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【综述】斜外侧椎间融合技术的研究进展

 martinbigbird 2018-05-12


文章来源:中华骨科杂志, 2018,38(1) : 46-52

作者:钟华璋 田大胜 周云 钱军 荆珏华


摘要  

斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)是目前脊柱外科领域开展的一项新技术。该技术是从前侧方斜行在腹膜后经腰大肌与腹部大血管鞘之间的自然间隙建立直视椎间隙的工作通道,完成前中柱的椎间融合,恢复椎间隙及椎间孔的高度,间接减压狭窄的椎管或神经根管,适用于退变性腰椎疾患、脊柱结核、肿瘤、侧后凸畸形、术后翻修、创伤骨折等情况。OLIF具有手术创伤小、术中出血少、住院时间短、康复过程快等优点,并且腹膜后入路可避免损伤腹腔内脏器,不进入椎管则不会刺激椎管内神经,经腰大肌前方间隙则较少破坏腰大肌及腰骶丛等。OLIF虽在理论上具有巨大优势,但术后屈髋无力、腹股沟区疼痛麻木、对侧神经损伤等并发症仍屡见报道。这考虑与术中为建立工作通道长时间牵拉损伤腰大肌及其深面的腰骶丛、宽大的融合器植入损伤对侧神经根等有关,究其根本原因在于术者一味追求新技术,而对新技术本身及其适应证、禁忌证、工作通道毗邻范围内的解剖、手术操作细节等方面缺乏足够认识,导致与技术或入路等相关的并发症发生。如何更好地了解OLIF操作流程,掌握局部解剖层次,把握手术适应证与禁忌证等对成功应用OLIF技术治疗各种腰椎疾患至关重要。


融合手术历经近百年的技术沉淀,已广泛应用于各种脊柱退行性疾患的治疗,并且相关的显露技术也扩展应用于脊柱创伤骨折、感染、肿瘤等方面的处理[1,2,3,4]。随着手术器械设计的改进以及手术技术的完善,各类疾病治疗理念不断革新,目前微创治疗已成为外科领域的主流倾向。1997年,Mayer[5]首次介绍在腹膜后经腰大肌前缘与腹部血管鞘之间建立工作通道,并由此通道对25例腰椎疾病患者完成椎间融合治疗。2012年,Silvestre等[1]再次系统报告该项技术,并命名为斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)。OLIF的出现在前入路与后入路之间开辟新路径,既能避免前入路手术带来的大血管损伤风险,又不似后入路手术易造成肌源性腰背痛、椎管内神经激惹损伤及瘢痕组织增生等,并且较劈开腰大肌纤维的正侧方入路,能减少腰骶丛及腰大肌的损伤风险,理论上具有明显优势。但如果对该技术认识不足,勉强使用必将适得其反。首先,OLIF作为一种间接减压技术,通过宽大的融合器植入,恢复椎间隙高度及椎间孔面积,起间接减压的作用,而对于中央椎管狭窄、黄韧带肥厚、小关节增生等需直接减压的病例则不具优势。并且OLIF通道周围解剖十分复杂,髂腰动、静脉、输尿管、交感链、腰骶丛、股外侧皮神经及生殖股神经等结构走行密集,术者需对局部解剖知识十分熟悉,否则一旦损伤,后果严重[6]

文献纳入标准:①文献类型为期刊论文、学术论文、综述;②同一领域选择近期发表或发表在权威杂志上的文章;③文章研究内容与腰椎融合或相关入路应用密切相关,在脊柱外科医师群体中认可度高。排除标准:①研究类型为评论、讲座;②文献质量较低、证据等级不高的研究;③无法获得全文的文献;④重复发表的文献。

本文以'椎间融合'、'手术'、'通道'、'腰大肌'、'斜外侧椎间融合'、'interbody fusion'、'operation'、'corridor'、'psoas'、'oblique lateral interbody fusion'等作为关键词在中国知网、万方、PubMed数据库进行检索,重点筛选近1997至2017年文献,检索语种限定为中文和英文。依据关键词检索共获得文献4 690篇,运用NoteExpress软件,并依据纳入及排除标准,最终筛选30篇文献,其中7篇中文文献,23篇英文文献(图1)。本文旨在总结、归纳近年来关于斜外侧椎间融合的研究进展,为OLIF在各类型腰椎疾患的治疗应用上提供参考研究。

