骶骨的解剖與選擇o’brian

1腰脊段固定的假關(guān)節(jié)脊柱和脊柱的整合一直是脊柱手術(shù)的一個挑戰(zhàn)領(lǐng)域。局部復(fù)雜的解剖,獨(dú)特的生物力學(xué)特性以及骶椎較差的骨質(zhì)質(zhì)量都是腰骶段脊柱難以融合的原因。腰骶段固定易出現(xiàn)假關(guān)節(jié)的并發(fā)癥。文獻(xiàn)報道使用Harrington器械假關(guān)節(jié)率接近39%,失去脊柱前凸超過49%。在現(xiàn)代長節(jié)段固定中因?yàn)槌C正丟失和內(nèi)置物失敗而導(dǎo)致假關(guān)節(jié)發(fā)生也較為常見。最近的臨床資料顯示約7~14%的使用堅強(qiáng)固定的病人發(fā)生假關(guān)節(jié)。因此,在任何時候作跨腰骶關(guān)節(jié)的脊柱重建選擇長節(jié)段或短節(jié)段固定都需要慎重考慮。2重要的腰骨固定概念2.1遠(yuǎn)端螺釘固定O’Brien最近通過功能解剖學(xué)對骶椎進(jìn)行分類,把骶椎和骨盆分為三個區(qū)域:區(qū)域1由骶1椎體和骶骨翼頭側(cè)邊緣組成;區(qū)域2由骶骨翼下方的邊緣,骶2椎體到尾骨之間的區(qū)域組成;區(qū)域3由兩側(cè)髂骨組成。使用這種分類,骶骨被分為3個不同的與植入物固定相關(guān)的解剖區(qū)域。區(qū)域1長節(jié)段器械,S1螺釘大部分在松質(zhì)骨內(nèi)而單獨(dú)的區(qū)域1固定有可能是不夠的,應(yīng)經(jīng)兩面皮質(zhì)骨固定。在L5-S1增加椎間植入物改善了通過提供前柱承擔(dān)負(fù)荷的S1螺釘?shù)纳锪W(xué)特性并增加了整個器械的穩(wěn)定性。區(qū)域2固定包括一些遠(yuǎn)端骶椎固定:骶骨內(nèi)柱,有小孔的牽引鉤,帶翼的螺釘或線纜。在區(qū)域3從髂骨內(nèi)固定是最引人注目的改善。盡管長度130~140mm,直徑6~8mm的螺釘能安全的安放,但常規(guī)使用的髂骨螺釘為長度90mm、直徑7.5mm。脊柱骨盆固定分區(qū)為改善固定遠(yuǎn)端提供了指導(dǎo)。但是仍然沒有解決什么時候固定和選擇什么固定方式的問題。雖然如此,當(dāng)更好的生物力學(xué)解決方案出現(xiàn)前,熟悉這種分類將有助選擇更好的固定方法。2.2長節(jié)段器械的選擇絕大多數(shù)作者認(rèn)為任何器械只要從T12或L1到L5或S1就是長節(jié)段。最近,Kuklo等非常明確的提出包括3個或更多節(jié)段的器械就是一個長節(jié)段的融合。因此,任何器械通過L5-S1椎間盤從L3或更高的位置應(yīng)該被考慮為長節(jié)段器械,并應(yīng)該保持適當(dāng)?shù)木枞ケＷo(hù)遠(yuǎn)端的植入物。長節(jié)段器械可以在遠(yuǎn)端固定點(diǎn)上增加更高的應(yīng)力。尤其當(dāng)進(jìn)行復(fù)位或畸形矯正時,這些植入物比短節(jié)段器械有更高的并發(fā)癥率。3脊柱固定相關(guān)基礎(chǔ)研究3.1程序上的文化轉(zhuǎn)變骶椎作為連接兩個半骨盆的組織,由5塊融合的椎體組成且橫突融合成一塊厚的連續(xù)的側(cè)塊。它的前后徑在女性中迅速地從S1的47mm減少到S2的28mm,而在男性中從50mm減少到31mm。骶椎絕大部分是網(wǎng)狀的骨質(zhì)結(jié)構(gòu),但是在骶骨翼特別是骶骨岬骨質(zhì)密度是有所增強(qiáng)的。