总结斜外侧腰椎间融合术(OLIF)治疗腰椎退变性疾病患者术后融合器沉降的发生情况及原因。
以"斜外侧腰椎间融合术""腰椎间融合术""融合器""沉降""并发症""椎弓根螺钉""终板损伤""骨质疏松""微创融合术"和"oblique lateral interbody fusion""interlumbar fusion""cage""subsidence""complications""pedicle screw""end plate damage""osteoporosis""minimally invasive fusion"为中、英文关键词,在中国知网、万方数据库、SinoMed、PubMed等数据库中检索2020年3月之前发表的OLIF在治疗脊柱退变疾病术后融合器沉降发生情况的相关文献856篇,剔除内容不符、无法获取全文、重复性研究或存在设计缺陷的文献,对最终纳入的30篇文献有关融合器沉降的发生情况和原因进行总结、分析。
OLIF术后融合器沉降的发生率为4.38%~27.90%。发生融合器沉降的原因主要为缺乏有效的钉棒系统固定、融合器型号选择不佳、各种原因导致的终板损伤、骨质疏松等。
OLIF术后融合器沉降的发生情况较高,原因较多,如何采取措施预防融合器沉降仍需进一步探讨。
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近年来,脊柱微创手术因其创伤小、恢复快、住院时间短等优点,已逐渐成为脊柱疾患治疗的主流倾向。Mayer[1]于1997年首次介绍在腹膜后经腰大肌前缘与腹部血管鞘之间建立工作通道,用此方法对25例腰椎退变患者完成了椎间融合治疗;2012年Silvestre等[2]对此术式作了系统的报告,从此命名为斜外侧腰椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)。OLIF作为间接减压技术,主要适用于退变性椎间盘病、腰椎管狭窄症和腰椎滑脱、畸形、创伤性骨折、术后翻修、椎间隙感染等疾病,而对于中央椎管狭窄、黄韧带肥厚、小关节增生等需直接减压的病变则不具优势[2,3,4]。与传统的极外侧椎间融合术(extreme lateral interbody fusion,XLIF)使用的融合器比较,OLIF术中使用的融合器更加宽大、植骨窗更广,有着更好的椎体后缘撑开效果和更好的稳定性[5]。既往研究表明,OLIF术后融合器相关的并发症发生率较XLIF有明显下降,但融合器沉降仍是OLIF术后发生率较高的并发症[6,7]。笔者在本文中总结分析OLIF术后融合器沉降的发生情况及原因,旨在为临床医生采用OLIF治疗腰椎疾病提供参考。
本文以"斜外侧腰椎间融合术""腰椎间融合术""融合器""沉降""并发症""椎弓根螺钉""终板损伤""骨质疏松""微创融合术"和"oblique lateral interbody fusion""interlumbar fusion""cage""subsidence""complications""pedicle screw""end plate damage""osteoporosis""minimally invasive fusion"为中、英文关键词,在中国知网、万方数据库、SinoMed、PubMed等数据库中检索2020年3月之前发表的OLIF在脊柱疾病中应用的相关文献856篇,经阅读题目、摘要,剔除内容不符、无法获取全文、重复性研究或存在设计缺陷的文献,最终纳入30篇文献。
Marchil等[3]将融合器沉降定义为术后3个月以上复查影像与术后即刻影像相比融合器陷入邻近椎体超过3 mm。并通过椎间隙的减小程度将融合器沉降分为4度:0度,椎间隙高度减少<25%;Ⅰ度,椎间隙高度减少25%~50%;Ⅱ度,椎间隙高度减少>50%~75%;Ⅲ度,椎间隙高度减少>75%。大多数研究者在临床应用中以此分型为标准。Malham等[8]根据终板损伤部位不同将融合器沉降分为3型:Ⅰ型,冠状面上累及对侧终板,矢状面上累及融合间隙尾端终板;Ⅱ型,冠状面上累及操作侧和对侧终板,矢状面上累及融合间隙尾端终板;Ⅲ型,冠状面上累及操作侧和对侧终板,矢状面上累及融合间隙头端和尾端终板。此分型相对较繁琐,且针对每种分型并没有明确的治疗策略,故此分型临床应用较少。
