术中腰骶部水平化改善退变性腰椎侧凸术后冠状面平衡

　　目的

　　探讨冠状面失平衡C型（C7铅垂线偏向腰弯凸侧>3 cm）成人退变性腰椎侧凸患者中应用腰骶部代偿弯凸侧经椎间孔椎间融合术（transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF）对冠状面平衡维持的影响。

　　方法

　　回顾性分析2006年6月至2015年6月间接受矫形手术治疗的成人退变性腰椎侧凸患者140例，其中后路长节段（融合节段≥5）伴冠状面失衡C型患者共27例（女25例，男2例）。所有患者依据是否行腰骶部（L4，5或L5S1）TLIF术分为两组，对比两组患者术后腰骶部水平化角度、术后冠状面平衡维持状况及患者术后融合节段融合情况，并记录植入物相关并发症。所有患者术前、术后及末次随访时应用健康调查问卷简化版（SF-36）、Oswestry功能障碍指数问卷表（Oswestry disability index，ODI）、疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）评估临床疗效。

　　结果

　　术后平均随访51个月（24~120个月）。TLIF组纳入11例患者，无TLIF组纳入16例患者，两组患者的术前、术后及末次随访腰弯Cobb角及矢状面平衡指标（sagittal vertical axis, SVA）均无明显差异。术前两组患者均存在腰骶部（L4，5或L5S1）倾斜，下端融合椎（last instrumented vertebra，LIV）为L5时L5上终板与水平线夹角（a1）为8.2°±4.0°；LIV为S1时S1上终板与水平线夹角（a2）为12.1°±5.6°；LIV为S2时S1上终板与水平线夹角（a2）为11.4°±5.5°。术后即刻TLIF组较无TLIF组腰骶部水平化程度明显增加（LIV为L5，2.1°vs. 8.1°；LIV为S1，3.8° vs.8.1°；LIV为S2，3.1°vs. 8.7°），末次随访时TLIF组腰骶部水平化维持良好。TLIF组术后即刻冠状面平衡距离（coronal balance distance，CBD）与无TLIF组未见明显差异[（1.6±1.1）cm与（1.8±1.0）cm]；TLIF组末次随访时CBD明显小于无TLIF组[（1.8±0.9）cm与（2.5±1.5）cm]。末次随访时TLIF组腰骶部融合率（L4，5或L5S1）高于无TLIF组（100%，11/11与93.75%，15/16）。TLIF组SF-36生理总分（PCS）、ODI在末次随访时优于无TLIF组，但差异无统计学意义。

　　结论

　　在伴有冠状面失平衡C型成人退变性脊柱侧凸患者中应用腰骶部代偿弯凸侧TLIF技术结合后路矫形内固定术可以术中实现腰骶部水平化，进而在达到侧凸矫形的同时纠正冠状面失平衡，并有利于远期随访中冠状面平衡的维持。

　　成人退变性腰椎侧凸（degenerative lumbar scoliosis，DLS）患者由于存在腰椎严重退变以及顶椎区椎体楔形变，畸形易进行性加重出现失代偿，从而出现脊柱矢状面和冠状面失平衡[1]。既往较多文献关注手术治疗对其矢状面平衡的纠正和维持[1,2,3,4]，冠状面失衡受到关注较少。有研究表明术前冠状面失平衡超过4 cm即可严重影响患者生活质量，而且是术后内固定失败的危险因素之一[5]。而既往文献报道退变性腰椎侧凸患者中冠状面失衡发生率可高达11.8%~37.8%[6,7,8]。

　　对于伴有严重功能障碍的成人退变性腰椎侧凸患者而言，后路手术可以达到较好的矫形效果并获得良好的腰椎融合，也能有效缓解此类患者腰背痛及下肢神经症状，并阻止畸形进展[3]。对于DLS患者而言，手术远端融合至腰骶部往往会面临远端内固定高失败率以及术后冠状面失平衡等问题，Ploumis等[9]指出DLS矫形术后易出现冠状面失代偿，而Daubs等[6]发现有11.8%的DLS患者术后冠状面失衡超过1 cm。同时，成人脊柱侧凸行长节段固定至骨盆时存在远端内固定失败或L5S1假关节形成的风险[10,11,12,13]。因此，在后路长节段融合手术治疗DLS时术后发生冠状面失平衡风险及腰骶部并发症较高，尤其是在术前即存在严重失平衡的DLS患者中更是如此。

