腰椎椎间融合术后融合器后移的原因分析及再手术策略

骨关节空间2018-04-18 12:00:23



本文原载于《中华骨科杂志》2016年第17期

腰椎椎体间融合术以其融合率高、术后即刻稳定性好等优点被广泛应用于腰椎退行性疾病的治疗中,其中椎间融合器在腰椎的稳定性重建中起着重要作用,同时也带来了与之相关的并发症,如融合器移位、沉降等问题。椎间融合器的退出是指腰椎椎体间融合术后随访中出现融合器向后脱出,有可能造成椎管狭窄或神经压迫等严重后果。近年来虽然腰椎内植物(椎间融合器和椎弓根螺钉)不断改进,但由于腰椎融合术的广泛开展、手术医生的技术水平因素等的影响,融合器退出、移位的发生率并无明显下降。文献报道有关融合器退出、移位的影响因素繁多,包括手术适应证的选择不当、融合器的选择、手术操作、单侧或双侧椎弓根螺钉固定、融合节段的数量等,简尔言之为患者相关因素、内植物相关因素及手术相关因素[1,2,3,4,5]。现有的文献报道,融合器退出的发生率0.8%~4.7%,多在术后3个月内出现[3]。而对于融合器移位退出病例的处理目前仍存在争议。

椎间融合器辅助后路双侧椎弓根钉-棒系统固定是目前临床常用的手术方式,而脊柱坚强内固定系统植入会改变邻近节段椎间盘和关节突关节的载荷,可能引发邻近节段的椎间盘突出、关节突关节退变加速等问题,国内外学者为解决此问题提出了单侧固定的方法,并通过生物力学试验及临床疗效观察证明其可行性[4,5,6,7]。最近有研究显示腰椎椎体间融合辅以单侧椎弓根钉-棒系统固定的患者有着较高的融合器移位发生率(23%),并认为单侧椎弓根钉-棒系统固定对某些患者防止融合器移位并不可靠[8]。然而在我们的临床诊疗实践中发现该并发症并非因单侧固定引起[7]

为此,本研究通过对我院收治的腰椎融合术后融合器退出再手术患者的病历资料进行回顾性研究,目的在于:①明确腰椎融合术后融合器退出是否与固定方式有关;②探讨腰椎融合术后融合器退出的再手术策略。

资料与方法

一、纳入及排除标准

纳入标准:①既往因腰椎管狭窄症、腰椎间盘突出症、腰椎滑脱症等腰椎退行性疾病接受腰椎椎体间融合并行椎间融合器植入的患者;②融合器后移导致较严重腰背痛、难以缓解的根性症状,即下肢麻木感和(或)放射性疼痛,接受过3~6个月以上非手术治疗无明显缓解;③术后影像学检查发现融合器退出,手术节段椎间无可靠融合,且与临床症状、体征相符合。

排除标准:腰椎术后感染、术前存在严重骨质疏松症等。

二、一般资料

收集自2009年1月至2015年2月期间,我院收治因腰椎椎体间融合术后融合器退出再手术的患者9例,男4例,女5例;年龄38~75岁,平均61.6岁。首次手术术前诊断:腰椎管狭窄症4例,腰椎间盘突出症2例,腰椎滑脱症3例。手术节段:L4,5 3例,L5S1 2例,L3~L5 2例,L4~S1 1例,L3~S1 1例。椎间融合器种类:钛金属矩形融合器3例(1例Milestone,威高公司;1例,富乐公司;1例不详),聚醚醚酮矩形融合器(PEEK)5例(2例Capstone公司,美国;1例威高公司;余2例未知),圆柱状螺纹融合器(BAK)1例;7例患者为单枚融合器置入,2例为双枚融合器置入。初次手术均为腰椎后路椎管减压椎体间融合术。术后发现融合器退出的时间在初次术后0.5~ 32个月,中位时间为15.6个月。

本组患者均有中至重度的腰痛,VAS评分为(7.8±0.8)分,其中6例(66.7%)伴下肢疼痛、麻木等神经刺激症状,经正规保守治疗后症状无明显缓解。腰椎侧位X线片显示融合器后移进入椎管,中央偏向左侧5例,偏向右侧4例;未发现钉、棒断裂。CT检查证实病变节段融合器退出,融合器周围没有明确的连续骨小梁通过。

