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颈椎后方韧带复合体作为多节段颈椎病后路手术新思路的可行性探讨

时间:2024-02-04 13:15:02 来源:网友投稿

詹乙 王彪

颈椎病是因各种原因,包括外伤、先天性发育异常和后天退变等因素所致颈椎间盘退行性改变、髓核突出,导致脊髓及神经根受压或/和脊髓及神经根缺血引起神经功能障碍,影响四肢感觉、活动及大小便的脊髓及神经根病[1]。多节段退变性颈椎病是指影像学上显示神经压迫涉及3 个节段或以上的病人,可表现为椎间盘变性、突出、椎体前缘或后缘骨赘形成、颈椎管狭窄、后纵韧带骨化,颈部神经信号改变以及颈椎曲度变直或后凸等多种病理改变[2]。往往是由于单节段颈椎病未得到有效治疗进一步发展而来,以老年人居多,在临床上较为常见,且随着我国老龄化的加剧,其发病率逐年增高,已成为我国最严重的脊柱退行性疾患之一。

目前,对于多节段退变性颈椎病的手术治疗,临床上可采取前路、后路或前后路联合等方式[3-4]。前入路手术在多节段切除和重建后会带来较多的并发症,增加失血量和手术时间,融合相关并发症和内植物下沉的发生率更高[5]。一项研究表明,接受三节段和四节段前路手术治疗的多节段退变性颈椎病病人症状显著改善,然而,两年翻修率相对较高,可高达35%[5]。有关融合手术的研究表明前路颈椎融合术后的并发症和死亡率会显著增加,老年病人的情况相较于年轻病人更为严重[6]。颈椎后路手术在预防和治疗多节段退变性颈椎病中发挥了重要的作用,但是后路手术也存在着诸如C5 神经根麻痹、颈椎失稳、进行性颈椎后凸畸形、神经功能恶化以及轴性疼痛等问题[7-8]。这些问题可能与后路手术破坏了颈椎后方韧带复合体有着一定关系。本文围绕多节段退变性颈椎病后路手术治疗以及颈椎后方韧带复合体的研究和进展作一综述。

本文通过英文检索词“cervical spondylosis”“multi-segment degenerative cervical spondylotic myelopathy”“laminectomy”“laminoplasty”“cervical posterior ligamentous complex”,中文检索词“颈椎病”“多节段退行性颈椎病”“椎板切除术”“椎板成形术”“颈椎后方韧带复合体”,在PubMed、Web of Science、中国知网、维普等数据库进行检索,共检索到文献1 085篇。去除重复及无法获得全文文献,最终依据纳入及排除标准纳入文献54篇(图1)。文献纳入标准为:①已正式发表的期刊文献;
②文献内容与多节段退行性颈椎病手术治疗密切相关。排除标准为:①非英文的外文文献;
②学位论文、会议文献、回复信件等非论著文献。

图1 文献纳入流程图

目前,诊断为单节段颈椎病的病人常被推荐接受颈椎前路手术,多为颈椎前路减压融合术[9]。而颈椎前路减压融合术用于多节段退变性颈椎病存在着更为复杂的情况,这可能与更长的手术时间以及诸如声音嘶哑、吞咽困难、内植物移位和脊髓神经损伤等并发症有关。因此临床上更多学者首选后路减压的方式治疗多节段退变性颈椎病,从而达到脊髓后移、神经间接减压的目的。多节段后路手术方式包括两种:全椎板切除减压术和椎板成形术。

(一)椎板切除减压术

单纯后路全椎板切除减压术是最早通过切除颈椎后方韧带复合体(包括棘突、椎板、棘上韧带、棘间韧带和黄韧带)治疗多节段退变性颈椎病的方法,术后可取得良好的神经功能改善[10]。其主要适用于颈椎生理曲度正常的病人,如果颈椎存在后凸,那么脊髓就难以后移避开前方致压的骨赘或间盘组织,单纯颈椎椎板切除的疗效有限。单纯椎板切除的主要缺点是术后进展性颈椎后凸畸形(6%~46%)和节段性不稳定(18%),最终可能导致神经功能恶化[10]。