图1 纳入文献流程图


一、椎间融合技术的发展

脊柱手术从最初单纯神经减压开始,即切除突出的椎间盘或增生的骨性结构,包括关节突关节、半椎板或全椎板切除等。由于该方法易继发新的不稳或加重原有不稳,所以减压的同时应行融合手术;这样既可改善脊髓受压,又可重建脊柱序列稳定。腰椎融合从最开始的后外侧界面融合到现在广受推崇的椎间轴向融合,每种手术方式均经历长时间的临床验证。早期的后外侧融合具有简单易于掌握、术中创伤小、手术时间短以及椎管内瘢痕组织少等优点,但是偏后柱的植骨界面并不能保证前中柱的序列平衡,尤其在切除椎间盘后,更易在早期因载荷过度集中于后柱融合界面而导致融合手术失败,翻修手术率高[7]。对此不少学者提出利用椎弓根钉棒系统辅助后外侧融合增强后柱力学强度来提高融合率,但是前中柱失稳问题仍未得到有效解决[8]。椎间融合因能有效恢复椎间隙及椎间孔高度、维持脊柱矢状面序列平衡、能最大面积地进行应力承载区植骨、重建脊柱前中柱载荷分布、保护后柱椎弓根螺钉、降低融合失败率、缓解神经根压力而被认为是治疗退变性腰椎疾患的金标准[9]


椎间融合包括传统的前路腰椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion,ALIF)、后路腰椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion,PLIF)、经椎间孔腰椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)及近年来研究最热的极外侧椎间融合术(extreme lateral interbody fusion,XLIF)和斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion,OLIF)(图2)。传统前路椎间融合存在大血管与内脏损伤、男性逆行射精等风险;后路椎间融合则需广泛剥离肌肉和韧带,造成椎间关节与后方韧带等结构破坏,术后易致椎旁肌肉缺血、挛缩、失神经化、硬膜外瘢痕粘连和继发腰椎失稳,增加腰椎手术失败综合征发生的风险,常降低甚至完全抵消融合手术的疗效[10,11]。虽然衍生的微创TLIF技术能减少手术创伤,降低术后残留腰痛的发生率,但在多节段腰椎退变性疾患中,XLIF或OLIF特殊的'滑动手术窗'技术,可在侧腹壁小切口下完成多个节段的融合及矫形手术,展现更佳的微创效益及更宽的手术适应证[1,12,13]


图2 横断位(左)及矢状位(右)显示不同椎间融合方式手术入路示意图,ALIF:前路腰椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion,PLIF:后路腰椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion),TLIF:经椎间孔腰椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion),XLIF:极外侧椎间融合术(extreme lateral interbody fusion),OLIF:斜外侧椎间融合术(oblique lateral interbody fusion)


2006年,Ozgur等[14]首次提出XLIF概念,并成功对13例腰椎退行性病变患者完成手术治疗。XLIF无须过多剥离及牵拉腹膜、大血管及神经等组织,也不损伤前、后纵韧带,不切除对限制腰椎侧屈及轴向旋转运动起重要作用的椎间小关节,可明显减少常规前路及后路手术的相关并发症。但XLIF穿过腰大肌纤维,极易损伤深面的腰骶神经丛,加之腰大肌纤维本身的创伤,术后易出现腰大肌及股四头肌无力、屈髋受限、大腿内侧感觉障碍等并发症。Rodgers等[15]统计600例行XLIF的患者资料,术后并发症发生率为6.2%,0.7%的患者发生一过性神经损伤,翻修手术率1.8%。Moller等[16]回顾性分析53例行XLIF的患者资料,平均随访21.2个月,屈髋无力发生率为36%,并有25%的大腿前侧麻木发生率及23%的大腿前侧疼痛发生率。何磊等[17]报告在16例应用XLIF的腰椎退行性疾病患者中,2例(12.5%)L4,5间隙术后即刻出现大腿麻木、屈髋乏力症状,1例(6.3%)未骨性融合。纵使术中可辅助神经电生理监测,但较高的并发症发生率仍困扰着脊柱外科医生的手术方案选择。Davis等[18]提出,腰骶丛及髂骨翼等结构限制了XLIF在L4,5节段的应用,而L5S1节段则无法经直接侧方入路获得工作通道。OLIF手术在腰大肌前方与腹部大血管之间建立工作通道,理论上可避开腰大肌及腰骶丛,降低了神经损伤并发症发生率,同时并未额外增加大血管损伤风险,并且前侧方斜行入路较XLIF手术能避免高髂嵴遮挡,适用于无髂血管遮挡的L5S1间隙[19]


