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脊柱生长阀技术在脊柱侧凸患者中的应用

来源:《中国矫形外科杂志》 作者:刘正 2008-12-27
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摘要: 【关键词】 低龄儿童 低龄儿童的脊柱侧凸具有发生早、畸形进行性加重等特点,治疗困难,是脊柱外科的难题之一。 严重脊柱侧凸的青春期患者,可以行矫形融合手术,手术对其脊柱发育和心肺功能影响较小。但是对于脊柱侧凸低龄患儿,矫形融合手术明显影响儿童脊柱和胸廓的发育,导致躯干和下肢比例失凋,很难让人接受。......


【关键词】  低龄儿童


     低龄儿童的脊柱侧凸具有发生早、畸形进行性加重等特点,治疗困难,是脊柱外科的难题之一。通过支具治疗推迟手术年龄的方法对其矫正作用有限,患儿也很难坚持佩戴支具[1]。

    严重脊柱侧凸的青春期患者,可以行矫形融合手术,手术对其脊柱发育和心肺功能影响较小。但是对于脊柱侧凸低龄患儿,矫形融合手术明显影响儿童脊柱和胸廓的发育,导致躯干和下肢比例失凋,很难让人接受。对于5岁以下儿童,脊柱融合手术还可影响患者心、肺的发育和功能[2、3]。此外,手术后脊柱活动度和功能必然受影响,融合脊柱相邻节段尤其是腰段脊柱退变、相邻节段后凸畸形、下腰痛、内植物相关的并发症以及迟发感染的发生率亦较高[4、5],因此,国内外一些学者一直尝试用一些不融合脊柱的方法来治疗低龄儿童脊柱侧凸。目前临床上脊柱侧凸非融合手术主要包括三大类:(1)脊柱生长阀技术;(2)垂直可延长的钛肋骨技术(vertical expandable prosthetic titanium rib,VEPTR);(3)前路椎体U形钉技术。其中前两者为延迟融合技术,后者是完全不融合技术。脊柱生长阀技术是目前临床上应用最广的一种脊柱非融合手术。

    1  脊柱生长阀技术的发展历程

    脊柱侧凸非融合内固定技术首先是由Harrington推荐用于低龄儿童的脊柱侧凸[6]。1977年Marchetti等[6]首先提出“端椎融合”的概念,即在侧凸端椎置入内固定物,固定物周围做局限性骨融合,以防脱出或松动。将延长型Harrington棒置于皮下,以防骨膜下剥离而致脊柱自发性骨融合。1984年Moe等[6]报告了应用皮下放置金属棒(Harrington棒或Moe棒)来控制低龄儿童严重脊柱侧凸的初步结果,其后相继出现了CD、TSRH等技术及其改良型[7]。多米诺连接器允许周期性延长脊柱,但其常突出于皮下压迫皮肤。Tandem技术使用管型连接器把两根短棒连在一起(类似拉杆天线),行延长手术时把两棒向相反方向拉出后用小螺钉固定,这不仅可以周期性延长脊柱,而且相比于多米诺连接器,其体积更小,减少了对皮肤的挤压。

    2  脊柱生长阀技术的适应证

    脊柱生长阀技术不受脊柱侧凸类型的限制,特发性、先天性以及神经肌肉型等各种类型的脊柱侧凸的低龄患者都可应用。尽管目前尚无统一的适应证,但绝大多数学者认为行脊柱生长阀术的患者必须符合以下三个条件:(1)脊柱存在明显的纵向生长能力;(2)脊柱侧凸Cobb’s角大于50°,且进行性加重;(3)脊柱侧凸柔韧性好,或者在行松解术后柔韧性好[8~9]。由于脊柱生长阀技术的撑开操作有加重脊柱后凸的倾向,因此脊柱后凸畸形是其相对禁忌证。

    3  脊柱生长阀的操作技术

    行生长阀技术时,常规全麻,患者取俯卧位。根据术前X线片对内固定区上、下方的椎体进行定位。在内固定区上方做长约3 cm的正中皮肤切口,剥离脊柱两侧的椎旁肌,在固定区的椎体上植入螺钉、椎弓根钩或横突钩,同法在内固定区的下方植入螺钉、椎弓根钩或横突钩。在脊柱两侧内固定区的上、下方各放入一根适当长度的金属棒,棒一端与钉或钩连接锁紧,另一端穿入皮下在两棒连接处做长约3 cm的正中皮肤切口,放入多米诺连接器或管型连接器,两棒插入其中,对脊柱侧凸的凹侧和凸侧都进行撑开,然后锁紧两棒。在置入棒及连接器时,应避免对椎板和关节突等脊椎后份结构的剥离暴露,而将棒置入肌肉中。此后,每隔6~12个月行撑开手术,等患儿发育基本成熟后,行常规的脊柱融合内固定术。

    4  脊柱生长阀技术的临床效果

    1984年Moe[6]报告了20例脊柱侧凸患者行单侧或双侧脊柱生长阀术的初步结果,其中,9例最终需行脊柱融合手术,5例发生内固定脱出,4例断棍。最终行脊柱融合术的9位患者,第一次术前侧凸Cobb’s角平均为58°,术后即刻为40°,平均随访15个月后侧凸稳定在43°。在行融合术前,他们平均需行4.5次手术,内固定节段的脊柱平均增长3.8 cm(相当Winter方程式计算至的84%)。而最终未行融合术的11位患者,第一次术前的侧凸Cobb’s角平均为70°,最近一次随访为38°。Klemme等[10]用脊柱生长阀技术治疗了67例儿童脊柱侧凸患者,报道了类似的结果。这些学者认为,对于脊柱存在明显生长潜力的脊柱侧凸患儿,脊柱侧凸非融合手术效果优于传统的脊柱内固定融合手术。

