知史识今,传承创新——腰椎间融合术演义(第二回)

2017-07-05   文章来源:中南大学湘雅二医院脊柱外科 邝磊    点击量:48 我要说

编者按


腰椎间融合术,就像碧绿的树叶,在脊柱这颗参天大树中自成一个世界。

小小的树叶中分布着方向不一、长短有别的脉络,每日汲取着阳光,为树干不断输送营养。而不同的腰椎间融合技术,恰宛如树叶上清晰的纹理,传递的是支撑腰椎融合需要的力量。

正所谓“一叶一世界,一脉一乾坤”,希望通过本文的撰写,能让读者了解腰椎间融合术历史、现状与未来。

中南大学湘雅二医院脊柱外科

骨科在线编委会脊柱专业副主编

王 冰

第二回 前路椎间融合术

自20世纪30年代起,前路腰椎间融合术(Anterior lumbar interbody fusion,ALIF)就开始用于治疗腰椎结核和滑脱症[1-3]

1948年,Lane和Moore首次采用经腹膜入路ALIF治疗腰椎间盘疾病,临床成功率达94%,融合率为54%[4]

50年代,Cloward提出了后路腰椎间融合(Posterior lumbar interbody fusion,PLIF)术,受此启发,ALIF手术中也开始关注终板准备和椎间植骨。

但在60-70年代随后的文献报道中,不同的研究ALIF融合率差异甚大(19%-96%)[5-9]

为提高融合率,多数学者建议补充后路融合和内固定(图1),从而使得前后路融合变得更加可靠[10-12]


图1补充了后路内固定的前路融合术

然而,前后路联合手术存在创伤大、时间长和出血多等诟病,使得人们不断致力于改进ALIF技术。

1960年代,有学者在ALIF基础上附加了前路钢板,确实有效地提高了融合率[13]。但放置钢板操作繁琐,还有钢板松动、损伤血管的风险,另外ALIF所需骨量较大,取髂骨区疼痛而且骨量不够,这些问题直到椎间融合器出现后才得以部分解决。

1970年代,美国医生George Bagby(图2)设计了一种多孔的不锈钢圆柱体(Bagby basket,图3)用于马wobbler综合征(一种导致赛马瘫痪的颈椎退行性疾病,图4)的治疗,使不少赛马免于瘫痪和死亡(图5)[14-17]。随后又和同事Kuslich在80年代设计出第一款用于人体的钛金属椎间融合器BAK cage(图6)[18],临床应用后也获得了不错的融合率。其后又出现了不同形状的cage(图7),既方便放置又有利于维持腰椎前凸[19],从而使得单纯ALIF再次流行起来。


图2 George William Bagby(1923-2016)


图3 马Wobbler综合征的颈椎MRI,显示C5/6,C6/7水平脊髓受压


图4 Bagby basket


图5 曾行Bagby basket融合的赛马标本,可见C6/7椎间隙经治疗后已融合


图6 BAK cage


图7 其他类型,的cage左图:Ray Threaded Fusion Cage 右图, LT-CAGE

从入路来讲,早期由于技术和理念的一些问题,暴露深在的脊柱侧前方结构,需要做一个较大的手术切口,术后可能会因为腹壁肌肉而出现长期疼痛、腹壁疝或感染(图8)。

从80-90年代起,随着微创理念在外科的生根发芽和腹腔镜技术的兴起,与BAK诞生的同期,脊柱外科医生开始对前路手术入路进行了改良。1991年,Obenchain进行了首例腹腔镜下椎间盘切除术[20]。随后德国人Zucherman 在1995年进行了首例腹腔镜下ALIF( Laparoscopic ALIF,LALIF) [21],国内吕国华团队于1998年起开始行LALIF[22](图9)。

早期文献报道该技术具有微创优势明显,手术出血量少、患者恢复快、住院时间短等优点。随着腹腔镜下的cage的出现,明显提高了手术融合率高 [23,24]。随后的时期,LALIF在世界各地得到如火如荼的开展,然而时至今日,LALIF的应用已经是凤毛麟角,为什么LALIF没有像腹腔镜胆囊切除术那样成为胆囊切除的主流术式呢?

