脊柱矯形術后近端交界性后凸的研究現狀

王耀輝 張延斌 肖斌

隨著脊柱矯形理念與技術的更新迭代，脊柱矢狀面平衡越來越受到脊柱外科醫生的重視。早在1989年，Bernhart等［1］就提出了在正常情況下，脊柱矢狀面上單個節段的后凸角度不應大于5 °。近年來，在矢狀面參數的相關研究中，矯形術后近端交界性后凸（proximal junctional kyphosis，PJK）引起了廣泛關注。PJK的定義最早由Glattes等［2］提出，近端交界區域位于近端固定椎（upper instrumented vertebra，UIV）的下終板與其頭端第二個椎體（UIV+2）的上終板之間，二者間在矢狀面上的成角為近端交界角（proximal junctional angle，PJA），同時滿足PJA≥10 °且與術前相比進展至少10 °即可診斷為PJK。PJK在成人脊柱側凸術后的發生率可高達61.7%，而目前發生率集中在17%～46%之間，嚴重的PJK可導致患者出現脊柱骨性、韌帶等軟組織或內固定結構失效和機械不穩定，導致局部疼痛或下肢神經癥狀，甚至需接受手術治療［2-8］。目前，關于PJK發生機制的研究不在少數，其發生的危險因素大致包括年齡、骨密度、體質量指數、胸后凸、骨盆投射角（pelvic incidence，PI）等患者相關因素，以及手術入路、近遠端固定椎位置、連接棒材料等手術相關因素［9-13］。

一、PJK及近段交界性失敗

1.PJK定義的爭論：隨著近年來對脊柱矢狀位平衡研究的深入，部分學者對PJK定義提出了質疑。Helgeson等［14］研究了283例接受矯形手術的青少年特發性脊柱側凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）患者，提出PJK應該定義為術后交界區域后凸≥15 °。Hostin等［15］基于一項成人脊柱畸形手術的多中心回顧性研究結果也提出了相似的觀點。Bridwell等［16］發現在接受矯形手術的成人脊柱側凸患者中，當將PJK角度定義為≥20 °時，PJK的其發生風險與高齡、融合至下胸椎（T8及以下）、肥胖和融合至骶骨等因素顯著相關。Kim等［17］發現PJK > 20 °的患者脊柱側凸研究學會（scoliosis research society，SRS）-22評分量表中自我形象部分改善部分的打分明顯低于PJK < 10 °組。Scheer等［18］對226位脊柱外科醫生進行調查后發現，86.2%的醫生認為UIV與其頭側2個椎體之間的后凸角度≥20 °作為成人脊柱畸形術后PJK的角度更加合理。

2.PJK臨床癥狀：雖然多項研究提示PJK患者和非PJK患者在術前術后SRS或功能障礙（Oswestry disability index，ODI）評分的改善方面差異無統計學意義，但仍有部分PJK患者腰背疼痛、神經功能損傷以及外觀異常等癥狀嚴重影響生活質量，需要接受翻修手術［11，14，16-17，19-20］。Hart等［21］提出行多節段腰椎融合后應預防近端交界區域急性塌陷現象的出現，后提出近端交界區失?。╬roximal junctional failure，PJF），并將其定義為：PJA≥10 °，且至少包含下列表現之一：UIV或UIV+1（UIV頭側第一個椎體）椎體的骨折、后方韌帶損傷、UIV的內固定脫出［22］。Yagi等［23］將PJF定義為有臨床癥狀且需要接受手術治療的PJK，在其報道的1 668例接受手術治療的成人脊柱畸形患者中，PJK的發生率為22%，而1.4%的患者因疼痛、神經功能損傷或頭下垂等原因接受了手術治療，即發生了PJF。Lau等［24］指出PJF是PJK中的一個特殊部分，它包括后凸與椎體或后方韌帶的結構性破壞，并發現PJF的患者會有疼痛、神經功能缺損、行動困難、社會隔絕或水平凝視困難等表現。某電子問卷調查顯示，90.7%的參與者認為導致神經功能損傷、疼痛、PJK、內固定拔出或其他需要手術翻修的融合節段上端發生的失敗最符合PJF的定義［18］。在目前關于PJK的報道中，其發生率由于PJK的定義以及隨訪時間的不同存在較大的差異，絕大多數集中在17%至46%之間［2，11，15-16，20，24-26］。PJK發生的危險因素主要包括兩大方面：患者相關危險因素和手術相關危險因素。

