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青少年脊柱侧弯矫正的进展

来源:中国矫形外科杂志 作者:叶启彬 2010-1-13
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摘要: 【关键词】 青少年 脊柱侧弯 矫正 脊柱畸形脊柱侧弯对青少年的危害很大,一是由于发病率较高,国内普查达到1。二是脊柱侧弯可以使人体的躯干严重变形,甚至影响心、肺功能的正常发育生长,严重影响青少年的身心健康,甚至丧失劳动力,所以防治脊柱侧弯是我国肢残康复工作的重要组成部分。1 中国的脊柱外科矫正工作......


【关键词】  青少年 脊柱侧弯 矫正

脊柱畸形脊柱侧弯对青少年的危害很大,一是由于发病率较高,国内普查达到1.06%,我国15岁以内的儿童达3亿多,其影响是很广的。二是脊柱侧弯可以使人体的躯干严重变形,甚至影响心、肺功能的正常发育生长,严重影响青少年的身心健康,甚至丧失劳动力,所以防治脊柱侧弯是我国肢残康复工作的重要组成部分。

  1 中国的脊柱外科矫正工作

  我国的脊柱侧弯矫正工作起步较晚,20世纪60年代后期只有北京协和医院、广东省人民医院等几家医院利用Risser于1955年创建的Risser石膏法,用楔状切开石膏凹侧撑开矫正的方法加上后路单纯植骨融合来治疗脊柱侧弯。这个方法的缺点是操作费事矫正费时间,事后石膏固定至少1年,假关节发生率较高,目前仅在脊柱侧弯手术发生合并感染取出内固定后,用这个方法来挽救一部分矫正效果。20世纪70年代到80年代初先后由广东省陈之白教授、上海俞昌泰教授、湖南柳用墨教授和北京协和医院吴之康教授、王桂生教授等使用国产的Harrington装置矫正脊柱侧弯,从此我国开始了用内固定矫正脊柱侧弯的历史。1983年10月GWD.Armstrong教授来华讲学,在北京协和医院举办了我国首届近代脊柱外科学习班,介绍了脊柱侧弯的诊治原则,同时演示了脊柱侧弯的前后路手术,特别是介绍了Harrington技术、Luque技术、Harrington-Lugue联合技术和Zeilke手术等。学员来自全国各地,这次学习班大大推动了我国脊柱外科事业迅速发展。1985年成立了全国脊柱外科学组,已故的吴之康教授任首届学组组长,到现在也经历了7届全国脊柱外科会议。在学组的领导下我国的脊柱外科事业包括脊柱侧弯的防治工作迅速发展。目前在北京、上海、广州、南京、天津等大城市均有脊柱侧弯治疗和研究中心,各省市、大中城市较大的医院都能进行脊柱侧弯矫正手术,成千上万的病人得到了及时的矫治。脊柱侧弯治疗的专著已先后出版了《脊柱侧弯的预防与治疗》、《脊柱侧弯外科学》、《脊柱侧弯的三维矫正》等,并且还有发表的论文几百篇,这些都大大的推动了我国脊柱侧弯治疗的研究工作,使之迅速赶上世界先进水平。

  2 脊柱侧弯外科矫正装置的演进

  2.1 脊柱纵轴方向上撑开矫正法

  主要在额状面上矫正脊柱侧弯,有以下几种:

  Harrington矫正法:美国Harrington医生于1962年首次报道使用此方法矫正脊柱侧弯,矫正与融合一期完成使手术成功率大大提高。1983年张家港医疗器械厂仿制和改进了Armstrong教授赠送给北京协和医院的Harrington及Luque装置使之国产化,为我国脊柱侧弯外科迅速发展提供了一个有力的工具。Harrington方法的缺点是一旦断棍和脱钩,将招致矫正完全失败。目前已被单棍C-D TSRH PRSS取代。虽然Harrington装置在临床上已基本不再应用了,但是它的出现引起了骨科医生对脊柱外科器械设计的兴趣,推动了这方面的发展。现在西方的各种矫正装置大都仍是脱胎于或在Harrington凹侧撑开矫正系统的基础上加以发展,它的融合范围Harrington-More原则仍有临床应用价值,并且是King分型的基础。

