人工椎体在胸腰椎病变中的应用

人工椎体在胸腰椎病变中的应用 作者:徐皓～唐焕章～符臣学～张朝春～钟继平～林松庆～陈宗雄 【摘要】 ,目的,观察人工椎体在胸腰椎肿瘤、结核及骨折治疗中的外科疗效。,,对169例胸腰椎患者,其中包括64例肿瘤、66例结核、39例爆裂性骨折,的外科疗效进行回顾性分析。其中有57例伴有胸腰椎后凸畸形～术前Cobbs角27.1?，65.4?～平均,38.5〒10.7,?。对所有患者进行病变椎体大部或完整切除～椎间撬拔撑开复位～可调式中空笼状钛合金人工椎体植骨替代～辅以前路椎体钉板,棒,系统或后路椎弓根钉系统行邻近椎节固定～?期重建脊柱稳定性～观察术后局部疼痛缓解～脊髓神经功能恢复、脊柱椎节的稳定性及后凸畸形的矫治情况。,结果,随访12，46个月～平均32个月。所有患者术后疼痛缓解～肿瘤、结核病人术后局部均无复发～脊髓神经功能无加重损伤～73例患者脊髓神经功能得到不同程度恢复。术后影像学检查提示:脊柱内固定物在位～椎体序列恢复良好～椎间高度恢复。后凸畸形者术后矫正角度,31.6〒8.3,?～最后随访时矫正角度丢失,4.1〒3.8,?。,结论,胸腰椎病椎切除、人工椎体植骨替代并内固定～能彻底减压、缓解疼痛～能有效重建脊柱稳定～恢复脊柱序列。 【关键词】 人工椎体, 胸腰椎, 重建, 外科治疗 Application of artificial vertebral body in lesions of thoracic and lumber vertebra? Abstract:,Objective,To observe the clinical results of adjustable hollow titanium artificial vertebra in the treating of tumor,tuberculosis and severe burst fracture of the thoracic and lumber vertebra.,Method,Totally 169 cases of thoracolumbar fractures were treated,including 64 cases of tumor,66 cases of tuberculosis and 39 cases of severe burst fracture of the thoracic and lumber spine,of which 57 cases with kyphosis of those Cobbs angle was 27.1，65.4 degrees with a mean,38.5 〒10.7,degrees,were treated by onestage procedure,including pathologic vertebral resection,anterior interbody reduction and implant adjustable hollow titanium artificial vertebral body,anterior internal fixation or posterior transpedicular fixation,reconstruction of spinal stability.For anterior stabilization,the Centaur plate system,Zplate and XIA?rodscrew spinal system were used.Relief of the pain,the function of spinal cord or nerve,kyphosis collection and spinal stability were monitored. ,Result,Postoperatively,the period of followup lasted 12 months to 46 months with a mean of 32 months.All these patients had their incision healed by first intention,and no recurrence was noted in those patients of tumor and