新发S型侧弯畸形——单发半椎体切除短节段融合术特殊并发症
2016年11月10日 四川大学华西医院骨科 杨曦 宋跃明 刘立岷 周春光 汪雷 丰干均 刘浩 龚全 李涛 周忠杰
摘要:目的:新发S型侧弯畸形(Emerging S-shaped scolisis)是后路半椎体切除短节段融合术后一种尚未见文献报道的特殊类型并发症;本研究旨于分析该并发症的致病原因、临床特征以及处理策略。方法:回顾性分析128例在我科接受单纯后路半椎体切除短节段融合术治疗的单发半椎体畸形患者。根据以下标准筛选出现新发S型侧弯畸形并发症患者:术后新发侧弯Cobb角相较术前同节段Cobb角进展≥20°、同时新发侧弯主弯顶椎距离融合节段端椎的节段≥2(近端融合椎以上或远端融合椎以下)。通过术前术后全脊柱X光分析患者主弯Cobb角、代偿弯Cobb角、新发侧弯Cobb角、节段后凸角度、术后融合交界区后凸角度等指标;通过三维CT评估术前畸形及术后融合情况;结果:9/128例(7%)患者术后出现新发S型侧弯畸形。其中男2例,女7例。平均年龄11.4±3.6岁,平均随访时间为36.0±9.5月,平均融合节段2.8±1.1节。术前、术后以及末次随访主弯Cobb角度分别为:36.1±14.4°、6.9±6.1°、及7.9±6.6°。术前、术后以及末次随访节段后凸角度分别为:20.4±4.1°,9.9±4.2°,及9.2±4.0°。术后新发S型侧弯出现时间为术后3月(4例),及术后6月(5例)。患者表现为主胸弯+腰弯(4例),主腰弯+胸弯(4例),上胸弯+主胸弯+腰弯(1例)。至末次随访,新发侧弯主弯Cobb角度平均42.6±12.9°。新发侧弯顶椎距离融合端椎距离平均3.2节段(2~6节);5/9例患者术后新发侧弯的节段与术前代偿弯节段一致。4例患者接受翻修手术治疗,随访至翻修术后22.5月,均未出现其他继发畸形。结论:1、后路半椎体切除短节段融合术后新发S型侧弯畸形是一种以往未见报道的、特殊类型的并发症;2、本研究中,其诊断标准设定为:术后新发侧弯Cobb角相较术前同节段Cobb角进展≥20°、同时新发侧弯主弯顶椎距离融合节段端椎的节段≥2(近端融合椎以上或远端融合椎以下);3、内在平衡机制破坏假说可能是新发S型畸形的致病原因;4、新发S型畸形治疗策略可以借鉴AIS患者治疗原则。前言:半椎体畸形是最为常见的先天脊柱侧凸畸形。半椎体一经发现,应尽早行半椎体切除术治疗以避免其继发的侧凸畸形进一步加重[1-3]。同时,由于这类患者几乎都是未成年人,应尽可能的选择短节段固定融合,以保证其脊柱的正常生长[4-7]。近10年来,随着单纯后路半椎体切除融合手术的发展,其较好的矫形率以及较低的手术并发症的优势逐渐凸显,并逐步取代以往的前路、或前后路联合手术,成为治疗半椎体畸形的主流术式[4,5,10] 我们科室自2008年开始推行单纯后路半椎体切除、短节段融合术,所治疗患者总体效果较为满意[17,18].但同时,我们也注意到一类较为特殊的并发症:术后新发特发性侧弯畸形。其特征为:1、通常表现为S型弯型;2、新发侧弯Cobb角相较术前(同部位)进展大于20°;3、新发侧弯顶椎距离融合节段端椎至少两个节段。回顾相关文献,此类并发症尚未见任何报道。本研究目的旨于分析这类特殊术后并发症的病因、特征以及处理策略。方法:2008年1月至2014年3月,128例患有单发半椎体畸形的患者在我科接受单纯后路半椎体切除术治疗。本研究入组标准:1、患者术前除半椎体畸形外,不合并继发结构性侧凸;2、均接收短节段固定融合;3、术后随访1年以上;4、术后新发侧弯Cobb角相较术前同节段Cobb角进展≥20°、同时新发侧弯主弯顶椎距离融合节段端椎的节段≥2(近端融合椎以上或远端融合椎以下);5、患者排除其他下肢畸形。9例患者满足以上入组标准,其中男性2例,女性7例。平均年龄11.4±3.6岁,平均随访时间为36.0±9.5月,平均融合节段2.8±1.1节。观察测量指标:全脊柱X光正位:1、术前:主弯Cobb角、代偿弯Cobb角、冠状面C7-CSVL距离;2、术后:主弯Cobb角,新发侧弯Cobb角、C7-CSVL距离。全脊柱X光侧位:术前、术后半椎体节段后凸角度;术后融合交界区后凸角度(交界后凸角度进展>10°定义为交界后凸);矢状面平衡SVA距离;三维CT:半椎体节段三维CT扫描:术前评估畸形情况;术后及随访评估节段融合情况;结果:128例病例中,9例患者术后出现新发S型侧弯畸形(发生率7%)。