  头颅环-骨盆环,头颅环-股骨撑开矫正法:本法于1959年由Perry首先设计出头颅环,1970年Dewald等发展成头颅骨盆撑开术,逐日徐徐撑开矫正到满意程度,然后作后融合术或其他后路脊柱内固定术。目前多作为脊柱侧弯的辅助手术,特别适合于较僵硬的合并有后凸畸形的脊柱侧弯,术前可获40%或更多的矫正,仍具有不可替代的作用。其缺点为穿钉部位容易发生感染和瘢痕,矫形速度缓慢,长时间的牵拉可致齿状突或股骨头坏死等合并症。

  2.2 横向牵拉矫正法

  主要在冠状平面上矫正脊柱侧弯,和在矢状面上矫正脊柱前凸和后凸畸形。

  Luque手术为墨西哥的Luque在1973年创用,本法采用“L”型Luque棍,预弯好相应的胸后凸、腰前凸和残留畸形的弧度,放置于矫正区棘突两侧,棍的短臂应压在辊的长臂下,用每一个椎板下穿过的Luque钢丝将棍固定在棘突两旁的椎板上,在拧紧凹侧的钢丝时,产生横向牵拉力,矫正脊柱侧弯并通过提拉钢丝产生矫正胸后凸或腰前凸的力量。其优点为多节段固定分散矫正负荷,光滑的Luque棍无机械加工薄弱点,可减少断棍可能性,且无脱钩之虑。缺点为只能矫正中轻型脊柱侧弯,椎板下穿钢丝增加了损伤脊髓和神经的危险性。为此美国Drummond医生于1984年使用棘突根部穿钢丝并加用纽扣固定来代替椎板下钢丝,但因棘突(特别是胸段的)不够坚强,故矫正力不强,只适于轻型较柔软的Galveston手术。北京协和医院于1985年在国内首先开展此项手术,治疗一批麻痹性脊柱侧弯的病人并获得成功,由于操作繁琐费时,目前可用双辊C-D,TSRH或PRSS及骶骨钉法来代替。

  2.3 Harrington-Luque联合法

  该方法于脊柱侧弯凹侧放哈氏棍,凸侧放置Luque棍,二棍均有椎板下穿过的Luque钢丝固定,获得了更满意的效果。脱钩和断棍的合并症少,术后不需要外固定或只用支具,但目前已被较易操作的C-D或TSRH,PRSS取代。但附加Luque钢丝横向固定,可加强C-D或TSRH等方法旋转矫正作用。

  3 前路去旋转脊柱侧弯矫正术

  对于较严重、较僵硬的胸腰段或腰段脊柱侧弯,并有明显旋转者常采用前路脊柱松动术,切除侧弯节段的椎间盘使脊柱松动。在此基础上,一些学者设计了前路矫正脊柱侧弯和去旋转装置,主要在横切面上矫正脊柱旋转,随诊时发现矫正度丢失明显,这与手术时破坏椎体生长板有关。

  Dwyer氏手术法:于1968年由Dwyer创用,用于治疗腰段和胸腰段脊柱侧弯,特别是伴有明显旋转畸形者,在完成脊柱松动后,进行加压矫正脊柱侧弯与旋转。此手术有融合节段短的优点,但有两个缺点:一是假关节发生率较高,二是矫正侧弯时容易腰后凸畸形,现已为Zielke手术取代。国内陈之白及吴之康较早开展这方面工作。

  Zielke手术法:由德国Zielke医生于1973~1978年创用的用金属螺纹棍取代软的Dwyer钢缆。是具有反旋转作用的矫正法,而且融合范围短。国产Zielke辊断辊率较高与棍直径太细(直径3 mm)有关。北京协和医院1994年开始用C-D装置的椎弓根螺钉进行前路内固定克服断钉的方法,并且于20世纪90年代后期陆续开展THRS、CDH等手术用粗棒方法来进行前路去旋转矫正。

  胸腔镜下脊柱侧弯的松动术及内固定矫正术。最近10多年来国内外都在开展这方面的工作,至今在欧洲这个方法也还没有形成主流。用胸腔镜的方法虽然切口小,但手术时间很长(6、7 h),还需要进一步完善和观察长期疗效。