为了克服这些缺点,颈椎后路椎板切除术后来演变为采用后路侧块螺钉固定的全椎板切除减压术及采用后路椎弓根螺钉固定的全椎板切除减压术[11]。采用内固定辅助的后路椎板切除手术又被称为椎板切除减压融合术,在一定程度上采用侧块螺钉固定的多节段颈椎椎板切除术可提供即时稳定性,从而通过颈椎融合来防止后凸畸形和邻近节段退化的发展[11]。然而后续的多项研究证实虽然内固定技术可以为后路椎板切除术获得良好的生物力学稳定性,但其最大的问题在于需融合病人多节段颈椎,从而影响病人颈椎活动度,使病人颈椎活动受限,继而出现融合交界区临近节段的退行性改变,病人需行翻修手术治疗。Varthi 等[12]进行了一项779例病人的样本分析,发现后路减压融合术的病人与前路手术病人相比更易并发其他合并症,且后路减压和融合术的病人住院时间延长,术后不良事件发生率更高,甚至有可能再次入院。Boniello 等[13]进行了一项更大样本的分析,他们纳入了3 796 例病人分析,发现后路椎板切除术和融合术病人相较于前路手术病人,其住院时间增加、不良事件发生率增加以及再入院率更高。此外,在椎板切除后存在的骨性缺失无法修补,术后病人虽然短期内神经症状改善,但由于术后瘢痕形成可能造成脊髓后方的压迫,病人神经症状反而更加恶化。

(二)椎板成形术

多节段颈椎椎板切除术后可能出现颈椎失稳、后凸和脊髓失去有效保护等缺点,使用内固定技术会影响病人颈椎活动度。因此采用非融合技术的颈椎椎板成形术于1973年在日本用于临床,并在全世界广泛推广运用[8-9]。在椎板成形术近几十年的发展中,逐渐出现了三种不同的手术操作方式亚型,包括“Z”字椎板成形术、单开门椎板成形术、双开门椎板成形术[14-20]。

“Z”字椎板成形术在1973年由Oyama等[14]首次提出,他们描述了一种新的椎板成形术,手术过程从暴露棘突、椎板和小关节开始,然后进行棘突切除,在变薄的椎板处做Z 形截骨,并尽可能将其向外侧延伸,最后用缝线或钢丝固定开门的部分[14]。他们将这种保留背侧部分,保留节段运动,以及通过椎板操作扩大椎管的手术命名为“Z”字椎板成形术。

单开门椎板成形术在1977 年由Hirabayashi 等[15]首次提出。他们在健康一侧的关节突与椎板的交界处采用高速钻头钻出一个槽,然后在症状明显一侧将椎板完全切开,棘突和椎板向对侧的槽作铰链移位[15-18]。他们将这种形似向一侧开门的技术称为单开门椎板成形术。时至今日,单开门椎板成形术依然在多节段退变性颈椎病的治疗中占有重要的地位,并随着研究的深入,也衍生出了联合内固定的单门椎板成形术,例如联合微型钛板和铆钉等[17-19]。

双开门椎板成形术也称法式双开门椎板成形术,在1982 年由Kurokawa 等[20]首次提出。与单开门不同的是,双开门椎板成形术在双侧关节突与椎板的交界处形成两个双侧槽,这样开门的好处是允许两侧椎板对称打开,两侧沟槽处有铰链,以达到足够的脊髓减压[18,20]。随着许多脊柱外科医生对技术和植入物的改进,该手术已成为当今颈椎椎板成形术的主要技术之一,尤其适用于多节段退变性颈椎病。双开门椎板成形术的衍生手术包括切除棘突,并将其重新定位为固定门轴的自体植骨,而不是单开门椎板成形术使用的微型钢板和椎板内铆钉。

非融合技术的颈椎椎板成形术是颈椎后路手术的一次革命性飞跃,目前广泛用于临床,已被证明是一种有效、安全的方法[21]。但是在长期随访中,多数学者发现了一些与手术相关的不良结果,病人可出现C5 神经根麻痹、颈椎失稳、进行性颈椎后凸畸形、神经功能恶化及轴性疼痛症状[22-24],同时还可出现手术方式固有的并发症,关门手术引起的神经功能恶化导致病人需进行翻修手术治疗[22,25-26]。Alam等[27]经系统分析认为,椎板成形术能间接地对脊髓进行减压,但是即使是在术前有足够颈椎前凸的情况下,许多接受椎板成形术的病人在术后都失去了部分颈椎前凸的生理曲度,这导致了手术中远期效果不佳。多数学者认为这与二者均不同程度的破坏颈椎后方韧带复合体有关。

(一)后方韧带复合体的结构组成及其在胸腰椎中的研究

颈椎后方韧带复合体又称为颈椎后方张力带,对于这一概念,不同的学者有不同的解释。1983 年Denis[28]在Holdworth 脊柱二柱理论的基础上提出了三柱理论,认为后柱结构包括椎板、黄韧带、棘上韧带、棘间韧带、棘突等脊柱附件,而后柱的主要组成部分就是后方韧带复合体。Miyamoto等[29]认为后方韧带复合体包括棘突、棘上韧带和棘间韧带,而Yoshida等[30]则认为除上述结构外,还应包括黄韧带。目前,绝大多数学者倾向于后方韧带复合体应当包括棘上韧带、棘间韧带、黄韧带的观点。

