胸椎椎弓根螺钉治疗特发性脊柱侧凸的应用

胸椎椎弓根螺钉治疗特发性脊柱侧凸的应用

近年来，乳腺椎弓根螺钉广泛应用于特发性脊柱的侧凸治疗。与传统内固定相比,后路胸椎椎弓根螺钉固定强度更大,并能更有效地矫正侧凸和椎体的旋转。前路胸椎椎体钉的使用在矫正侧凸的同时能减少融合节段以及更好地恢复矢状面胸椎后凸。尽管胸椎螺钉有着以上优点,但因置钉位置不良引起的血管神经并发症将导致严重的后果。特发性脊柱侧凸由于存在脊柱三维形态的改变可导致椎体、椎弓根形态的异常以及重要的椎体周围结构解剖位置的变化。这些因素可能导致胸椎置钉的危险性增加。因此,更好地认识椎体解剖形态以及相邻组织解剖位置的改变对提高胸椎椎弓根螺钉置钉安全性有着重要的意义。1胸径腰椎完成置钉的患者胸椎椎弓根后路置钉的精确性和安全性低于腰椎一个很重要的原因是由于胸椎椎弓根横径明显小于腰椎椎弓根。以往对特发性脊柱侧凸和正常脊柱的胸椎形态研究都表明T4和T5节段椎弓根直径最小。特发性脊柱侧凸患者由于胸椎结构的异常改变,除了存在不同节段的椎弓根横径变化以外,同时也存在着椎体自身凹凸侧椎弓根横径的明显差异。Liljenquist等通过CT测量最早提出了特发性脊柱侧凸患者胸弯顶椎区凹侧椎弓根横径与凸侧以及其他胸椎节段相比较小。这种改变与椎体旋转程度呈明显的负相关关系。研究者认为胸弯顶椎区后路置钉的难度较大,并在后续的MRI测量实验中证实了该观点。但以上实验未将侧凸患者椎弓根直径大小与正常椎体相比。Parent等对存在右胸弯的特发性脊柱侧凸标本和正常脊柱标本行三维重建研究发现特发性脊柱侧凸患者其凹侧椎弓根横径与正常椎体同侧椎弓根相比明显较小。这种表现在主胸弯顶椎区最为明显。该结果提示特发性胸椎侧凸后路置钉的危险性大于普通人群。临床上有关椎弓根螺钉置钉精确性统计学研究也证实了形态学研究对胸椎后路置钉安全性的推测。Senaran等发现术中因为胸椎椎弓根置钉困难而改用椎板钩固定多发生在上胸弯顶椎的凹侧。作者发现上胸椎两侧椎弓根横径存在明显的差异,凹侧椎弓根内径平均值只有1.5mm,个别节段凹侧椎弓根甚至缺乏骨髓腔造成严重的置钉困难。上胸弯凹侧置钉困难显然与该处椎弓根横径过小有关。Smorgick等对一组以特发性脊柱侧凸为主的病例行后路置钉精确性统计发现,与T9～12节段相比,T1～8节段的螺钉误置率更高。椎弓根内倾角同样是影响胸椎椎弓根螺钉置钉准确性的一个重要指标。后路置钉时内倾角度过大或过小会导致螺钉的内侧和外侧偏出,造成对椎管内外侧重要组织的损伤。以往对特发性胸椎侧凸胸椎椎弓根内倾角变化的研究都发现椎弓根内倾角自T1～12节段逐渐减小。但对于凹侧和凸侧内倾角的差异,文献报道结果不尽相同。Liljenquist等的早期研究发现特发性胸椎侧凸患者胸椎凹凸两侧椎弓根内倾角仅在T8～12节段存在差异,其余节段均无明显差异。作者发现T8～12水平凸侧内倾角大于凹侧。Parent等对特发性胸椎侧凸患者胸椎行三维重建测量发现两侧椎弓根内倾角无明显差异,且各个节段与正常脊柱相比也没有差别。Catan等的一项最新研究也发现特发性胸椎侧凸顶椎区两侧内倾角无明显差异。造成此类研究结果不同的最主要原因是病例资料选择标准过宽。以上研究都以存在右胸弯的特发性脊柱侧凸患者为研究对象。但许多不同弯型都可以存在右胸弯。不同弯型的脊柱结构改变必然存在差异。单以此作为入选标准显然不够严谨。此外,关于特发性脊柱侧凸椎弓根内倾角变化的研究多将每个椎体单独测量分析,并未考虑到椎体旋转造成了椎体相对于躯干位置的变化。所以此类研究的结果对于临床置钉的指导意义不大。今后此类研究应更多地测量椎弓根纵轴相对于躯干前后轴的变化以更好地为临床置钉提供参考。由于双侧肋骨头连线多位于椎管前缘的前方,在对特发性胸椎侧凸患者行胸椎前路置钉时通常以肋骨头前缘作为进钉标志。事实上肋骨头相对于椎体的位置在不同胸椎节段中是存在变化的。Sucato等对一组胸椎前路置钉病例的术后CT片研究发现在T11和T12节段出现螺钉向后凸入椎管的现象。作者认为造成该现象的原因是在下段胸椎,肋骨头的位置更靠近椎体后方。如果在该处以肋骨头作为进钉点会到导致螺钉位置更靠近椎管前缘从而增加了螺钉向后凸入椎管的可能性。Qiu等发现特发性胸椎侧凸患者胸椎双侧肋骨头连线与椎管前缘的距离自近端向远端逐渐减小。在T4水平该距离平均值为4mm,而在T12水平为-2mm。且该距离在各个胸椎节段与正常对照相比均较小。提示胸椎侧凸前路置钉时螺钉向后的突入椎管的危险性较正常脊柱要高。