張耀申，劉玉增，周立金，海涌

（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院骨科，北京 100020）

隨著脊柱內(nèi)固定器械的發(fā)展，尤其是近年來椎弓根螺釘三維內(nèi)固定系統(tǒng)在脊柱矯形手術(shù)的廣泛應(yīng)用，脊柱畸形手術(shù)治療和內(nèi)固定技術(shù)日益提升，尤其是應(yīng)用截骨術(shù)已成為治療重度脊柱畸形常用的一種有效手術(shù)方式，特別對于嚴(yán)重僵硬性脊柱側(cè)彎的治療，截骨術(shù)能取得較好的療效。然而脊柱畸形矯形手術(shù)難度高、風(fēng)險(xiǎn)大、并發(fā)癥多。研究表明，嚴(yán)重神經(jīng)并發(fā)癥在脊柱側(cè)彎矯形術(shù)中時(shí)有發(fā)生，由于神經(jīng)損傷是脊柱畸形矯正手術(shù)的嚴(yán)重并發(fā)癥，往往造成肢體的運(yùn)動感覺障礙，甚至是癱瘓［1-5］。因此，如何預(yù)防和減少脊柱畸形矯形手術(shù)的神經(jīng)并發(fā)癥，已成為脊柱外科醫(yī)生臨床研究追求的目標(biāo)。

1 脊柱畸形矯正術(shù)神經(jīng)損傷并發(fā)癥發(fā)生率

由于病例選擇的不同，學(xué)者們報(bào)道的各種脊柱畸形矯形手術(shù)治療時(shí)神經(jīng)損傷發(fā)生率亦不盡相同，為0.3%～17.6%［1-8］。2006 年脊柱側(cè)凸研究會( Scoliosis Research Society,SRS)官方研究報(bào)告了第三代矯形技術(shù)在青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸矯形中的神經(jīng)并發(fā)癥發(fā)生率［5］，其中前路0.26%、后路0.32%和前后路聯(lián)合手術(shù)1.75%，完全恢復(fù)61%，不完全恢復(fù)或無恢復(fù)39%。Kim 等［6］報(bào)道564 例成人脊柱畸形患者，99例（17.6%）共發(fā)生116 種各部位神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。77 例患者（13.7%）中有88 處發(fā)生與手術(shù)操作相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，最常見的并發(fā)癥是神經(jīng)根損傷（30%）、運(yùn)動障礙（22%）、精神狀態(tài)改變（12%）和感覺障礙（12%）。翻修病例和需要椎間融合的病例中，神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)更高。Boachie-Adjei等［7］回顧了427 例因復(fù)雜脊柱畸形而接受脊柱融合術(shù)的患者。結(jié)果表明，27 例（6.3%）患者出現(xiàn)神經(jīng)功能缺失，17 例為暫時(shí)性，10 例為永久性，傷口感染17 例、植入物相關(guān)問題35 例、進(jìn)行性畸形加重13 例、死亡6 例。在可能的危險(xiǎn)因素中，顯示三柱截骨術(shù)是脊髓神經(jīng)損傷的獨(dú)立危險(xiǎn)因素?；吻€Cobb 角＞100°有更高的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。Lui 等［8］比較復(fù)雜的成人脊柱畸形經(jīng)椎弓根截骨術(shù)和多節(jié)段斜向腰椎椎間融合術(shù)，后者神經(jīng)損傷發(fā)生率為2.94%，在6 周內(nèi)得到了恢復(fù)；前者為14.7%，在2 年內(nèi)沒有完全恢復(fù)，共有4 例脊髓電生理異常事件發(fā)生。