　　正文

　　本课题组的既往研究[7,14]表明，术前冠状面失衡DLS患者普遍存在腰骶部倾斜，且在后路矫形融合术后DLS患者存在冠状面失平衡的风险；34.8%的DLS患者可伴有术前冠状面失衡，其中伴有C型冠状面失衡的DLS患者（术前冠状面平衡距离>3 cm且C7铅垂线向凸侧偏移，图1）矫形术后发生冠状面失平衡的风险明显高于A型（术前冠状面平衡距离<3 cm，）及B型（术前冠状面平衡距离>3 cm且C7铅垂线向凹侧偏移，图1）DLS患者[7]，但是对于伴有术前存在冠状面失衡尤其是C型冠状面失衡的DLS患者，术后冠状面平衡的远期转归目前尚缺乏文献报道。

　　术前冠状面失衡C型患者腰骶部倾斜度较大，术后出现冠状面失衡风险又明显高于其他两型，因此本课题组设想通过腰骶部代偿弯凸侧入路的经椎间孔椎间融合术（transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF）实现凸侧局部加压融合，对侧松解，360°融合实现腰骶部水平化，促进腰骶部融合，以避免术后冠状面失衡的发生，降低术后并发症发生率，改善患者生活质量。通过回顾性分析冠状面失衡C型DLS患者的临床和影像学资料，目的在于：①对比分析是否行腰骶部TLIF手术对此类患者冠、矢状面矫形、腰骶部水平化及融合情况以及生活质量的影响；②探讨传统后路矫形手术同时行腰骶部代偿弯凸侧TLIF技术对维持DLS患者远期冠状面平衡的作用及其对术后并发症的影响。

　　资料与方法

　　一、纳入及排除标准

　　纳入标准：①根据退变性脊柱侧凸冠状面失衡分型[7]诊断为C型，即C7铅垂线偏向腰弯凸侧>3 cm；②行一期后路腰弯矫形全椎弓根螺钉固定融合术；③融合节段超过5个节段，下端融合椎为L5、S1或S2；④有至少2年以上的完整随访资料。

　　排除标准：①既往有脊柱手术史者；②双下肢不等长者。

　　二、一般资料

　　2006年6月至2015年6月间我院手术治疗的成人退变性腰椎侧凸（DLS）患者140例，按上述纳入及排除标准，共27例患者纳入本研究。男2例，女25例；年龄50~76岁，平均（62.11±8.22）岁；冠状面腰主弯Cobb角18°~76°，平均为41.9°±15.9°。均行后路矫形内固定融合术，下端融合椎（last instrumented vertebra，LIV）为L5 6例，LIV为S1 13例，LIV为S2 8例。术前均存在严重腰背痛，疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）>6分。术前1例（8.3%）合并双下肢不全瘫（Frankel分级D级）；17例（62.96%）合并腰椎管狭窄症，其中6例（22.2%）存在双下肢麻木症状。

　　本研究方案获得南京大学医学院附属鼓楼医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

　　三、分组

　　所有DLS患者依据是否行腰骶部（L 4，5或L5S1）TILF分成两组。TLIF组11例患者，LIV为L5 1例，LIV为S1 7例，LIV为S2为3例；无TLIF组16例患者，LIV为L5 5例，LIV为S1 6例，LIV为S2 5例。

　　四、影像学评估指标

　　术前、术后及随访（术后3、12个月及末次随访）摄站立位全脊柱正、侧位X线片，末次随访时行腰骶部CT检查，并分别测量以下指标以评价冠状面和矢状面平衡。影像学数据采用Surgimap 2.0.6（Surgimap Spine Software公司,美国）测量。

　　1．腰弯Cobb角：

　　通过站立位全脊柱正、侧位X线片测量。

　　2．冠状面平衡（coronal balance distance，CBD）：

　　骶骨中垂线（CSVL）至C7铅垂线（C7PL）的距离[7]。

　　3．矢状面平衡（sagittal vertical axis，SVA）[2]：

　　矢状面C7铅垂线至S1后缘铅垂线的距离。

　　4．冠状面腰骶部水平化：

　　测量L5上终板与水平线的夹角（a1），S1上终板与水平线的夹角（a2），夹角定义为右侧开角为正值。

　　5．术后L 4，5、L5S1融合情况：

　　应用CT评估，参考BRIDWELL标准，Ⅰ级、Ⅱ级认为融合良好[15]。

　　6．LIV螺钉光环征[16]：

　　通过站立位全脊柱正、侧位X线片评估螺钉是否稳定。

　　除第4项通过末次随访时腰椎CT评估外，其余均在站立位全脊柱正、侧位X线片进行测量。本研究中所有影像学测量均由同一名骨科医生完成。

　　五、手术方法

　　均采用全身麻醉，患者取俯卧位。后路正中纵行切口，依术前制定的内固定范围暴露需融合节段。

　　椎弓根螺钉固定：先于S1及其以上需固定节段的凹侧和凸侧分别徒手置入椎弓根螺钉，需要融合到S2的患者在O-arm导航下置入S2骶髂螺钉。

　　矫形及植骨融合：当所有螺钉置钉完成后对于存在严重后凸畸形的患者行顶椎区经椎弓根椎体截骨（pedicle subtraction osteotomy，PSO）或Smith-Petersen截骨（Smith-Petersen osteotomy，SPO），完成后分别于双侧各置入1根连接棒予以矫形，截骨区闭合后取自体骨或同种异体骨植骨融合。

