短期头盆环牵引配合手术治疗重度脊柱畸形的临床疗效

Abstract

目的

探讨短期头盆环牵引配合手术治疗重度脊柱畸形的临床疗效。

方法

选择北京大学第一医院2015年1月—2018年5月应用一期头盆环牵引配合二期手术治疗的重度脊柱畸形患者病例资料进行回顾性分析，共收集到病例24例，其中男性9例，女性15例，平均年龄(28.8±10.0)岁(12~48岁)。分别测量牵引前、一期牵引后及矫形手术后身高、脊柱侧凸Cobb角、脊柱后凸Cobb角，比较患者牵引前、牵引后及手术后的身高、脊柱侧凸Cobb角和脊柱后凸Cobb角变化情况。

结果

24例患者牵引时间(2.5±1.1)周(1~5周)，牵引前及牵引后身高分别为(141.7±11.2) cm(116~167 cm)和(154.1±9.5) cm(136~176 cm)，牵引后身高增加值为(12.4±4.6) cm(4~20 cm)，牵引后身高与牵引前差异有统计学意义(P < 0.05)。牵引前、牵引后及手术后脊柱侧凸Cobb角分别为104.9°±35.0°(25°~158°)、64.8°±21.0°(19°~92°)、39.3°±17.0°(10°~70°)，牵引后及手术后脊柱侧凸Cobb角与牵引前差异有统计学意义(P < 0.05)，冠状位牵引矫形率为37.2%±10.9%(11.9%~51.2%)，冠状位总矫形率为61.9%±12.6%(26.9%~79.0%)。牵引前、牵引后及手术后脊柱后凸Cobb角分别为106.9°±29.2°(54°~163°)、63.1°±17.1°(32°~92°)、39.0°±16.8°(10°~68°)，牵引后及手术后脊柱后凸Cobb角与牵引前差异有统计学意义(P < 0.05)，矢状位牵引矫形率为40.0%±10.7%(16.7%~55.5%)，矢状位总矫形率为64.3%±10.7%(49.0%~87.5%)。

结论

一期短期头盆环牵引配合二期手术是治疗重度脊柱侧凸一种安全、有效的方法，其临床矫形效果满意。

脊柱畸形包括脊柱侧凸、脊柱侧后凸及脊柱后凸畸形^[1]。重度脊柱畸形目前国际上尚无统一的标准，通常认为脊柱侧凸或后凸角大于90°就称之为重度脊柱畸形，常源于先天性脊柱畸形、脊柱结核畸形、强直性脊柱炎脊柱畸形、侏儒症伴脊柱畸形等^[2]。重度脊柱畸形患者多合并心肺功能障碍^[3]，长期严重脊柱畸形又导致脊柱僵硬，使得手术矫形难度大，手术时间长，术中及术后出血量大，患者围手术期各种并发症发生率明显增加^[4]。头盆环牵引技术(halo-pelvic traction, HPT)最早在1959年运用于固定不稳定颈椎节段^[5]。20世纪70年代，O’Brien等^[5]报道了118例使用头盆环牵引治疗的脊柱侧凸病例，矫形效果可观，头盆环牵引技术才真正意义地被脊柱外科医生所认识。目前，头盆环治疗脊柱畸形的牵引时间较长，牵引并发症较多，本研究旨在评价北京大学第一医院骨科短期头盆环牵引配合手术治疗重度脊柱畸形的临床效果及并发症发生情况。

1. 资料与方法

1.1. 一般资料

选择2015年1月—2018年5月在北京大学第一医院骨科行短期头盆环牵引配合手术治疗的重度脊柱畸形病例。

纳入标准为：(1)脊柱侧凸Cobb角大于90度；(2)脊柱后凸Cobb角大于90度；(3)头盆环牵引时间不超过5周。所选病例必需满足(1)、(2)中1条及(3)。