  4 脊柱侧弯三维矫正法

  即在额状面上矫正脊柱侧弯,在矢状面上矫正前凹或后凸,同时在横断面上矫正脊柱旋转畸形,其代表是近几年兴起的C-D手术(Cotrel-Dubusset Instrumentation)。由法国医生Cotrel和工程师Dubusset于1978-1985年期间发展创用的。由于C-D棍较坚固,且加用了DTT,从而组成了强有力的矩形装置,增加了内固定的稳定性,术后不需要外固定。近年C-D钩已全部改成头端开口钩,并改用光滑金属辊,用螺栓钉固定,较原C-D棍更易放置。称为CDH,在此基础上发展了TSRH(Texas Scottish Rite Hospital) Moss Miam、中华长城等系统装置,在钩或钩棍的连接上有了许多的改进,手术操作上更容易矫正,效果越来越好。

  5 生长中儿童脊柱侧弯的治疗

  上述介绍的国内外方法在治疗脊柱侧弯时有两个问题始终没有解决,一是小儿手术后脊柱生长受限,而且影响儿童脊柱运动,这是由于手术部位需要进行广泛植骨融合。在儿童病例后路牢固固定植骨后还可以引发脊柱侧弯复发、扭曲和旋转,医学上称为“曲轴”现象,国内外学者,如美国TSRH发明者Ashman,CD的发明者法国Dubousset及日本Tokaso等都在致力攻克这些难题,而至今未有结果,Akbarnia等提出可延伸棍和短节段融合法用于治疗儿童脊柱侧弯,以及MC Carthy的“刺刀状”套按法和Isola生长阀法等矫正侧弯不植骨方法相继出现,但他们的缺点仍需每隔半年到1年再手术进行撑开延长。而且最终需要在矫正节段作严格的植骨融合。这必将影响脊柱的生长和运动,人们期待着既能矫正脊柱侧弯又不影响儿童生长和运动,还能预防“曲轴”现象的“理想”脊柱侧弯矫正装置。北京协和医院骨科和武警总医院骨科联合进行了脊柱侧弯板棍矫正系统PRSS的研制和临床应用,30多年来在诊治4 000多例脊柱侧弯病例基础上,经不懈努力,克服了上述难题,自主设计创建了矫正原理和矫正方式,完全与欧美方法不同的中华通用脊柱内固定装置。包括三个部分:(1)脊柱侧弯板-棍矫正系统PRSS,治疗成人和儿童脊柱侧弯、强直性脊柱炎、脊柱骨折等。(2)前路去旋转融合装置ADS,适用于脊柱前路固定及脊柱侧弯去旋转矫正。(3)万向椎弓根螺钉复位固定系统PRFS治疗脊柱侧弯、脊柱滑脱和脊柱骨折。PRSS装置初步提供了“理想”的脊柱侧弯矫正装置所要求的一些性能。PRSS为我国首创(已获国家发明专利),是新一代矫正侧弯装置。其主要创新点是:(1)自主设计,填补了国内空白,具有国内外现有方法所没有的功能,为生长中儿童脊柱侧弯手术治疗提供了一条新路。具有下述三项优点:只需一次手术即可矫正生长中儿童脊柱侧弯。PRSS装置能随儿童生长自动延长,避免了目前使用的MC Carthy、ISOLA等方法需平均每6个月手术一次去延长内固定,使儿童蒙受多次手术痛苦的缺点。不需要植骨融合,不影响脊柱的生长和运动。治疗结束取出内固定后不影响脊柱屈伸功能。(2)首先将不对称应力对骨生长的调控理论(Hueter-Volkmann定律)应用于脊柱侧弯器械设计和临床治疗并取得成果,此项研究在国外仍然处于动物实验阶段。(3)较全面阐述了调控脊柱两侧不对称应力是治疗脊柱侧弯的重要步骤。X线及光弹试验研究证实了PRSS植入后能调控侧弯脊柱两侧不对称应力并随之逆转(即增加凸侧压应力,减少凹侧的压应力或产生张应力)。首次用PT-PCR测试并证实PRSS矫正以后压力增加侧的X型胶原表达增加,说明PRSS矫正以后的凸侧椎板的生长受到抑制,从分子生物学角度阐述了PRSS治疗脊柱侧弯的原理。