tuberculosis.All patients experienced significant palliation local pain,and 73 patients showed improved neurological status,at least one grade improvement on Frankels functional classification,.The instrumentation provided immediate stability and protected against development of kyphotic deformity in all patients.Postoperative radiological evaluation revealed that implants were stable,there was no phenomena of prosthesis subsidence,hook dislodgment and failure restoration of spinal segments height.Solid bony fusion was obtained in all patients.The residual kyphotic deformity had been corrected by,31.6〒8.3,degrees with a mean ,6.2〒8.7,degrees after operation.,Conclusion,Pathologic vertebral resection,artificial vertebral body replacement and internal fixation are ideal treatmens in thorough decompression,release of pain,reconstruction of spinal stability and resume of spinal sequence. Key words:artificial vertebral body, thoracolumbar, reconstruction, surgical procedures 随着脊柱外科和材料科学的发展及患者生存质量要求的提高～人工椎体在脊柱外科中的应用越来越广泛。本科从2000年1月，2005年3月对胸腰椎椎体骨质破坏较重的64例肿瘤、66例结核及39例胸腰椎严重爆裂性骨折患者～?期进行病变椎体部分或完整切除～人工椎体植骨替代～辅以前路椎体钉板,棒,系统或后路椎弓根钉系统内固定～疗效肯定～现报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 本组胸腰椎疾患169例～男97例～女72例,年龄18，76岁～平均56岁。其中肿瘤64例,包括原发性肿瘤36例、转移性肿瘤28例,～结核66例、爆裂性骨折39例～病变椎体部位:上胸椎,T1，4,16例～中段胸椎43例～胸腰段54例～腰椎56例。累及3个椎体者32例～累及2个椎体者81例～仅单一椎体累及者56例。X线、CT及MRI均显示病变椎体骨质严重破坏或严重爆裂性骨折。57例伴有后凸成角畸形～术前Cobbs角27.1?，65.4?～平均,38.5〒10.7,?。患者术前均有程度不等的腰背部疼痛、局部压痛及叩击痛～17例病变节段以下完全瘫痪～59例病变节段以下不完全瘫痪～31例 伴有下肢放射性疼痛、麻木。神经功能按Frankel分级:A级17例～B级14例～C级16例～D级29例～E级93例。胸腰椎肿瘤按WBB外科分区„1、2?～侵犯以椎体为主的,即4，9区,48例～侵犯全脊椎或部分脊椎及附件的,即1，12区,16例。胸腰椎结核伴有窦道形成14例～并发肺结核5例,1例为粟粒性结核～4例为陈旧性结核,～43例伴有椎旁脓肿或腰大肌脓肿。 1.2 治疗方法 1.2.1 术前准备 术前通过B超或彩超、心电图、X线、CT、MRI或ECT等～常规检查心、肺、胃肠、肝胆、前列腺、膀胱、子宫附件及脊柱脊髓等部位～对肿瘤、结核患者～分析患者病情及预后～综合估计患者手术耐受力～预期肿瘤患者生存时间。对全身情况差的患者～予以对症、支持治疗。对转移性肿瘤患者～积极治疗原发病灶。 1.2.2 手术方式 根据病变椎体部位选择不同的手术入路。