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原作者：Alice S. Ha1 目的------本文的目的是审查更常用于腰椎的硬件的适应症和材料和设计; 讨论每种类型的硬件的替代方案; 审查术后正常的影像表现; 描述不同成像模式对术后评价的适宜性; 并显示硬件并发症的示例。 结论-------腰椎与椎间盘置换，人工韧带，棘突牵引装置，板 - 杆系统，动态后融合装置和更新类型的材料结合的稳定和融合在当代外科实践中越来越常见。这些脊柱硬件装置将在放射学实践中更常见。 成功的术后放射学评价这种脊柱硬件必须了解基本的硬件设计，生理目标，正常的术后成像外观和独特的并发症。 放射科医生可能对在腰椎中使用的新型和改进类型的硬件几乎没有培训和经验。 腰椎融合和仪器 由于退行性变化引起的腰椎管狭窄是65岁以上成年人脊柱融合手术的最快增长原因[1]。 该程序包括双侧部分椎板切除术，然后进行椎间盘切除术。 如在颈椎中，融合包括通过使用稳定硬件将移植物材料和椎间间隔物放置在椎间盘空间中。 间隔物的位置可以在具有两至三个不透射线标记物的放射照片上评估。 标记应距后部椎体边缘不小于2 mm，以防止突出到椎管内[2]（图1）。后路提供支持，直到骨融合发生。 后椎弓根螺钉不应延伸超过椎体的前边缘或外侧或内侧到椎弓根[2]。 金属或射线可透的杆或板可以连接椎弓根螺钉。 Aspen装置（Lanx）是椎弓根螺钉的侵入性较小的替代方案，其需要很少或不需要骨去除，并且具有高达94％的融合速率[3,4]（图2）。 它表明后面的稳定与层间融合; 前，经椎间和后外侧椎间融合和修正程序。 该装置由两个锁定金属板组成，这两个金属板放置在棘突的侧面，并通过尖钉连接到棘突中[3,4]。 将骨移植材料放置在板的射线可透射孔中。 图 1A、B -48岁男性与椎体垫片迁移。腰椎正侧位X线照片显示向左和向后错位的体内融合装置（箭头），压缩神经孔和中央管。 不透射线标记通常应在椎体后缘至少2mm前。 还存在椎间牵引装置。 图 1C -48岁男性与椎体垫片迁移。骨窗中的矢状CT图像显示体间装置的后迁移的程度（箭头）。 图 2A、B-67岁的男性用Aspen装置治疗。腰椎正侧位射线照片显示Aspen装置（Lanx）。 两个锁定金属板位于棘突的两侧（箭头B），并通过尖钉（箭头，A）连接到棘突。 骨移植材料是存在于板的透亮孔。 图 2C-67岁的男性用Aspen装置治疗。骨窗中的冠状CT图像显示棘突的每一侧上的板和连接的钉。 尽管融合率和临床成功率高，但与硬脑膜暴露（related to dural exposure）和管道破裂（canal disruptio）相关的并发症仍然是后路融合的问题。 因此，存在针对较低并发症率设计的微创手术的趋势。 例如，极端横向椎体间融合（XLIF，NuVasive）用于从远侧方向接近椎间盘空间，因此没有腹膜破裂或动员[5,6]。 椎间盘切除术用完整的后环进行。 具有骨移植物的笼或斜坡被放置在磁盘空间中。 植入物具有特征性的长矩形形状，设计成使表面积最大化（图3）。 使用这种途径的潜在并发症包括大腿感觉异常或感觉迟钝，下沉和硬件故障或迁移[5-7]。 图 3A -56岁的男子极外侧植骨融合（XLIF设备，NuVasive）治疗。前后放射照片（A）和腰椎骨算法（B）中的轴向CT图像显示L3-L4处的XLIF装置， 植入物具有长的矩形形状。 XLIF和其他微创技术也用于治疗脊柱侧凸[8]。 为症状曲率大于45°的患者提供手术治疗。 传统上，手术涉及通过内部固定与Harrington棒的融合。 虽然这些程序改善脊柱排列和功能，融合延伸到腰椎与背部退缩综合征高度相关[9]（图4）。 这种综合征，其特征在于疼痛和正常腰椎前凸的丧失，与更现代的节段性脊柱融合技术（例如XLIF装置）相比较不常见。 图 4A、B -50岁妇女背痛，青少年经历特发性脊柱侧凸的手术矫正。A，在13个月的支撑治疗后进行胸腰椎与Harrington杆融合（右侧压缩和左侧分离）的前额（A）和外侧（B）射线照片显示失败。 增加的腰椎侧凸脊柱侧凸和脊柱后凸与L4-L5和L5-S1的椎间孔狭窄（平背综合征）。