因此,椎弓根螺釘指向中線最好。骶髂關(guān)節(jié)是中軸骨中最大的關(guān)節(jié),它的功能是把中軸骨的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到每個半骨盆。腰骶段脊柱有髂內(nèi)動脈和靜脈,骶正中動脈和靜脈,交感神經(jīng)干,腰骶干和乙狀結(jié)腸等重要結(jié)構(gòu),所有的這些結(jié)構(gòu)都緊鄰骶椎走行,可能在做融合時被器械損傷。3.2駱駝固定生物力學(xué)3.2.1cage加路由鋼板螺釘系統(tǒng)腰骶段短節(jié)段融合手術(shù)逐漸增加,已經(jīng)用于重度的腰椎滑脫癥并取得了較好的療效。Mark等在新鮮尸體不穩(wěn)定的腰5骶1節(jié)段上對單獨(dú)的CAGE、CAGE加前路鋼板螺釘系統(tǒng)和CAGE加后路椎弓根釘棒系統(tǒng)固定進(jìn)行生物力學(xué)比較,認(rèn)為CAGE加前路鋼板螺釘系統(tǒng)和CAGE加后路椎弓根釘棒系統(tǒng)與單獨(dú)的CAGE相比明顯減少了節(jié)段的運(yùn)動范圍增加了穩(wěn)定性,而CAGE加前路鋼板螺釘系統(tǒng)與CAGE加后路椎弓根釘棒系統(tǒng)相比在屈伸,軸向旋轉(zhuǎn)和前后方向的剪切力上無明顯不同,后者在側(cè)彎時更穩(wěn)定。在臨床,可以兩種方法聯(lián)合用使L5-S1節(jié)段得到堅強(qiáng)的固定。Aftab等介紹了一種新的前路短節(jié)段固定方法(ALIF-APS)。在腰骶段行前路融合后,在L5-S1前向后行椎弓根螺釘固定,并與前路融合后路椎弓根螺釘固定方法(ALIF-PPS)通過尸體進(jìn)行生物力學(xué)測試比較。兩者在生物力學(xué)穩(wěn)定性上無明顯差異,而且前路固定較后路有潛在的優(yōu)點(diǎn)。(1)減少了患者康復(fù)的步驟,(2)整個手術(shù)的切口數(shù)量和手術(shù)時間最小,(3)防止椎體間移植物或CAGE脫位。但該方法還沒有臨床應(yīng)用的資料,需要進(jìn)一步的研究。3.2.2固定時的選擇Stovall等認(rèn)為在通過腰骶關(guān)節(jié)的長節(jié)段融合時聯(lián)合使用骶1螺釘和骶骨鉤固定明顯改善器械的穩(wěn)定性,減少了骶1螺釘?shù)膽?yīng)力。Lebwohl等比較了在S1螺釘固定分別在骶骨區(qū)域2增強(qiáng)固定或用髂骨螺釘固定的效應(yīng)。認(rèn)為相對于把固定系統(tǒng)止于S1而言,所有增強(qiáng)固定的方式都顯著減少了S1螺釘?shù)膽?yīng)力。髂骨螺釘固定承受了最大程度的固定系統(tǒng)的應(yīng)力而保護(hù)了S1螺釘。推薦對于高風(fēng)險的病人應(yīng)在骶骨加用髂骨螺釘。Kostuik等和Cunningham等也提出當(dāng)使用長節(jié)段固定并通過腰骶關(guān)節(jié)的時候單獨(dú)的S1螺釘固定是不夠的。當(dāng)固定到達(dá)或超過L3時在彎曲或過伸負(fù)荷下S1螺釘應(yīng)力明顯增加。在4個節(jié)段固定時只有增加髂骨螺釘才能明顯減少骶骨螺釘?shù)膽?yīng)力。臨床的研究也已經(jīng)支持這種生物力學(xué)發(fā)現(xiàn),報道了在更多的堅強(qiáng)固定和增強(qiáng)固定系統(tǒng)中融合率增加。