三、治疗方法

手术均采用腰椎后路椎体间融合固定术。所有再手术均由同一手术者完成。全麻成功后,沿原手术切口显露手术节段,拆除连接棒,去除瘢痕组织,行神经根及硬膜囊减压。

对于退出的融合器视具体情况取出或留置在位,其原则为术中适当撑开椎弓根螺钉,使用配套手术工具试行是否能将融合器取出,若融合器难以取出可不强行取出。手术重点在于再次彻底处理椎间隙,使用融合器试模由小至大逐级撑开椎间隙到合适高度(原则上需要取出融合器后进行上述操作,鉴于原留置在椎间隙的病例数少,融合器规格小且偏于一侧,本操作可在对侧实施),椎间隙撑开同时注意清理残留的髓核和(或)软骨终板。椎间隙合适撑开高度的判断依据撑开器拔出时的阻力及相邻椎间隙的高度确定。采用减压咬除的碎骨或(和)自体髂骨颗粒填充融合器,同时进行椎间预植骨,最后行双侧椎弓根钉-棒系统固定。

对于重新置入的融合器植入方向略向对侧倾斜,植入深度以融合器后缘略低于椎体后缘为准(约3 mm),然后敲击微调器使融合器尾端向术侧倾斜,与矢状面成45°~60°角(对于原融合器未取出的病例,不强求此处要求的融合器置入位置)。

四、术后处理

术后48 h内使用抗生素预防感染,根据术后引流量(< 50 ml/d)酌情拔除引流管,术后1周内酌情使用激素和神经营养药,以减轻术后神经水肿和促进神经功能恢复。

所有接受再手术的患者术后4周内均予以卧床休息、静力性功能锻炼为主,之后在硬性腰围或支具保护下适当增加活动。

五、随访及疗效评价标准

术后即刻(1周内)、3、6和12个月及每年定期随访,包括影像学评价和临床疗效评估。

影像学检查包括正、侧位X线片,动力位X线片及薄层CT扫描及重建,必要时行过伸位CT检查[9],评估椎间融合情况。最终判定椎间融合采用BSF(Brantigan-Steffee-Fraser)评价标准[10],即BSF-1:假关节形成,包括融合器移位、植骨吸收、融合器周边透亮间隙等;BSF-2:部分融合,表现为上、下终板有骨小梁张入,但融合器间存在透亮间隙;BSF-3:完全融合,至少有一半以上融合面积有骨桥通过。

腰腿痛缓解情况采用疼痛视觉模拟评分(visual analogue score,VAS);临床疗效评价采用腰椎功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)及SF-36健康调查问卷。

六、统计学处理

采用SPSS 12.0(SPSS公司,美国)统计软件包进行统计分析,计量资料采用(±s)表示,组间比较采用t检验;检验水准α值取双侧0.05。

结果

一、融合器退出原因手术情况

再次手术中所见椎间融合器退出原因:椎间隙髓核残留过多6例、软骨终板刮除不足4例、融合器型号选择过小5例、融合器植入位置欠佳2例、手术方案选择不当1例(表1)。


表1 9例融合器退出病例原因分析

二、手术情况

本组因融合器退出而再次手术患者中6例将原融合器取出,更换新的更大规格(长度及高度)的融合器;2例因原融合器规格小且偏于一侧,椎间隙处理及新融合器植入的操作可在对侧实施;1例原融合器取出后取自体髂骨行椎间植骨。

三、临床疗效

9例再手术患者均获得随访,随访时间6~32个月,平均18个月。

术前VAS评分平均为(7.8±0.8)分,术后3个月及末次随访时分别平均为(2.3±0.7)分和(2.4±0.6)分,与术前比较差异均有统计学意义(P<0.01,表2);术后3个月与末次随访的差异无统计学意义(t= 0.026,P=0.78)。ODI术前平均为42.4%±16%,末次随访时为18.6%±8.7%,与术前比较差异有统计学意义(P=0.0012,表2)。SF-36健康调查问卷中躯体功能及心理健康评分均较术前有所改善(表2)。


表2 9例患者手术前后及末次随访时VAS、ODI、SF-36评价结果

四、影像学评价

9例患者再手术后12个月评估椎间融合情况,BSF-3级5例(图1),BSF-2级4例。随访期间9例患者均未发现融合器再次移位、植骨不融合、椎弓根螺钉松动等并发症。