OLIF主要适用于退变性腰椎疾病患者的治疗,由于该类患者年龄偏大,且多伴有骨质疏松、终板炎等基础疾病,因此,其融合器沉降发生率较高。Zeng等[9]对235例退行性椎间盘病变和腰椎管狭窄症患者行OLIF,术中发生22例终板损伤,术后随访(15.6±7.5)个月;术后随访发现18例患者出现融合器沉降与移位,发生率为7.66%。刘进平等[10]对67例患者行OLIF,包括11例退行性腰椎滑脱,34例退行性间盘病,7例椎间盘源性疼痛,13例退行性脊柱侧弯伴椎管狭窄,2例腰椎骨折术后畸形翻修;随访发现有7例患者出现了融合器沉降,2例患者出现了融合器移位,总体发生率为13.43%。沈俊宏等[4]对86例接受OLIF的患者进行了报道,包括41例腰椎滑脱,14例腰椎不稳,14例椎间盘源性腰痛,10例腰椎融合术后邻椎病,7例腰椎侧凸;随访6~27(13.4±4.8)个月,发现10例患者术后出现终板骨折,末次随访时24例患者发现不同程度的融合器沉降,10例终板骨折者均出现不同程度沉降,总发生率为27.90%,终板损伤导致的融合器沉降占11.6%。Abe等[6]共纳入155例因椎间盘源性腰痛而接受OLIF的患者,通过随访对其并发症进行了报道,其中14例患者出现终板骨折和融合器沉降,发生率为9.03%。Sato等[11]对20例因退行性椎间盘病而接受OLIF的患者进行了回顾性分析,发现2例骨质疏松患者在术后出现了融合器下沉,发生率为10%。张建峰等[12]报道了36例腰椎管狭窄症的患者接受单节段OLIF,3例患者术后出现了融合器沉降,发生率为8.33%。Woods等[13]对137例退行性腰椎疾病的患者行OLIF,随访超过6个月,发现6例患者出现了不同程度的融合器沉降,发生率为4.38%。汇总既往文献报道,OLIF术后融合器沉降发生率为4.38%~27.90%,发生率较高,应引起脊柱外科医生的高度重视。
轻度融合器沉降是椎体上下终板与融合器的相互紧贴过程,术后即刻只有融合器的边缘可以接触到上下终板,当患者直立时受人体重力作用融合器就会发生一定程度的沉降而出现与上下终板的紧贴,一般不会出现临床症状[10]。
生物力学研究表明,腰椎融合术后应用椎弓根螺钉固定能够使后柱分担部分集中在前、中柱的应力,可以为手术节段提供良好的生物力学稳定,对降低融合器沉降的发生率具有潜在作用[14]。Zeng等[9]研究共纳入235例接受OLIF的患者,其中单独OLIF组91例,OLIF辅助椎弓根螺钉组144例(22例终板损伤者),术后随访发现共18例患者出现了不同程度的融合器沉降,且均发生在单独OLIF组,单独OLIF组融合器沉降发生率为19.8%;OLIF辅助椎弓根螺钉固定组患者,包括22例终板损伤者,无一例发生融合器沉降。此项研究表明,单独行OLIF术后存在融合器沉降的风险,而辅助椎弓根钉棒固定可以有效避免术后融合器沉降的发生。刘进平等[10]研究报道,对67例退变性椎间盘病患者行OLIF治疗,其中单独OLIF组术后融合器沉降发生率为26.09%,前路椎体螺钉固定组术后融合器沉降发生率为3.85%,后路椎弓根螺钉固定组未出现融合器下沉病例;因此认为,应用牢固的钉棒系统固定可以为手术节段提供良好的稳定性,可明显降低术后融合器沉降的发生率。但是,该研究对于哪类患者适合行OLIF辅助钉棒系统固定,未得出结论。Malham等[8]研究发现,严重骨质疏松、骨性终板刮除过多的患者在OLIF术中即有可能出现融合器沉降,在置入融合器后,借助C臂X线机透视手术节段椎间隙高度并与术前影像和置入融合器的高度进行综合比较即可发现,出现这种情况的患者联合使用钉棒辅助固定可以有效减少融合器沉降加重,且术后随访发现患者都能够获得良好的融合效果;而在出现融合器沉降而未行钉棒辅助固定的患者在术后随访发现均未获得良好融合。张建峰[12]等回顾性分析36例接受OLIF的患者,其中3例(8.3%)终板损伤患者在术中透视时发现融合器沉降,均给予后路钉棒固定,术后症状明显缓解,经过6个月随访未出现沉降幅度变化及其他方向移位。