Emami觀察到使用Luque-Galveston固定系統(tǒng)與前路植骨骶骨髂骨螺釘固定系統(tǒng)相比假關(guān)節(jié)率從36%降至6~14%。然而,這個研究的結(jié)果也指出并不是每一個長節(jié)段的固定都需要髂骨螺釘固定,仔細(xì)選擇病例并增加L5-S1前路椎體間融合同樣可以得到成功的融合。Edwards等報道當(dāng)長節(jié)段融合止于L5時有較高的再手術(shù)率。在進(jìn)展的退變病人他的數(shù)據(jù)已經(jīng)顯示出一種較差結(jié)果的趨勢,但是并沒有得出確定的結(jié)論。與那些要求固定在骶椎的病人相比,決定哪一種病人的固定止于L5這似乎是最重要的?；謴?fù)前后方向的平衡并不能保護(hù)鄰近的椎間盤不退變。因此,對于在手術(shù)前和/或手術(shù)L5-S1退變的病人出現(xiàn)前后方向的失代償,固定包括L5-S1。在一些病例中,椎間融合和遠(yuǎn)端四點(diǎn)固定對病人的效果最好,它包括區(qū)域1的兩側(cè)的三面皮質(zhì)骶骨螺釘固定和區(qū)域3補(bǔ)充的髂骨螺釘固定。3.3對長節(jié)段假關(guān)節(jié)融合的作用了解一個病人的生物力學(xué)上的需要只是決定一個適當(dāng)?shù)耐饪剖中g(shù)技術(shù)的一個方面。病人的治療生物學(xué)相當(dāng)重要,因此,當(dāng)推斷一個椎間融合的必要性時要考慮固定節(jié)段的長度、前柱支撐、髂骨螺釘?shù)让恳粋€因素。盡管髂骨螺釘能提供顯著的固定系統(tǒng)穩(wěn)定和可以免去在L5-S1增加前柱支撐生物力學(xué)上的需要,但在這個節(jié)段假關(guān)節(jié)的發(fā)生率仍較高,因此在一些長節(jié)段固定中應(yīng)增加椎間融合。TLIF,PLIF和ALIF這些方法并不是和提供生物學(xué)需要的融合一樣重要。在使用椎間融合后,長節(jié)段固定后的假關(guān)節(jié)融合率在L5-S1可達(dá)到98%。因此,這顯示在L5-S1長節(jié)段固定增加前路椎體間融合是必需的。4腰椎側(cè)凸、骨折傾斜腰骶段脊柱融合的適應(yīng)癥包括腰骶段脊柱不穩(wěn),脊椎前移,椎板切除后綜合征,復(fù)發(fā)的椎間盤突出,椎間盤退變,脊柱側(cè)凸,與以前融合區(qū)相鄰的椎管狹窄,假關(guān)節(jié),翻修手術(shù),骨盆傾斜導(dǎo)致的不平衡,腫瘤,外傷和感染。在L5-S1使用長節(jié)段固定系統(tǒng)融合的指征包括:在L5-S1進(jìn)行減壓,神經(jīng)孔擴(kuò)大,進(jìn)展的L5-S1椎間盤退變,L5旋轉(zhuǎn)的半脫位,椎板切除術(shù)后或其它的后柱缺失,固定的前后方向的脊柱不平衡,脊椎前移和骨質(zhì)疏松癥。5脊柱內(nèi)固定技術(shù)5.1經(jīng)腰椎螺釘固定與其它的椎弓根相比S1的椎弓根較寬大,從后方經(jīng)骶骨椎弓根到骶骨岬方向女性的平均長度是46.9±3.3mm,男性是49.7±3.7mm。然而,這個區(qū)域的骨量較少。螺釘能通過一面、兩面或三面皮質(zhì)骨安放。典型的骶骨螺釘是經(jīng)兩面皮質(zhì)骨向骶骨岬會聚,這種方法在生物力學(xué)上優(yōu)于經(jīng)一面皮質(zhì)骨的S1椎弓根螺釘。但是,利用S1終板向骶骨前皮質(zhì)會聚這種技術(shù),被稱為“三面皮質(zhì)骨”固定,這種技術(shù)負(fù)擔(dān)99%的來自經(jīng)兩面皮S1螺釘?shù)膬?nèi)置物轉(zhuǎn)力矩,并且適用于幾乎所有的病例。