图 4C -50岁妇女背痛，青少年经历特发性脊柱侧凸的手术矫正。C，正面放射照片显示矫正手术后的外观。 如果疼痛是盘性的，并且不需要后部减压，则主要使用前外科手术[2]。为腰椎开发了一种前部低调的装置，以防止正常肌肉活动的中断，以最小的手术发病率插入，并且对邻近的神经和血管结构造成很小的损伤风险[10]。 该装置由不向椎体端板前方延伸的射线可透射板组成。 其通过两个锁定螺钉锚固在盘空间中的聚醚醚酮植入物中（图5A）。 然而，笼中的聚醚醚酮或移植材料可引起异物反应，伴有骨溶解，软组织块和松动的成像结果（图5B）。
图 5A、B -49岁男性低度前路融合治疗。A，L5-S1处的骨窗（B）中的侧向放射照片（A）和矢状CT图像在初始手术后18个月显示用于前体间融合的零轮廓系统。 骨溶解（箭头）存在于前边缘和S1螺钉周围。 穿过椎间融合的硬件和不愈合的松动是明显的。 动态稳定后路 为响应硬件相关的并发症和后路融合看到相邻节段退变的高风险，引入了动态稳定后。 动态稳定的目的是在整个腰椎节段分布压力，降低相邻节段变性的风险[11]。 Dynesys装置（Zimmer）是这些后部动态稳定系统中最广泛使用的。 Dynesys装置是一种半刚性的人工韧带系统，由钛合金椎弓根螺钉和聚酯聚氨酯隔离物连接的聚酯帘线组成，放置在张力下[2,12]（图6）。 报道的并发症包括不正确的螺钉放置，螺钉松动和感染[12]。
图 6A -70岁的男子与动态稳定系统治疗。A，腰椎前后（A）和外侧（B）射线照片显示在L3-L4的Dynesys（Zimmer）杆和螺钉系统，两个钛合金椎弓根螺钉通过聚酯绳捆绑的非射线圆柱形聚碳酸酯聚氨酯间隔物连接。 另一种动态后稳定产品是Graf人工韧带系统，非弹性聚酯韧带围绕椎弓根螺钉环绕并置于张力下以防止旋转，同时允许一些屈曲[13]（图7）。 然而，放置过大的张力增加了椎间孔缩窄，神经根碰撞和肥大的风险[2]。
图 7 - 绘制显示Graf动态稳定。 非弹性聚酯韧带（黄色）环绕椎弓根螺钉（红色）。 Stabilimax NZ系统（Applied Spine Technologies）是一种金属后部动态稳定装置，其与双弹簧机构（Sengupta D，在脊柱关节成形术社会的2005年全球研讨会上提出）一起工作。 Stabilimax NZ装置由通过平行杆连接的固定的钛后椎弓根螺钉组成（图8）。 杆具有由弹簧围绕的球窝接头，允许有限的运动。 正在进行临床试验以比较Stabilimax NZ稳定与非动力学融合。 体外研究已经表明动态稳定能够在矢状面和额面有效地减压脊柱水平，同时允许良好的正常旋转，但不是扭转[14]。
图 8A-39岁妇女用动态后部稳定治疗。A，矢状（A）和冠状（B）的腰椎CT图像显示Stabilimax NZ（应用脊椎技术）动态后稳定硬件。 平行杆连接固定的钛后椎弓根螺钉。 杆具有由弹簧围绕的球窝关节，允许有限的运动。 腰椎间盘置换 腰椎间盘置换旨在降低腰椎融合发生的相邻节段变性的风险，同时控制退行性椎间盘疾病的症状。 几种装置可用于腰椎。 总椎间盘置换发现具有类似于腰椎融合的临床结果，没有较高的并发症发生率[15,16]。 用于腰椎的ProDisc-L装置（Synthes）是具有金属端板的球窝机构，其中金属端板利用龙骨嵌入骨中（图9）。 聚乙烯嵌体连接到下端板，使得器件半限制[17]。 腰椎设计与颈椎设计的不同之处仅在于在龙骨每侧的横向上存在钉，以增强稳定性[17]（图9）。 Maverick（Medtronic）（图10）和Kineflex（SpinalMotion）设备是金属对金属的球窝半导体设计，龙骨嵌入端板[17]。 Charité装置（Depuy Spine）是一种不受约束的装置，由钴铬端板和未固定在端板上的聚乙烯嵌件组成[17]（图11）。 嵌体通过压缩力保持在适当位置。 围绕嵌体的线使得能够定位。 沿着端板存在三个小的稳定性尖峰。
图 9A、B-44岁妇女用腰椎间盘置换术治疗。A，腰椎的横向（A）和前后（B）射线照片显示在L4-L5的ProDisc-L装置（Synthes）。 装置由附接到下端板的射线可透聚乙烯嵌体组成。 龙骨（白色箭头）将金属端板嵌入骨中，并且龙骨每侧的侧面上的钉（黑色箭头）增强了稳定性。
图 10-52岁的男性用腰椎间盘置换术治疗。 在骨算法中腰椎的矢状CT骨髓图显示在L5-S1处的Maverick（Medtronic）椎间盘置换。 龙骨将金属端板嵌入骨中。 没有聚乙烯嵌体，因此这是金属对金属的设计。