Zeng等[9]认为,存在以下情况时需要使用辅助内固定物:BMI>30 kg/m2,腰椎骨密度检查T值<-1.0,3个节段以上的融合或术中出现终板损伤。此外,在螺钉置入过程中如果椎间加压程度过重可能会导致椎间隙前部撑开、椎间隙后部压缩,使得融合器与椎板界面的应力集中在椎间后部,从而更容易发生融合器沉降[15,16]。以上研究结果显示,OLIF联合钉棒辅助固定可以有效避免术后融合器沉降的发生,理论上对过度肥胖、骨质疏松、多节段融合以及存在终板损伤的患者应行OLIF联合钉棒系统固定;但此方法必然要增加手术时间及手术损伤,因此需要医生根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案。
融合器型号选择是否恰当是影响融合效果的基本因素。针对不同患者选择合适的融合器不仅能获得良好的手术效果,而且能够减少术后融合器沉降的发生。融合器的高度过大会使椎间隙过度撑开,相邻终板受力过大而出现终板损伤,进而导致融合器发生沉降。宽度过小的融合器由于与终板接触面积过小,接触面积压强过大,也容易损伤终板,导致术后出现融合器沉降[17]。郑晓青等[18]对49例单节段腰椎退变性疾病患者行OLIF,术后通过影像学检查发现,11例出现终板损伤的患者使用融合器高度为(12.9±1.0)mm、椎间隙撑开高度为(3.1±1.7)mm,38例无终板损伤的患者使用融合器高度为(11.9±1.1)mm、椎间隙撑开高度为(3.9±1.8)mm,对比分析结果显示,出现终板损伤的患者融合器高度大于无终板损伤者;但是由于49例均使用了钉棒系统固定,因此,术后随访未发现终板损伤的患者出现明显的融合器沉降。Marchil等[3]做了一项融合器宽度与沉降关系的研究,将病例随机分为标准组(使用18 mm宽融合器)与实验组(使用22 mm宽融合器),两组病例均不使用钉棒系统辅助固定,随访12个月,结果显示,标准组沉降0度48%、Ⅰ度22%、Ⅱ度20%、Ⅲ度10%,实验组沉降0度76%、Ⅰ度13%、Ⅱ度11%、Ⅲ度0%。此项研究表明,在排除钉棒系统固定作用的影响下,使用宽度更大的融合器会使椎间隙更加稳定,术后融合器沉降率更低。因此,术前需仔细阅读腰椎正侧位及动力位X线、CT、MRI等影像学资料,了解病变节段椎间隙具体情况;术中直视下应用试模充分评估椎间隙高度及宽度,根据患者的具体情况选择适当型号的融合器。
有学者在腰椎生物力学的研究中对腰椎椎体进行了压缩实验,研究结果发现,椎体极限抗压程度由高到低依次为:终板完整的椎体>终板部分切除的椎体>终板全部切除的椎体[19,20]。这表明终板能有效地承担了椎间隙的轴向应力。在椎间隙呈重度狭窄或伴有骨化形成的患者中,如果术中强行撑开椎间隙容易导致终板骨折,在不使用钉棒系统辅助固定的情况下术后出现融合器沉降的概率就会大大增加[21]。Sato等[11]认为,在插入椎间撑开器、刮刀、试模和融合器时一定要分步细致操作,如果暴力进入则容易损伤终板,尤其是厚度和强度均较弱的尾侧终板。沈俊宏等[4]共纳入86例接受OLIF术患者,10例(11.6%)出现终板骨折,均是由于椎间隙处理不当导致,且末次随访时融合器沉降程度较术后即刻均有加重。此外,术中减压过程中如果刮除骨性终板过多,松质骨则无法承担过大的应力也易导致融合器沉降。张建峰[12]等报道OLIF术中由于骨性终板刮除过多导致术中融合器沉降率为8.3%(3/36)。由此可见,椎间隙的处理是整个手术过程中难度及危险性较高的部分,椎间隙处理不足会直接影响手术的减压效果,导致患者症状不缓解;椎间隙处理不当,容易损伤终板,不利于融合,易导致术后发生融合器沉降。因此,OLIF要求术者要有丰富的实践经验,椎间隙处理过程一定要耐心谨慎,使用器械进入椎间隙时动作要轻柔,避免暴力操作造成终板损伤,同时还要保留必要的骨性终板,在透视的辅助下做到去留得当。