符合纳入标准病例共24例, 其中男性9例，女性15例，年龄12~48岁，平均(28.8±10.0)岁。其中16例为特发型脊柱侧凸(idiopathic scoliosis, IS)，3例为陈旧性脊柱结核(Pott’s disease)，2例为神经纤维瘤病(neurofibromatosis, NF-1)，3例为先天性脊柱侧后凸畸形(congenital kyphoscoliosis, CS)。按照畸形主弯位置，胸椎侧后凸畸形16例，胸腰椎侧后凸畸形6例，腰椎侧后凸畸形2例。牵引前身高(141.7±11.2) cm(116~167 cm)。牵引前脊柱冠状面侧凸Cobb角104.9°±35.0°(25°~158°)，脊柱矢状位后凸Cobb角106.9°±29.2°(54°~163°)。牵引前双肩高度差为(2.4±1.8) cm(0.2~6.5 cm)，髂嵴高度差为(1.7±1.7) cm(0.2~7.6 cm)。C7-S1偏移距离为(3.2±2.8) cm(0.2~12.2 cm)，顶椎偏移距离为(10.5±4.8) cm(2.3~19.8 cm)。C7-S1偏移距离为同一X线片中骶骨上缘中点至C7棘突铅垂线的垂直距离，顶椎偏移距离为同一X线片中顶椎外侧缘至骶骨上缘中点的垂直距离。

1.2. 治疗

1.2.1. 新型头盆环牵引装置

传统头盆环牵引装置笨重、体积庞大、护理困难，严重影响患者衣物穿戴及仰卧休息，患者耐受性不佳，满意度低。北京大学第一医院骨科使用新型改良头盆环牵引装置，装置由6~8颗头颅钉组成的头环、6~8颗髂骨钉组成的盆环以及4根可伸缩连接杆组成，头颅钉及髂骨钉数目可根据患者骨质情况及解剖变异情况适当增减以保证固定强度。4根伸缩连接杆均置于患者躯干前外侧，骨盆环为前置半圆环，牵引装置不影响患者仰卧休息及穿戴衣物，可实现全天24 h不间断牵引。伸缩连接杆连接两环后可旋紧螺母固定。两环及伸缩连接杆采用轻质铝合金材料制作，整套牵引装置质量为2.5~3.0 kg，较传统装置质量轻便(图 1)。医务人员通过调节伸缩杆长度从而精确控制牵引力度。

图1.

头盆环治疗典型病例

The typical case treated with HPT

Male, 37 years old, Pott's disease. The muscle strength of double lower limbs was grade Ⅳ and he had disorder of urination. The muscle strength of double lower limbs and urination function began to recover after 3 days' traction and recovered totally after 2 weeks' traction. A, B, C, the aesthetic posterior appearance before traction, after traction(2 weeks) and after surgery. The height was 158 cm, 165 cm and 167 cm respectively. D, E, F, the aesthetic lateral appearance before traction, after traction and after surgery. G, H, I, the anteroposterior view of X-ray before traction, after traction and after surgery, and the scoliosis angle was 153°, 87° and 42° respectively. J, K, L, the lateral view of X-ray before traction, after traction and after surgery, and the kyphosis angle was 125°, 85° and 75° respectively.

1.2.2. 牵引及手术步骤

1.2.2.1. 一期牵引

一期安装头盆环牵引装置，局部麻醉下经导航系统双侧髂骨置入6~8颗髂骨钉，再于颅骨置入6~8颗颅骨钉，用伸缩杆连接骨盆环及颅骨环，牵引延长上身躯干5 cm后锁紧所有螺帽。髂骨钉及颅骨钉覆盖无菌敷料，定期换药。于安装头盆环牵引后，每日旋转伸缩连接杆螺母逐渐增加牵引力度。第一周每日撑开连接杆1 cm，之后每日撑开0.3~0.5 cm。患者如出现牵引后脊柱区剧烈疼痛，或者颅神经及脊髓牵拉症状，及时调节螺母降低牵引力度。根据患者有无牵引后神经症状反复调节螺母改变牵引力度。如患者无牵引相关神经症状，全天24 h行牵引治疗，一般2~4周完成牵引。本研究牵引效果一般于牵引30 d后达平缓期，如牵引效果达平缓期或患者无法耐受牵引，可考虑停止牵引，准备行二期矫形手术。矫形手术时，头盆环牵引可于术中继续提供牵引力，可于矫形手术结束后拆除牵引装置。