二、PJK相關危險因素

1.與患者相關的危險因素：與患者自身相關的危險因素主要包括年齡、骨密度（bone marrow density，BMD）以及體質量指數（body mass index，BMI）等。研究發現年齡大于55歲者，脊柱術后PJK的發生率較高，且風險隨年齡增長而增加；隨年齡變化的椎間盤、退變的小關節以及背伸肌肉力量減弱可能是高齡促進PJK發生的原因［17］。Yagi等［27］發現在年齡、BMI、椎體融合數量、PI與腰前凸（lumbar lordosis，LL）匹配程度、脊柱矢狀位軸（sagittal vertebral axis，SVA）等指標相似的情況下，BMD檢查T值 < -1.5的患者PJF的發生率顯著增高。除骨量減少外，肌肉減少癥也被認為是導致退行性腰椎手術術后鄰近節段疾病發生的獨立危險因素［28］。Hyun等［3］發現，更低的BMD，以及T10-L2節段較低的肌肉含量和較高的脂肪退變均為PJK發生的危險因素。Helgeson等［14］發現在隨訪的283例行后路脊柱融合的特發性脊柱側凸患者中，PJK組（PJK≥15 °）患者BMI明顯高于非PJK組。肥胖和體重增加也可導致交界區域應力增大進而增加發生PJK的風險［29］。

2.與手術相關的危險因素：脊柱矯形患者的手術入路，固定節段及UIV和遠端固定椎（lower instrumented vertebra，LIV）的選擇，矢狀位序列的矯正情況和內固定裝置的選擇等均被證實與PJK的發生率相關。（1）手術入路：Kim等［30］對193例行后路節段性脊柱固定的青少年特發性脊柱側凸患者進行研究，經過平均7.3年隨訪，發現PJK的發生率是26%（50例），且在術后2年內無明顯進展。PJK發生危險因素包括：胸廓成形術、術前過度胸椎后凸畸形（T5-T12 > 40 °）以及釘鉤混合系統（近端鉤聯合遠端椎弓根螺釘，相對于單純全鉤系統）的應用。胸廓成形術可能會影響脊柱-胸廓整體的穩定性，進而對固定節段產生更多壓力。Kim等［26］在納入242例青少年或成人特發性脊柱側凸患者的回顧性研究中發現，前后路聯合脊柱融合術（相對于單純后路而言）是術后PJK發生的最大危險因素。另一組研究團隊對161例行后路長節段融合的成人脊柱畸形患者進行研究，同樣認為前后路聯合脊柱融合術（相對于單純后路而言）是PJK發生的危險因素［17］。有趣的是，Yagi等［19］的研究結果與之恰恰相反，即單純后路固定相較于單純前路固定以及前后路聯合固定術后發生PJK風險更高，這可能與具體后路手術方式（如對脊柱后方韌帶、關節囊、肌肉等結構的保留程度）存在差異有關。（2）UIV及LIV的選擇：同樣存在較大爭議的是對于UIV的選擇。Wang等［25］報道后路融合至上胸椎（T4及以上）術后1.5年PJK發生風險增加。Kim等［26］也認為融合至T1-T3術后PJK發生的可能性較高。然而，Smith等［31］發現，融合至下胸椎相對于融合至上胸椎和腰椎術后出現早期近端交界性失?。╡arly proximal junctional failure，EPJF）的現象更普遍。同樣支持類似結論的還有其他研究。選擇更靠近頭端的椎體作為UIV能夠減少PJK的發生，其中UIV位于T2椎體尾端更容易出現PJK［32-33］。一項薈萃分析指出，在接受長節段融合的成人退行性脊柱側凸患者中，手術選擇上胸椎作為UIV可顯著降低PJK的發生率，然而手術時間、術中出血量均會相應增高［34］。在LIV的選擇方面，長節段固定遠端融合至骶骨是術后PJK發生的獨立危險因素［35］。Yagi等［19］回顧性分析了157例行后路長節段融合的成人脊柱畸形患者，經過平均4.3年隨訪，PJK發生率為20%。融合至骶骨雖然會顯著增加PJK發生的風險，但有助于避免L5/S1間盤退變和矢狀面失代償，且考慮到大部分PJK并無明顯臨床癥狀，所以仍建議融合至骶骨以保持正常矢狀面序列。（3）內固定系統的選擇：內固定系統的選擇同樣可能影響術后PJK的發生。Helgeson等［14］對283例行后路脊柱融合的特發性脊柱側凸患者進行分析，發現與混合系統和全鉤系統相比，全釘系統中PJK發生風險明顯升高；全釘系統會使胸后凸（T5-T12）減低幅度較大，脊柱試圖代償整個矢狀面發生的變化進而導致PJK的發生。近期的一項研究通過有限元分析的方法比較不同內固定裝置對UIV椎體的負荷、拔出力以及UIV/UIV+1椎間盤負荷的大小，發現椎弓根螺釘系統對UIV的負荷最大，拔出力最高，UIV/UIV+1椎間盤負荷最小，而橫突鉤固定系統對UIV的負荷最小，拔出力最小，UIV/UIV+1椎間盤負荷最大，皮質骨螺釘的各項數值介于兩者之間［36］。UIV內固定剛性程度降低可使交界區域機械應力的過渡更為平緩，能一定程度上避免PJK的發生［37］。研究表明，使用鈷鉻合金多棒內固定物（cobalt chrome multiple-rod constructs，CoCr MRCs）的患者術后發生PJK的概率是使用鈦合金雙棒內固定物（titanium alloy two-rod constructs，Ti TRCs）的兩倍［38］。而在使用椎弓根螺釘等金屬內植物固定物的UIV頭端一到兩個椎體添加聚酯纖維成分的椎體栓系系統（vertebral body tethering，VBT）作為橋接，可以使金屬內固定的負荷更平緩的過渡到臨近階段，進而減少PJK的發生［39-40］。此外，在脊柱長節段矯形內固定手術中，預防性使用骨水泥進行椎體成型術加固UIV和UIV+1被認為可以有效的降低PJK和PJF的發生率［41-42］。