Keith等在新鮮尸體標(biāo)本上比較了在L5-S1經(jīng)兩面皮質(zhì)骨固定和經(jīng)兩面皮質(zhì)骨螺釘穿過S1終板固定的生物力學(xué),認(rèn)為后者在插入轉(zhuǎn)力矩和拉力上都較高,可以在手術(shù)中當(dāng)S1椎弓根螺釘松弛時使用這種方法。肌肉強(qiáng)壯的男性病人可能有些困難,而對一個非常小的骨盆,需要作髂后上棘的部分切除。另一種S1螺釘技術(shù)是經(jīng)椎間盤從骶骨進(jìn)入L5椎體的前下份。Minamide等生物力學(xué)發(fā)現(xiàn)這種固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性與經(jīng)兩面皮質(zhì)骨骶骨螺釘相比增加60~80%并與椎間融合相等,與三面皮質(zhì)骨螺釘技術(shù)比較內(nèi)置物轉(zhuǎn)力矩改善超過35%,拉出力減少48%,支架拉力增加61%。盡管經(jīng)過這個水平的應(yīng)力仍高,但并沒有失敗的報道。明顯如果使用椎間融合,椎間CAGE或植入物將妨礙螺釘?shù)奈恢檬菇?jīng)椎間盤螺釘技術(shù)受到限制。經(jīng)椎間盤螺釘技術(shù)可用于有足夠用于融合的后路骨量,一個狹窄的椎間隙和要維護(hù)節(jié)段脊柱前凸的病人。對存在一些脊椎前移并需要暴露L5更多前椎體固定的時候尤其是可行的。5.2s1螺釘強(qiáng)度盡管聯(lián)合S1和S2椎弓根螺釘比單獨(dú)的S1螺釘更堅強(qiáng),但對整個腰骶椎固定器械S2椎弓根螺釘并沒有增加很多的強(qiáng)度。因此,在腰骶段抗彎曲的整個生物力學(xué)強(qiáng)度中S2螺釘僅能增加一點(diǎn)點(diǎn)強(qiáng)度。與其它骶骨螺釘相比,朝向中間的S2螺釘有最差的拉出力而朝向側(cè)面45°方向進(jìn)入骶骨翼并在S1椎弓根中間的螺釘是最堅強(qiáng)的。5.3偏角和84mm的獄骶骨翼螺釘安放在骶骨側(cè)方的皮質(zhì)骨并向側(cè)面30°~45°方向,螺釘長度平均38mm并且有30°側(cè)偏角和44mm及45°側(cè)偏角。它有一個狹窄而安全的區(qū)域,避開了腰骶干,髂內(nèi)靜脈和骶髂關(guān)節(jié)面。側(cè)面45°方向的骶骨翼螺釘有最高的拉出力,但是中間方向的螺釘較堅強(qiáng)。綜上所述,其主要的缺點(diǎn)是可能損傷前面關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)和骶髂關(guān)節(jié)。當(dāng)這些螺釘被用在骶骨長節(jié)段融合時有較差的臨床結(jié)果和高的假關(guān)節(jié)率。5.4標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)方式的選擇Ray等用帶螺紋的鈦CAGE行腰椎間融合,平均隨訪32個月,96%的患者已經(jīng)融合,80%的患者臨床癥狀明顯改善,認(rèn)為這種方法融合率高,臨床效果好,并發(fā)癥少。Paul等對52例腰椎間盤退變的患者作一個或兩個椎間盤融合加后路經(jīng)椎板螺釘固定術(shù),經(jīng)4年的隨訪認(rèn)為用SynCage椎間融合和后路固定是一種安全而有效的方法,椎間隙高度明顯矯正,脊柱前凸恢復(fù)正常,VAS評分明顯優(yōu)于術(shù)前。