图1 女,64岁,腰椎(L4)滑脱症、腰椎管(L3~L5)狭窄症。腰椎后路L3~L5椎管减压固定术、L4, 5椎间融合术后5个月出现右下肢麻木,伴间歇性跛行,诊断为L 4, 5术后融合器移位A, B初次术后5个月,腰椎正、侧位X线片示L 4, 5融合器退出C CT示融合器移位,部分退入椎管D,E取出原融合器,彻底处理椎间隙,椎间隙内预植骨并置入1枚12 mm×36 mm融合器,辅以椎弓根钉-棒系统固定F, G再次术后12个月,CT冠状位及矢状位重建图像提示手术节段植骨融合良好

五、并发症

术中3例出现硬膜囊撕裂,术中应用7-0的丝线直接缝合裂口,同时在硬膜外覆盖明胶海绵、可吸收止血纱布,严密缝合深筋膜;术后卧床时间延长至2周;术后均无脑脊液漏发生,切口愈合良好。1例术后切口愈合不良,经换药4周后痊愈。本组病例无术后神经症状加重。

讨论

一、腰椎椎体间融合术后融合器退出、移位的原因

腰椎椎体间融合术是目前治疗严重腰椎退行性疾病的有效方法之一,虽然文献报道融合器退出至后方椎管的发生率较低,但融合器退出可能导致融合失败、神经根损伤等严重后果。本研究发现融合器移位、退出的发生时间及原因与既往报道一致,大多发生在初次术后3个月(6/9),分析其原因主要与初次融合术中椎间隙处理不彻底(髓核残留过多、软骨终板刮出不足)、融合器型号选择过小、融合器植入位置欠佳等导致的融合节段初始稳定性不足有关。结合我们的临床实践,与文献报道不同的是,我们发现融合器退出、移位并非因单侧固定所致。椎间融合器辅助后路双侧椎弓根钉-棒系统固定是目前临床的常规术式,而内植物的使用在提高融合率的同时也带来了诸如周围结构损伤、手术时间延长、术中出血增加、邻近节段退变加速等问题[11,12]。单侧椎弓根钉-棒系统固定技术作为一种改良的手术方式,能够有效地减少上述部分缺陷。虽然临床结果和生物力学试验证实其可靠性,但仍存在很多的争议,尤其是对于多节段腰椎间盘退变的疾病[13,14]。有关单侧椎弓根钉-棒系统固定后融合器退出的相关研究较少,Duncan和Bailey[8]通过随机对照研究发现单侧固定与双侧固定术后融合器退出发生率分别为23%和11%(P=0.03),并由此认为单侧固定在防止融合器退出方面的稳定性不足。生物力学研究显示,单侧固定联合椎间融合可以提供良好的生物力学稳定性,与单侧椎弓根钉-棒系统相比,双侧椎弓根钉-棒系统并不能明显提高融合的刚度或限制融合节段的活动[13]

分析本组病例融合器退出的原因:①适应证选择不当,滑脱病例术前已存在一定的节段不稳,选择单侧椎弓根钉-棒系统固定,无法提供坚强、有效地固定和支撑,不稳节段活动增加,导致融合失败;②椎间隙残留髓核组织过多,如果椎间隙的髓核组织清理不彻底,残留髓核组织过多,植入融合器时残留的髓核组织阻碍融合器与椎体的良好接触和骨长入,导致植骨融合失败;③软骨终板处理不当,如果终板表面的软骨组织刮除不彻底,残留软骨组织过多,植入的融合器与椎体骨界面贴合欠佳,阻碍了其与上、下终板的骨性融合,导致融合失败;④融合器型号选用不当,生物力学研究表明融合器的大小与融合节段的初始稳定性密切相关,为达到力学上的稳定融合器必须具有足够高度以撑开椎间隙使周围纤维环,前、后纵韧带和小关节囊处于紧张状态,形成"牵张-压缩"带,从而达到融合器的自身稳定,选择的融合器过小则不能恢复满意的椎间隙高度及腰椎生理前凸,初始稳定性差,融合器容易向后方脱出;⑤融合器置入位置不当,解剖学显示椎间隙中份高度大于椎间隙前、后缘高度,如融合器植入位置靠后,将造成融合器前份与椎体终板贴合不佳,融合器承重面积减小,势必影响骨性融合和自身稳定性;⑥脊柱稳定结构破坏过度,因减压和融合器植入的需要,传统入路需切除棘突、棘间韧带、棘上韧带等后部结构,同时切除椎板和部分关节突关节,导致腰椎稳定性的破坏,使融合器移位的可能性增加。上述原因与文献报道一致[1,2,3]

