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腰椎融合术后相邻节段退变的研究进展
作者:伍骥[1] 伍骥[2] 
单位:解放军空军航空医学研究所附属医院[1] 解放军空军总医院[2]  
文章号:W079152  
2012/4/23 13:36:06    
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腰椎临近节段退变(adjacent segments degeneration)指的是腰椎融合术后临近可运动节段的退行性改变,它是包含内容丰富的一组疾病的总陈,几乎涵盖了临近融合部位可活动节段的所有异常改变。临近节段退变中最常见的是间盘退变。它通常在术后一个较长时间的无痛间隔期后发生。腰椎融合术后临近节段退变会导致一系列临床症状:腰背痛、下肢痛、间歇性跛行等[1]。它的发生从腰椎融合手术开展以来就一直困扰着临床手术医生和患者,本文就临近节段退变的发病率、发病机制、相关影响因素以及治疗等方面作一综述。

腰椎临近节段退变adjacent segments degeneration)指的是腰椎融合术后临近可运动节段的退行性改变,它是包含内容丰富的一组疾病的总陈,几乎涵盖了临近融合部位可活动节段的所有异常改变。临近节段退变中最常见的是间盘退变。它通常在术后一个较长时间的无痛间隔期后发生。腰椎融合术后临近节段退变会导致一系列临床症状:腰背痛、下肢痛、间歇性跛行等[1]。它的发生从腰椎融合手术开展以来就一直困扰着临床手术医生和患者,本文就临近节段退变的发病率、发病机制、相关影响因素以及治疗等方面作一综述。

  ASD发病率

虽然国内外对临近节段退变的发病率和患病率的报道很多,但由于研究对象、研究方法、随访时间以及对它的定义的不同,临近节段退变至今尚没有明确的发病率。总体上来说,影像学上临近节段退变的发病率较高,而症状性临近节段退变的发病率较低。据Park [2]报道,腰椎融合术后影像学上临近节段退变的发病率为8%-100%,而症状性的临近节段退变发生率为5.2%18.5%Harrop[3]对近期报道的文献进行荟萃分析,发现术后症状性临近节段退变的发病率约为14%Marsol[4]对腰椎和腰骶椎融合患者进行了平均8.5年的随访,显示影像学上临近节段退变的发生率为17.82%Cheh[5]188位腰椎融合患者进行了平均7.8年的随访, 发现症状性临近节段退变的发病率约为30.3%Lee[6]1069位腰椎椎间融合和腰骶部融合的患者进行了最低1年的随访,共有28位患者(2.26%)因严重临近节段退变而不得不进行二次手术,他还发现在融合节段的上位和下位临近节段退变的发生率不同。在他的研究中有24位患者进行了前路腰椎椎间融合术(ALIF)结合经皮椎弓根内固定术(PSF),这些患者在3年随访期后共有8人(33%)发生了头侧的临近节段退变。Cheh[5]还研究了症状性临近节段退变和影像学临近节段退变发病率的差异。在这个研究中,43%的患者患有症状性的临近节段退变,其中约有一半的病人合并有症状性临近节段退变;而总体随访者中仅有30%的患者具有症状性临近节段退变,而其中只有21%的患者同时发现影像学临近节段退变。此研究表明,多数的症状性临近节段退变的患者同时具有影像学临近节段退变,而多数影像学临近节段退变的患者并没有相应的临床症状。尽管有以上的研究,腰椎融合术后的临近节段退变的发病率仍尚不明确。

  ASD病因及发病机制

临近节段退变的确切发病机制目前仍存在争议。目前主要存在有两种假说:一些人认为腰椎融合术后临近椎体的生物力学改变导致了临近节段退变;另外一些人认为临近节段退变是随年龄的增加而导致的腰椎融合术前相邻椎体本就存在无症状退变的继续进展,与融合手术无关。

支持融合术后生物力学改变学说的学者认为融合导致邻近节段的活动度增加,进而导致关节突的肥大和黄韧带增厚,这些因素共同导致间盘破裂,进而产生神经根压迫症状[5]Zencica[7]也认为腰椎融合导致了邻近节段腰椎活动异常和生物力学异常。融合导致邻近椎体活动度增加,邻近间盘压力升高,关节突关节受力增加,这些异常加速了邻近椎体和椎间盘的退变。为明确椎间盘退行性疾病对邻近节段的载荷和活动度的影响,Ruberte[8]建立了腰4-5间盘退变的三维有限元模型,对腰椎在后伸、侧弯、轴向旋转下邻近椎体、髓核和纤维环的受力进行了研究,证实了邻近节段的应力和活动度的异常。有些学者建立了腰椎融合以后邻近节段退变的动物模型。Phillips[9]建立了兔腰椎融合的模型,发现兔腰椎融合部位邻近节段活动度明显增大而导致加速退变。Dekutoski[10]建立了狗的L3-L7融合模型,他们对融合前后的腰椎活动度进行测量,发现融合术后邻近椎体的活动度有1°到3°的增大,但随访12周后并未发现明显的邻近节段退变。

虽然以上文献通过对临床资料的回顾性分析、三维有限元模型及动物实验模型研究证实了生物力学改变在临近节段退变的发生发展中所起的作用,但是有些学者认为临近节段退变的发生仅是自然的退变进程,与融合手术无关。Song[11]通过对进行腰椎融合的患者进行了随访后发现,与术前有类似疾病但未进行融合手术的患者比较,腰椎融合术后邻近节段的退变的发生并没有明显的增加。其他一些研究也得出了类似的结论[12 13]