  严重脊柱侧弯的处理:严重的脊柱侧弯是指:第1,脊柱侧弯畸形度数很大,平均120°以上,非常僵硬,柔软程度很差,这种病人常常合并心肺功能不全,处理起来比较棘手。第2,脊柱侧弯虽然不是特别重(100°以上),但合并有心肺功能不全,特别是肺功能不全。所以处理起来也特别棘手。第3,严重脊柱侧弯合并有不同程度的神经系统功能障碍,即程度不同的不完全截瘫。这类病人常常合并先天性脊柱侧弯,侧方或者是后方半椎体畸形,此类畸形处理起来很困难而且还需要减压。

  目前对于严重脊柱侧弯合并肺功能不全的处理还没有很好的方法。比较常用的方法是先用头颅环、盆环牵引矫正一部分脊柱侧弯和一部分胸椎塌陷,并鼓励病人进行呼吸功能的锻炼。这样症状可以得到改善,然后再进行前路的松解或者是后路的矫正,我们最近治疗1例严重脊柱侧弯合并肺功能不全病例,上一层楼就气喘,按理应做前路松解术,但是肺功能不能耐受,所以先做头颅环牵引,牵引近2个月时肺功能已明显改善,再从后路行PRSS矫正术,效果很满意。目前也有一部分人先做胸廓成形术把塌陷的胸廓支撑起来,改善肺功能,然后再进行脊柱侧弯矫正术。比较有代表性的是最近几年国外开始用钛的肋骨进行支撑矫正(VEPTR,vertical expandable prosthetic titanium rib),我们国家已开始用这种装置,这种方法能把病人凹侧的胸廓通过钛制的肋骨支撑起来,改善肺功能,效果良好。严重脊柱侧弯合并神经系统损伤的治疗是很棘手的,在矫正脊柱侧弯之前,必须对脊髓、神经进行彻底减压,脊髓压迫得到松解后,再用PRSS固定。

  另一个问题就是严重的脊柱侧弯合并有侧方和后方半椎体畸形,这类病人治疗起来也是非常棘手的,在矫正畸形之前必须先进行脊髓减压,把椎管内压迫脊髓的骨结构去掉,然后通过松动才能进行矫正。病人在做这种手术前一定要做仔细的全身、X线片检查,还有CT、螺旋CT、脊髓造影等等,充分了解脊髓压迫是来自前方的?还是侧方的?再来制定手术方案。如果X线片等影像学显示压迫只是单纯的侧方半椎体,可以有2种途径来手术。一种是前路切除半椎体,进行支撑植骨,3周以后再进行后路矫形。这是过去常用的一种方法。最近这几年有一种比较积极的方法,前路切除半椎体后,因为半椎体常常合并有后方椎板、椎弓根的畸形,前路进行半椎体的切除不可能切除后部的畸形成分,所以现在有不少医生采用一期一次手术,先前路椎体切除,然后用克氏针从手术部位插到后方,显露后方的椎板将其切除,再行前、后方的植骨加压融合。这种手术创伤比较大,要选择麻醉、护理方面较好的医院进行,否则还是分期手术安全一些。如果X线片、CT显示单纯侧方半椎体,可以从后路一起通过椎板、椎弓根切除半椎体,进行加压融合,笔者喜欢通过环钻把椎弓根切除,这样可以得到很好的矫正,手术创伤也小一些。

  脊柱侧弯治疗中存在的问题及展望:

  脊柱侧弯发生的原因还不太清楚,虽然国内外不少学者认为与垂体色素分泌有关,但认为与此无关的试验研究报道也不少,所以发生原因的研究还有一段很长的路要走。生长中儿童脊柱侧弯的治疗才刚刚起步,青春期脊柱侧弯大多数都会发展或加重,这是由于脊柱侧弯椎体两侧存在着不对称应力导致脊柱两侧不对称生长造成的,Aronsson研究证明存在着30°的脊柱侧弯中,脊柱凸侧的椎体生长可比凹侧的多10%,Hueter-Volkmann定律,压应力可以抑制骨骺的生长,而张应力可以促进骨骺的生长,因此如何调控侧弯脊柱两侧的不对称应力才是治疗脊柱侧弯的关键。国内外应用的几种治疗儿童脊柱侧弯的方法,需反复多次的手术,还有不尽人意的地方,PRSS虽然取得初步的疗效,但还存在着推广应用和应用过程中完善的问题。


作者单位:(中国协和医科大学北京协和医院骨科,武警总医院骨科,北京 100730)


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