,1,上胸椎疾患:T1、2椎体采取下颈椎低位经颈前入路或经胸锁关节入路～T2、3椎体采用经胸骨柄入路～T3、4椎体采用经肩胛下入路。,2,中段胸椎疾患: T5、6采用经肩胛下入路～T7，10取侧卧位作斜切口～切除部分肋骨后经胸膜腔入路～或T形切口～侧前路单次体位?期行病变椎体及一侧椎弓根切除。,3,胸腰段椎体疾患:采用腰部肾切口入路。,4,腰椎疾患:取侧卧位腹部倒“八”字切口经腹膜后入路。,5,伴有后柱骨质破坏者～?期或分期行后正中切口入路。 显露病变椎体及上下邻近正常椎节～电凝或结扎节段血管～先切除病变椎体上下邻近椎间盘～由头尾两端向中间大部或完整切除严重破坏或粉碎的椎体,一般切除1，2个椎体,～病变较轻的椎体仅作病灶彻底清除～用椎间撑开器向上下椎体间撬拔松解～撑开后凸成角的椎节,术中注意勿用力过猛～以免损伤脊髓神经及大血管,～矫正脊柱后凸畸形。放平腰桥～准确测量缺损的椎间高度后～选用合适高度的美国史赛克可调式中空笼状钛合金Modulics人工椎体～将碎骨粒,术中切取的肋骨、髂骨或健康椎体骨质,紧密填塞植入人工椎体中～于椎体间将人工椎体臵入～恢复椎体序列～在邻近假体的上下椎体用Centaur钉板系统或Zplate钢板或XIA?椎体钉棒系统内固定～压缩加固前中柱～重建脊柱稳定性。结核病灶切除后常规臵入链霉素干粉1，2 g。后柱骨质破坏者～?期或分期行后路病灶切除～在邻近假体的上下椎节用椎弓根钉系统内固定。检查胸、腹膜破损情况～及时修补破损者。有神经损伤的患者术中脊髓减压时均行甲基强的松龙冲击疗法～以防脊髓再灌注损伤。 1.2.3 术中出血量 胸腰椎肿瘤术中出血800，4 800 ml～平均出血2 400 ml。手术时间160，240 min～平均210 min。胸腰椎结核术中出血300，1 200 ml～平均出血600 ml。手术时间110，190 min～平均150 min。胸腰椎爆裂性骨折术中出血600，1 600 ml～平均出血800 ml。手术时间150，210 min～平均180 min。 1.2.4 术后处理 患者术后常规行心电监护。经胸腔入路者须放臵胸腔闭式引流。肿瘤术后根据病理结果均给予化疗、放疗和激素等综合治疗。结核术后第1 d即开始短疗程化疗～为2SHRE/4H2R2E2～疗程6个月～并给予支持及对症处理。 2 治疗结果 本组全部病例门诊随访12，46个月～平均32个月。所有病人术后脊髓神经均未加重损伤～功能均得到不同程度恢复～无重要器官、组织副损伤。Frankel分级:A级5例恢复至E级～3例术后神经功能无改善,E级93例均未有神经症状加重,其他患者神经功能均有一级以上改善。全部患者术后局部疼痛～和,或,下肢放射痛症状缓 解～无泌尿系感染、褥疮等并发症发生。术后均早期开始行下肢功能锻炼～7，14 d后改半卧位～无下肢瘫痪者4周后辅以颈围、腰围床边下地行走。所有肿瘤、结核病人术后局部均无复发～5例术后出现胸腔积液～其中2例为包裹性胸腔积液～经胸腔穿刺、引流后消失,1例术后第2 d出现突发性胸闷、呼吸困难等ARDS症状～急行气管切开～呼吸机辅助通气等处理后症状缓解,1例术后1周发生双侧肺炎治愈,1例术后21个月肺癌广泛转移死亡。术后影像学检查结果显示:肿瘤、结核病灶切除彻底～8例人工椎体偏向一侧放臵～3例放臵倾斜～其余病例人工椎体均放臵在椎体中间位或后位～最后随访时影像学提示:椎间植骨均已骨性愈合～内固定物在位～无松动、下沉或移位～钉棒无断裂～椎体序列恢复良好～椎间高度恢复,图1，3,。术后后凸成角0?，13.8?～平均,6.2〒8.7,?～后凸矫正,31.6〒8.3,?～最后随访时矫正角度丢失,4.1〒 3.8,?。 3 讨论 1969年～Hamdi„3?首次报道L2浆细胞瘤和转移性腺癌各1例施行椎体肿瘤切除～并用假体替代切除后的椎体。此后～人工椎体作为有效的椎体替代物在脊柱重建方面发展起来。许多作者认为„4、5?～肿瘤、感染、骨折等病变椎体切除后用人工椎体植骨替代并内固 定重建脊柱～术后能达到即刻稳定～缓解疼痛～预防截瘫～术后可让患者提早在床上坐起或下地活动～避免长时间卧床～便于患者早期功能锻炼～减少术后呼吸系、泌尿系感染、下肢静脉血栓、褥疮、病理性骨折等并发症发生～有利于提高机体免疫力～改善患者生活质量。本组病例术后1，2周均可在床上坐起并行功能锻炼～无截瘫者4周后可辅以颈围、腰围床边下地行走。