摘要
目的：比较三种逐步使用的脊柱后融合（PSF）手术技术在青少年特发性脊柱侧凸（AIS）患者中的治疗效果，这些患者具有Lenke 1型和2型曲线。
方法：回顾性确定了2008年至2021年间接受PSF治疗的Lenke 1型和2型AIS患者三个连续队列。记录了手术技术，包括凹形棒旋转（T1）、凹形整体复位（T2）或凸形优先差异化棒轮廓技术（T3）。比较了术前、术中和术后至少2年的变量。
结果：共评估了93名Lenke 1型和2型AIS患者：30名采用T1技术，25名采用T2技术，38名采用T3技术。在人口统计学特征或术前影像学测量结果方面没有显著差异。T3组使用了更高的植入物密度和更多的后柱截骨术（PCOs）。术后，三组患者的冠状矫正指数相当。T3组在矢状面参数上有显著改善，包括最终T5-T12椎屈曲度（16.8° vs 13.3° vs 20.8°，p = 0.011）、最终T2-T12椎屈曲度（19.9° vs 18.8°，27.0°，p = 0.033）、ΔT2-T12椎屈曲度（-1.0° vs -6.7° vs 1.5°，p = 0.005）和Δ3D椎屈曲度（14.1° vs 10.5° vs 15.8°，p = 0.034）。术后T5-T12椎屈曲度的显著协变量包括术前3D椎屈曲度（p = < 0.001）和PCOs数量（p = 0.002）。在并发症、再入院或计划外再手术方面没有差异。
结论：采用最新的技术，特别是凸形优先差异化棒复位技术（T3），比传统的凹形棒旋转（T1）或凹形整体复位（T2）技术，能更好地恢复Lenke 1型和2型AIS患者的胸椎屈曲度。
引言：青少年特发性脊柱侧凸（AIS）的特点是三维（3D）脊柱 deformity。外科治疗主要集中在冠状平面矫正，这可能导致脊柱后融合（PSF）后的矢状面错位[1]。如果在PSF过程中未能恢复胸椎屈曲度（TK），可能会导致急性手术并发症，包括近端或远端节段性椎屈曲和融合失败（DJF）。尽管青少年患者可以在一段时间内补偿人为造成的矢状面不平衡，但晚期并发症包括平背综合征、椎间盘退变、颈椎屈曲和失代偿[2, 3]。已经描述了许多技术来矫正三个平面上的脊柱 deformity。20世纪80年代，全局棒旋转[4] 大幅取代了Harrington棒，成为AIS的标准治疗方法，提高了我们处理冠状和矢状面 deformity的能力[5]。整体复位技术允许椎体平移，并在三个平面上逐步矫正 deformity，后来发展为改善轴向平面矫正[6]。差异化棒轮廓技术包括对凹形棒进行超轮廓处理，以将脊椎顶端向背侧拉拽，以补偿椎体平移时预期的棒变形[7]，并对凸形棒进行低轮廓处理，以在胸腔产生向前的悬臂力[6,7,8]。最近，一些外科医生发展出凸形优先技术，其中凸形棒首先启动冠状平面的顶端中线平移，悬臂作用于右侧胸廓隆起，并设定曲线顶点的旋转平面；其次放置的超轮廓凹形棒主要负责将顶端腰椎前凸向背侧拉拽，从而改善矢状面对齐并旋转曲线顶点。
材料与方法：在获得机构审查委员会（IRB）批准后，通过电子病历（EMR）搜索诊断为胸椎区域AIS（ICD-10 M41.12）并接受PSF（CPT代码22842–22844）的患者。纳入了2008年至2021年间接受凹形棒旋转（T1）、凹形整体复位（T2）或凸形优先差异化棒复位（T3）治疗的Lenke 1型或2型AIS患者。排除标准包括非Lenke 1型或2型曲线、既往脊柱手术、同时进行的前路脊柱手术、三柱截骨术、非特发性病因、缺乏适当的影像学资料或缺乏2年随访。根据手术医生的实践模式确定 deformity 矫正类别，并通过手术报告确认。主要手术医生于2007年开始执业，在技术改进的过渡期后，T1技术从2008年1月至2012年11月实施，T2技术从2012年12月至2015年7月实施，T3技术从2015年7月至2021年7月实施。所有器械结构都使用了带有横突钩的椎弓根螺钉。