1.2.2.2. 二期矫形手术

二期矫形手术为经后路椎弓根钉内固定植骨融合术，配合体外三点加压辅助矫正，本研究24例患者中有10例僵硬性脊柱畸形患者采用经椎弓根截骨技术(pedicle subtraction osteotomy, PSO)矫正曲线。矫形术中全程使用神经电生理监护仪监测，保证体感诱发电位(somatosensory evoked potential, SEP)及运动诱发电位(motor evoked potential, MEP)未见异常。

1.3. 观察指标

在牵引前、一期牵引后及二期矫形手术后测量患者身高，测量脊柱X线全长正侧位脊柱侧凸Cobb角、脊柱后凸Cobb角, 以及双肩高度差、髂嵴高度差、C7-S1偏移距离(distance between C7 plumb line and center sacral vertical line，C7PL-CSVL)和顶椎偏移距离。

1.4. 统计学分析

采用SPSS 19.0软件，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，P < 0.05认为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1. 各指标测量结果(表 1)

表1.

牵引前、一期牵引后及二期矫形手术后数据测量情况(x±s)

The measurement information before traction, post-traction and post-surgery(x±s)

Stage	Pre-traction	Post-traction	Post-surgery
n=24，* P < 0.05, compared with pre-traction data; # P < 0.05, compared with post-traction data. CTPL-CSVL, distance between CT plumb line and center sacral vertical line.
Height/cm	141.7±11.2	154.1±9.5*	155.0±9.5*
Scoliosis angle/(°)	104.9±35.0	64.8±21.0*	39.3±17.0*#
Kyphosis angle/(°)	106.9±29.2	63.1±17.1*	39.0±16.8*#
The height difference of shoulders/cm	2.4±1.8	1.3±0.9*	1.5±1.3*
The height difference of crista iliaca/cm	1.7±1.7	0.9±0.9*	1.0±1.0*
C7PL-CSVL/cm	3.2±2.8	2.5±2.5*	2.0±1.9*
The perpendicular distance of S1 and the convex point/cm	10.5±4.8	8.4±3.5*	6.7±3.7*

24例患者牵引时间1~5周，平均(2.5±1.1)周。一期头盆环置入手术时间为(137.8±55.1) min(67~270 min)，牵引术中出血量为(13.3±10.9) mL(5~50 mL)；二期矫形手术时间为(362.3±110.8) min(200~610 min)，矫形术中出血量(720.8±353.8) mL(200~1500 mL)；患者平均住院时间为(6.1±1.9)周。经统计学分析，短期牵引后身高、冠状面侧凸角、矢状面后凸角、双肩高度差、髂嵴高度差、C7-S1偏移距离及顶椎偏移距离同牵引前相比差异有统计学意义(P < 0.05)。二期手术后身高、冠状面侧凸角、矢状面后凸角、双肩高度差、髂嵴高度差、C7-S1偏移距离及顶椎偏移距离同牵引前相比差异有统计学意义(P < 0.05)，且冠状面侧凸角、矢状面后凸角同牵引后相比差异有统计学意义(P < 0.05)。

在本研究中，冠状位牵引矫形率为37.2%±10.9%(11.9%~51.2%)，冠状位总矫形率为61.9%±12.6%(26.9%~79.0%)。矢状位牵引矫形率为40.0%±10.7%(16.7%~55.5%)，矢状位总矫形率为64.3%±10.7%(49.0%~87.5%)。牵引后身高增加值为(12.4±4.6) cm(4~20 cm)。