这些患者术前Risser征平均为2级(0级~4级)。术前半椎体的分布为:6例在胸腰交界段(3例为T11,1例T12,2例在L1);另外3例在胸椎(T4,T5,T7各1例)。术前主弯平均Cobb角度36.1±14.4°。初次术后,患者平均随访时间为26月(18~42月,接受翻修手术的患者初次术后随访时间定义为两次手术间隔时间)。术后主弯角度平均6.9±6.1°,矫形率82.5%。至末次随访,主弯Cobb角度7.9±6.6°。术前节段后凸角度20.4±4.1°,术后矫正为9.9±4.2°,末次随访为9.2±4.0°。冠、矢状面平衡术前、术后、末次随访均为正常范围。4例患者术后新发S型侧弯出现时间为术后3月,另5例患者出现时间为术后6月。4例患者表现为主胸弯+腰弯,4例患者表现为主腰弯+胸弯,1例患者表现为上胸弯+主胸弯+腰弯(图1,patient NO. 4)。新发侧弯端椎、顶椎以及Cobb角度详见表1。至末次随访,新发侧弯主弯Cobb角度平均42.6±12.9°。新发侧弯顶椎距离融合端椎距离均大于2节段,平均3.2节段(2~6节)。5例患者中,术后新发侧弯的节段与术前代偿弯节段一致(patient NO. 2,4,5,7,8)。6例患者发现新发侧弯后,给予支具矫正;另外3例患者予以观察。4例患者在随访过程中发现,其新发侧弯转为结构性侧弯,并且均大于45°,因此在初次术后18月时,给予翻修手术治疗(单纯后路矫形术)(patient NO. 1,2,4,5)。翻修手术融合节段包括所有结构性新发侧弯(图2)。4例翻修术后病例平均随访22.5月,均未出现其他继发畸形。讨论近年来,单纯后路半椎体切除、短节段融合术是治疗单发半椎体畸形的首选术式[4,10-13,16]。随着该术式的广泛应用、其病例数量的逐渐积累,越来越多的学者的研究热点从此类手术矫形效果逐渐转变为其所带来的并发症情况[8,12,14-16]。术后继发畸形是此类手术常见的并发症之一。虽然术后继发畸形的发生率低于神经损伤并发症,但是继发畸形可能导致初次手术矫形效果丢失,甚至需要再次翻修手术来治疗等恶劣影响,使得我们对这类并发症的重视程度不断增加。以往关于单纯后路半椎体切除、短节段融合术术后继发畸形的相关报道包括:Wang等报道先天性脊柱侧凸患者后路半椎体切除短节段融合术后出现PJK(>10°)的比例为18.9% (7/37) [12]。 作者分析PJK的原因主要包括以下两方面:1、近端固定椎椎弓根螺钉植入过程中损伤上终板(生长板),影响椎体正常生长; 2、显露过程中,对近端固定椎上位节段关节突关节或棘上韧带的过度损伤,直接导致PJK的出现。Shi等对19例半椎体畸形术后畸形进展并行二期翻修手术的病例进行总结,分析这些患者术后畸形进展最为主要的原因包括:1、半椎体切除不完全;2、内固定失败;3、融合失败、假关节形成[14]。这一结果与Ruf等在2009年的报道、以及Zhang等在2011年的报道相类似[16,8]。尽管以往报道术后畸形的种类和原因各异,但总结以上畸形的一个共同特点是:术后继发(进展)畸形的起源来自于半椎体切除节段或手术融合内节段[8,12,14,16]。而本研究所讨论的术后“新发侧弯”畸形最重要的特点(不同点)就是其发生(起源)与初次手术节段没有明显相关性。新发侧弯畸形通常表现为S型弯型,其主弯的顶椎距离初次手术融合区域至少2个节段以上。这一特点也使其与Adding-on现象鉴别开来。同时,本组病例中术后的X光及三维CT等影像学均明确排除了后凸畸形进展、半椎体切除不完全、植骨不融合或内固定失败等常见并发症。通过排除法,这种新发侧弯畸形是一种以往未被报道的、原因不明的特殊的术后并发症。确切的讲,本组9例患者术后出现这种特殊的畸形是完全出乎意料的。但是我们通过分析这类患者的特点发现:几乎所有患者(8例)的新发侧弯表现为双弯(胸弯+腰弯)弯型,除了1例患者表现为三弯(双胸弯+腰弯)。这种S型弯型也有效维持了患者冠状面平衡,研究也证实,本组病例无一例患者出现冠状面平衡失代偿情况。当我们重新回顾所有患者术前X光时,我们发现术后新发侧弯的节段与术前代偿弯的节段大多数时候(5例患者)是一致的。而这些术前代偿弯角度通常很小(中立位平均Cobb角度20.3°)且都是非结构性的,因此术前并未引起特别注意,根据半椎体畸形现有治疗原则,我们也并不需要对这些非结构性的代偿弯进行手术干预。