　　TLIF组患者腰骶部（L4，5或者L5S1）经由代偿弯凸侧行经椎间孔椎间融合术，以水平化腰骶部融合椎；然后凸侧以平移技术恢复冠状面平衡；最后取自体骨或同种异体骨植骨融合。

　　手术全程均在运动诱发电位（motor evoked potential，MEP）和体感诱发电位（somatosensory evoked potential，SEP）监测下完成。

　　六、随访及疗效评价标准

　　于术前、术后及随访（术后3、12个月及末次随访）进行临床疗效评价。采用Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index，ODI）、疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）进行评价。ODI越低，腰部功能恢复越好；VAS分数越低，腰背部疼痛缓解越明显。

　　所有患者术前及随访时均填写健康调查问卷简化版（SF-36）评价DLS患者生活质量。SF-36量表的8个维度分别为：生理功能（physical functioning，PF）、生理职能（role-physical，RP）、躯体疼痛（bodily pain，BP）、总体健康（general health，GH）、活力（vitality，VT）、社会功能（social functioning，SF）、情感职能（role-emotional，RE）及精神健康（mental health，MH），前四个维度记录为生理功能总分，后四个维度记录为心理功能总分。各维度记分采用百分制，分值越高表示该维度代表的生活质量越好。

　　所有患者术前、术后及随访（术后3、12个月及末次随访）时均摄站立位全脊柱正、侧位X线片，评估患者内固定器位置、植骨融合情况，末次随访时行腰骶部CT检查，评估L 4，5、L5S1融合情况，并分别测量冠状面和矢状面平衡指标。对比其腰骶部水平化程度及术后冠状面平衡维持状况，评估患者术后融合节段融合情况并记录术后及随访时的并发症情况，包括腰骶部断棒、断钉、假关节形成及冠状面和矢状面矫正丢失情况等。

　　七、统计学分析

　　采用SPSS 22.0（SPSS公司,美国）统计软件包进行统计分析，所有数据均以（±s）表示；对术前、术后及末次随访时冠状面和矢状面平衡参数（Cobb角、CBD、SVA等）比较采用配对t检验，检验水准α值取双侧0.05。

　　结果

　　一、手术情况

　　27例患者均顺利完成手术，手术时间2.6~4.9 h，平均（3.1±0.8）h；术中出血量650~1 850 ml，平均出血量为（1 167±535）ml。27例中4例行PSO截骨，截骨部位：L2、L4节段各1例，L3节段2例。

　　二、临床疗效评估

　　两组生活质量SF-36的生理功能总分、心理功能总分、ODI及VAS评分在术前及末次随访变化见表1，表2。TLIF组与无TLIF组术后较术前均有明显改善（P< 0.05）。两组间比较结果显示：TLIF组在SF-36生理功能总分及ODI优于无TLIF组（P=0.061，P=0.081），但差异无统计学意义。

　　三、矫形效果评估

　　27例DLS患者术前侧凸Cobb角为41.9°±15.9°，术后减小至23.1° ±9.3°，平均矫正率为51.9%（矫正12.1%~83.6%）。较术前有明显改善（t=2.371，P< 0.001），随访期间未见明显矫正丢失（图2，图3）。

　　TLIF组DLS患者术前侧凸Cobb角平均41.1° ±11.3°，无TLIF组平均为42.5°±10.1°；术后两组侧凸Cobb角（22.1°±8.3°和，23.2°±7.3°，P=0.37）及末次随访（22.7°±7.9°和24.0°±8.3°，P=0.103）均未见明显差异（表3，图4）。表明两组患者术前Cobb角匹配良好，术后及末次随访时矫形效果相似。末次随访中TLIF组腰骶部融合率高于无TLIF组（100% vs. 93.75%）。

　　四、冠状面平衡

　　27例DLS患者术前CBD为3.1~6.0 cm，平均（4.2±1.1）cm；术后即刻为0.2~3.1 cm，平均（1.6±1.4）cm，较术前有明显改善（t=-0.783，P< 0.001）；末次随访为0.2~4.5 cm，平均（2.2±1.2）cm，与术后比较差异无统计学意义（t=1.928，P=0.060）。所有患者术后均有较好的冠状面平衡纠正，随访期间未见明显丢失。