二、OLIF的解剖学基础

从皮肤切开分离腹外斜肌、腹内斜肌开始,到完成椎间盘切除椎间融合结束,期间出现在手术路径中的任意组织脏器均有被损伤风险,其并发症的发生率与术者的手术技巧、对术区解剖结构的熟悉程度密切相关。Uribe等[20]将矢状位显示腰椎椎体等分成4个区间,Ⅲ、Ⅳ区神经走行密集,且节段越往尾端,Ⅲ区内神经密集走行的趋势越明显,加之交感链、生殖股神经、股外侧皮神经、髂腹股沟神经等在周围交错分布,致使手术可操作区间狭窄。自然通道间隙越窄,工作套管放置过程中为获取更大手术窗牵拉腰大肌的次数就越多,从而血管、腰骶丛损伤的风险就越大[1,21,22]。Silvestre等[1]明确提出,OLIF术中对腰大肌的牵拉操作时间越长,术后出现下肢症状的概率越大。因此,了解手术体位下OLIF通道的大小对指导术者术中的操作范围极为重要。大多数学者将OLIF通道定义为主动脉(或髂血管)左侧壁与腰大肌前内侧壁的距离[1,18,23]


Davis等[18]在侧卧位下测量20例尸体标本L2~S1节段的OLIF通道值,L2~L5节段自然状态与轻拉腰大肌状态下的通道均值分别为:L2,3节段,18.60 mm和25.50 mm;L3,4节段,19.25 mm和27.05 mm;L4,5节段,15.00 mm和24.45 mm;L5S1节段则测量横向通道及垂体通道值,分别为14.75 mm和23.85 mm。Davis测量的数值反映了手术体位下各节段可获得的最大通道数值,遗憾的是其研究中并未测量L1,2节段的通道值。


Molinares等[22]在133例患者的MRI片上测量OLIF通道值,得出L2~L5节段的通道平均值:L2,3节段16.04 mm,L3,4节段14.21 mm,L4,5节段10.28 mm;L5S1节段横向通道均值为10.00 mm,纵向通道均值为10.13 mm;主动脉叉位于L3椎体平面占2%,位于L3-4椎间盘达5%,位于L4椎体占43%,11%位于L4-5椎间盘,9%位于L5椎体;髂静脉合流45%在L4水平,19.4%位于L4-5椎间盘,34%位于L5椎体水平,并在其研究中提出髂静脉合流位置越低,L5S1节段通道获取的难度就越大。


Liu等[21]根据60例成人腹部CTA及T12~S1脊椎三维CT影像资料测量L1~S1节段的解剖学参数:血管窗在L4,5节段最大(1.72±0.58)cm;裸露窗在L5S1节段最大(1.59±0.93)cm,在L3,4节段最小(1.37±0.51)cm;腰大肌窗在L3,4节段最大(1.14±0.35)cm,在L1,2节段最小(0.41±0.34)cm;理想手术窗在L4,5节段最大(3.74±0.36)cm,在L1,2节段最小(3.23±0.30)cm;实际手术窗从L3,4、L2,3、L4,5、L1,2、L5S1节段逐渐变小,分别为(2.51±0.56)cm、(2.28±0.54)cm、(2.01±0.74)cm、(1.80±0.45)cm、(1.59±0.93)cm,并测得在L1,2节段有2例(3.3%)、在L4,5节段有4例(6.7%)、在L5S1节段有17例(28.3%)实际手术窗<1 cm,因此作者认为各节段具有其特殊的解剖学特点,并不是所有节段均适合行OLIF手术。张帆等[23]对40例健康志愿者分别在仰卧位及右侧卧位行L1~L5MRI扫描,最后得出右侧卧位时,OLIF通道解剖空间在L1,2、L2,3、L3,4水平显著减少,平卧位MRI对通道空间评估价值有限;而且OLIF通道大小与腰椎节段水平有关,并且受身体质量指数(body mass index, BMI)和腰大肌横截面积影响。