Zhang等也发现特发性胸椎侧凸患者双侧肋骨头连线与椎管距离自近端向远端逐渐减小,在T11和T12节段变为负值。这种变化在各个椎体间有统计学意义。作者认为在固定胸椎下段时进钉点应自肋骨头偏向腹侧以避免螺钉突入椎管。另外,上段胸椎肋骨头连线多位于椎体的中前部,若以肋骨头为进针标志会导致螺钉位置过于偏前。这会导致螺钉固定强度减弱甚至可能产生“切割”效应。因此,Zhang建议在T4～7节段行前路置钉时应切除肋骨头为置钉提供足够的空间。2螺钉外侧偏出损伤到胸径的危险性增加胸椎椎弓根螺钉置钉不良有可能会损伤到椎体邻近的一些重要结构,如穿出前方皮质损伤食管、动脉以及向内侧凸入椎管引起脊髓的损伤。这些易受损组织相对于椎体的解剖位置与胸椎置钉的安全性密切相关。然而对于特发性脊柱侧凸患者而言,由于存在胸椎的整体和局部的序列和解剖学改变会导致椎体相邻组织相对于椎体的解剖位置发生改变。这种相对位置的改变导致邻近组织器官与椎体的距离更为接近和胸椎置钉的危险性增加。与胸椎椎弓根螺钉后路置钉安全性相关最主要的结构主要是椎管内脊髓与椎体前外侧的胸主动脉。Sucato等发现特发性胸椎侧凸患者的胸主动脉由于椎体旋转等原因会偏向椎体凹侧后外方,导致凹侧后路置钉时螺钉外侧偏出损伤到胸主动脉的危险性增加。Catan等发现由于胸椎的旋转导致脊髓偏向椎体的凹侧。凹侧脊髓外缘距椎管内壁的距离明显小于凸侧,导致凹侧后路置钉时损伤脊髓的危险性增高。Suk等也发现椎管内脊髓的位置多偏向侧凸的凹侧,使得胸椎凹侧后路置钉的硬膜外安全空间减少。Sarlak等发现,由于椎体旋转引起椎管内脊髓位置发生相应改变,更偏向侧凸的凹侧,导致T5～9节段凹侧置钉时最易损伤到脊髓。胸椎向凸侧偏移和旋转使得T4～9节段凸侧置钉时容易损伤到椎体凸侧胸膜。胸弯顶椎区椎体旋转同样可以使胸主动脉偏向椎体凹侧后外方,使得T4～8节段螺钉外侧偏出时损伤胸主动脉的危险性增加。而在T11和T12节段,胸主动脉位于胸椎前缘使得螺钉穿出椎体前缘皮质时容易受到损伤。特发性胸椎侧凸前路置钉安全性研究最广泛深入的是胸主动脉与胸椎之间相对位置的改变。与后路置钉不同,为了获得更大的固定强度,前路置钉时螺钉需要穿出对侧皮质。这样就有可能导致钉尖部损伤到胸主动脉。Sucato等发现在右胸弯的患者中,顶椎区胸主动脉与椎体外缘之间的距离较正常对照较远,动脉后缘距椎管前缘的距离更小。这种变化与胸弯Cobb角和椎体的旋转度有明显相关关系,提示胸弯患者胸主动脉由于胸椎结构的改变更偏向椎体凹侧后外方。尽管动脉和椎体之间的距离有所增加,但后方移位使得动脉处在前路置钉的钉道方向上,增加了前路置钉的危险性。Qiu等发现与正常对照组相比,特发性胸椎侧凸患者凸侧肋骨头与胸主动脉中点连线和双侧肋骨头连线形成的夹角(A角)在T7～10节段较小,椎管前缘中点与胸主动脉中点连线和双侧肋骨头连线形成的夹角(B角)在T5～10节段较小,双侧肋骨头连线和椎管前缘之间的距离(C)在T9和T10节段较小。在顶椎区A角与椎体旋转度呈明显负相关关系。这些结果均证实了在特发性胸椎侧凸患者中,顶椎及相邻节段胸主动脉的位置向椎体凹侧后外方偏移。作者认为动脉的后外方移位在顶椎区表现得最明显,在顶椎区前路置钉的危险性高于其他节段。3矫形后顶腰椎区互联网内固定时术后胸径的变化以上所述有关相邻组织与椎体间相对位置改变的文献主要是通过对病人术前的影像学资料进行研究。这些研究并未考虑到矫形使得椎体恢复至相对正常位置时,相邻组织的解剖位置也会发生变化。这种变化同样可以影响到胸椎置钉的安全性。Bullman等研究发现特发性胸椎侧凸患者胸主动脉和椎体间最小距离自近端到远端逐渐减小。而术后的CT片显示钉尖与动脉之间的距离在顶椎区最小。导致这一现象很可能是由于顶椎区椎体位置由于矫形再次发生改变的缘故。Kuklo等在对特发性胸椎侧凸患者术前和术后胸椎CT片对比研究中发现术后胸主动脉的位置由椎体后外侧转向前内侧,动脉与椎体之间距离较术前减小。这种距离的变化在顶椎区表现得最明显,增加了顶椎区螺钉损伤动脉的危险性。Bullman等的后续研究也发现前路置钉术后胸主动脉的位置偏向椎体的前内侧,这种变化同样在顶椎区最为明显。Wang等同时对前后路置钉后胸主动脉位置的改变进行对比研究。作者发现前路置钉组矫形后顶椎区胸主动脉明显向椎体前内侧移位,椎体-动脉之间的距离也相应减小。这一现象导致矫形术后钉尖接触动脉外壁的危险性增加。椎体-动脉之间距离的改变与术后胸椎后凸增加明显相关。后路置钉组这种变化并不明显。作者认为造成这一现象的原因是因为胸椎后路