    2002年,Mineiro和Weinstein[11]报道了11例低龄脊柱侧凸患儿行脊柱生长阀手术,随访过程中,11位患者共行53次手术,出现17次并发症,因此,作者认为,尽管对于进行性的严重儿童脊柱侧凸来说,皮下生长阀技术是一种选择,但其效果未必优于直接单次前路或后路脊柱融合内固定术。

    2004年Thompson和Poe-Kochert[12]对47例患者行单侧生长阀术后随访发现,儿童严重脊柱侧凸常常进展迅速,行单侧生长阀术后并发症较多,患者外形不甚理想,治疗过程中,脊柱自发性融合是个难题。

    2005年,Thompson和Akbarnia[9]对28例行生长阀术患者回顾研究认为,对于儿童严重脊柱侧凸,尽管单双侧生长阀技术都有助于控制侧凸的进展,保持脊柱的生长潜力,但是双侧生长阀的治疗结果明显优于单侧生长阀。无论在何种生长阀技术中,顶椎短节段融合术都是不必要的。

    2006年邱勇教授[13]对21例脊柱生长阀术后儿童随访发现,无论使用何种单棒可延长内固定器械,均可获得较好的初次矫正效果,但随延长次数的增加而延长效果下降,并发症发生率增高,有近3/4的患儿最终未能完成预期的延长疗程。结合我国国情,邱教授建议目前应谨慎使用单棒可延长内固定技术。当然,可延长型内固定仍是矫正低龄患儿脊柱侧凸的一个研究方向,特别是双侧双棒系统。

    5  脊柱生长阀技术的缺点

    虽然脊柱生长阀技术能有效延缓侧凸加重,并保留脊柱的部分生长能力,但其也存在明显的缺点:(1)脊柱生长阀技术仅固定脊柱侧凸上下端椎,在保留脊柱生长能力的同时,并不能控制侧凸的加重,尤其是脊柱前柱的生长可致“曲轴效应”;(2)脊柱生长阀技术需要行多次延长手术,导致椎体膜和皮质骨破坏、微出血及新骨形成,脊柱易发生自发性融合,增加脊柱的僵硬度,影响脊柱的生长能力以及侧凸的矫形效果;(3)内固定并发症发生率高,许多病例无法完成预期的延长,影响治疗效果;(4)患者行生长阀术后需每天佩戴支具22小时以上,给其生活带来不便。

    6  研究进展

    为了减少反复手术撑开及其带来的并发症,Takaso等[14]发明了一种遥控型可延长内固定装置,其带有一个微型内置马达,棒的可调节延长阀最大外径为16 mm,术后可用调控器在体外反复延长脊柱并矫正畸形。该系统已成功应用于试验犬侧凸模型。但其可调节延长阀体积太大,且微型马达需另做切口置入腹腔,限制了该项技术在临床的开展应用。

    2006年Burke等[15]提出了脊柱理想生长阀技术的模型。他认为理想的生长阀,首先,其使用的金属材料应与骨骼的生物力学特性相同;其次,生长阀能随着脊柱的生长发育而增长,进而在三维结构上矫正畸形。他设计的生长阀结构,外形与脊柱侧凸相匹配,由许多个单位结构串联而成,单位结构之间的距离与椎间盘间隙相同,每个单位结构包括金属棒和内固定物,如椎弓根螺钉、椎弓根钩或横突钩,将其固定于侧凸节段的相邻椎体上。受脊柱生长力的影响,棒在预定的方向上延长,从而矫正畸形。采用这种理想的生长阀技术,患者不需要定期行撑开手术和最终融合手术,术后也不需要佩戴支具或限制活动。

    综上所述,脊柱生长阀技术,尤其是双侧双棒系统,是矫正低龄患儿脊柱侧凸的一个重要研究方向,它能够有效控制脊柱侧凸的进展,并保留脊柱的部分生长能力,但由于其需多次手术及高并发症发生率,目前仍应谨慎使用。如何有效避免反复多次手术以及内固定失败,仍旧是脊柱生长阀技术今后研究的课题。

【参考文献】
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[3] 覃佳强,张德文,王忠良,等.儿童脊柱畸形的支具治疗[J].中国矫形外科杂志,2004,12:25-27.

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[5] Helenius I, Remes V, Yrjonen T, et al.Comparison of long-term functional and radiologic outcomes after Harrington instrumentation and spondylodesis in adolescent idiopathic scoliosis: a review of 78 patients[J]. Spine,2002,27:176-180.

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[12]Thompson GH, Poe-Kochert C. Submuscular isola rod in the management of severe spinal deformities in young children: an update[M].In: Pediatric Orthopaedic Society of North America,POSNA, Rosemont, IL, 2004.

[13]邱勇,朱泽章,王斌,等.后路可延长型内固定矫正儿童脊柱侧凸的疗效及并发症[J]. 中华骨科杂志,2006,26:151-155.

[14]Takaso M,Moriya H,Kitahara H,et al.New remote-controlled growing-rod spinal instrumentation possibly applicable for scoliosis in young children[J]. J Orthop Sci, 1998,3:336-340.

[15]Burke JG. Design of a minimally invasive non fusion device for the surgical management of scoliosis in the skeletally immature[J].Studies in Health Technology & Informatics,2006,123:378-384.


作者单位:中国医学科学院 中国协和医科大学 协和医院骨科,北京 100730


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