因此,术前须仔细阅读腰椎MRI、CT资料,评估腰大肌与腹腔大血管之间的间隙以及与周围组织脏器毗邻情况,对于部分患者因主动脉高分叉或腰大肌发达而导致的该间隙异常狭窄需慎用OLIF。


三、OLIF手术的适应证与禁忌证

(一)OLIF手术的适应证

OLIF主要适用于单节段或多节段腰椎退变性疾病,如Ⅰ、Ⅱ度腰椎滑脱、腰椎间盘突出合并节段不稳、腰椎管狭窄症(神经根管狭窄和严重椎管狭窄需行后方广泛减压)、退变性脊柱侧后凸畸形等[1,3,4,24,25]。滑脱复位后在椎间植入体积足够大的融合器,可恢复椎间隙及椎间孔高度,重建腰椎的序列平衡,间接减压受压的神经根或硬膜囊,并且由于对腰椎生理性解剖结构破坏较少,所以理论上减少了邻椎病的发生率。但目前相关文献报道仅限于Ⅰ、Ⅱ度腰椎滑脱,Ⅲ度以上滑脱理论上可在OLIF通道直视下撬拨复位滑脱椎体,但实际操作中,工作套管建立的有限OLIF通道很难为严重滑脱复位提供充足的操作空间,并且严重的腰椎滑脱常伴有椎管明显狭窄畸形,需后路充分减压复位[2,3,26]


OLIF也适用于椎管内未受累的腰椎间盘退变性疾病,如各种椎间盘源性腰痛、椎间盘内破裂症、终板炎等,可在去除椎间盘内致痛物质的同时植入椎间融合器,并且不损伤前后纵韧带、关节突关节、后方骨韧带复合体、椎旁附丽肌群等结构,可防止融合器下沉或前后脱出,术后腰椎稳定性基本未破坏甚至较术前更加稳固,同时不损伤腹膜内脏器,不干扰椎管内神经[1,2,3,27]


另外,由于OLIF经腹膜后的解剖裸露窗进入椎间隙,所以还适用于有硬膜外瘢痕形成、神经粘连严重的翻修病例,如腰椎术后邻椎病、椎间盘摘除术后复发、假关节形成、继发性腰椎畸形或不稳、腰椎手术失败综合征等[1,27,28]


OLIF在退变性脊柱侧凸或后凸畸形矫正方面具有独特的优势,其术中植入自带前凸或侧凸角度的大体积融合器,可矫正侧后凸及旋转畸形,或者可在前方松解融合的同时联合后路椎管减压及钉棒系统辅助矫形[1,2,4]。需行前方重建的腰椎骨折,可在OLIF通道下直视碎裂椎体。腰椎结核或感染需行前方脓肿清除或肿瘤病变需行前方病灶全切,也可在OLIF通道下完成手术[1,6]


(二)OLIF手术的禁忌证

关于OLIF的禁忌证,首先当存在腹部血管脏器等解剖结构变异致操作间隙过窄、腹膜后手术史或腹膜后粘连致难以游离出目标椎间隙时,不应勉强使用OLIF技术[1,2,21,22,23]。其次对重度腰椎滑脱、严重中央椎管狭窄、关节突关节增生黄韧带肥厚等,后路减压手术效果更佳[2,3]。最后关于L1,2、L5S1节段是否可行OLIF仍有争议,早期Silvestre等[1]认为L5S1节段因髂血管遮挡,建议使用经腹膜入路实施手术。而Zairi等[19]通过事先结扎髂腰静脉,降低OLIF通道制备中髂血管损伤风险,成功完成了包括L5S1节段在内的多节段融合。因此,我们认为当L1,2节段存在胸廓遮挡、肾动、静脉干扰、L5S1节段因髂血管分叉导致通道过窄时,宜采用经腹膜入路或后方入路实施手术。