骨质疏松亦是OLIF术后发生融合器沉降的重要原因,此类患者因其骨质破坏,终板不能承受较大的应力而容易术后发生融合器沉降。沈俊宏等[4]对86例患退变性椎间盘病而接受OLIF治疗的患者的研究表明,非骨质疏松组38例,术后出现终板损伤1例(2.6%),融合器沉降3例(7.9%);骨质疏松组31例,术后出现终板损伤3例(9.7%),融合器沉降10例(32.3%);重度骨质疏松组17例,术后出现终板损伤6例(35.3%),融合器沉降11例(64.7%)。该研究结果表明,随着骨质疏松程度的加重,终板损伤和融合器沉降发生率显著提高。Tempel等[22]通过检查患者骨密度的T值分析了骨密度对融合器沉降的影响,在发生融合器沉降的患者中,其T值=-1.0~-2.4者23例(57%)、≤-2.5者5例(22%);发生融合器沉降的患者平均T值为-1.65,未发生融合器沉降的患者平均T值为-0.45。该作者认为,骨密度降低作为融合器沉降的独立危险因素有很高的敏感性度(78.3%)和特异度(63.2%)。另外,有学者通过三维有限元和尸体解剖分析,结果显示,正常组、骨质疏松组和严重骨质疏松组腰椎终板破坏载荷分别为(100.74±22.59)N、(81.71±15.19)N和(66.38±10.62)N[23,24]。Tu等[25]研究也证实,在骨质疏松患者腰椎融合术后,静脉输注双膦酸盐唑来膦酸可降低螺钉松动和融合器沉降的发生率。
综上所述,骨质疏松患者其终板和椎体骨质的强度明显降低,患者术后融合器沉降发生率明显增加。因此,笔者认为,对于轻度骨质疏松的患者可视具体情况决定是否辅助钉棒系统固定,术后注意治疗骨质疏松;对于中重度骨质疏松患者宜行OLIF联合钉棒系统辅助固定,术后注意治疗骨质疏松,否则有螺钉脱落和融合器沉降的风险。
融合器材质不同其沉降发生率也不相同,Chen等[26]的研究表明,钛网融合器沉降发生率34.5%,明显高于聚醚醚酮材质融合器的5.4%;该研究认为,钛网融合器与人体骨皮质弹性模量存在明显差异,由于存在严重应力遮挡效应,应用于椎间融合术时容易出现植骨吸收,导致融合器发生沉降。Hou等[23]认为,腰椎不同节段椎体终板的强度不同,椎体节段越靠下终板强度越大,越不容易发生融合器沉降,而同一椎体下终板强度大于上终板。郑晓青等[18]的研究显示,在由于融合器过高导致终板损伤的患者中,81.8%的终板损伤发生在下位椎体的上终板,与Hou等[23]的结论一致。上述研究结果提示,术者在手术过程中更应注意保护椎间隙下位终板。但是也有研究显示,虽然腰椎节段越靠下其终板强度越大,但L4/5椎间隙融合器沉降率高于L3/4椎间隙;研究者认为,术者对L4/5椎间隙的处理方式不同和L5椎体承受更大的压缩负荷是其主要原因[27,28]。遗憾的是,关于腰椎其他节段融合器沉降的发生情况暂未见相关的研究报道。此外,年龄因素与融合器沉降的发生也存在一些关系。Marchi等[29]发现随年龄增长融合器沉降率逐渐提高,研究者认为高龄患者常伴有骨质疏松、椎旁肌肉及韧带组织的退化,脊柱稳定性较差,易导致融合器沉降。Tempel等[22]对335名退行性腰椎疾病患者的BMI进行测定,研究结果显示肥胖和融合器沉降无明显相关性。笔者认为,过度肥胖的患者势必会导致其终板应力增大,可能会增加融合器沉降率。但目前还没有相关研究证实肥胖与融合器沉降的关系。
大部分接受OLIF的患者术后都会出现轻度融合器沉降,一般融合器与终板植骨界面愈合后沉降就会终止,不会引起严重后果;因此,对于无症状轻度沉降患者仅需随访观察,通常不需特殊处理。如发现Ⅰ度以上融合器沉降,或两次随访发现融合器沉降程度加重而未产生临床症状者,可以使用胸腰支架支撑;对于融合器沉降导致椎间隙后缘撑开效果不理想而产生临床症状者,需行后路减压固定术治疗[3,11,30]。然而,目前对于OLIF融合器沉降的治疗原则尚无统一标准,且沉降程度与临床结果之间的关系不够明确,因此还需通过更多的临床实践来进一步探讨。
综上所述,在腰椎退行性疾病的治疗中OLIF是一种重要的手术方式,很好地贯彻了微创理念,较传统术式并发症发生率更低,其术后远期并发症主要为融合器沉降导致融合失败。导致融合器沉降的原因较多,需要脊柱外科医生根据患者的不同情况选择个性化的治疗方案。另外,由于OLIF开展时间尚短,关于融合器沉降相关研究较少,且多为回顾性研究,所以其结果分析可能会存在一些偏差。因此,还需要大样本、长期随机对照研究来进一步探讨融合器沉降的原因及应对策略。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突