美国弗吉尼亚州医学中心神经外科的Justin S. Smith等回顾性总结ASD治疗发展过程、当前的手术方式和未来ASD治疗的发展趋势。文章发表在2019年5月的《J Neurosurg Spine》杂志上。
——摘自文章章节
【Ref: Smith JS , et al. J Neurosurg Spine. 2019 May 1;30(5):551-567. doi: 10.3171/2019.1.SPINE181494.】
研究背景
脊柱畸形的外科手术风险很高，因而人们常选择保守治疗。过去十多年中，随着麻醉技术、重症医学，特别是手术技术和器械的不断进步，成人脊柱畸形（adult spinal deformity，ASD）的外科治疗取得很大的进展。多项研究报告提示，外科手术可显著改善患者的疼痛和残疾，但是术后并发症仍高、尤其是老年患者往往伴有复杂的合并症；同时缺乏手术成本效益评估的精确数据。美国弗吉尼亚州医学中心神经外科的Justin S. Smith等回顾性总结ASD治疗发展过程、当前的手术方式和未来ASD治疗的发展趋势。文章发表在2019年5月的《J Neurosurg Spine》杂志上。
研究结果
ASD治疗的演变过程：牵引、外支撑和固定等保守方法治疗脊柱畸形延续了许多世纪，外科治疗开始追溯到20世纪早期。1911年，Russell Hibbs提出胸腰椎脊柱侧凸骨性融合治疗的概念。1924年他通过后路暴露畸形区域、切除关节突及其它附属物，然后置入骨性移植物实现骨性愈合，术后固定限制脊柱运动，促进脊柱融合，但它并不能矫正畸形和改善并发症。接着，脊柱后路融合术联合内固定术取得重大进展。1940年脊髓灰质炎流行造成大量脊柱畸形的患者，Harrington通过植入棒和钩等为矫正脊柱畸形提供足够的稳定性，减少外部固定物的使用。但由于未进行骨性融合术，植入物常常出现移位或断裂。随后，出现Harrington内固定器械联合骨性融合术，使手术矫正效果明显改善。但此方式牢固融合下腰椎的难度较大，远端钩脱位造成腰椎前凸的丧失，表现平背综合征（图1）。
图1. 脊柱侧弯Harrington棒内固定和腰椎融合术后，腰椎前凸丧失，出现平背综合征。
Luque器械的发明使ASD治疗进入节段性脊柱内固定的时代。通过将双侧椎板下的金属线与后侧金属杆联系，产生稳定构架，但椎板下金属线可导致神经损伤。后来，将Harrington棒与Luque线结合起来，组成哈林-卢克技术（Harri-Luque technique），将节段性的椎板下金属线环绕棒的周围固定。现代脊柱内固定的开端是Cotre和Dubousset等创立的后路双杆多节段内固定系统，通过钩与脊柱两侧的棒横向交叉连接提高脊柱的稳定性，避免术后棒的旋转，从而成为脊柱畸形矫正的标准。随后，螺钉逐渐取代钩，极大提高椎体的稳定性和矫正能力。从2000年起，多节段椎弓根螺钉内固定术成为治疗ASD的最常见术式。
ASD治疗的现状和面临的挑战：60岁以上老年人中脊柱侧弯畸形的生率达68%，主要表现疼痛和残疾。根据年龄分层评估ASD治疗效益显示，残疾和疼痛症状能得到极大的改善，但不是每例患者都能达到手术预期，常常会面临较多的术后并发症。有学者提出全脊柱矢状位排列对生活质量的影响，因此矢状位排列的重要性受到越来越多的关注，进而根据排列参数与生活质量的关系提出ASD的Society-Schwab图（图2）。
图2. 胸腰椎畸形脊柱侧弯Society-Schwab分类示意图。PI-LL=骨盆入射角与腰椎前凸不匹配；TL=胸椎段。
目前，ASD的手术方式主要是后路内固定联合椎体间松解融合术和脊柱截骨术，以及采用辅助技术螺钉植入椎弓根。对346例患者ASD手术2年的随访发现，70%患者至少有一种并发症，28%需再次手术治疗。其中假关节形成和固定物故障是再次手术的指征。经椎弓根椎体截骨术（PSO）发生棒折断率为22%，通常发生PSO原位处。因此越来越多的医师通过多棒加强截骨处强韧度。重组骨形态蛋白（rhBMP-2）能促进骨性融合，减少棒折断率。近端交界处后凸（Proximal junctional kyphosis，PJK）是ASD手术尚未攻克的问题，可能需要再次手术。连接线缆术是克服PJK的新兴技术，有学者指出线缆能有效分散上置钉椎体（uppermost instrumented vertebra，UIV）的压力。腰椎前凸（LL）位置和曲度是发生PJK的重要因素，避免过度发生代偿性后凸和保持生理性前凸（L4-S1）能降低PJK的发生率（图3）。
图3. 近端连接线缆术示意图。高速钻孔机于固定椎体棘突根钻洞，最后将线缆固定棒上。
切口感染是ASD术后严重并发症，可导致再次手术、延长抗生素的使用时间及增加假关节形成的几率。多项研究显示，切口处直接应用万古霉素能降低术后切口感染的发生率。抗纤溶类药物能有效减少术中和术后失血量，其中氨甲环酸作用最明显，但最佳剂量尚未明确。血栓弹力图可为输血提供指证。神经功能损伤是ASD术后最重要的并发症。应用下肢运动评分表可为制定手术计划和治疗提供帮助。脊柱微创手术（MISS）能降低ASD的并发症发生率和加快恢复时间。MISS包括外侧入路椎间盘切除术联合后路内固定术，可促进骨与器械的融合；但仍旧面临许多挑战，包括PJK和假关节形成、神经损伤、腹壁麻痹、肠穿孔、切口疝和移植物移位。目前，ASD外科治疗的弊端：耗费巨大的资源，较高的再手术率降低手术的成本效益，同时很难预测哪类患者能明显受益。
ASD治疗的未来方向：提高可预测性、安全性和可持续性。脊柱冠状位和矢状位异常排列导致的症状和残疾很难通过保守治疗完全控制；中枢性疼痛联合治疗能缓解ASD的症状。未来在ASD外科手术中也许可通过机器人辅助提高手术操作的安全性，特别是复杂解剖的微创操作。固定棒的断裂是术后常见并发症，棒形态和骨性材料的发展可促进骨性融合，从而降低折断率。医疗大数据分析技术不断进步，通过计算机可揭示隐藏的临床有用信息，从而为医生提供对手术治疗和非手术治疗的决策依据，制定相应的手术计划，提高手术的效果；同时，医疗支付方和医院可在治疗成本和预测方面受益（图4）。
图4. 人工智能的成人脊柱畸形手术类型，新的预测质量和价值的分类方案。人工智能的聚类技术，定义4种不同的外科治疗方法，每个圆圈代表不同的病人，颜色代表不同的手术治疗方法。
根据人工智能的分层聚类，患者类型聚类和手术治疗方式聚类纳入一种新的ASD分类，能识别哪些手术治疗能够降低风险，从而优化外科手术效果和降低并发症。