2.2. 牵引并发症

2例患者在短期牵引后出现神经症状，其中1例患者于牵引3周后出现右下肢肌力下降，于放松牵引后右下肢肌力恢复；1例患者于牵引后第1天出现吞咽困难及排尿困难，降低牵引力度后吞咽功能好转，排尿恢复正常。以上两例患者均为重度僵硬性脊柱侧弯患者。24例患者中未出现头颅钉及骨盆钉感染病例，术后无瘫痪、呼吸衰竭及死亡等并发症发生。出现的相应并发症在松弛牵引力度后立刻缓解，未遗留长期后遗症，且症状缓解后再次牵引到此力度时，未发生相关神经症状。

3. 讨论

Halo牵引技术除了头盆环牵引，还有股骨牵引及重力牵引。Halo-股骨牵引(Halo-femoral traction, HFT)是最早出现的Halo牵引装置^[6]，目前因为其缺点较多而逐渐被弃用。Halo-股骨牵引牵引力度有限，导致矫正效率低^[7]，而股骨钉的感染率相对较高^[8]；患者在牵引过程中缺乏下肢运动能力，长期卧床休息增加了褥疮发生率及护理难度^[9]，且牵引后髋关节及膝关节的僵硬发生率较高^[10]。Halo-重力牵引(Halo-gravity traction, HGT)是目前运用较多的牵引装置，重力牵引对于脊柱畸形矫正是一种安全、有效的非手术方法^[11]，其主要优点在于此装置没有股骨钉或者骨盆钉，其主要缺点在于重力牵引装置在术中使用受限，而且重力牵引提供的牵引力度及牵引时间有限、稳定性不够、可控性不佳，其牵引价值有待进一步研究^[12]。

术前头盆环牵引主要优点有：(1)牵引力持续且循序渐进，牵引过程安全。头盆环牵引通过调节旋转螺母逐渐延长支撑棒，可提供较为可控、循序渐进的牵引力，新型头盆环轻便，不影响患者卧床休息，可实现24 h不间断牵引，同时一旦患者出现牵引相关的神经症状，可及时降低牵引力度，保证牵引安全性；(2)有助于在术前了解脊髓最大耐受矫正角度，可做试验性治疗手段，尽管在重度脊柱畸形矫形手术中使用神经电生理监护仪监测，但术中矫形程度的判断仍是难题，术前头盆环牵引可通过相应神经症状加重及缓解时脊柱侧后凸状态来预估最大耐受矫正角度，对于直接手术难以判断术后疗效的病例，头盆环牵引可做试验性治疗；(3)能够使脊柱凹侧挛缩组织逐渐松弛，拉开小关节间隙、椎体间隙以及椎板间隙，从而很好地降低脊柱僵硬程度^[13]，降低了脊柱畸形矫形手术的难度，减少了矫形手术时间及手术矫形压力^[14]，本研究一期头盆环牵引后冠状面矫形率37.2%±10.9%，矢状位矫形率40.0%±10.7%，二期手术矫形压力明显减小；(4)明显增加患者胸腔及腹腔容积，有效改善患者的肺功能、心功能和消化功能^[15]，进而减少围手术期诸如肺部并发症的发生率^[16]。