图 11A、B、C-45岁妇女用腰椎间盘置换术治疗。A，横向（A）和前后（B）X线照片和骨窗口中的矢状CT图像（C）显示在L4-L5的CharitéDePuy脊椎盘置换。 在这种不受约束的设计中，用丝线（箭头A）标记的射线可透的聚乙烯仅通过压缩力保持就位。 沿上下端板存在三个小的稳定性尖峰（箭头B）。 报道的腰椎总椎间盘置换的并发症包括沉降，邻近椎间盘退变，小关节变性，迁移，Charité金属丝断裂，磨损，严重骨质溶解，巨噬细胞相关颗粒病[18]，骨质疏松性椎体骨折和半脱位 聚乙烯芯[18]。 金属磨损是金属对金属设计的顾虑。 在接受Maverick椎间盘置换的10例患者的血清中发现了钴和铬离子的系统释放[19,20]。 所有的总椎间盘置换需要通过腹膜后或腹膜后方法进行植入的前部进入。 与此相关的并发症包括对邻近结构和感染的损害，并发生在约1-12％的病例中[21]。 椎间牵引装置（Lumbar Interspinous Distraction Devices） 椎间牵引装置的指征是与脊柱狭窄相关的位置依赖性间歇性跛行[5]（Sengupta D，2005 Spine Arthroplasty Society symposium）。 这些装置的原理是屈曲通常通过减少硬膜外压力，增加孔和中心管的横截面面积和减少神经根压力来缓解症状。 因此，这些牵引装置模仿弯曲位置。 研究表明，椎间盘间牵引患者的指数手术并发症较少，但随访时手术修复率较高[22]。 临床上使用四种主要类型的椎间牵引装置。 X-Stop装置（Medtronic）包括两个金属平行的侧翼，其通过置于相邻棘突之间的钛或聚醚醚酮间隔物（图12）连接，以保持腰脊柱弯曲。 翼防止装置的横向迁移。 使用X-Stop装置的治疗比全椎间盘置换或融合侵入更少，因为纵向韧带保持完好，该程序可以用局部麻醉进行，并且该装置不排除使用其他装置和治疗[2,23] 。 潜在的并发症包括位移，骨折（图13），相邻节段退化和相邻骨的侵蚀[24]。
图12A、B-66岁的男性用椎间牵引治疗。A，腰椎前后（A）和外侧（B）X线片显示X-Stop（Medtronic）椎间牵引装置。 两个平行的翼（箭头A）通过钛间隔件连接，使患者处于轻微的屈曲。 翅膀防止装置的横向迁移。
图13-55岁的男性，伴有椎间分离的并发症。 腰椎的侧位X线片显示与X-Stop Medtronic装置相邻的L5棘突的断裂（箭头）。 Wallis装置（Zimmer）由一块聚醚醚酮组成，保持在一个位置，扁平的涤纶带环绕着棘突[2]。 在射线照片上，在间隔件中看到两个金属针，两个金属带固定带（图14）。 研究表明，相邻节段变性的发生率低至4.1％[25]。
图14A、B-64岁的男性用椎间牵引治疗。A，腰椎前后（A）和外侧（B）射线照片显示在L4-L5水平的Wallis装置（Zimmer）。 用两个金属针（白色箭头B）标识的射线可透过的块的块被保持在适当位置，扁平的涤纶带围绕棘突包裹。 两个金属绑带（黑色箭头，B）安全带。 Coflex装置（Paradigm Spine）是U形钛植入物，其具有卷曲到棘突上的垂直翼缘，以将其保持在适当位置（图15A）。 它是一种更具侵入性的植入，因为椎间和上棘韧带都被切除[2,23]。 使用Coflex装置的适应症是卸载小关节，恢复椎间孔高度，并且在减压手术后提供稳定性以改善临床结果[26]。 独特的并发症是沿着植入物的棘突再吸收，其在卷曲部位附近发生，并且可能由于缺血现象[27]（图15B）。
图15A-间断分开。A，68岁的女人。 腰椎侧位X光片显示Coflex（Paradigm Spine）椎间牵引装置是U形钛植入物，其具有卷曲到棘突上的垂直翼部以将其保持在适当位置。
图。 15B-间断性牵引。B，44岁的男人。 腰椎的矢状CT图像在骨窗口中显示在Coflex装置的卷曲部位周围的下棘突（箭头）的再吸收。 这发生在多达57％的病例中。 最近5 - 10年在腰椎硬件方面有了相当大的发展。 该硬件已被设计为提供类似于脊柱融合的临床结果，同时改善节段运动和减少邻近节段变性。 放射科医师在实践中可能会遇到这些装置，并应理解与硬件材料和设计相关的正常成像外观和独特并发症（表1）。