腹腔鏡下經(jīng)腹膜后入路L4-5和L5-S1前路腰椎間融合已成為標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)方式。Thomas等對1995~1998年行腰骶段前路腹腔鏡椎間融合術(shù)或開放手術(shù)椎間融合術(shù)的50例病人進(jìn)行比較,認(rèn)為在L4-5、L5-S1節(jié)段兩種手術(shù)在手術(shù)時間,術(shù)中出血,住院時間上無明顯差別,但L4-5節(jié)段在手術(shù)并發(fā)癥上腹腔鏡組明顯高于開放手術(shù)組(20%對4%),而且腹腔鏡組在暴露范圍上明顯小于開放手術(shù)組,前者只能放一枚CAGE,而后者可以放兩枚。即使作為一種單獨(dú)的前路操作適當(dāng)?shù)氖褂肅AGE融合可以使上面的節(jié)段保持穩(wěn)定并且可能獲得滿意的結(jié)果。同種異體骨移植缺乏同樣的生物力學(xué)性質(zhì)并需要額外的后路固定。經(jīng)椎板小關(guān)節(jié)螺釘作為一種增強(qiáng)ALIF的微創(chuàng)固定方式在體外的研究帶來了希望,然而,當(dāng)一起使用同種異體移植和自體移植時這些結(jié)果并沒有顯示支持臨床。在L5-S1單節(jié)段360°固定手術(shù)治療的病理學(xué)中,假關(guān)節(jié)率為13%是令人難以接受的,有的后路固定融合手術(shù)是成功的,PLIF和TLIF融合率接近99%。對于有神經(jīng)受壓,椎間盤突出,或椎管狹窄,后路也許更適合這種病理改變。就目前的技術(shù)而言當(dāng)不需要減壓的時候,使用單獨(dú)的ALIF并用穩(wěn)定的或帶螺紋CAGE有良好的療效,但這也許不久會被保留運(yùn)動功能椎間盤置換取代。當(dāng)腰背痛伴發(fā)神經(jīng)受壓選擇后路手術(shù)包括PLIF和TLIF是恰當(dāng)?shù)?對于癥狀改善和維持矯正畸形方面效果良好。5.5新型豬的生物力學(xué)Galveston髂骨棒器械內(nèi)在的一些問題已經(jīng)被更好的現(xiàn)代髂骨螺釘固定技術(shù)解決。這種技術(shù)允許在腰椎使用全螺紋或部分螺紋的髂骨螺釘或桿與縱向桿器械相連。這個系統(tǒng)具有整體的優(yōu)越性并更容易安置,而且能提供極好的固定。螺釘方向應(yīng)該從髂后上棘指向髂骨棘前下方,最好透視引導(dǎo)下操作。螺釘釘?shù)牢恢猛ㄟ^骨盆坐骨大切跡區(qū)域。Cunningham等為比較髂骨固定脊柱腰骶椎的前柱支撐的價值研究了豬的生物力學(xué)。檢測了四種不同的器械:L5-S1椎弓根螺釘,L5-S1椎弓根螺釘和椎間CAGES,L5-S1椎弓根和髂骨螺釘,L5-S1椎弓根和髂骨螺釘以及椎間CAGES。作者發(fā)現(xiàn)髂骨螺釘明顯減少了腰骶段活動,特別是中軸骨的旋轉(zhuǎn),屈伸和側(cè)彎。Timothy等對81例腰椎重度滑脫的患者在腰5骶1使用骶1螺釘加髂骨螺釘長節(jié)段融合后超過2年的隨訪,融合率為95.1%。認(rèn)為雙側(cè)髂骨螺釘加骶1螺釘對腰骶段融合能提供良好的遠(yuǎn)端固定。Kuniyoshi等研究了67例使用兩側(cè)S1螺釘和髂骨螺釘固定融合腰骶段隨訪最少5年的病人的臨床和放射學(xué)結(jié)果,認(rèn)為在中度和重度脊柱滑脫固定中,髂骨螺釘對S1螺釘有很好的保護(hù)作用,沒有出現(xiàn)骶骨螺釘斷裂、拉出或松弛。另一種髂骨固定的選擇是骶骨棒,這種技術(shù)包含一個橫桿或連接器,穿過厚的髂后上棘的連接桿能被用來連接這種橫的