2 脊柱畸形矯正術(shù)神經(jīng)損傷危險(xiǎn)因素

2.1 脊柱畸形Cobb 角

趙會等［9］報(bào)告254 例脊柱畸形患者，發(fā)現(xiàn)圍手術(shù)期出現(xiàn)神經(jīng)損傷并發(fā)癥12 例，發(fā)生率為4.7%。術(shù)前冠狀位和矢狀位Cobb 角＞90°是發(fā)生神經(jīng)并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素。Lenke［4］認(rèn)為，嚴(yán)重脊柱畸形截骨矯正手術(shù)，Cobb 角＞100°的患者，神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率更高。在接受后路內(nèi)固定融合術(shù)的患者中為0.69%。神經(jīng)損傷的重要原因是脊柱拉伸引起的脊髓壓迫和/或脊髓缺血。在脊柱畸形手術(shù)中，可靠的術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測對于識別和預(yù)防這些神經(jīng)損傷并發(fā)癥至關(guān)重要。Boachie-Adjei 等［7］報(bào)告多中心研究的427 例嚴(yán)重脊柱畸形矯形病例，也發(fā)現(xiàn)術(shù)前畸形Cobb 角＞100°和術(shù)中行三柱截骨術(shù)，是術(shù)后出現(xiàn)神經(jīng)并發(fā)癥的高危因素。Qiu 等［2］回顧性分析1 373 例脊柱側(cè)凸矯形手術(shù)病例，Cobb 角＜90°的患者，神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生率為1.45%，Cobb 角＞90°的發(fā)生率為3.69%。Xie等［11］報(bào)道76 例重度僵硬型脊柱畸形，術(shù)前平均Cobb 角110.4°，其中有6 例患者發(fā)生了神經(jīng)損傷，占7.9%。

2.2 脊柱畸形角比值

畸形角比值（deformity angular ratio, DAR），即Cobb 角除以畸形曲線涉及的椎體數(shù)目，可以用來評估脊柱畸形嚴(yán)重程度。DAR 分為冠狀面畸形角比值（coronal DAR,C-DAR）、矢狀面畸形角比值（sagittal DAR, S-DAR）和總的畸形角比值（total DAR, TDAR），其中T-DAR=C-DAR+S-DAR。Wang 等［12］對接受后路椎體切除截骨術(shù)（posterior vertebral column resection surgery, PVCRs）的202 例脊柱畸形患者進(jìn)行回顧性研究，顯示脊髓電生理監(jiān)測異常事件的發(fā)生率為20.5%。T-DAR≥25 和S-DAR≥15 的患者，神經(jīng)功能障礙率明顯增高。Fehlings 等［13］研究了265 例脊柱畸形患者的多因素分析，結(jié)果表明61例（23.0%）患者在出院時(shí)下肢運(yùn)動評分下降，年齡、C-DAR 和截骨術(shù)被認(rèn)為是關(guān)鍵的影響因素。Li等［14］研究脊柱畸形三柱截骨脊髓功能分級和DAR的結(jié)合對預(yù)測嚴(yán)重僵硬型脊柱后凸畸形手術(shù)矯正的神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)，表明S-DAR ＞20 以及術(shù)前核磁共振和神經(jīng)電生理檢查伴有神經(jīng)功能異常者，術(shù)后神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)更大。

2.3 脊柱畸形截骨等級和截骨部位

脊柱后路截骨術(shù)是治療重度脊柱畸形的一種非常重要且有效的技術(shù)手段，但因截骨術(shù)中出血量大、硬膜囊縮短變形、術(shù)中截骨斷端移位、截骨不充分、截骨處殘留骨塊等原因，神經(jīng)損傷等并發(fā)癥發(fā)生率較高，可高達(dá)47%，截骨和矯形手術(shù)與術(shù)后嚴(yán)重神經(jīng)損傷并發(fā)癥的發(fā)生密切相關(guān)［9，15］。Xie 等［11］研究接受PVCR 治療的76 例嚴(yán)重僵硬性脊柱畸形患者，分析了PVCR 手術(shù)中可能影響神經(jīng)功能損害安全性的10 個(gè)變量，包括影像學(xué)因素、臨床因素和手術(shù)因素，術(shù)后6 例患者出現(xiàn)神經(jīng)功能狀態(tài)改變。單因素比較結(jié)果表明，以下7 個(gè)變量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），包括：主曲線頂點(diǎn)位置、冠狀面主曲線Cobb 角、伴有胸椎后凸畸形的脊柱側(cè)凸、截骨的脊柱水平、結(jié)扎的節(jié)段血管數(shù)、術(shù)前存在的神經(jīng)功能障礙、椎管內(nèi)和腦干異常。

