改良通用脊柱内固定系统治疗生长发育期脊柱畸形209例报告

             作者：高吉昌　陈庆贺　屈金良　王正雷　张承敏　王仑　晁民

【摘要】  　　［目的］研制改装通用脊柱内固定系统（USS）为两端滑动中段锁定横连杆套式滑动的椎弓根螺钉固定框架结构，经后路手术生长发育期脊柱畸形。［方法］自2000年6月～2006年6月使用改装USS系统内固定治疗生长发育期脊柱畸形209例。男106例，女103例，其中特发性脊柱侧弯92例，先天性脊柱侧弯72例，青年驼背26例，其他19例。年龄：女8～14岁，男10～16岁，平均13.22岁。改装USS系统后路顶椎为中心3～5椎节置锁定螺钉，其余两端椎节均为滑动螺钉。双横连杆与矫形棒连接处为锁定结构、协同固定矫形棒、而横连杆连接处为套管式滑动。这种改装的USS系统不影响脊柱的纵向生长和两椎弓根的横向间发育。［结果］本组209例，术后26～60个月随访96例。畸形度数Cobb?s角45°～110°，平均Cobb?s角68°，术中矫形脊柱增高4～15 cm，平均7 cm，平均增高2.4 cm。断棒3例，但无移位及神经症状。［结论］改装USS系统的两端滑动中段锁定椎弓根螺钉框架后路手术固定矫形保留中段锁定不失原有的三维矫形力度、矫形力量强度、钢度。两端滑动不限制脊柱继续生长，滑动的横连杆不限制椎弓根间横向发育，术后26～60个月随访观察疗效满意。

【关键词】  脊柱畸形 脊柱固定器械 锁定与滑动 脊柱生长

　　Study and clinical application of improved USS system to correct spinal deformity of growth period—a report of 209 cases∥   
　　Abstract：［Objective］To study the effect of improved universal pedicle screw systems which combined locking pedicle screws with sliding pedicle screws to correct the spinal deformities in growth period through posterior incision.［Method］From June 2000 to June 2006,209 spinal deformities in growth period were treated（106 males and 103 females）,including 92 idiopathic scoliosis,72 congenital scoliosis,26 Scheuermann?s diseases and 19 other kinds of spinal deformities.The age of patients ranged from 8 to 16 years（average 13.22 years）.Locking pedicle screws were placed into pedicles of apical vertebra and the 3 to 5 adjacent vertebrae.Sliding pedicle screws were putted into pedicles of cephalic and caudal vertebrae.Double cross?links and rods were fixed and locked tightly.Sliding cross?links themselves could cannula prolonged to fit for the transverse development of vertebrae.［Result］Totally 209 cases with preoperative Cobb?s angle 45 degree to 110 degree（average 68 degree）were instrumented with improved USS systems and 96 cases were followed up for 26～60 month.The length of spines were prolonged 4 cm to 15 cm with average 7 cm.With 26 months to 60 months follow?up,the whole spine growth was 230.4 cm with average 2.4 cm respectively.Rods broken were found in 6 patients and no other cmplication was detected.［Conclusion］Improved USS system which combined locking pedicle screws with sliding pedicle screws had the three dimensional power and intensity of traditional 3D instrumentations.Sliding pedicle screws and cross?links permitted longitudinal growth of the vertebrae and transverse development pedicles.
   
　　Key words：spinal deformity,  spinal instrumentations,  locking and sliding,  growth of spine

　　1  前言
   
　　国外手术治疗脊柱畸形己有半个多世纪。我国20世纪80年代采用手术矫形至今也有20多年的时间。从最初采用Harrington的钩棒技术到70年代的Luque椎板下钢丝固定，再到90年代的CD技术，脊柱矫形取得了巨大成功。但这些方法都遵从一个基本的原则：相对矫形、坚强固定、广泛植骨，以控制脊柱畸形的。从实践中观察到上述方法都会发生一些并发症，如生长发育期脊柱畸形术后畸形复发、侧弯加重、椎体旋转、躯干短缩等。二次手术进行内植物取出时可看到脊柱椎板由于广泛植骨，脊柱呈僵硬畸形状态。为此不少学者都在寻找一种新的手术方法来避免这种现象，既达到脊柱矫形的目的又不影响脊柱的继续生长。国内外已有不少报道：国内郭振芳的预弯可滑动双钢板治疗脊柱侧凸14例报告〔1〕、叶启彬的板-棍系统（中华通用脊柱内固定装置，简称PRSS）对生长中儿童和成人脊柱侧弯矫治的早期结果〔2〕、中华通用脊柱内固定装置的研制实验研究和临床应用〔3〕、邱勇的后路可延长型内固定矫正儿童脊柱侧凸的疗效及并发症〔4〕等。
   
　　2000年6月作者改装USS为两端滑动中段锁定及横连杆套式伸缩椎弓根螺钉框架系统治疗生长发育期脊柱畸形，临床应用209例，现将有完整随访资料的96例分析报告如下。
   