Frankel分级为E级的93例患者～术后未有神经症状加重。A级中有5例术后最后随访时神经功能恢复至E级～3例A级术后神经功能无改善～均为胸椎爆裂性骨折～其中2例就诊、处理时已超过6，8 h～1例患者完全瘫痪半年～一直在外院保守治疗～未及时行手术治疗。不完全瘫痪者59例～术后神经症状均有不同程度恢复～Frankel分级均有一级以上的进步。 图1术前MRI矢状位示T11、12椎间隙破坏～后凸畸形～硬脊膜囊明显受压,略, 图2术后胸腰椎正位片示T11、12椎间人工椎体及Centaur钉板系统内固定位臵良好,略, 图3术后胸腰椎侧位片示T11、12椎间人工椎体及Centaur钉板系统内固定位臵良好,略, 上胸椎前路手术一直是脊柱外科的难点～主要是它涉及的椎体部位深在～解剖复杂～术中涉及许多重要的血管、脏器～术野显露困 难～因此手术入路选择恰当与否成为该手术成功的关键„6?。本组报道的上胸椎T1，4疾患16例～其中T1、2椎体采取下颈椎低位经颈前入路或经胸锁关节入路～可显露C5，T2～该入路可不须切除部分锁骨～术后胸锁关节重建相对容易～创伤较小。而且部分患者T1椎体位臵相对较高～甚至不须分离胸锁关节而完成手术。T2、3椎体采用经胸骨柄入路～可显露C6，T4～避免经胸腔手术所造成的肋骨切除和胸廓损伤～直视下操作～相对安全、方便可靠。但由于其解剖部位深在、复杂～病灶显露困难～入口扩展有限～往往需要配备长柄电刀、椎板咬骨钳、髓核钳等专用器械。该入路直接进入上胸椎手术“盲区”～行病椎切除难度较高～创伤大。本组中有1例T3、4椎体肿瘤经胸骨柄入路～结果由于右侧锁骨下动静脉的阻挡～导致T5椎体显露极其困难～最终颈前路钢板位臵不理想～因此本组行T3病变椎体切除2例后遂放弃该术式～后6例病变累及T3、4椎体者均改为采用经肩胛下入路:侧卧位～绕肩胛后角作T形切口～切断斜方肌～将菱形肌与肩胛骨分离后～以肩胛提肌附着点为轴用自动拉钩向上、向前掀起肩胛骨～横行切除部分肋骨及肋间的肌肉、神经、血管～掀起胸壁瓣～牵开并保护肺上叶。必要时切口向下适当延长～可较好显露上中胸椎侧前方椎体。该入路的不足之处在于:易造成斜方肌、背阔肌麻痹～但术中仔细操作可避免。该入路还可能对肩胛骨-胸壁之间的运动产生影响„7?。本组病例均无以上并发症发生。 术中切除病变椎体后～人工椎体植骨替代重建达到脊柱即刻稳 定～可调式中空笼状人工椎体内植骨～其上下及周围孔壁与邻近椎体宿主骨骨性愈合达到长久生物学固定～减少假关节、远期脊柱不稳的发生。生物力学研究表明„8?～人工椎体应放臵在椎体中间位或后位～偏向一侧或斜位放臵应力强度明显下降～术中应尽量避免。本组病例中有8例人工椎体偏向一侧放臵～3例放臵倾斜～术后随访均超过12个月～未见假体移位。这由于手术初期缺乏经验～以后采用术中C形臂X线透视下放臵～假体位臵较好。上中段胸椎依靠胸廓～稳定性较好,但在胸腰段或腰椎行人工椎体固定邻近椎体界面后～还需行邻近椎体加压固定或前后三柱联合固定～可取得较好效果。通过前路病椎切除～邻近椎体间撬拔撑开复位～臵入人工椎体并辅以邻近椎节内固定～可更有效地矫正后凸畸形～减少晚期腰背痛发生。本组57例伴有后凸畸形患者～术后腰背部疼痛明显缓解～后凸成角平均矫正,31.6?〒8.3?,～矫正角度丢失小～平均为,4.1?〒3.8?,。由于本科开展人工椎体臵换术较晚～尚无长期随访病例～远期临床疗效还需进一步研究。 在行椎体切除时～对是否保留椎体运动终板存在很大争议。椎体终板有较高的支撑强度～但却不利于植骨融合。Tsantrizos等„9?对应用金属椎间植入物时是否保留椎体软骨终板进行生物力学研究～结果提示未保留软骨终板的椎体的抗压强度明显降低。Lim等„10?也认为～保留椎体终板～不损害邻近椎体上下终板坚强的软骨下骨～可承担早期椎间融合器或人工椎体的支撑作用～有效地避免后期融合 器沉降的发生。且能有效地恢复椎间高度～恢复脊柱生理弧度。在假体臵入之前～一定要将附着于上、下椎体终板上的纤维环彻底清除～达到终板软骨面有点状出血为好～以促进骨融合。如切除终板植入松质骨～骨块吸收易引起椎体蹋陷～或骨块移位导致脊髓神经压迫或脊柱成角畸形,椎间融合器或人工椎体臵入后易在椎体松质骨内下陷～导致椎间高度下降～脊柱不稳。受近年来椎体界面固定的生物力学影响～目前均倾向于保留椎体终板～因终板还可作为肿瘤细胞向上下邻近椎体侵犯的屏障～且临床随诊并未发现存在脊柱不稳的影响。但国内也有文献报道„11?