作者:孙旭

医院骨科副主任医师,副教授,博士生导师

国际脊柱侧凸研究学会(SRS)及国际腰椎研究学会(LSRS)会员,国际脊柱畸形研究组中国部(SDSG-China)首批委员,国际矫形与创伤外科学会(SICOT)中国部基础学组委员,国际矫形与创伤外科学会(SICOT)中国部微创脊柱外科学组委员,中国残疾人康复协会肢体残疾专业委员会脊柱康复学组青年委员会副主任委员,中国医师协会骨科医师分会胸腰椎专业委员会委员,中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会青年委员会委员,中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱感染学组委员,医院协会脊柱专业委员会青年委员,医院协会神经再生与修复专业委员会脊柱损伤与功能重建学组委员,医院协会骨科创新与转化委员会数字微创脊柱外科学组委员,中国医疗保健国际交流促进会脊柱侧凸研究委员会委员,中国老年医学学会骨与关节分会第一届委员会委员,江苏省医学会骨科分会第9届委员会青年委员,江苏省医学会骨科分会第8届委员会青年委员,江苏省南京市医学会骨科分会脊柱学组委员,江苏省康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱脊髓损伤工作委员会委员,

曾先后获得国家科技进步二等奖1项(年)、省部级科技进步奖3项(年、年和年)和市科技进步一等奖1项(年);江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象,多次开展新技术荣获南京市新技术引进奖;以第一作者和通讯作者发表SCI论文27篇;主持国家自然科学基金课题2项和多项省部级、市级课题;国际脊柱外科学术会议上交流30余篇次。

作者:朱泽章

医院骨科主任医师,教授,骨科行政副主任,南京大学及南京医科大学博士生导师。

国际脊柱侧凸研究学会(SRS)会员,国际脊柱侧凸研究学会全球教程委员会委员,国际脊柱畸形研究组中国部理事,国际矫形与创伤外科学会(SICOT)中国部骨科基础学会常务委员,国际脊柱学会(AOSpine)中国理事会ResearchOfficer。中国医师协会骨科医师分会脊柱畸形委员会副主任委员,中国医师协会显微外科医师分会显微神经、脊柱专业委员会第一届委员会副主任委员,中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱畸形学组副主任委员,中国医药教育协会脊柱分会青年委员会主任委员,海峡两岸医药卫生交流协会第一届骨科分会脊柱专业委员会副主任委员,南京医学会骨科专科分会候任主任委员等。担任《BMCMusculoskeletalDisorders》副主编,美国脊柱侧凸协会官方杂志《SpineDeformity》编委,《Annalsofjoint》编委,《Spine》杂志中文版编委,《中华骨科杂志》通讯编委,《中国脊柱脊髓杂志》编委,《中国矫形外科杂志》编委等。

全国首届十佳中青年骨科医师,江苏省医学重点人才,江苏省“工程”人才,南京市中青年行业技术学科带头人,江苏省“十大青年科技之星”,南京市有突出贡献中青年专家,南京市最美创新创业人物,荣获“中国医师协会骨科医师分会突出贡献奖”,“中华医学会骨科学分会骨科创新与转化奖一等奖”,“《中华外科杂志》青年骨科学者奖一等奖”等荣誉。

在NatureCommunications,JBoneJointSurgAm等杂志以第1作者(或通讯作者)发表论文著作余篇,其中SCI论文98篇(单篇影响因子5分5篇,单篇最高影响因子12.12),参编参译专著17部,其中主译5部,副主编2部,拥有专利5项,其中发明专利1项。研究成果获国家级、省部级等各级奖励20多项,包括年国家科技进步二等奖(排名第3),年高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步二等奖(排名第一),年中华医学科技奖二等奖(排名第一),年江苏医学科技奖一等奖(排名第1),年江苏省医学新技术引进二等奖(排名第1),年度江苏省科技进步二等奖(排名第1),年江苏省医学新技术引进一等奖(排名第1)。目前以第一负责人主持国家自然科学基金面上项目4项、江苏省医学重点人才依托课题、江苏省“六大人才”高峰资助项目等科研课题12项。所撰写论文先后在加拿大、捷克、美国、日本、比利时、英国、奥地利、意大利、马来西亚、德国、西班牙、南非、芬兰等国举行的国际性脊柱外科学术会议上交流。

早发性脊柱侧凸(early-onsetscoliosis,EOS)是指发生于10岁以前且具有较大进展风险的脊柱侧凸畸形,其病因学包括特发性、先天性、神经肌源性以及综合征性四大类。该类侧凸畸形具有起病早、进展快、侧凸累及节段长等特点。当保守治疗失败时,需要考虑手术治疗。国际公认,早期长节段融合手术矫正脊柱侧凸会限制脊柱及胸廓甚至肺组织的生长发育,造成躯干短小、躯干/身高比不平衡、曲轴效应、邻近节段退变和心肺功能受损等问题。因此,对于EOS患者应谨慎选择后路长节段融合手术。目前EOS患者的手术治疗多以生长棒技术为主,其主要目的在于部分矫正或有效控制脊柱畸形,同时保留脊柱和胸廓纵向生长能力。不同类型生长棒手术技术的适应证及临床疗效不一,精准把握各生长棒技术的适应证对于EOS治疗至关重要。

