综述:腰椎融合术后医源性改变对邻近节段退变的影响

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  这篇综述聚焦腰椎融合术后邻近节段退变(ASDeg)及疾病(ASDis)。通过系统回顾相关临床研究,分析了手术入路和器械相关的医源性改变对其影响。发现韧带和肌肉损伤影响较大,为临床预防 ASDeg 提供了重要参考。

  

引言


当保守治疗对大多数与背痛相关的疾病无效时,脊柱融合术成为胸腰椎疾病的标准手术方式。虽然该手术能改善患者的活动能力、疼痛状况、整体功能和幸福感,但部分患者会出现并发症,其中邻近节段退变(Adjacent Segment Degeneration,ASDeg)和邻近节段疾病(Adjacent Segment Disease,ASDis)较为突出。据研究,约三分之一的患者会出现影像学上的 ASDeg,十分之一的患者会出现 ASDis 症状,超过二十分之一的患者在五年或更长时间内需要再次手术。尽管对 ASDeg 和 ASDis 的研究众多,但它们的多因素病因仍未完全明确。本综述旨在通过研究与脊柱融合相关的医源性改变,来阐明 ASDeg 的发病机制。

方法


本综述遵循 PRISMA 指南进行系统回顾。作者检索了截至 2023 年 4 月的 EMBASE 数据库,筛选出量化 ASDeg 和 / 或 ASDis 发生率的临床研究。检索词包括 “adjacent segment degeneration”“adjacent segment disease”“adjacent segment pathology” 等,并与 “incidence”“prevalence”“lumbar” 等词组合。研究纳入标准为报道腰椎脊柱融合术后 ASDeg 或 ASDis 发生率或风险的临床研究,且需包含特定的主题相关结局指标;排除标准包括聚焦颈椎或胸椎、研究类型为观点文章和视角、仅进行运动保留干预、已有更新的同一队列研究以及未报告感兴趣的结局指标等。最终,87 篇出版物被纳入综述并进行分析。

肌肉损伤


对脊柱生物力学及 ASDis 或 ASDeg 的潜在影响


脊柱肌肉是脊柱稳定系统的重要组成部分,具有被动支持和主动稳定的功能。在开放手术中,手术切口和牵拉会导致医源性肌肉损伤,引发术后肌肉纤维化、萎缩或脂肪浸润。不同手术入路对肌肉的损伤程度和部位不同,如开放中线入路会损伤后方筋膜和肌肉,而微创(Minimally Invasive Surgery,MIS)的旁正中筋膜入路能在较大程度上保留肌肉完整性。
肌肉损伤后,其主动或被动稳定功能降低,脊柱负荷需由其他结构代偿,这可能导致脊柱整体稳定性下降,应力增加,进而加速退变。相关研究表明,手术入路会导致肌肉横截面积减少,MIS 或内镜手术在保留肌肉体积和横截面积方面具有优势,且肌肉保留技术与较低的 ASDeg 发生率相关,但该关联并非总是具有统计学意义。

研究现状与讨论


多项临床研究对比了开放手术和 MIS 对肌肉的影响,发现 MIS 能减少肌肉损伤,且在一些研究中,MIS 组的 ASDeg 和 ASDis 发生率低于开放手术组。然而,目前关于肌肉损伤对 ASDis 发展影响的临床研究较少,且不同手术入路之间的差异不能仅归因于肌肉损伤,还涉及韧带损伤、可实现的脊柱前凸等因素。因此,虽然肌肉损伤在 ASDis 发展中起一定作用,但并非唯一的加速因素。在临床实践中,肌肉保留技术更具优势,但在复杂病例中可能不可行,此时应考虑早期术后训练和治疗措施来减轻医源性肌肉损伤的不良影响。

韧带损伤


对脊柱生物力学及 ASDeg 的潜在影响


韧带作为脊柱被动稳定复合体的一部分,由高度结构化的胶原纤维组成,能承受拉力,限制脊柱运动范围,保护椎管,并提供有关椎体位置和运动的信息。在脊柱融合手术中,韧带损伤难以避免,不同手术入路和减压方式会影响受损伤的韧带类型和程度。例如,后路腰椎椎间融合术(Posterior Lumbar Interbody Fusion,PLIF)可能会切除部分棘上韧带(Supraspinous Ligament,SSL)、棘间韧带(Interspinous Ligament,ISL)、黄韧带(Ligamentum Flavum,LF)和后纵韧带(Posterior Longitudinal Ligament,PLL);而前路腰椎椎间融合术(Anterior Lumbar Interbody Fusion,ALIF)则主要切除前纵韧带(Anterior Longitudinal Ligament,ALL),后纵韧带不受影响。
韧带损伤会影响脊柱的稳定性,导致相邻节段的运动范围增加,关节突关节和椎间盘承受的应力增大,可能引发退变。此外,韧带损伤还可能破坏肌肉的反射模式,影响脊柱的力学和本体感受反馈。