　　2  一般资料
   
　　2000年6月～2006年6月共手术矫正368例脊柱畸形，其中生长发育期209例（女8～14岁，男10～16岁，平均13.22岁），男女比例106∶103，男＞女。特发性92例，男女比例32∶60，女＞男，Cobb?s角45°～50°范围组未植骨13例，男女比例10∶3，其余均中段顶椎为中心3～5椎体植骨。先天性72例，畸形椎节均植骨男女比例33∶39，女＞男。青年驼背26例，均为男性。先天性脊柱角状后凸10例，男女比例7∶3。神经纤维瘤等9例。
   
　　2.1  器械改装
   
　　（天津华剑骨科器械有限公司）2002年7月获国家专利，专利号：022741801。
   
　　2.2  改装USS系统的滑动结构
   
　　（1）矫形棒中段滚花两端光滑结构（图1）。（2）椎弓根螺钉滑动装置，螺钉尾部设平台结构（图2）。（3）横连杆套管滑动结构（图3）。（4）组装成框架的中段锁定两端滑动横连套管装置结构（图4）。
   
　　3  手术方法

　　3.1  全麻俯卧位，控制血压（收缩压90 mm/Hg），脊髓诱发电位监测、C型臂X线机术中定位。后正中纵切口，棘突两旁分别骨膜下电烧显露椎板、棘突、小关节及横突后方，自动钩牵开软组织充分显露术野。
   
　　3.2  放置椎弓根螺钉
   
　　3.2.1  显露进钉点
   
　　进钉处椎弓根后缘电刀充分清除软组织，显露横突上、下关节突、椎板，对于先天性脊柱畸形和椎体旋转的病例要有CT横断面做，掌握进钉角度。
  
　　3.2.2  植骨范围
   
　　特发性以顶椎为中心，Cobb?s角45°～50°选5个椎体做植骨范围，Cobb?s角50°～60°或60°以上不超过6个椎体植骨范围，先天性侧弯的畸形椎体逐一植骨。

   
　　3.2.3  进钉的方法和注意事项
   
　　每一个正常的进钉通道应是椎弓根和椎体的上、下、内、外四壁及洞底均不落空为准，其深度应根据椎体大小为准。选钉的直径应根据患者的年龄，上胸椎长度不小于35 mm、直径5 mm，中胸椎不小于40 mm、直径4 mm，腰骶部不小于45 mm、直径5 mm。C型臂X线机监测。
   
　　3.3  安装椎弓根螺钉框架
   
　　将两侧椎弓根螺钉侧开口相向对应，选长度合适的双矫形棒（两末端滑动钉以远留出3～5 cm以备生长延长），按生理弯曲预弯。双棒安装完毕后调整并旋转矫形满意，锁定中段锁定钉，最后在设定植骨区的两端即锁定区和滑动区安装2枚横连杆（12岁以内用滑动横连杆，13岁以上多选用锁定横连杆），以锁定双棒，协助锁定钉起到防止双棒回旋功能。
   
　　3.4  植骨融合
   
　　内植物安装完毕，拧紧所有螺钉，盐水冲洗创面，将植骨区的椎板凿成鱼鳞状，切除小关节软骨，将切下的横突骨、切取的肋骨或髂后上嵴骨做植骨。
   
　　3.5  缝合切口
   
　　创面常规庆大霉素16万单位、地塞米松10 mg混合液均匀喷注创面，不放引流，逐层缝合。术后仰卧，2周拆线，3周下地，戴胸腰支具半年。
   
　　4  结果
   
　　2000年6月～2006年6月，此方法用于生长发育期脊柱畸形209例。共置钉4 344枚，其中锁定钉2 672枚，平均11枚，滑动钉1 672枚，平均8枚，置钉范围T2～S1，患者术前Cobb?s角45°～110°，平均68°，术中一次性矫形37°～60°，平均矫正47°，躯干一次性增高4～15 cm，平均7 cm，术后6～60个月96例，平均增高2.4 cm，总增长230.4 cm（图5）。
   
　　根据有无切口感染，有无神经损伤、脊髓损伤，有无断钉、断棒、横连杆松脱，有无角度丢失，术后功能练习，恢复工作，矫正率情况等，将效果分为优、良、可、差4级。统计随访96例中：优：63例；良：26例；可：4例；差：3例。优良率92.7%。
   
　　结果显示置滑动钉节段椎体生长明显，矫形丢失少（图6）。置钉均徒手操作，上起T2下达S1，无一因操作失误引起重症并发症，无脊髓和神经根症状，无1例术后切口感染。术后2例拍片发现血、气胸均为16岁女性系先天性畸形，考虑胸膜撕裂所致，专科处置临床治愈。断棒3例，均为术后2年以上均在中段断棒，皮肤破溃内植物外漏3例，均术后3年，内植物取出一期愈合。
   