传统生长棒技术

传统生长棒技术将金属棒固定于上、下两端椎体,中间使用连接器连接,在矫正脊柱侧凸畸形的同时,通过定期对脊柱的撑开以维持脊柱和胸廓的纵向生长发育(图1)。传统生长棒技术治疗EOS患者的适应证主要为侧凸畸形进行性加重且保守治疗无效者及骨骼尚存在较大的生长发育潜能者。传统生长棒技术主要分为单侧及双侧生长棒;单侧生长棒,由于上下锚定点及单棒所承受的应力较集中,内固定相关的并发症发生率较高,文献报道其并发症发生率高达24%-42%。目前大部分脊柱外科医师认为双侧生长棒矫形效果更好,文献中双侧生长棒初次置入的矫形率可达51.3%-71.7%,随访中T1-S1高度平均每年增加1.49-2.02cm,但生长棒治疗过程中,随着撑开次数的逐渐增多,其撑开延长的效果会明显下降,这主要与脊柱的自发性融合现象密切相关,即“递减法则”。需要注意的是,双侧生长棒术后并发症发生率仍较高,包括内固定相关并发症、矢状面交界性后凸、反复手术造成的伤口愈合不良、感染等,其中最主要的为内固定相关并发症,如断棒、脱钩、螺钉松动,这主要与矢状面过度弯棒、内固定强度不够以及撑开间隔过长导致生长应力得不到释放等因素相关;另外,脊柱自发性融合也是生长棒治疗术后常见并发症之一。为降低术后并发症,文献报道锚定点应尽量选择椎弓根螺钉、直径较大的内固定棒、初次手术后进行规律随访及定期撑开、术后坚持佩戴支具等以减少术后并发症的发生率。此外,将内固定棒及连接器置入肌层内、在手术操作中减少对皮肤的牵拉、缝合时尽量保证足够的皮肤覆盖以减少皮肤张力等,均有助于减少伤口愈合不良及感染的发生;一旦出现伤口问题或感染征象,应采取积极的处理措施;避免对脊柱非固定区过多的暴露也有助于预防自发性融合的发生。

图1:男(#),9岁,先天性早发性脊柱侧后凸畸形(a);传统生长棒治疗术后,侧后凸较术前显著改善(b);随访6年共撑开6次,侧凸较前无显著进展,脊柱高度较前显著增加(c);随后后接受终末融合手术(d),术后随访1.5年提示侧凸维持稳定(e)

纵向可撑开型人工钛肋技术

纵向可撑开型人工钛肋技术(verticalexpandableprosthetictitaniumrib,VEPTR)最初用于治疗胸廓发育不良综合征的患儿,该类疾病以胸椎侧凸伴并肋或肋骨缺如等胸廓畸形为特征。该技术首先在脊柱的凹侧或双侧肋骨放置撑开器,通过对胸廓定期撑开来扩大胸廓容积;在撑开的同时,脊柱畸形也得到一定程度的矫正。鉴于其设计特点和疗效,该技术也被扩展到EOS患者的治疗中(图2),主要适用于脊柱侧凸合并胸廓发育不良的患者,不但可以有效的矫正脊柱侧凸畸形,还可维持脊柱和胸廓的纵向生长;文献报道畸形矫正率约为21%-29%,术后T1-S1高度平均每年增加1.12-1.76cm。VEPTR内固定系统主要包括肋骨-肋骨连接、肋骨-腰椎连接、肋骨骨盆连接三类;其中肋骨-肋骨连接主要用于治疗以胸廓畸形为主而脊柱畸形较轻的患者,通过扩张胸廓容积,改善患儿呼吸功能;肋骨-腰椎及肋骨-骨盆连接则主要用于治疗严重脊柱畸形且合并胸廓发育异常的患者,目的在于矫正畸形的同时维持脊柱以及胸廓的生长发育。

VEPTR技术的并发症发生率亦较高,文献报道其发生率高达40%-64%,包括内固定移位、断裂及皮肤坏死、感染、臂丛神经一过性麻痹等。有报道显示频繁的手术撑开可导致胸廓僵硬、脊柱失平衡、畸形加重,增加终末融合手术的难度和风险。因此有学者认为,对于VEPTR技术的应用应该严格限定于伴有胸廓发育畸形的EOS患者;对于合并胸背部软组织薄弱难以覆盖内固定系统以及肋骨发育纤细无法承受内固定纵向负荷的患儿,因术后并发症发生率较高故不推荐使用该技术。

图2:男(#),9岁,早发性脊柱侧凸畸形(a);VEPTR术后侧后凸较术前显著改善(b);随访4年共撑开4次,侧凸较前无显著进展,脊柱高度较前显著增加(c);随后接受终末融合手术(d),术后随访1.5年提示侧凸维持稳定(e)