目前胸腰椎脊柱损伤已经将研究目标放在了后方韧带复合体上[31-33]。Bizdikian 等[33]的研究认为,后方韧带复合体由四个结构组成,棘上韧带、棘间韧带、小关节关节囊和黄韧带,在胸腰椎外伤的情况下,后方韧带复合体的损伤经常被遗漏,如果不及时发现,可能会导致严重的并发症,因为后方韧带复合体受到损伤时,会使脊柱出现显著的不稳定性。Merter等[34]的一项生物力学实验证明,后方韧带复合体在抗压缩力方面做出极大贡献,如果失去后方韧带复合体,那么一大部分的压缩力将转移到椎间盘和骨结构上,虽然椎间盘和骨结构的保存在一定程度上减小了颈椎在侧屈和后伸运动中稳定性的丢失,但是前屈运动下颈椎后方韧带复合体被动牵拉的效果丢失却难以被其他结构所弥补。Ma等[35]对比分析了两种保留后方韧带复合体的腰椎融合术,他们对71例病人进行了为期3 年的术后随访,通过测量Oswestry 功能障碍指数(ODI)、日本骨科协会(JOA)评分、腰椎前凸、骨盆入射角、骶骨倾斜度、骨盆倾斜、Cobb角、椎间盘高度和滑动距离进行对比,发现多节段后路腰椎手术时切除后方韧带复合体可能会加速其上相邻节段的影像学退变。Wi等[36]通过一项涉及73例病人的研究发现,与传统椎板减压术相比,保留后方韧带复合体的减压术在短期内能展现出更好的临床结果,其疼痛视觉模拟量表评分、ODI和步行距离都表现更好。

(二)颈椎后方韧带复合体与颈椎疾病的研究

有关颈椎后方韧带复合体的研究虽然开展比较晚,但现在已有越来越多的学者意识到椎体后方韧带复合体对维持椎体稳定的重要性。正常情况下,颈椎椎体承受大约36%的轴向载荷,颈椎后方韧带复合体大约承受64%的轴向载荷并对抗牵张应力[37],由此看来颈椎后方韧带复合体及其他一些小关节对维持颈椎正常的生理曲度起着极其重要的作用。一项研究结果表明[38],颈椎后方韧带复合体是颈椎稳定性的关键因素,当颈椎后方韧带复合体被破坏或失去功能时,颈椎就可能会出现失稳,并引发一系列病理改变。Beauséjour等[39]通过一项涉及C2~T1的有限元研究发现,颈椎后方韧带复合体的存在与否对C2/3的稳定性影响不大,但是在中下段颈椎中,一旦出现后方韧带复合体的缺失,颈椎的稳定性将受到极大的影响。刘晨璐等[40]通过一项生物力学研究分析了颈椎后方韧带复合体损伤后的特征,他们的最新生物力学研究结果表明,颈椎后方韧带复合体损伤后,各方向上均有稳定性损失,尤其是在前屈方向上有着显著的不稳定性,这是因为颈椎后方韧带复合体颈椎轴向过屈时会受到被动牵拉。这一结果表明,传统手术方式破坏的颈椎后方韧带复合体可能会在中远期给病人带来诸多的不适和并发症状。

为了能够解决颈椎后方韧带复合体破坏在多节段颈椎病治疗的中远期随访中发现的问题,诸多学者开启了改良后的手术方式研究,包括集中术式改良和手术入路改良。Lin等[41]进行了保留单侧后方韧带复合体和传统开门椎板成形术的对比,发现传统开门椎板成形术显著影响术后颈椎矢状面平衡,使颈椎出现前倾,并且随着手术侵犯后方韧带复合体的严重程度增加,颈椎矢状面平衡的丧失也增加,而保留了单侧后韧带复合体的53例病人较另外传统手术方式的37例病人在C2~7矢状垂直轴、颈椎曲率等观察指标中有着更好的表现结果,这项研究也在一定程度上支持了其他学者的有限元和生物力学研究结果,即颈椎后方韧带复合体对于颈椎病病人术后的颈椎稳定性有着关键的支持作用。Wang等[42]进行了6例改良后的提拉开放式的椎板成形术,该手术旨在保留后方伸肌,避免损伤后方肌肉及韧带复合体,在中短期的术后随访中发现该保留后方韧带复合体的椎板成形术的JOA 评分和影像学结果令人满意,并且未发现相关的并发症。Wang 等[16]进行了一种新型全椎板后移椎管扩大术,该手术方式可以提升椎板稳定性并保留颈后韧带复合体,该新术式一共在32 例病人身上开展,作为对比的同样有32 例接受单开门手术病人,研究通过对比两种术式的病人,发现保留颈椎后韧带复合体的新术式显著增强了颈椎手术的稳定性并减少了中轴症状及C5 神经根麻痹症状的发生。Chen等[43]进行了一项回顾性研究来评估保留后方肌肉韧带复合体的改良单侧开门椎板成形术治疗颈椎病的效果,结果表明保留后方肌肉韧带复合体的改良单侧开门椎板成形术治疗颈椎病有效,其神经功能恢复良好,颈椎曲度和活动度维持良好,并且与传统的开门椎板成形术相比,它减少了术后轴性症状的发生率。除此之外,多位学者都提出了保留单侧或者全部颈椎后方韧带复合体的改良椎管扩大术来达到更好的治疗效果以避免中远期并发症。多项研究表明,保留颈椎后方韧带复合体可以更好地维持颈椎曲度及活动度,减轻颈后伸肌群肌肉萎缩,降低术后轴性症状的发生[44-48]。