四、OLIF手术操作

以退变性腰椎病患为例,OLIF操作主要分四步。


(一)定位手术节段

术前行MR检查明确操作区域腰大肌及周围血管神经的毗邻关系,对L1,2节段还需评估胸廓及肾动、静脉走行,L5S1节段需了解髂骨翼、髂血管的位置,以明确是否可获得手术所需的OLIF通道。气管插管全麻,为避开肝脏和腔静脉,常选择右侧卧位做左侧切口;将腰部垫高,增加第12肋与髂嵴之间的距离,屈曲髋关节减轻腰大肌张力;术者位于患者腹侧,'C'型臂X线机置于背侧,透视并标记手术节段。


(二)暴露目标间隙,安装工作套管

在目标椎间隙前方取约4 cm切口,顺肌纤维方向依次钝性分离腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌及腹横筋膜;沿腹膜后间隙推开腹膜外脂肪,暴露腰大肌;沿腹部大血管鞘与腰大肌之间显露手术节段椎间隙,插入导针透视确认节段正确;沿导针逐级放置扩张套管扩大通道至直径约22 mm后,安装椎间撑开器及光源,充分显露病变椎间隙,取出套管及导针。


(三)椎间清理,融合器植入

直视下再次确认通道内无血管、神经等结构,侧前方切开纤维环,刮匙和椎间盘铰刀清除髓核组织和上下软骨终板,注意避免损伤骨性终板;椎间隙内置入试模,X线确认试模型号和位置,制备装填自体松质骨或同种异体骨的椎间融合器;在植入融合器前,可辅助经皮脊柱内镜系统再次清除脱入椎管内或对侧椎间孔内的髓核[28];将制备好的融合器植入病变椎间隙,注意先斜行进入,然后旋转将其垂直置入椎间隙,避免损伤对侧腰骶神经丛;再次透视确认融合器位置良好,避免融合器损伤对侧神经根或压迫后方硬膜囊等,同时观察椎间隙增宽、椎间孔高度及腰椎前凸角改善情况。若需行多节段手术,可利用OLIF的'滑动手术窗'技术,沿原切口上下滑动重置工作通道,同方式可处理3~4个病变节段。


(四)经皮螺钉置入

逐层缝合前侧切口,调整患者至俯卧位,在'C'型臂X线机引导下双侧经皮置入椎弓根螺钉,也可经多裂肌与最长肌间隙置钉,增加融合术后的即刻稳定性。关于术中是否需辅助神经电生理监护仍无定论。王燕燕等[29]认为,在术中采用神经电生理监护可有效减少医源性神经损伤,凭借术中监测到的异常肌电波形可分析术后出现屈髋、屈膝无力、下肢疼痛、麻木等症状的原因,以便及时有效地拟定相应治疗措施。


五、OLIF手术的临床疗效与并发症

OLIF手术可避免对椎管内的干扰,减少神经根粘连与损伤的风险,同时保留了前、后纵韧带,无需剥离椎旁附丽肌群,有利于椎体间稳定性的维持。另外,由于不穿过腰大肌,所以出现神经损害引起下肢无力症状的风险相应降低。