二、腰椎椎间融合术后融合器后移的再手术

文献报道融合器移位、脱出、位置不佳致神经受压等需要再次手术的发生率为4.4%~15%[15,16]。关于腰椎融合术后融合器退出的处理目前并没有统一的意见,部分学者建议早期手术干预;也有研究显示对于无明显神经刺激症状的患者建议正规保守治疗,明确融合器退出所致神经刺激症状的患者建议早期手术治疗。本组患者存在中至重度的腰痛伴或不伴下肢疼痛、麻木等神经刺激症状,经正规保守治疗后症状无明显缓解而行手术治疗。针对融合器退出原因结合我们的临床经验,无论是单侧固定还是双侧固定可采取以下措施来避免融合器退出的发生:①严格适应证选择;②仔细处理椎间隙,彻底清理髓核组织,刮除软骨终板;③选用适当型号的融合器,要求足够高度以撑开椎间隙,足够长度与终板外围更多接触;④调整融合器置入位置,尽量将融合器横行放置;⑤手术中注意保留棘突韧带、棘间韧带,避免脊柱稳定结构破坏过度。

为避免融合器术后退出、移位,术中选择合适规格的融合器(长度及高度)至关重要。①融合器需要较大的接触面积,生物力学试验显示椎间结构支撑物的面积要达到邻近终板面积的30%~40%,腰椎植骨床面积可能要达到60%~80%才能有效传递载荷[17,18]。②融合器需要足够的长度,解剖学及生物力学研究显示终板中心部分薄弱,后外侧及外围最为坚强,根据椎体的直径和长度选择合适长度的融合器,使其能够覆盖终板外围,与终板外围更多接触[19]。③融合器需要合适的高度维持初始稳定性,融合器的高度与撑开力相关,一般12~14 mm的高度能够在没有过度撑开的情况下达到间接减压恢复退变椎间隙的高度,而过度的撑开可能导致沉降的增加;同时椎间隙高度撑开不够、选择融合器型号过小是导致融合器移位的重要原因,而且适当型号的椎间融合器可以恢复椎间隙高度,改变小关节抽屉样变,并增加神经根管容积,达到神经减压的目的。因此我们选择后外侧斜行植入,融合器高度为12 mm或14 mm,长度为32 mm或36 mm[20]

将椎间隙撑开并提供一个有利于成骨的稳定融合界面是融合器的植入的另一主要作用。增加植骨床接触面积减少了固定界面单位面积所承受的载荷,降低融合器陷入椎体的可能,同时为椎体和融合器之间提供了更大的接触面积以利于骨的长入提高融合率。术中选用加长的单枚融合器斜行植入可以提供足够的融合后生物力学强度,同时融合器长度的增加增大了与上、下椎体植骨床的接触面积,另外在植入融合器的侧前方可以安全地放入更多的植骨块而不必担心植骨块的移位,也防止了后期长入椎管的危险[7,20]。此外,尽量减少软组织的剥离和对关节突关节的破坏,减少软组织损伤,最大限度地保留脊柱后部结构,减少潜在的腰椎失稳[21]。有效的椎间融合是手术成功的关键环节,对于单枚融合器联合单侧固定更需要保证植入融合器的位置良好及充分的植骨。

三、本研究的局限性

本研究为单中心回顾性研究,同时纳入融合器位移位、退出的病例数较少,长期随访的病例数量不足。同时本研究拟探讨后路固定方式对融合器移位退出的影响,但纳入单侧固定融合器退出的病例较少,需后续进一步积累病例资料。

综上所述,腰椎融合器退出的原因复杂,可能与椎间隙处理不彻底、融合器型号选择不当及融合器放置位置欠佳有关,单侧椎弓根钉-棒系统固定并不会增加融合器退出的发生率。关键是注意前柱的有效支撑,具体包括病变椎间隙处理、融合器选择及放置,术中注意保护脊椎后部张力带结构。

参考文献略