3.非融合手術與PJK：上述研究均為一次性融合手術，且研究對象多為青少年特發性脊柱側凸或成人脊柱畸形患者，El-Hawary等［13］研究了40例早發性脊柱側凸患兒，包括先天性、特發性、神經肌肉型和綜合征型等，行后路非融合手術（26例行肋骨間撐開，16例行脊柱撐開，撐開間隔不詳），經至少2年以上隨訪，發現PJK發生率為27.5%（11例）。其根據內固定方式的不同將患者分為兩組：肋骨間撐開組與脊柱撐開組，發現無論在術后還是在末次隨訪時兩組間PJK發生率無明顯差別。內固定撐開術后PJK組的患者較非PJK組有以下特點：初次手術時較高的年齡（PJK組7.1歲，非PJK組5.0歲）、術前較大的胸后凸、較高的PI、術后較大的頸前凸等。Watanabe等［43］對88例接受后路雙側撐開生長棒矯形手術的早發性脊柱側凸患者進行研究，經過3.9年的平均隨訪后，PJK的發生率為26%（23例），危險因素包括遠端固定椎位于或高于L3、上胸彎≥40 °、胸后凸≥60 °等。

三、PJK的預防和手術干預指征

預防PJK并減少PJF的發生是脊柱外科醫師在實施脊柱矯形手術時應當關注的重點。針對上述所提到的PJK相關危險因素，術者可有針對性的進行患者術前準備并制定相應的手術方案。SRS成人脊柱畸形委員會針對減少術后PJK的發生提出了以下幾點建議［44］：（1）盡可能的在術前改善患者的BMD（6個月的治療）；（2）矢狀位序列的手術目標應充分考慮患者年齡因素（比如在老年患者中，SVA接近40 mm而非0 mm，LL接近于PI-10 °而非PI+10 °）；（3）對于術前胸后凸 > 40 °或SVA > 50 mm的患者，更傾向于選擇上胸椎作為UIV；（4）在近端交接區形成“軟著陸”結構，可選擇椎板/橫突鉤代替椎弓根螺釘或選擇直徑較小的過渡連接棒；（5）在交界區一端將連接棒預彎出合適的后凸曲度；（6）可考慮預防性使用骨水泥加固UIV和UIV+1，特別是對于合并骨量減少或骨質疏松且UIV位于胸腰段脊柱（T9-L2）的患者；（7）注意軟組織保護，盡量避免破壞交界區域脊柱后方韌帶復合體、關節突關節以及椎旁肌的正常結構；（8）交接區韌帶加固可能會減少PJK的發生，但目前缺乏長期研究結果的證實。疼痛、脊柱不穩、神經損傷等，往往是PJK的手術翻修適應證［11，17，45］。既往關于PJK手術干預指征報道相對較少，Scheer等［18］發現神經功能受損、嚴重的局部疼痛和骨折伴移位或半脫位是普遍認可的最重要的三個翻修指征，此外還包括后凸增加超過30 °、Chance骨折、椎體滑脫超過6 mm和內固定突出或外露等。

綜上所述，PJK最常用的定義是指近段交界區域矢狀面Cobb角≥10 °且與術前相比進展至少10 °，但近幾年關于其定義的爭議較多。由于研究群體、病例數量以及定義等不同，PJK發生率和危險因素的相關報道的結果差異較大。應當詳細的評估患者，做好充分的術前準備，在術中恰當操作避免副損傷，并在術后對患者進行嚴密的長期隨訪，這對預防并早期處理脊柱矯形術后PJK十分重要。進一步深入探尋PJK的發病機制，創立并發展更加科學、合理的分型系統以便指導臨床治療，需要眾多學者的共同努力。