　　5  讨论
   
　　5.1  生长发育期脊柱侧弯症的手术治疗及经验教训
   
　　脊柱矫形手术后个别出现的脊柱矫形不满意、脊柱侧弯加重、脊柱旋转畸形、脊柱强直或严重的曲轴畸形等并发症引起了专家高度的重视。特别第3代椎弓根螺钉技术应用临床以后，对其固定方式、固定的部位、植骨融合范围进行重点研究。以往Harrington和Luque因植骨范围过大，引发畸形加重，二次住院返修术是发人深思的。在返修术中见多达十几椎节的椎板融合一体，存在脊柱侧弯、椎体旋转、短躯干畸形，生长发育年龄段尤为突出。
   
　　5.2  生长发育期脊柱矫形应解决的问题
   
　　生长发育期脊柱侧弯症年龄多指8～16岁（女8～14岁，男10～16岁）患儿。年龄越小加重的倾向越明显，青少年的生长快速期被认为是最危险的时期〔5〕。临床常见有先天性脊柱侧弯、特发性脊柱侧弯症和先天性脊柱后凸畸形。这些畸形如采用椎弓根螺钉矫形钉棒连杆锁定式矫形固定，且固定椎体的范围有的多达十几个椎体，一旦将这一范围锁定固定及植骨融合，难免造成人为的限制脊柱生长。应采用一种内固定器稳定脊柱而少做融合，让脊柱进一步纵向生长，对于侧弯较轻的儿童，尽量缩短融合范围和不做植骨融合。
   
　　5.3  本设计的特点
   
　　作者研制改装USS为中段锁定两端滑动系统，其治疗生长发育期脊柱畸形的方法和理念不同于其他任何一种方法。其特点是：后路椎弓根螺钉系统矫形范围分锁定钉区和滑动钉区，锁定钉区加植骨融合，此区为主要矫形区，滑动钉区不植骨融合，既保留矫形目的，又不影响椎体的继续生长。它不同于目前国内外任何一种矫形方法，冲出了脊柱矫形必须广泛植骨的框框。具体方法是：特发性主弯区双侧椎弓根放置锁定钉4～6枚（5个椎节范围内）。先天性畸形也不超过5个椎体置钉。锁定钉的作用是锁定双侧矫形棒。锁定钉两侧放置滑动椎弓根螺钉，而末端最后两椎体均放置滑动椎弓根螺钉，以加强矫形力臂强度，一般上下两端对称放置钉各4～6枚，全程需14、16或20枚螺钉。植骨融合的原则是：锁定钉范围内均植骨融合。骨源是切取“刀背畸形”2～3根肋骨各长约10 cm、髂后上棘取骨或切取下的胸段横突骨。特发性脊柱侧弯症状轻者不行植骨融合。
   
　　5.4  滑动椎弓根螺钉应用注意事项
   
　　术前检查手段齐全，全脊柱X线正侧双片，先天性患者主弯区CT片和MRI资料，精确测量出主弯的度数，椎体旋转、畸形椎发育情况，强调个体化设计，设计置钉范围：中段锁定钉、两端滑动钉。钉的长度、直径，术者必须做到认真、细致，通盘掌握手术计划，利于手术顺利进行。手术助手（一般2～3名），要注意力集中，对器械有一定理解能力和操作技巧，置钉要顺应弯曲弧线，垂直进椎体螺钉。安装矫形棒顺序：不可强行暴力摆动螺钉，如有截骨应先在凸侧安棒，也可由上向下双棒同时安装，对于矢状面底位的螺钉，安棒困难时，不可强力操作，作者专门设计一种龙门吊式提钉安装器械，徐徐提升即可顺利完成钉棒对接。
   
　　畸形矫正一般在双侧矫形棒安装完毕时已大部分矫形，而后在双棒的中段和两端六棱角处用旋棒扳手将双棒同时旋转至生理弯曲位，矫形满意后将所有锁定钉螺帽拧紧固定，而后锁定双连杆螺帽，最后适当拧紧滑动螺钉螺帽。作者在6年时间内经过209例生长发育期脊柱侧弯可滑动椎弓根螺钉框架的治疗，96例随访，有效率在100%，矫正率94%。经更长时间大组病例观察，将会出更有意义的经验。
   

【】
  　　〔1〕 郭振芳.预弯可滑动双钢板治疗脊柱侧凸14例报告［J］.中医骨伤杂志，1998,6（4）:21.

　　〔2〕 叶启彬，邱贵兴,王以朋,等.板-棍系统（PRSS）对生长中儿童和成人脊柱侧弯矫治的早期结果［J］.中国矫形外科杂志，2001,8（1）:16.

　　〔3〕 叶启彬,王以朋,张嘉,等.中华通用脊柱内固定装置的研制实验研究和临床应用［J］.中国矫形外科杂志，2001,13（23）:1787.

　　〔4〕 邱勇,朱泽章,王斌,等.后路可延长型内固定矫正儿童脊柱侧凸的疗效及并发症［J］.中华骨科杂志，2006,23（3）:151.

　　〔5〕 胡有谷,邱贵兴,唐天驷,等.脊柱外科学［M］.第2版，北京：人民卫生出版社，2000,1:337.