　　TLIF组DLS患者术前CBD平均（4.1±0.9）cm，无TLIF组平均（4.3±1.2）cm；术后即刻TLIF组CBD为（1.6±1.1）cm，无TLIF组平均（1.8±1.0）cm；两组的差异均无统计学意义（表3，图5）。但末次随访时TLIF组CBD平均为（1.8±0.9）cm，无TLIF组CBD平均为（2.5±1.5）cm，两组差异有统计学意义（表3，图5）。表明两组患者术前CBD较为匹配，末次随访时无TLIF组CBD较TLIF组大，而TLIF组冠状面平衡在随访期间得到较好维持。此外，无TLIF组末次随访时CBD[（2.5±1.5）cm]高于术后即刻[（1.8±1.0）cm]，表明随访期间逐渐出现冠状面失衡。

　　五、矢状面平衡

　　27例DLS患者术前SVA平均为（5.0±1.9）cm，术后即刻（2.6±1.4）cm，较术前明显改善（t=2.117，P<0.001）；末次随访时SVA平均（3.0±1.8）cm，与术后比较差异无统计学意义（t=0.826，P=0.231）。

　　TLIF组与无TLIF组SVA术前、术后即刻及末次随访的差异均无统计学意义（表3，图6）。表明两组患者的矢状面平衡在术前及术后转归相似。

　　六、腰骶部水平化程度

　　术前两组患者均存在腰骶部（L 4，5或L5S1）倾斜。LIV为L5时,术前L5上终板与水平线夹角（a1）平均为8.2°±4.0°；LIV为S1时，术前S1上终板与水平线夹角（a2）平均为12.1°±5.6°；LIV为S2时，术前S1上终板与水平线夹角（a2）平均为11.4°±5.5°。

　　术后即刻TLIF组较无TLIF组腰骶部水平化程度更好（LIV为L5，2.1°vs.8.1°±3.7°；LIV为S1，3.8°±2.4°vs.8.1°±2.9°；LIV为S2，3.1°±2.8°vs.8.7°±3.9°）。至末次随访，TLIF组腰骶部水平化效果维持良好（图7）。

　　七、并发症

　　TLIF组在末次随访中发现腰骶部椎弓根螺钉光环征阳性3例（27.27%）。无腰骶部断钉、断棒、内固定移位及假关节形成。

　　无TLIF组在末次随访中发现光环征阳性7例（43.75%）。随访期间发生腰骶部断棒1例，患者腰骶部融合良好，无明显内固定松动，亦无明显症状，予门诊随访观察。术后9个月发生L 5S1假关节形成1例，再次手术行假关节切除固定术。术后1年发生内固定移位（S1螺钉拔出）1例，再次手术延长内固定节段至S2，术后平衡维持良好。

　　讨论

　　一、成人退变性腰椎侧凸术前、术后冠状面失平衡现象

　　对于成人退变性腰椎侧凸患者，既往研究多关注于手术治疗对矢状面平衡的纠正和维持[1,2,3,4,6,12]，冠状面平衡受到关注较少。既往文献报道中退变性腰椎侧凸患者的冠状面失衡发生率高达11.8%~37.8%[6,7]。对于重度成人退变性腰椎侧凸患者而言，后路手术可以达到较好的矫形效果。但Ploumis等[9]指出成人退变性腰椎侧凸矫形术后易出现冠状面失代偿，而Bao等[7]发现术后冠状面失衡超过2 cm的患者达到37.8%。另一方面，成人脊柱侧凸行长节段固定至骶骨骨盆存在远端内固定失败和L5S1假关节形成的风险[10,11,12,13]。因此，后路长节段融合手术治疗成人退变性腰椎侧凸面临融合术后冠状面失平衡、腰骶部并发症发生率高等风险。

　　本课题组前期的研究表明[7,14]：术前冠状面失衡成人退变性腰椎侧凸患者普遍存在腰骶部（L4，5，L5S1）的倾斜，多数患者在术后得不到纠正；这部分患者高达34.8%伴有术前冠状面失平衡，其中伴有C型冠状面失衡患者（术前冠状面平衡距离>3 cm且C7铅垂线向凸侧偏移）矫形术后发生冠状面失平衡的风险明显高于其他类型[7]。但伴有术前冠状面失平衡尤其是C型冠状面失衡患者术后冠状面平衡的远期转归尚缺乏报道。冠状面C型失平衡的患者由于C7铅垂线偏向凸侧，在手术矫形中如果依然通过凸侧整体加压抱紧进行冠状面纠正则极易出现术后冠状面失衡，因此，C型患者面临矫形与冠状面平衡纠正的矛盾，虽然我们前期研究提出可以通过腰弯限制性部分矫形结合躯干平移技术来避免术后即刻冠状面失平衡[7]，但C型患者仍然极容易出现术后冠状面失代偿。