研究现状与讨论


临床研究发现,在融合手术中进行全椎板切除术或邻近节段减压会增加 ASDeg 和 ASDis 的发生率。比较前后路手术的研究表明,保留后纵韧带复合体的手术方式(如前路或侧路手术)与较低的 ASDeg 发生率相关,但也不能排除肌肉损伤等其他因素的影响。目前关于韧带损伤对 ASDeg 发展影响的研究相对较少,生物力学研究和临床研究均表明,保护后纵韧带复合体对维持腰椎稳定性、降低 ASDeg 风险至关重要。因此,外科医生在手术中应谨慎考虑减压的程度,尽量保护韧带结构。

关节突关节损伤


对脊柱生物力学及 ASDeg 的潜在影响


关节突关节是连接相邻椎体的滑膜关节,在脊柱稳定性和负荷传递中起重要作用。在融合手术中,关节突关节损伤主要源于椎弓根螺钉置入时对关节突关节的侵犯,以及手术中为暴露神经或其他结构而对关节突关节的部分或全部切除。关节突关节损伤会破坏其正常功能,导致相邻节段的剪切应力和旋转应力增加,椎间盘和其他组织过度受力,进而加速退变。同时,损伤还可能引发炎症反应,破坏机械和本体感受反馈,影响肌肉活动,导致相邻节段不稳定。

研究现状与讨论


临床研究表明,关节突关节损伤与 ASDeg 的发生率增加相关,但由于双侧上位关节突关节损伤的发生率较低(1 - 14%),难以用其完全解释临床中 ASDeg 的高发生率。此外,ASDis 在上下相邻节段均有发生,而文献中主要报道上位相邻节段的关节突关节损伤,且随着退变进展,节段稳定性似乎会降低。因此,关节突关节损伤可能是 ASDeg 发展的一个促成因素,但不是主要的起始因素,与肌肉和韧带损伤相比,其在 ASDeg 多因素发病机制中的作用相对较小。

融合角度


对脊柱生物力学及 ASDeg 的潜在影响


椎间融合术(如 PLIF、TLIF、ALIF)是常用的融合技术,手术中通过植入间隔物(cage)和 / 或移植物来维持或恢复相邻椎体间的垂直距离和角度,即融合角度(Fusion Angle)或节段性脊柱前凸角(Segmental Lordosis Angle,SLA)。融合角度的改变会影响腰椎前凸和脊柱整体的矢状面平衡。早期文献指出,融合可能导致脊柱前凸丢失,引发 “平背综合征”,使相邻节段承受异常负荷。生物力学研究表明,术后脊柱前凸丢失会导致相邻运动节段的非生理性负荷增加;而过度的脊柱前凸融合则可能使相邻节段在日常活动中过度屈曲,增加椎间盘和韧带的应力,导致损伤和退变。

研究现状与讨论


对术后节段性脊柱前凸(SL)和节段性脊柱前凸变化(?SL)的研究结果不一致。部分研究发现,ASDeg 患者的术后 SL 或?SL 与对照组存在差异,但多数研究未发现显著差异或趋势不一致。这可能是由于研究设计的差异、纳入无症状 ASDeg 患者、术后影像学评估时间不同以及测量方法的变异性等因素导致。目前关于融合角度对 ASDeg 影响的证据不足,术前规划中确定合适的融合角度仍是一个挑战,需要进一步研究来明确融合角度与 ASDeg 之间的关系,同时应考虑患者的活动情况来选择合适的融合角度。

固定


对脊柱生物力学及 ASDeg 的潜在影响


脊柱融合手术的目的是固定病变节段,减轻患者症状,避免运动引起的疼痛和神经压迫。然而,固定会限制脊柱的活动,导致相邻节段的运动和负荷分布发生改变。一种广泛的假设认为,相邻节段会通过补偿性运动来维持术前的运动范围,这可能导致相邻节段的应力和应变增加,尤其是在椎间盘和关节突关节处,从而加速退变。此外,固定还会使脊柱的缓冲功能减弱,轴向峰值负荷增加,长期积累可能导致相邻节段的损伤和退变。多节段融合会加剧这些影响。

研究现状与讨论


研究表明,融合术后总腰椎活动范围通常会减少,上位相邻节段的活动范围倾向于增加,而下位相邻节段的活动范围大多保持不变或略有减少。多节段融合患者的 ASDeg 和 ASDis 发生率较高,这支持了长节段融合会损害脊柱缓冲功能,导致相邻节段过度补偿和病理退变的假设。但目前关于相邻节段运动增加与病理退变之间的因果关系仍不明确,未来需要采用先进的成像和 3D 运动分析技术来深入研究。

总结


本综述存在一定局限性,如仅检索了一个数据库,可能遗漏相关研究;检索词可能未涵盖所有相关文献;仅纳入了英文和德文出版物,可能忽略了其他语言的重要证据。
基于现有证据,ASDeg 的发生是多因素的,医源性因素在其发展中起重要作用。韧带损伤和肌肉损伤对 ASDeg 和 ASDis 的发展影响较大,固定和融合角度的影响次之,关节突关节损伤的影响相对较小。为降低 ASDeg 的风险,外科医生应尽可能选择保留肌肉和韧带的手术方式,如旁正中筋膜入路、前路或侧路暴露,同时使用管状牵开器、显微外科技术和经皮螺钉置入等方法减少软组织创伤。但在选择手术方式时,还需综合考虑患者的具体情况,如减压需求和医生的手术经验等。

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