但始料不及的是,这些术前非结构性的代偿弯在术后很短的时间内(3~6月),快速进展形成一种新发S型侧弯畸形。沿着这个思路分析,我们也对新发S型侧弯畸形的发生机制进行推测(内在平衡机制破坏假说):先天半椎体畸形的患者除主弯外,通常会合并代偿弯。理论上讲,代偿弯的出现与发展会导致相应节段脊柱小关节或韧带复合体结构的生物力学改变。随着脊柱的生长,这些生物力学改变也逐渐会转变形成形态结构学的改变。这些微观结构的改变可能比临床可观察到的外观改变(比如结构性代偿弯的出现)更早。对于一个冠状面平衡良好的半椎体畸形患者而言,其半椎体本身和代偿弯所形成的形态结构学改变之间可能正处于一种相对平衡的状态,此时的半椎体切除矫形手术尽管解除了其节段的侧弯畸形,但事实上是打破了其内在的躯干平衡状态。假如此时患者代偿弯节段内的小关节或韧带复合体结构已经存在潜在的、不可逆转的结构改变,此时内在平衡机制的打破即可能加速这些患者代偿弯进展的过程(3~6个月)。从这个角度上讲,术后新发S型侧弯畸形也可以被理解为术前代偿弯的加速进展。本组病例中,7例患者接受初次手术的年龄在10~15岁(另2例小于10岁)。这一结果提示这类特殊并发症可能更易发生于青少年半椎体畸形患者。青少年是脊柱生长的第二个生理高峰期,快速生长的脊柱可能也是这类并发症发生发展的重要原因。此外,青春期对于半椎体畸形患者的手术治疗来说其实已经算比较“晚期”[10-12,19]。从患者第一站立开始到接受手术,其中10余年的时间,从理论上说,其代偿弯发生相应结构学改变也是完全有可能的。本组病例中,6例患者半椎体出现在T11-L1节段(胸腰交界区),另外3例出现在T4-7节段。这一特点的原因是多方面。首先,胸腰交界区本身就是半椎体好发节段[5, 16, 21];其次,发生于上胸椎或下腰椎的半椎体畸形通常会引起较明显的躯干失平衡,这类患者通常需要进行长节段的融合,因此从开始便排除在本研究纳入范围之外了;再次,胸腰交界区是脊柱应力较为集中的节段,该节段术后畸形(比如PJK等)的好发节段[12]。同时,介于本次研究是回顾性研究,我们并不能确定胸腰交界区域是否是术后新发S型侧弯的易感因素之一。我们发现术后新发S型侧弯畸形的发生发展特点与AIS非常类似。因此本组病例中所有患者术后新发S型侧弯畸形的处理均参照了AIS治疗原则。早期,在新发侧弯角度较小或柔韧性较好时,推荐患者进行支具治疗。而当侧弯发展为结构性弯时,推荐进行延长固定融合节段的翻修手术。融合的范围同样遵循AIS的固定融合原则。本组病例中,对于4例支具治疗失效的患者,我们进行了翻修手术,我们选择胸弯近端终椎作为近端融合椎,选择稳定椎作为远端融合椎。最终的随访显示,这些患者均获得满意的矫形以及融合,并且没有再发生继发畸形的情况。再次回顾这些患者,特别是其中进行翻修手术的病例。我们不得不思考一个问题:对于这9例患者,初次手术的短节段融合是否真正适合?换言之,是否第一次手术我们就该进行长节段固定融合?事实上,鉴于本研究的病例数量较少,同时是一个回顾性的分析,我们并不能确定术后新发S型侧弯畸形发生的易感因素,因此我们也不能确定哪类患者应预防性地进行长节段融合来预防此类并发症。但是,考虑到本类并发症的发生率并不高(7%),我们还是推荐此类患者坚持现有的治疗原则,常规行半椎体切除短节段融合术治疗。但需要将新发S型侧弯畸形作为一种新的特殊类型的并发症在术前向患者家属重点强调,以降低因此可能出现的医疗纠纷风险。结论1、后路半椎体切除短节段融合术后新发S型侧弯畸形是一种以往未见报道的、特殊类型的并发症;2、本研究中,其诊断标准设定为:术后新发侧弯Cobb角相较术前同节段Cobb角进展≥20°、同时新发侧弯主弯顶椎距离融合节段端椎的节段≥2(近端融合椎以上或远端融合椎以下);3、新发S型畸形可能起源于术前非结构性的代偿弯(内在平衡机制破坏假说),但其具体产生机制目前尚不明确;4、此类并发症多数发生于青少年半椎体畸形患者,同时其半椎体多数出现于胸腰交界段;5、新发S型畸形通常发生于术后3~6月,初期其侧弯角度较小且柔韧性较好,推荐进行支具治疗以控制畸形发展;一旦畸形进展为结构性侧弯,推荐进行翻修手术治疗,手术原则遵循AIS患者。 