表1：与腰椎手术相关的并发症的总结 参考文献： 1. Weinstein JN, Lurie JD, Tosteson TD, et al. Surgical versus nonsurgical treatment for lumbar degenerative spondylolisthesis. N Engl J Med 2007; 356:2257–2270 [CrossRef] [Medline] 2. Rutherford EE, Tarplett LJ, Davies EM, Harley JM, King LJ. Lumbar spine fusion and stabilization: hardware, techniques, and imaging appearances. RadioGraphics 2007; 27:1737–1749 [CrossRef] [Medline] 3. Eisner W. Lanx's Aspen system achieves 94% fusion rate. Orthopedics This Week website. ryortho.com/breaking/lanx039s-aspen-system-achieves-94-fusion-rate. Published September 19, 2012. Accessed April 28, 2013 4. Aspen® MIS Fusion System. Lanx website. www.lanx.com/products-aspen-mis-fusion-system.aspx. Accessed April 28, 2013 5. Ross JS. Specialty imaging: postoperative spine. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, 2012 6. Ozgur BM, Aryan HE, Pimenta L, Taylor WR. Extreme lateral interbody fusion (XLIF): a novel surgical technique for anterior lumbar interbody fusion. Spine J 2006; 6:435–443 [CrossRef] [Medline] 7. Rodgers WB, Gerber EJ, Patterson J. Intraoperative and early postoperative complications in extreme lateral interbody fusion: an analysis of 600 cases. Spine 2011; 36:26–32 [CrossRef] [Medline] 8. Sarwahi V, Wollowick AL, Sugarman EP, et al. Minimally invasive scoliosis surgery: an innovative technique in patients with adolescent idiopathic scoliosis. Scoliosis 2011; 6:16 [CrossRef] [Medline] 9. Cochran T, Irstam L, Nachemson A. Long-term anatomic and functional changes in patients with adolescent idiopathic scoliosis treated by Harrington rod fusion. Spine 1983; 8:576–584 [CrossRef] [Medline] 10. Cain CM, Schleicher P, Gerlach R, et al. A new stand-alone anterior lumbar interbody fusion device: biomechanical comparison with established fixation techniques. Spine (Phila Pa 1976) 2005; 30:2631–2636 [CrossRef] [Medline] 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。略 |
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