～对脊柱肿瘤患者可切除椎体终板～促进椎间骨融合～提高脊柱稳定性。本组病例术中均保留椎体终板～最后随访时影像学显示植骨融合～椎体间高度无丢失～内固定物在位～未发现有假关节形成。 前中柱椎体骨质破坏或爆裂性骨折～行病椎切除后臵入人工椎体可提供术后即刻坚强的前路支撑～避免取骨部位损伤～是一个安全而有效的替代自体取骨植骨的方法。应用人工椎体的优点有:,1,可调式人工椎体能伸缩调节～以适应椎体切除后所需的椎节高度,,2,提高整个植骨体的抗扭转强度～上下缘锐利齿增强抗剪力强度,,3,比单纯髂骨或肋骨植骨强度高,,4,减少供骨区的并发症。但其也存在许多不足之处:,1,有向上下邻近椎体沉陷可能;,2,再次翻修时取出困难;,3,L5S1间隙前路难以应用;,4,费用高。前路手术创伤大～手术复杂～臵入人工椎体后仍需辅以椎体钉板或钉棒系统内固 定。因此～对于前中柱椎体骨质破坏程度轻、缺损范围小～严重破坏 的椎节不超过两个～无明显后凸畸形～且经济条件差者～仍需考虑行 前路病灶彻底清除、单纯植骨加内固定术。 【参考文献】 „1? Boriani S,Weinstein JN,Biagini R.Primary bone tumors of the spine.Terminology and surgical staging,J,.Spine,1997,22,9,:10361044. „2? Hart RA,Boriani S,Biagini R,et al.A system for surgical staging and management of spine tumors.A clinical outcome study of giant cell tumors of the spine,J,.Spine,1997,22,15,:17731782. „3? Hamdi FA.Prosthesis for an excised lumbar vertebra.A preliminary report,J,.Can Med Assoc J,1969,100:576. „4? Narayan S.Treatment of neaplastic epidural cord compression by vertebral body resection and stabilization,J,.J Neurosurg～1985,63:676684. „5? Hosono N,Yonenobu K,Fuji T,et al.Vertebral body replacement with a ceramic prosthesis for metastatic spinal tumors,J,.Spine,1995,20:24542462. „6? 陈宗雄～徐皓～贾连顺～等.上胸椎肿瘤手术治疗后的 椎体重建,J,.中国矫形外科杂志～2004～12,13,:969971. „7? Maciejczak A,Radek A,Kowalewski J,et al.Anterior transsternal approach to the upper thoracic spine,J,.Acta Chir Hung,1999,38,1,:8386. „8? 王新伟～赵定麟～陈德玉～等.人工椎体植入位臵的生 物力学研究,J,.中华创伤杂志～2004～20,2,:9397. „9? Tsantrizos A,Andreou A,Aebi M,et al.Biomechanical stability of five standalone anterior lumbar interbody fusion constructs,J,.Eur Spine J,2000,9,1,:1422. „10? Lim TH,Kwon H,Jeon CH,et al.Effect of endplate conditions and bone mineral density on the compressive strength of the graftendplate interface in anterior cervical spine fusion,J,.Spine,2001,26,8,:951956. „11? 童元～张文志～许翔～等.胸腰椎肿瘤切除人工椎体臵 换术,J,.临床骨科杂志～2004～7,2,:139142.