Fig 1. The pre- and post- 1st operative radiographs of patient 4. A 15-year-old male with a fully segmental hemivertebra at T11. The preoperative anteroposterior (AP) and bending films showed three slightly and flexible compensatory curves were exiting, which between T2 to T7, T7 to T9 and L1 to L5 respectively. The posterior hemivertebra resection with T10-12 fusion was performed. And the postoperative AP film showed both the main curve and compensatory curves were obviously corrected. However, an unwonted emerging S-shaped scoliosis was showed at 6 months after this operation. These emerging curves were 36.1°, 42.5° and 21.5° at T2-7 (PT), T7-12 (MT), and T12-L5(L) respectively, exceeded 20° than preoperative same levels. Meanwhile, the apical vertebra of MT was T8, which located 2 levels far from upper instrument vertebra. The trunk balance always showed in normal.Fig 2. The pre- and post- revision radiographs of patient 4. The patient had undergone a brace since the emerging scoliosis been found at 6 months after initial surgery. However, the emerging scoliosis still developed gradually. The films before the revision showed the proximal and main thoracic curves were relatively serious and structural at 18 months after 1st operation. Then, a posterior revision was performed. The fusion was extended according to the basic laws in AIS patients. The upper instrumented vertebra was chosen at T2, the upper end vertebra of PT; while the lowest instrumented vertebra was chosen at the stable vertebra (L3). A satisfied deformity correction and trunk balance were found during 24 months follow-up after revision. 作者简介:宋跃明,1958年4月出生,博士,教授,博士导师。四川大学华西医院骨科主任。从事脊柱外科30余年。现任中华骨科学会常务委员(兼微创学组副组长);中国脊柱脊髓专委会副主任委员(腰椎外科学组副组长);中国骨科医师协会常务委员(兼脊柱专家委员会副主任委员、腰椎外科工作委员会副主委);AO中国理事会理事;四川省学术技术带头人,四川省骨科分会主任委员,四川省骨科医师协会副主任委员,四川省骨科质量控制中心副主任;成都市骨科专委会主任委员。中国修复重建外科杂志常务副主编,还担任中华骨科杂志、中国脊柱脊髓杂志等13个杂志常务编委或编委。