Ghobrial 等［16］報(bào)道成人脊柱畸形使用多節(jié)段Smith-Petersen 截骨術(shù)治療85 例成人脊柱畸形，未出現(xiàn)神經(jīng)并發(fā)癥。Zhang 等［17］評價(jià)Ponte 截骨術(shù)聯(lián)合后路腰椎間融合術(shù)治療退變性脊柱側(cè)凸47 例患者的臨床療效，其中3 例出現(xiàn)了神經(jīng)并發(fā)癥。Shi 等［18］報(bào)道經(jīng)椎弓根截骨（pedicle subtraction osteotomy, PSO）4 級截骨手術(shù)治療38 例先天性胸腰椎側(cè)后凸畸形，1例發(fā)生了神經(jīng)損傷（2.6%）。Bakhsheshian 等［19］報(bào)道14 例“三明治式” PSO 截骨治療嚴(yán)重脊柱畸形，隨訪2 年，8 例患者出現(xiàn)了圍手術(shù)期并發(fā)癥，術(shù)中硬膜切開術(shù)7 例。Garg 等［20］報(bào)道38 例患者因嚴(yán)重僵硬的脊柱畸形接受PVCR 的臨床結(jié)果，其中8 例術(shù)中出現(xiàn)運(yùn)動誘發(fā)電位缺失，2 例術(shù)后出現(xiàn)永久性神經(jīng)損傷。Shi 等［21］報(bào)道嚴(yán)重先天性角狀后凸畸形多節(jié)段后路椎體切除截骨（vertebral column resection, VCR）治療17 例患者，4 例患者術(shù)中發(fā)生了電生理監(jiān)測異常事件（23.5%），其中3 例發(fā)生了神經(jīng)損傷（17.6%）。

2.4 脊柱畸形矯正術(shù)內(nèi)固定器械和手術(shù)操作

Hicks 等［22］通過檢索21 項(xiàng)研究，共1 666 例患者的4 570 枚椎弓根螺釘，518 枚（4.2%）螺釘位置不正確，神經(jīng)損傷發(fā)癥發(fā)生率為0.06%，研究表明脊柱畸形內(nèi)固定矯形手術(shù)，在胸椎置入椎弓根螺釘錯(cuò)置的發(fā)生率為3%～44.2%，置釘不正確造成的神經(jīng)損傷發(fā)生率為0%～0.9%［8，9］。Bartley 等［23］報(bào)道，3 582例前路或后路脊柱融合術(shù)患者并發(fā)癥，其中神經(jīng)損傷（0.5%）、肺部感染（0.4%）、器械相關(guān)（0.4%）。Kim等［24］報(bào)告37 例接受脊柱翻修后路脊柱內(nèi)固定和融合術(shù)的患者，4 例（10.8%）出現(xiàn)暫時(shí)性神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，4 例患者在最終隨訪時(shí)都解決了神經(jīng)失用癥，沒有螺釘引起血管或內(nèi)臟并發(fā)癥。

3 脊柱畸形矯正術(shù)神經(jīng)損傷預(yù)防措施

3.1 術(shù)前牽引

張強(qiáng)等［25］報(bào)道應(yīng)用自行研制的脊柱牽引矯形床牽引，術(shù)前用于改善患者的側(cè)凸角度，手術(shù)治療脊柱側(cè)凸165 例，簡化了矯形手術(shù)操作過程，減少了神經(jīng)損傷和癱瘓等手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生。張強(qiáng)等［26］還報(bào)道了在術(shù)中牽引下手術(shù)矯形治療脊柱側(cè)凸，術(shù)后平均矯正率64%，無嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生。田慧中等［27］報(bào)告采用頭盆環(huán)牽引截骨加器械矯正治療重度脊柱側(cè)彎185 例，僅l 例并發(fā)神經(jīng)根疼痛，而后逐漸減輕。