除了集中术式的改良,手术入路改良的研究也有了进一步的发展。Guo 等[49]通过旁入路的改良椎板成形术来保留椎体深伸肌及椎体后方组织与常规椎板成形术进行对比,这项研究同时兼顾保留颈椎后方韧带复合体及肌肉-椎板脱离最小化,这种基于腰椎Wiltse手术的入路改良术式取得了令人满意的结果,并且在稳定性维持和轴向症状预防方面具有较好的优势。除此之外,徐勇等[50]还提出了经肌间隙入路的单开门椎管扩大椎板成形术进行颈椎后路手术,这种入路改良手术在对轴性症状的减少、生活质量的改善、颈椎曲度及神经功能改善的维持等方面均优于传统后正中入路术式。李锋等[51]还提出了后路经肌间隙保留颈后伸肌群入路的颈椎椎板成形术,在这项保留了颈后伸肌及后韧带复合体的研究中,21例病人接受这种最大限度地保留颈后伸肌群及其附属结构的完整性的手术后,在获得了脊髓的充分减压和术后神经症状缓解的同时,还减轻了轴性症状,提高了生活质量。Shiraishi等[52]对颈椎后路手术中椎体周围肌肉和组织的保留技术进行了阐述,其提出的肌肉及组织暴露保留技术也可以用于颈椎病后路手术,这样对颈椎活动度及稳定性无不利的影响。

目前除了在颈椎病的治疗中越来越注意保留椎体后方韧带复合体,在一些其他的颈椎手术中也已经开始注意到保留颈椎后方韧带复合体的重要性。Yang等[53]的一项研究表明,在减少颈椎后方韧带复合体损伤间隙后,大多数病人可以实现韧带愈合,而无需进行脊柱融合。Coric 等[54]巧妙地运用一种经皮颈椎后路椎弓根螺钉固定颈椎椎体,研究结果表明保留了颈椎后方韧带复合体能提供一种生物力学的优越性,并且在尽可能的保留椎旁肌肉和颈椎后方韧带复合体下,还可能减少高危病例(例如创伤病人)的伤口愈合问题。无论是胸腰椎还是颈椎的最新研究都表明,后方韧带复合体是目前脊柱手术中提供椎体生物力学稳定性和减少术后并发症的一项关键点。我们在前文中所提到的三种椎板成形术的手术操作方式虽然均达到了非融合这一理念,但是三者均破坏了颈椎后方韧带复合体,这也许就是目前椎板成形术易发生并发症及翻修手术的重要原因。

虽然自上世纪70 到80 年代以来,日本学者发明的椎板成形术已经是目前多节段颈椎后路手术的主要手术方式,但是无论全椎板切除减压术或后路开门椎板成形术,其均不同程度地破坏了颈椎后方韧带复合体,临床上发现上述两种术式破坏颈椎后方韧带复合体相关的晚期并发症,如后凸畸形(2%~4%)、颈椎节段性不稳(14%~47%)、轴性疼痛等症状(30%~80%)、C5 神经根麻痹(25.0%~28.6%),严重影响病人的神经功能恢复和生活质量。由此考虑在以后的研究过程中可以换个思路,考虑如何在尽量不损伤颈椎后方解剖结构的情况下扩大椎管容积,使其不仅能完成脊髓减压,同时能够重建椎管,恢复椎管完整性,并保留颈椎后方韧带复合体,以达到减轻轴性症状和降低长远期并发症发生概率的目的。但是根据我们查阅资料的结果,目前国内外学者虽然聚焦于评估几种现有手术方式在多节段退行性颈椎病中的中长期疗效,并试图通过集中术式改良或手术入路改良来减少手术并发症等,取得了一定的进展,但还未能有一项颠覆性的创新和改良。集中研究避免破坏后方韧带复合体相关的手术原理及技术颠覆性创新类似的文献报道并不是很多。经过四十余年的研究和发展,原有的手术方式研究已经进入一个瓶颈,避免破坏颈椎后方韧带复合体也许会是多节段退行性颈椎病治疗方式的新思路。

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