新型生长棒技术

为减少反复撑开手术造成的麻醉及手术创伤,国外学者报道了在传统生长棒的基础上运用磁控生长棒和Shilla生长棒治疗EOS患者。

磁控生长棒技术通过将磁性物质置于连接套筒中,使用遥控装置在体外进行生长棒的撑开操作。磁控生长棒技术可以避免传统生长棒技术中因频繁撑开操作导致的多次麻醉和手术创伤,文献报道该技术可以有效地矫正畸形,矫形率约为40.6%-56.7%,同时维持脊柱纵向的生长。但该技术在长期随访中仍然存在一定的并发症,其主要并发症包括伤口感染、内固定物突出于皮下、椎板钩脱出、断棒及撑开后矫形丢失等。

Shilla生长棒设计目的是通过棒在未锁定椎弓根螺钉中的自动滑动,使内固定系统随着脊柱的生长自行延长,以避免生长棒技术的反复撑开而增加手术次数和并发症。该技术主要通过对顶椎区椎体进行局限性融合,从而控制顶椎区畸形的进展,改善侧凸畸形的矫形效果。尽管Shilla生长棒技术试图通过减少手术次数来降低手术相关并发症,但在自行滑动过程中的金属磨损导致的并发症发生率并不低。

目前磁控生长棒和Shilla生长棒技术尚未在中国大陆开展使用,相比于传统生长棒技术,新型生长棒技术应用的病例数较少,随访时间尚短,其远期疗效仍需密切随访和总结。

Hybrid生长棒技术

传统生长棒技术的应用可以在控制侧凸畸形进展的同时保留脊柱和胸廓的生长发育潜能,然而该技术仅固定侧凸的近端及远端椎体;对于存在成角畸形伴较长代偿弯的先天性EOS患者,单纯应用生长棒技术容易出现内固定失败;此外,由于传统生长棒对顶椎区畸形的“旷置”,先天性EOS患者顶椎区残存的不对称生长潜能会进一步加重脊柱侧后凸畸形,潜在增加术后并发症的发生风险。Hybrid生长棒技术通过在侧凸顶椎区进行截骨及短节段融合,矫正主弯畸形同时降低顶椎区不对称生长潜能,联合生长棒控制代偿弯畸形并维持脊柱的纵向生长发育(图3)。Hybrid生长棒的适应证主要包括:(1)顶椎区椎体形成不良或半椎体畸形;(2)顶椎区存在不对称生长潜能;(3)长节段侧后凸畸形,上、下端椎累计范围超过8个椎体。

国内学者报道7例先天性EOS患者接受hybrid生长棒治疗术后,主弯从81.4°显著降低至40.1°,平均随访53.3个月后,侧凸畸形未见明显矫正丢失,通过对脊柱定期撑开亦获得良好的脊柱生长(1.23cm/yrs)。医院团队也对比分析hybrid生长棒与传统生长棒技术治疗先天性EOS临床疗效,研究结果显示hybrid生长棒可以更好的矫正脊柱侧凸畸形、维持脊柱躯干平衡;在脊柱纵向生长方面,hybrid生长棒组T1-S1生长速度(1.18cm/yrs)略低于传统生长棒组(1.31cm/yrs),但差异无统计学差异。可能的原因在于Hybrid生长棒技术中通过局部截骨得以消除脊柱凹凸侧不对称性生长潜能,辅助生长棒技术可以最大程度地维持残存脊柱的纵向生长。术后并发症方面,截止末次随访时,hybrid生长棒组,术后仅2例患者发生术后并发症(1例发生断棒,1例发生近端交界性后凸),发生率显著低于传统型生长棒组。上述研究结果显示对于顶椎区存在半椎体合并较长代偿弯的先天性EOS患者,hybrid生长棒较传统生长棒可以更好的矫正侧后凸畸形、降低术后并发症,同时维持脊柱及胸廓的纵向生长发育。

图3:女(#),3岁,先天性早发性脊柱侧凸畸形伴胸10和胸12半椎体畸形(a);一期后路手术行胸10和胸12半椎体切除及凸侧短节段融合,侧凸近端及远端予生长棒撑开,术后侧凸畸形较术前显著好转(b);随访6年共撑开5次,目前侧凸较前无明显进展,冠状面平衡维持良好,近期拟行第六次撑开手术

综上,EOS是脊柱畸形中较难处理的一类疾病。在熟知该类畸形的自然史的同时,还应充分评估畸形的具体类型、部位、脊柱剩余生长潜能等。早期应予保守治疗推迟手术时间,手术的选择应结合患儿的病因,选择合理的手术治疗方案。VEPTR技术更适合于治疗胸椎脊柱侧凸伴肋骨融合以及胸廓发育不良的患者;而生长棒技术较VEPTR技术可以更好的矫正和维持患儿冠状面和矢状面畸形。对于后凸型的EOS患者,推荐使用双侧生长棒以降低术后并发症的发生率。对于存在成角畸形及顶椎明显不对称生长潜能的患者,可考虑选择短节段截骨融合联合生长棒的hybrid技术。

执行主编:朱泽章

医院骨科主任医师,教授,骨科行政副主任,南京大学及南京医科大学博士生导师。

●王冰教授:脊柱畸形截骨术

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●崔赓:颈椎截骨个案报道

●重视术中神经电生理监测在脊柱矫形手术中的作用

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