综上所述,邻近节段退变的确切发病机制还不明确,自然退变和融合后生物力学的改变各在邻近节段退行性疾病的发生中各起到多大的作用还需要进一步的研究。

  ASD相关影响因素

腰椎融合后邻近节段发生退行性疾病的相关影响因素较多,总的来说可以分为手术方面的因素和病人方面的因素。

3.1 手术方面的因素

主要包括包括手术方式、融合装置,融合节段长度,术中关节结构的损伤和腰椎生理曲度的丢失等[14]。其中又以融合节段长短的争议最多。

多节段融合术后邻近节段退变有增多的趋势[15]Gillet[16]106位进行腰椎融合的患者进行平均5年的随访后发现,单节段融合的临近节段退变发病率为32%2个节段临近节段退变的发病率为31%,而3-4节段融合的总体发病率为36%Min[17]的研究也证实融合节段越长,其对邻近节段间盘退变产生的影响越大。但Cheh[5]对融合节段与临近节段退变的相关性进行研究发现,融合节段的长度与相邻节段的发生率并没有显著的相关性。Rahm[18]对融合节段与邻近节段退变的相关性也提出了质疑,其研究发现当融合节段数超过2个时,邻近节段应力的改变与融合节段数之间没有必然的联系。

融合部位也是临近节段退变发生的相关因素之一。Marsol[4]的研究指出,L5S1融合后临近节段退变的发病率比其他部位融合的临近节段退变的发病率低。

术中脊柱结构的损伤也被认为会增加术后患邻近节段退变的风险,为降低术后邻近节段退行性疾病的发生,术中应保留脊柱后方结构的完整性[15]Lai[19]对行椎弓根螺钉固定行后外侧融合的患者进行了六年以上的随访,他们发现融合术中对邻近节段的关节突关节、椎旁肌和后韧带复合体的破坏会导致临近节段退变的发生率增高。Park[2]的研究也表明,椎弓根螺钉内固定术会因损伤邻近节段的关节突关节而导致临近节段退变的发生率增高。

融合术中尽量保证腰椎的生理性前凸对预防临近节段退变也有重要的意义。Umehara[20]通过对尸体标本的研究发现,节段融合术后腰椎前凸角度的减少会导致邻近节段的剪切力增大。前路融合固定被认为可以通过重建间盘高度和保证腰椎生理性前凸而降低临近节段退变的发生率[3]

3.2患者自身的因素包括年龄、术前腰椎退变性疾病和性别等。

目前很多研究均认为年龄是临近节段退变的主要危险因素[2 6 14]Videbaek[14]通过对腰椎融合病人的长期随访后指出,临近节段退变究竟是随年龄增长的而导致自然退变过程,还是腰椎融合术后的远期并发症,该问题尚不明确,间盘高度丢失患者的平均年龄明显较高这一现象证实年龄是临近节段退变的危险因素。Lee[6]在分析了融合术后相关的潜在危险因素后指出关节突关节退变是融合术后发生临近节段退变的显著危险因素。但Anandjiwala[21]的研究发现只有术前间盘疾病是临近节段退变的显著影响因素,而其他因素如患者年龄、性别等与临近节段退变的发生无显著相关性。

  临近节段退变的治疗

邻近节段退变发生后保守治疗的治疗往往效果并不理想,再手术治疗可以有效的缓解患者的疼痛症状。

前路腰椎椎体间融合术(ALIF)可以作为临近节段退变的一种手术方案。它可以避免后方入路手术时对椎旁肌、后中线复合体的破坏,从而降低神经损伤的风险。Park[2]对融合术后因临近节段退变而行ALIF手术的随访发现,ALIF手术显著改善了患者的VAS评分。背部VAS评分由术前的平均6.5分下降到术后的平均3.0分。而腿部的VAS评分由术前的平均6.8分下降到了术后平均1.9分。

360°环状融合也可以对腰椎融合术后临近节段退变取得较好的效果。Schulte[21]随访65例再次手术患者发现术后总体融合率为95%,患者术后ODIVAS评分均有明显的改善。

单纯后外侧融合(PLF)也被证明对临近节段退变的治疗有效。Glassman[22]对腰椎融合后临近节段退变的患者实施再次手术,手术方式为单纯后外侧融合加椎弓根螺钉内固定,2年随访结果显示患者ODI评分得到了明显的改善。

经椎间孔入路腰椎体间融合术(TLIF)也可以作为临近节段退变再手术的一种有效的[23]。需要注意的是用传统的减压融合术来治疗临近节段退变虽然会取得较好的临床效果,但融合会再一次改变相邻节段的生物力学从而导致再次发生临近节段退变[14]

  预防

虽然临近节段退变的发病率和病因并未得到明确的证实,但腰椎融合后生物力学的改变和临近节段退变是密切相关的,故应对融合术采取谨慎的态度。另外还可以考虑使用可保留运动节段的手术技术,如人工椎间盘置换和半刚性固定就是较理想的选择。Hartmann[24]8例新鲜冰冻尸体腰椎标本进行融合和非融合手术的研究发现,非融合装置同刚性融合装置相比会显著减少临近节段的应力改变,同时对腰椎正常运动功能的保留具有重要意义。Morishita[25]对行腰椎融合和非融合手术的患者随访发现,融合组患者临近间盘退变发生率明显比非融合组高,且非融合装置可以预防临近节段失稳的发生。但鲁世保等[26]在对行人工腰椎间盘置换术的患者随访后指出,非融合技术虽然是治疗腰椎间盘退变的有效方法,但其远期疗效还有待进一步观察。在腰椎融合手术前仔细评估邻近节段的不稳定因素,术中尽量避免对椎旁肌和邻近关节突关节的破坏,并保证腰椎的生理性曲度都可以对临近节段退变的预防起到积极作用。

参考文献

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