T1技术（图1A）是通过将棒轮廓调整以匹配冠状 deformity，将其固定在凹陷处的节段性椎弓根螺钉或钩子上，然后旋转棒90°以将脊柱 brought 到冠状平面的中线。T2技术（图1B）是通过将凹形棒超轮廓处理到理想的矢状对齐位置，然后在其近端和远端固定。接着使用复位装置将节段性椎弓根螺钉依次向后方和内侧平移棒，同时使用凸形顶端椎弓根螺钉进行整体椎体旋转。T3技术首先在近端固定低轮廓凸形棒，然后依次向远端移动棒，利用前向悬臂力（图1C）改善凸形肋骨隆起。这也实现了对胸椎曲线的初步顶端平移和冠状平面矫正（图1D），并设定了曲线顶点的旋转平面。然后使用冠状原位棒弯曲器（图1E）将凸形曲线顶点进一步向中线平移，并松动顶端固定螺钉以允许围绕棒旋转。接下来，将超轮廓凹形棒在胸椎凹陷处的近端和远端固定，并依次紧固复位装置以进行后方和内侧平移（图1F），同时使用凸形顶端椎弓根螺钉进行整体旋转。
统计分析：使用SAS 9.4和JMP Pro 16（均来自SAS Institute Inc., Cary, NC, USA）完成了统计分析。对于分类数据使用卡方检验，对于连续数据使用Kruskal-Wallis检验，随后进行Dwass、Steel和Critchlow-Fligner多重比较。还使用了协方差分析，以及Tukey’s HSD程序。所有检验均为双侧检验，p值<0.05被视为统计学显著。
结果：共纳入93名患者：30名采用T1技术，25名采用T2技术，38名采用T3技术（图2）。在年龄、性别、BMI（表1）或术前曲线特征（包括Cobb角、椎屈曲度和Lenke分类，表2）方面各组间没有显著差异，除了T3组的灵活性较低（p = 0.013）。
手术时间：T1组的手术时间显著长于T2组和T3组（248分钟 vs 206分钟 vs 213分钟，p < 0.001）。T1组和T2组使用的植入物密度低于T3组（1.35 vs 1.40 vs 1.50，p < 0.001）。T3组进行后柱截骨术（PCOs）的频率也高于T1组（46.2% vs 13.3%，p = 0.018）（表3）。随着技术的发展，棒材料也有所不同；T1组中96.7%（29/30）使用不锈钢（SS）棒，T2组中96.0%（24/25）使用铬钴（CC）棒，T3组中100%（38/38）使用CC棒（p < 0.001）。实践演变也反映在预估出血量（EBL）、EBL/节段、住院时间和随访时间的显著差异上，现代的T3技术更具优势（表3）。
最终影像学随访在术后平均77.5个月进行，中位数为61.8个月，范围为24至257个月。术后影像学检查显示各组在冠状平面矫正方面没有显著差异（表4）。术后矢状面有显著差异，T3组的TK恢复更好，包括T2-T12椎屈曲度更大（T3组为27.0° vs T1组为19.9°，p = 0.014或T2组为18.8°，p = 0.015），以及T5-T12椎屈曲度（T3组为20.8° vs T2组为13.3°，p = 0.020）。ΔT2-T12椎屈曲度和3D椎屈曲度在T3组也更高（表4）。
术中神经监测变化发生在T2组的2名（7.4%）患者中；然而，在适当的术中反应后，两组均未出现神经学变化。在T1组中有2名（6.7%）患者出现DJF，T2组中有1名（4.0%），T3组中没有。T1组中还有1名患者出现远端分离，通过非手术方法处理。没有遇到其他重大并发症。
