分從 48.4% 提高至 24.0%,B 組平均 ODI 評分從 46.5% 提高至 25.2%。A 組平均椎間盤高度從術(shù)前的 8.6 mm 增加至術(shù)后 13.4 mm。B 組平均椎間盤高度由術(shù)前的 8.9 mm 增加至術(shù)后的 13.9 mm,術(shù)后隨訪為 12.9 mm。 A 組手術(shù)平面節(jié)段平均前傾角由術(shù)前的 10.1° 增加至術(shù)后的 15.2°,術(shù)后隨訪為 14.9°。B 組手術(shù)平面節(jié)段平均前傾角由術(shù)前的 9.4° 增加至術(shù)后的 14.9°,術(shù)后隨訪為 14.2°。 A 組腰椎平均前凸角由術(shù)前的 37.0° 增加至術(shù)后的 42.5°,術(shù)后隨訪為 41.9°。B 組腰椎平均前凸角由術(shù)前的 38.3° 增加至術(shù)后的 43.8°,術(shù)后隨訪為 42.4°。
Fujibayashi 等[35]報(bào)道了 28 例 OLIF 術(shù)后患者,并在影像學(xué)上研究 52 個減壓節(jié)段的硬膜囊術(shù)前平均橫截面面積為 99.6 mm2,術(shù)后升至 134.3 mm2,增加了 30.2%;術(shù)前椎間隙高度平均為 5.4 mm,術(shù)后平均升高至 9.9 mm,增加了 82.3%;減壓節(jié)段椎間盤角度 ( 相鄰椎體終板延長線的交 角 ) 從術(shù)前平均 3.5° 增加至術(shù)后平均 7.9°,日本骨科協(xié)會 ( Japanese orthopaedic association,JOA ) 評分也從術(shù)前平均 15.4 分提升至術(shù)后 24.9 分,恢復(fù)了 72.2%,均表現(xiàn)出 OLIF 間接減壓的臨床療效好。Sato 等[36]對 20 例 OLIF 術(shù)后患者隨訪 6 個月,用影像學(xué)評估減壓節(jié)段右側(cè)椎間孔高度增高 16.0%、左側(cè)增高 18.0%,橫截面與矢狀面的椎管前后徑分別擴(kuò)大 12.0%、32.0%,橫截面椎管面積擴(kuò)大 61.0%,且下肢放射痛及麻木癥狀明顯改善。
現(xiàn)有的研究普遍證實(shí)了 OLIF 的有效性,在術(shù)中出血量、手術(shù)時間、住院時間、改善功能障礙、滑脫復(fù)位、畸形矯正諸多方面均表現(xiàn)出良好的臨床療效[9,34-36],但由于 OLIF 的出現(xiàn)時間較短,術(shù)者在掌握手術(shù)的熟練度方面不盡相同,導(dǎo)致手術(shù)時間、術(shù)中出血量等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方面差異較大,且缺乏較有效的長期臨床隨訪研究,在遠(yuǎn)期療效方面仍有待探討。
2012 年 Silvestre 等[9]研究的 179 例 OLIF 術(shù)后患者中,發(fā)生各類并發(fā)癥的有 20 例,發(fā)生率為 11.2%,其中切口疼痛發(fā)生率為 2.2%,交感神經(jīng)損傷導(dǎo)致出現(xiàn)下肢癥狀發(fā)生率為 1.7%,血管損傷發(fā)生率為 1.7%,無腹肌無力、疝氣、逆行射精等并發(fā)癥出現(xiàn)。Abe 等[37]對 155 例 OLIF 術(shù)后患者進(jìn)行了研究,其中有 75 例出現(xiàn)并發(fā)癥,發(fā)生率 48.3%,最常見是終板的骨折與塌陷 ( 18.7% ),其次是一過性腰部乏力與大腿麻木 ( 13.5% )、動脈損傷 ( 2.6% ), 3 例 ( 1.9% ) 再手術(shù),3 例 ( 1.9% ) 手術(shù)部位感染,2 例 ( 1.3% ) 神經(jīng)功能損害,1 例 ( 0.6% ) 輸尿管損傷。Sato 等[36]回顧了 20 例 OLIF 術(shù)后患者,其中 2 例 ( 10.0% ) 骨質(zhì)疏松癥患者出現(xiàn)終板骨折,融合器下沉,其中 1 例出現(xiàn)節(jié)段動脈損傷,使用單極電凝成功止血,未轉(zhuǎn)開放手術(shù),1 例出現(xiàn)短暫性的大腿疼痛麻木癥狀。2017 年國內(nèi)劉進(jìn)平等[38]報(bào)告了 67 例 OLIF 患者發(fā)生了各類并發(fā)癥 15 例,發(fā)生率為 22.4%,其中最常見的是 cage 沉降 7 例 ( 10.4% ),手術(shù)切口脂肪液化 2 例 ( 3.0% ),cage 位置不良 2 例 ( 3.0% ), 手術(shù)側(cè)大腿一過性麻木無力 2 例 ( 3.0% ),切口疝 1 例 ( 1.5% ),交感神經(jīng)叢損傷 1 例 ( 1.5% ),并提出 cage 沉降可能原因包括:( 1 ) cage 型號不當(dāng);( 2 ) 損傷了骨性終板;( 3 ) 術(shù)中椎間隙撐開過多;( 4 ) 重度骨質(zhì)疏松癥;( 5 ) 嚴(yán)重肥胖;( 6 ) 固定方式不合適;( 7 ) 過早劇烈運(yùn)動等。Zeng 等[39]在 2018 年對 235 例行 OLIF 患者的手術(shù)并發(fā)癥進(jìn)行了回顧性分析,其中有 22 例 ( 9.5% ) 出現(xiàn)終板骨折、融合器移位,作者認(rèn)為手術(shù)損傷終板是主要原因,骨質(zhì)疏松及患者過早下床活動也是重要因素。
總之,OLIF 臨床常見并發(fā)癥包括臟器損傷、輸尿管損傷、大血管損傷、交感神經(jīng)損傷、運(yùn)動神經(jīng)損傷、腹部切口疝、脂肪液化、術(shù)后感染、終板骨折、cage 塌陷等;而臨床醫(yī)生往往只關(guān)注于重要臟器、血管、神經(jīng)等重大并發(fā)癥,卻對于終板骨折和融合器移位這些常見并發(fā)癥關(guān)注比較少。
OLIF 是一種在介于 ALIF 與 DLIF 之間,斜行進(jìn)入椎間隙的入路方式。與 ALIF 不同的是,OLIF 入路可避開絕大部分重要的血管、臟器組織;與 DLIF 不同之處是,OLIF 入路對腰大肌和腰叢神經(jīng)干擾更少,從而減少術(shù)后疼痛和神經(jīng)或腰叢的損傷,而且在出現(xiàn)低位胸廓或高位髂骨而無法實(shí)施 DLIF 的患者也可使用 OLIF。OLIF 結(jié)合導(dǎo)航技術(shù)可以做到更加精準(zhǔn)的定位,精確減壓范圍,再結(jié)合導(dǎo)航經(jīng)皮植入椎弓根螺釘更是如虎添翼,相信在未來,OLIF 還有可能結(jié)合手術(shù)機(jī)器人做到更加精準(zhǔn)進(jìn)行減壓,真正達(dá)到微創(chuàng)化。