　　二、腰骶部水平化重建利于维持术后冠状面平衡

　　本研究中冠状面失衡C型的成人退变性腰椎侧凸患者术中均取得较好的矫形效果，并在术后长期随访中未见明显矫正丢失。此外，两组患者矢状面失平衡在术中也得到较好地纠正，矢状面平衡维持在长期随访中得到证实[2,6,7,9,10]。值得注意的是，TLIF组成人退变性腰椎侧凸患者在术中冠状面矫形与无TLIF组无明显差异的情况下，术后冠状面平衡获得了更好地维持。此结果证实了我们通过腰骶部非减压性TLIF达到成人退变性腰椎侧凸冠状面平衡维持的设想。对于此类成人退变性腰椎侧凸患者，我们行腰骶部TLIF的主要目的为通过腰骶部代偿弯凸侧入路，充分松解凸侧直至凹侧，达到腰骶部结构性代偿弯松解以达到腰骶部水平化的维持；同时通过360°融合，为冠状面矫正提供平坦、稳固的基底部。

　　本研究首次全面分析了腰骶部代偿弯凸侧TLIF技术对腰骶部水平化的疗效，结果显示行TLIF组L5、S1上终板与水平成角较术前明显得到纠正，而无TLIF组腰骶部成角较术前纠正不明显，证实腰骶部代偿弯凸侧TLIF可以较好地实现腰骶部水平化。更为重要的是，远期随访显示相较于无TLIF组，TLIF组腰骶部水平化程度维持良好，表明应用腰骶部TLIF融合水平化技术是术后远期较好维持冠状面平衡的主要原因之一。

　　腰骶部TLIF融合水平化技术的应用同时有效促进了腰骶部的融合，随访结果（CT）显示TLIF组融合率高于非TLIF组，内植入物相关的并发症也相对较少。通过腰骶部TLIF融合水平化技术的应用，我们实现了腰骶部骨化结构的松解及腰骶部的水平化，其作用接近于4级截骨，在达到360°融合的同时提供融合节段稳固的基底应力区，从而在力学上减少内固定应力的波动，减少断钉、断棒、内固定移位等并发症[10,11,12,17]。

　　在我们的临床实践中发现有一部分伴有冠状面失衡C型的成人退变性腰椎侧凸患者同时伴有较严重的侧后凸畸形，对于此类患者我们采用S2骶髂螺钉固定+卫星棒技术。既往文献表明，S2骶髂螺钉可以实现较好的综合矫形效果和较少的内固定失败率[18,19]。但骶髂关节固定费用较高，以及可能影响患者生活质量等问题，均促使我们进一步改进技术，或寻找代价更小的手术方法。既往研究显示相较于S2骶髂螺钉固定，S1螺钉+TLIF获得了相似的临床疗效和远期冠状面平衡维持。成人退变性腰椎侧凸患者融合至S1在临床中并发症较多[10,11,12,20,21]，诸如S1螺钉拔出等。而本研究中S1螺钉+TLIF表现出较好的临床疗效提示，当成人退变性腰椎侧凸患者长节段下端椎融合至S1时，L5S1 TLIF融合水平化可以带来较好的冠状面平衡维持以及减少内固定相关并发症的发生。同时，当置入S2骶髂螺钉困难时，融合至S1结合腰骶部TLIF水平化也可以作为一个可供选择的术式。

　　三、本研究的局限性

　　本研究的缺陷主要在于作为回顾性研究，研究结果仍需要随机的前瞻性研究来进一步弥补。另一个缺陷在于病例数量较少。本研究的优势在于单中心研究，病例一致性高，且首次全面分析了腰骶部代偿弯凸侧TLIF手术对于术前伴有冠状面失平衡的成人退变性腰椎侧凸患者腰骶部水平化及其对术后冠状面平衡的维持作用。

　　在伴有冠状面C型失平衡的成人退变性腰椎侧凸患者中应用腰骶部代偿弯凸侧TLIF技术结合后路矫形内固定术，可以术中实现腰骶部水平化，进而在达到侧凸矫形矫正的同时纠正冠状面失平衡，并有利于远期随访期间冠状面平衡程度地维持及减少内固定相关并发症的发生。