多变量分析（表5和表6）显示，术前3D T5-T12椎屈曲度与术后T5-T12椎屈曲度有中等正相关性（r = 0.57，p < 0.001），PCOs与术后T5-T12椎屈曲度有弱相关性（r = 0.32，p = 0.002）。术后TK与灵活性、植入物密度、Cobb角、年龄或BMI之间没有显著相关性（表5），也与棒类型、直径或性别无关（表6）。然而，在比较T3中使用的两种凹形棒直径时，6.3毫米的棒的平均 delta T5-T12 后凸度大于5.5毫米的棒（分别为4.9°与-1.4°，p = 0.049）。表5 术后后凸度的数值协变量（完整表格）；表6 术后后凸度的分类协变量（完整表格）。调整植入物密度和后柱截骨术后后凸度差异的协方差分析也显示T3组的TK（胸椎后凸度）恢复得更好（表7）。最终T2-12段的总体后凸度在T3组（26.3°）明显高于T1组（18.6°，p = 0.033）和T2组（19.9°，p = 0.035），T5-T12段的后凸度在T3组（22.2°）也显著高于T1组（15.8°，p = 0.038）和T2组（14.7°，p = 0.016），且delta后凸度也更高（表7）。表7 调整植入物密度和后柱截骨术后后的放射学比较（完整表格）。
讨论：在本研究中，实践的发展和现代技术应用使得AIS（青少年特发性脊柱侧弯）患者的TK（胸椎后凸度）恢复得更好。本系列中最现代的技术采用了双棒差异化轮廓技术，首先放置凸形棒，并提高了植入物密度以及后柱截骨（POCs）的使用频率，这导致了最终随访时delta后凸度和T2-12段后凸度的显著增加。在本研究中，2名T1组患者（6.7%）和1名T2组患者（4.0%）发生了需要翻修的디제이프（DJI）情况，而T3组中则没有出现这种情况。随着对脊柱侧弯三维畸形理解的提高，矫正技术也得到了发展，能够同时处理各个平面。最初尝试使用Cotrel-Dubousset器械和整体棒旋转[4]来改善矢状面畸形，但常常会导致矢状面错位，并无法实现轴向矫正[13, 14]。我们的研究结果同样表明，使用整体棒旋转的T1组在冠状面上取得了满意的矫正效果，但TK恢复程度较低。
各组之间的Upasani评分在衡量术后轴向矫正方面没有统计学上的显著差异。这可能对T3组有误导作用，因为在放置凹形棒之前，我们使用原位冠状弯曲器对凸形棒进行了初步的冠状面矫正。这可能导致凸形棒出现相对的凹形弯曲，从而在使用Upasani评分系统时，相对于螺钉而言，棒的位置在放射图像上显示出不准确的旋转状态。尽管有多种不同的手术技术被用于矫正AIS的脊柱畸形，但直接比较这些技术的研究相对较少。Kadoury等人比较了Harrington器械与Cotrel-Dubousset棒旋转结合椎弓根螺钉的直接椎体旋转（DVR）技术，与我们的研究类似，发现使用DVR和现代器械在三维和其他矢状面参数上取得了显著的改善[15]。同样，Pankowski等人比较了凹形棒旋转与DVR在矫正前后的CT扫描结果，发现DVR在轴向旋转方面效果更好[13]。Mladenov等人也比较了简单棒旋转与DVR在矢状面对齐方面的效果，发现DVR导致了TK的减少[16]。Schlösser等人比较了三家不同机构的矫正技术，发现专注于矢状面矫正并伴有后内侧移位的策略会导致更多的冠状面和轴向畸形[17]。
从生物力学的角度来看，T1、T2和T3组在棒的操作方式上的差异解释了后凸度矫正的差异：在T1组中，棒被塑形为术前曲线并旋转90°以使脊柱中线对齐。虽然这种方法对冠状面矫正有效，但会使得棒变平并减少TK，因为主要作用力集中在棒轴上，顶部的后牵拉力有限。在T2组中，首先放置一个高度轮廓化的凹形棒，然后进行逐步的后内侧移位，相比T1组更能保持矢状面的完整性，但由于凸形棒接触面积有限，后凸度改善幅度仍然较小。相比之下，T3组依次使用两种棒，先使用低轮廓化的凸形棒进行顶点移位和旋转，然后使用高度轮廓化的凹形棒施加向后的力来恢复后凸度并围绕凸形棒轴进行旋转，以实现三维对齐。这种双棒方法减少了棒的变形程度，降低了骨-螺钉间的应力，并改善了矢状面的平衡[18]。总的来说，这些机制解释了T3组在T5–T12段、T2–T12段以及delta后凸度上的显著改善，突显了从单棒旋转（T1组）到双棒移位和轮廓化（T3组）技术的进步，后者实现了更好的三维矫正效果。