Halo-重力牽引應(yīng)用于重度脊柱畸形的術(shù)前輔助治療，通過牽引松解軟組織來增加脊柱的柔韌性并部分矯正脊柱畸形，不僅可以改善肺功能，還可以降低手術(shù)難度和減少神經(jīng)損傷等并發(fā)癥的發(fā)生［28］。劉萬友等［29］研究術(shù)前頂椎區(qū)脊髓形態(tài)分型為Ⅲ型的嚴(yán)重脊柱側(cè)后凸畸形，患者術(shù)前行Halo-重力牽引可以有效矯正畸形、改善神經(jīng)功能、提高脊髓對矯形手術(shù)的耐受性及降低術(shù)中發(fā)生醫(yī)源性神經(jīng)損害的風(fēng)險(xiǎn)。Qi等［30］報(bào)道Halo-骨盆牽引治療繼發(fā)于結(jié)核病的極重度脊柱后凸，19 例患者術(shù)前均行Halo-骨盆牽引，二期行后路融合手術(shù)，僅1 例發(fā)生神經(jīng)損傷并發(fā)癥。Zhou 等［3］術(shù)前應(yīng)用Halo-骨盆牽引治療28 例極度嚴(yán)重和僵硬的脊柱后凸畸形患者（Cobb 角＞100°），術(shù)前接受Halo-骨盆牽引，二期行后路脊柱融合術(shù)，未出現(xiàn)嚴(yán)重神經(jīng)并發(fā)癥。

3.2 術(shù)中誘發(fā)電位和喚醒試驗(yàn)

術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測（intraoperative neuromonitoring,IONM）用于監(jiān)測和預(yù)防脊髓神經(jīng)損傷已成為脊柱畸形手術(shù)的重要手段［31，32］。張樂樂等［33］聯(lián)合體感誘發(fā)電位和經(jīng)顱運(yùn)動誘發(fā)電位術(shù)中監(jiān)測，在54 例重度脊柱畸形翻修截骨矯形手術(shù)中，有14 例（25.9%）出現(xiàn)陽性電生理監(jiān)測變化，經(jīng)術(shù)中積極干預(yù)后最終僅2例（3.7%）未恢復(fù)至術(shù)前神經(jīng)功能狀態(tài)。誘發(fā)電位異常事件報(bào)警或喚醒試驗(yàn)陽性時(shí)，可以輔助手術(shù)醫(yī)生及時(shí)采取干預(yù)措施，避免或減輕術(shù)后神經(jīng)損害［32］。Thirumala 等［34］在PubMed 和Web of Science 數(shù)據(jù)庫中搜索1950 年1 月—2014 年10 月發(fā)表的關(guān)于在特發(fā)性脊柱側(cè)凸手術(shù)中使用運(yùn)動誘發(fā)電位監(jiān)測的研究報(bào)告，表明本組患者神經(jīng)功能缺失的發(fā)生率為1.4%，82.8%有不可逆的運(yùn)動誘發(fā)電位改變。Nuwer 等［35］報(bào)道肌電圖觀察伴隨損傷的自發(fā)放電，可用于評估椎弓根螺釘?shù)闹萌胛恢貌划?dāng)。

3.3 3D 打印技術(shù)