Silvestre等[1]对179例患者行OLIF,纳入包括退变性脊柱侧凸畸形、腰椎滑脱、退变性椎间盘疾患、假关节症、邻椎病、继发性脊柱畸形等首次或翻修病例,单节段平均手术时间32.5 min,平均出血量57 ml,植入大体积香蕉形融合器,结果恢复了椎间隙高度和椎间孔面积,植骨融合率为99.4%。Ohtori等[4]对12例退变性脊柱侧凸患者行OLIF,平均手术时间250 min、平均失血量350 ml,术后治疗效果明显,冠状面Cobb角由42°改善到5°、腰椎生理前凸角由6°提高到37°,随访12个月,融合率达90%,VAS评分从9.5分改善至2.3分,ODI评分从72%降至22%,无一例发生感染、脊神经、腹膜、输尿管、大血管等损伤。张建锋等[3]报告36例行OLIF的患者资料,平均手术时间(57±23)min、出血量平均(63±35)ml、术后住院平均(4.5±2.1)d;肌酸激酶水平,术前平均(63.5±16.8)IU/L,术后第1天(416.8±152.1)IU/L,术后第3天(112.4±37.5)IU/L;VAS评分由术前(8.3±2.3)分降至术后6个月(1.6±0.4)分,ODI评分由术前69.2%±17.5%降至术后6个月10.7%±2.7%。刘进平和冯海龙[2]分析22例行OLIF的患者资料,VAS评分由(7.10±0.97)分降至(2.73±0.84)分,ODI评分由60.86%±6.88%降至20.97%±3.83%,椎间隙高度从(5.24±1.07)mm增加至(9.12±1.09)mm,椎间孔面积从(0.83±0.10)cm2增大至(1.81±0.25)cm2,手术时间(92.5±14.8)min,失血量(78.4±29.6)ml,住院时间(8.2±2.4)d,采用的椎间融合器自带一定前凸角度(6°~12°),有助于改善脊柱的矢状位和冠状位序列,恢复腰椎生理曲度。Heo等[28]应用OLIF完成常规椎间隙清理后,再辅助经皮脊柱内镜系统完成对脱入椎管内或椎间孔内的髓核清除,减压效果明显,12例患者无一例出现术后并发症,平均9.6个月的随访,ODI评分由39.9%降至16.6%。Sato等[24]对20例采用OLIF的患者行影像学评估,随访6个月,横截面与矢状面的椎管前后径分别提高12%、32%,横截面椎管面积增大61%,左侧椎间孔高度增大18%、右侧增大16%,且下腰痛、大腿痛及下肢麻木症状明显改善。Woods等[30]回顾性队列研究显示,在137例行OLIF的患者中,共融合340个节段,平均失血量83.2 ml,随访6个月融合率高达97.9%。


Silvestre等[1]研究显示OLIF总体并发症发生率为11.2%,其中切口疼痛发生率为2.2%、交感神经链损伤引起下肢症状发生率为1.7%、神经损伤发生率为1.1%;与Woods等[21]报告的11.7%总体并发症发生率相近。张建锋等[3]报告的总体并发症发生率达25%(9/36),其中术中并发症为8.3%(3/36),均为融合器沉降,术后并发症为16.7%(6/36),包括1例术侧腰大肌无力,1例术侧大腿前侧疼痛,1例对侧屈髋疼痛,1例术侧交感链损伤症状,2例取髂骨区疼痛,所有并发症在随访过程中均得到不同程度缓解或消失。Ohtori等[27]分析35例OLIF患者资料,无一例发生感染、大血管及脏器损伤,1例因术中损伤动脉而转为后路开放手术,1例合并骨质疏松的脊柱侧凸畸形患者术后出现融合器下沉,5例患者术后出现股四头肌无力、大腿疼痛、麻木,但均在术后2周内改善。Abe等[6]研究显示,155例行OLIF的患者,75例(48.3%)出现术后并发症,其中以椎板骨折或塌陷(18.7%)最常见,其次为短暂的腰大肌无力或大腿麻木(13.5%)及节段动脉损伤(2.6%),术区感染率1.9%,翻修率1.9%,并且3例出现永久性输尿管或神经损伤。Sato等[24]对20例患者实施OLIF,术中1例发生节段动脉损伤,2例因骨质疏松而在术后发生轻微融合器下沉,但未引发神经损伤症状,1例出现严重大腿疼痛麻木症状,但在术后2周内明显改善。


OLIF技术作为一项新兴技术,相关的研究仍较少,手术时间、术中失血量及并发症发生率等数据的统计差别较大。虽文献报道OLIF近期临床效果优异,但现行的研究大多为小样本单中心短时间随访的回顾性研究。因此,为进一步验证OLIF技术的安全性和有效性,尚需长期开展多中心、大样本的前瞻性随机双盲对照研究。


 参考文献(略)



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