从操作上来讲,腹腔镜手术有一定学习曲线,初学者往往受制于二维视野和缺乏触觉反馈,手术时间延长。再加上L4/5节段与大血管位置关系的复杂性,操作过程中容易损伤大血管,一旦出血镜下止血十分困难,需要马上改为开放手术,否则患者有生命危险。而且脊柱外科的操作不同于普通外科,需要一定的扭矩,再加上腹腔镜准备时间长、费用昂贵、镜下终板处理困难,融合器的大小受到通道的限制,牵开血管时容易损伤上腹下丛导致逆向射精等,使人们逐渐丧失热情[25,26]与腹腔镜用于腰椎前路手术同期,1997年,德国医生Mayer提出了更为实用的小切口下ALIF,能够有效降低传统ALIF手术的创伤[27]

随后的多项研究发现,LALIF在临床疗效方面并没有优于小切口ALIF,反而因为更高的并发症发生率使其微创性受到质疑[28-30]。虽然后来出现了不充入CO2的腹膜后腹腔镜技术,但终究改变不了其固有的缺点,从造成高开低走的局面[31,32]


图8传统腰椎前路切口和入路


图9 LALIF 上图 LALIF的示意图,下图LALIF术中的侧位X线片

近年来,随着外科手术机器人的出现,机器人腹腔镜手术已成为外科界的明星,行业领导品牌Da Vinci手术机器人在我国装机超过60台,已实施超过3万台外科手术。随着手术机器人的红火,有国外学者进行了机器人LALIF的尝试(图10)。但目前的机器人由于扭矩受限,无法进行间盘切除和终板处理,只能进行血管分离和暴露,手术过程中需要反复移开机器人进行透视,且高昂的价格限制了其在脊柱外科中应用[33]


图10 机器人LALIF 上图:病人的体位和Da Vinci机器人的摆放;左下:机器人经后腹膜分离骶前血管;右下:术后侧位X线片

小 结:

单纯ALIF技术因BAK融合器的出现而成为关注热点,其金属螺纹在植入过程中切入软骨下骨,理论上可防止沉降并促进松质骨与植骨材料接触从而达到早期融合。但不利的是,软骨下骨也可能因此受到破坏,在应力的条件下导致终板塌陷,cage陷入椎体导致椎间高度的丢失。生物力学研究发现,融合器与椎体的接触面积越大越有利于融合,对邻近节段的应力传递更少。BAK cage显然不是最完美的选择。

尽管单纯ALIF在一些研究中获得了不错的融合率,但也后期的研究中也发现不少cage出现沉降、移位(图11)。即使融合率较高,对单纯ALIF的即时稳定性仍令人担忧,往往使用前路钢板增强稳定,但钢板切迹长期摩擦大血管,可能使其变脆破裂,引起严重后果。因此,很多ALIF术后仍需要补充后路内固定,增加了手术时间、创伤和医疗费等问题。

ALIF手术中往往需要暴露并牵开大血管才能处理间盘和植骨融合,血管有一定损伤机率(文献报道为1-24%,以静脉损伤居多),但无论是LALIF还是小切口ALIF手术都无法降低这个损伤的机会,有时需要血管外科医生协助暴露。但由于国内特殊的医疗环境、培训体系和管理制度等原因,脊柱外科医生往往没有受过正规的血管外科相关训练,如果术中难以获得血管外科的支持,ALIF技术应用注定会受到影响。


图11 移位的BAK cage

ALIF的发展会因此停滞吗?有无合理的解决方案扬长避短,将ALIF技术更进一步,值得同道们思考与探究。

参考文献:

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作者简介:

邝磊

邝磊,主治医师,中南大学湘雅医学院临床医学博士。

师从脊柱外科专家吕国华教授。从事脊柱外科临床工作十年,北美脊柱外科学会(North American Spine Society ,NASS)会员。

擅长各类复杂脊柱畸形矫正和脊柱退行疾病的微创技术。曾于美国、香港、德国、法国等地访问及学习。以第一或通讯作者发表SCI论文7篇。

主审简介:

王冰

王冰,教授,主任医师,博士生导师,现任中南大学湘雅二医院脊柱外科、湖南省脊柱外科治疗中心副主任,脊柱外科实验室主任。

担任中国康复医学会脊柱脊髓专业青年委员会副主任委员,中国医促会骨科疾病防治委员会委员秘书长、脊柱内镜学组副主任委员,中国医师协会骨科医师分会脊柱内镜专家委员会副组长,中华医学会骨科学分会青年委员会和基础学组委员, AOSpine中国部讲师,湖南省康复医学会脊柱脊髓专业委员会主任委员,中国脊柱脊髓杂志常务编委,The Spine Journal和Spine中文版编委等职。

擅长内镜微创脊柱外科和各类复杂脊柱畸形的矫治。在国家级和国际核心刊物上以第一作者和通讯作者发表论文90余篇,SCI论文30余篇,主持国家自然科学基金3项。

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