Pillot等人最近的计算工作为T3技术的机制提供了强有力的生物力学支持，该技术能够优化顶点移位和旋转[18]。通过使用特定患者的数据进行多体模拟，他们发现使用凸形棒开始矫正可以在初始移位和定位阶段减少骨-螺钉间的应力，同时保持与传统的凹形棒先放置序列相当的三维畸形矫正效果。从力学角度讲，从凸形棒开始可以生成向前的悬臂力，将顶点移向中线，在凹形棒插入之前建立旋转平面。随后插入的高度轮廓化的凹形棒进一步加强了轴向旋转和矢状面对齐。这些发现为T3技术实现的更好矫正效果和减少的植入物应力提供了生物学依据。
许多混杂因素可能影响手术结果，而这些因素在多变量分析中无法完全考虑。在本研究中，棒的材料和直径并未成为术后TK的显著协变量[18]。这与先前的研究结果不同，后者表明更硬的植入物结构在畸形矫正过程中具有更小的塑性变形和“扁平化”，从而实现了更好的矫正效果[19,20,21]。这可能是由于各组之间存在混杂变量。值得注意的是，尽管T3组使用的CC棒相对较T1组的SS棒硬度更低，但其后凸度恢复效果仍然更好，尤其是使用6.3毫米棒的T3组患者。这进一步证明了专注于矢状面的现代技术的有效性。随着手术医生技能的不断提高，手术时间可能缩短，尽管后柱截骨（POCs）的使用频率增加，但手术并发症（EBL）却降低了。在本研究期间，人们越来越重视恢复TK和整体矢状面对齐。此外，我们的结果还显示POCs是术后T5-T12段后凸度恢复的重要协变量，而植入物密度则没有显著影响。使用T3矫正技术的组每例手术额外使用了1个锚点和1个POC；虽然不确定这些差异在临床上的实际意义，但它们可能对后凸度的改善起到了作用。文献中关于这些因素对畸形矫正影响的观点存在争议。虽然一些先前的研究表明更高的植入物密度[22]和POCs[23]对三维畸形没有影响，但也有其他研究显示它们具有更大的影响[21, 24, 25]。为了进一步区分植入物密度和POCs的贡献，我们调整了植入物密度和POCs的影响后，对三种技术进行了协方差分析，结果发现T3组的TK恢复得更好，delta后凸度也更优。
不过，这项研究的局限性在于其回顾性设计和相对较小的样本规模。患者报告的结局评分数据不可用。由于缺乏三维成像，我们无法准确测量术后轴向矫正情况；虽然现在可以使用立体放射摄影和SterEOS软件（EOS Imaging，法国巴黎）来测量近期患者的轴向旋转角度，但该技术无法应用于早期患者，因此无法进行比较。另一个局限性是缺乏术后即刻的测量数据，尽管先前的研究表明放射学参数在术后即刻、2年和后续时间点之间基本稳定[26,27,28]。长期随访（>5年）可以评估T3技术对邻近节段退化的长期影响。虽然单中心研究可能限制结果的普遍性，但单一机构可能减少了潜在的混杂变量。鉴于这些因素，我们的结果无法确定手术技术与时后凸度恢复之间的因果关系。
与传统的全局凹形棒旋转或凸形棒移位技术不同，后者虽然能实现出色的冠状面矫正，但会导致医源性后凸度增加，而现代技术通过先放置凸形棒并进行差异化轮廓化和旋转，结合使用稍硬的植入物结构、更多的后柱截骨和非圆形高强度棒，并结合实践的发展，实现了更好的TK恢复，并使矢状面参数恢复正常，适用于Lenke 1型和2型AIS的治疗。
打赏