張強(qiáng)等［36］報(bào)道了快速成型脊柱模型（3D 打印模型）在脊柱外科的應(yīng)用，這種新技術(shù)可以使脊柱外科醫(yī)生在手術(shù)前直觀地了解脊柱三維立體畸形情況，從而有助于指導(dǎo)制定手術(shù)計(jì)劃和手術(shù)中操作。Liu等［37］報(bào)道開發(fā)了一種在嚴(yán)重和僵硬的脊柱側(cè)凸中使用3D 打印導(dǎo)航導(dǎo)板，輔助導(dǎo)航鉆孔置入椎弓根螺釘，導(dǎo)板組置入螺釘48 枚，徒手組置入螺釘104枚，準(zhǔn)確率分別為93.8%和78.8%。Pan 等［38］報(bào)道3D 打印脊柱模型在行后路固定融合術(shù)的嚴(yán)重脊柱側(cè)凸或后凸畸形患者中的應(yīng)用，表明3D 打印脊柱模型可提高嚴(yán)重脊柱畸形矯正手術(shù)的安全性和效率，減少了神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)。Ding 等［39］報(bào)道了個(gè)性化術(shù)前數(shù)字計(jì)劃和3D 打印導(dǎo)向模板治療嚴(yán)重復(fù)雜的成人脊柱畸形的臨床療效，表明該技術(shù)可用于降低螺釘放置難度和減少高位截骨手術(shù)患者的神經(jīng)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 導(dǎo)航、機(jī)器人、人工智能輔助脊柱畸形矯正術(shù)

Kaur 等［40］報(bào)道計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航（computer-assisted navigation, NAV）對青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸脊柱融合術(shù)后并發(fā)癥和再手術(shù)率的影響，與徒手方法相比，NAV 可以降低椎弓根螺釘斷裂的發(fā)生率，NAV與較低的總并發(fā)癥發(fā)生率相關(guān)。Shin 等［41］納入20項(xiàng)研究進(jìn)行分析，其中導(dǎo)航椎弓根螺釘穿孔的總風(fēng)險(xiǎn)為6%，而常規(guī)置入穿孔的風(fēng)險(xiǎn)為15%，導(dǎo)航組沒有相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，非導(dǎo)航組有3 例神經(jīng)并發(fā)癥。Ansorge 等［42］報(bào)道使用椎弓根螺釘后路脊柱融合和節(jié)段脊柱內(nèi)固定矯正青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸，機(jī)器人相對于計(jì)算機(jī)導(dǎo)航和導(dǎo)航相對于徒手技術(shù)，都具有更高的椎弓根螺釘放置精度（誤置率：0.4%～7.2%vs1.9%～11%vs1.5%～50.7%）。Akazawa 等［43］比較機(jī)器人和導(dǎo)航技術(shù)在青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸椎弓根螺釘置入中的準(zhǔn)確性，表明機(jī)器人組（1.6%）的偏離率明顯低于導(dǎo)航組（7.5%）。Kim 等［44］報(bào)道利用機(jī)器人輔助手術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)有助于脊柱畸形矯正手術(shù)，在未來可將手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和并發(fā)癥降至最低。

3.5 虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在脊柱外科領(lǐng)域，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality,AR）技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality,VR）技術(shù)的應(yīng)用方興未艾。AR 技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，為制定脊柱外科手術(shù)規(guī)劃、模擬手術(shù)入路、降低輻射劑量、提高手術(shù)成效、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以及訓(xùn)練青年骨科醫(yī)師等創(chuàng)造了有利的條件［45］。Edstr?m 等［46］介紹一種新的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的手術(shù)導(dǎo)航（augmented-reality-based surgical navigation,ARSN）系統(tǒng)的工作流程，該系統(tǒng)安裝在雜交手術(shù)室中，用于椎弓根螺釘置入過程中的解剖可視化和手術(shù)器械引導(dǎo)，降低了并發(fā)癥和翻修手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)最大限度地減少工作人員的輻射暴露。Kong 等［47］發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)徒手螺釘放置相比，AR導(dǎo)航組置釘準(zhǔn)確率為97.5%，徒手組為77.5%。Yamout 等［48］研究表明，精確的螺釘放置對于避免脊柱手術(shù)期間的血管或神經(jīng)并發(fā)癥以及最大限度的固定融合和畸形矯正至關(guān)重要。計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航、機(jī)器人引導(dǎo)脊柱外科手術(shù)和AR 外科手術(shù)導(dǎo)航是目前已開發(fā)的用于提高螺釘放置精確度的新的可行性技術(shù)。