长期头盆环牵引带来的并发症也不容忽视，有研究报道长期牵引并发症可大致分为器械相关型及神经损伤相关型^[17], 器械相关并发症方面，有学者报道了长期牵引后头颅钉感染进一步形成脑脓肿的病例及骨盆钉钉道感染的病例^[18-19]，且牵引时间越长，感染概率越大。神经损伤并发症方面，由于在牵引脊柱的同时，也会对神经根产生牵引，从而导致相应神经损伤，其中包括颅神经(Ⅵ、Ⅸ、Ⅹ及Ⅺ)损伤和脊髓损伤^[18]，Ma等^[20]统计的80例长期头盆环牵引病例中有10例出现了短暂性舌下神经麻痹，3例出现了短暂性外展神经麻痹；牵引后脊髓损伤可表现为截瘫^[21]；部分病例牵引后出现臂丛神经麻痹^[10]，主要表现为C5/C6麻痹。Tredwell等^[22]报道了在长期牵引后枢椎齿状突缺血性坏死的病例；Tredwell等^[23]统计的100例长期头盆环牵引病例中47%的患者出现了影像学上颈椎关节突关节退变；Dove等^[24]报道了患者长期牵引后出现了脊柱活动度的丢失及自发性颈椎融合；另有学者报道牵引后出现了颈椎僵硬及早期退变^[10]、颈椎关节松动及寰枢椎脱位和脊柱核心肌群废用性萎缩所致抬头困难^{[13, 25]}。本研究24例患者短期牵引后2例发生神经症状，并发症发生率8.3%，2例患者脊柱畸形角度均超过130°，牵引后并发症发生率与牵引前畸形程度可能有一定关系。

国外文献报道头盆环牵引时间均在8周以上，O’Brien等^[26]报道的118例头盆环病例平均牵引时间为22周；Hsu^[10]报道的150例头盆环病例平均牵引时间在12~24周，少数病例牵引时间超过1年；Ma等^[20]报道的76例头盆环病例平均牵引时间为8周，最长23周。本研究24例患者平均牵引时间为(2.5±1.1)周，较既往文献报告的牵引时间短。短期头盆环牵优势在于：(1)并发症发生率低，如上述长期头盆环牵引易导致钉道感染、神经症状、肌肉萎缩、颈椎关节松动及寰枢椎脱位等并发症，且并发症发生率与牵引时间呈正相关，本研究24例短期牵引患者均未出现钉道感染及严重神经相关症状等并发症的发生；(2)短期牵引矫形效果较好，本研究的患者在平均牵引(2.5±1.1)周后，冠状面矫形率37.2%±10.9%，矢状位矫形率40.0%±10.7%，本研究头盆环对于脊柱畸形的矫形效果主要集中在牵引前4周，牵引4周后矫形效果较前变缓，所以北京大学第一医院骨科的短期牵引一般不超过5周；(3)患者疼痛程度轻，依从性高，患者长期头盆环牵引，疼痛程度大，生活质量差，依从性不佳^[26]，短期头盆环牵引较长期牵引疼痛程度轻，患者依从性更佳；(4)提高医院病床利用率，增加医疗效率。

本研究使用新型改良头盆环牵引装置，将伸缩连接杆置于患者躯干前外侧，其最大优点在于不影响患者衣物穿戴及仰卧休息。重度脊柱畸形患者通常心肺功能、胃肠功能受限，营养条件较差，使用传统头盆环牵引严重影响患者仰卧睡眠，进一步增加术前应激及手术风险，患者耐受性及医从性差。术前患者充分休息，是目前脊柱外科加速康复外科(enhanced recovery after surgery，ERAS)重要环节，可以减少患者术前应激，减少患者术后并发症发生率。根据本研究数据，新型改良头盆环牵引效果同样显著，不次于文献所报道的传统头盆环牵引效果，且患者满意度较高。

本研究短期头盆环牵引配合手术治疗后，冠状位总矫形率为61.9%±12.6%(26.9%~79.0%)，矢状位总矫形率为64.3%±10.7%(49.0%~87.5%)，脊柱畸形明显改善，并且牵引后双肩高度差、髂嵴高度差、C7-S1偏移距离及顶椎偏移距离同牵引前相比差异有统计学意义(P < 0.05)，躯干平稳性得到明显提升。

综上所述，短期头盆环牵引是一种安全、有效的方法，短期牵引较长期牵引并发症少，牵引矫形效果显著，明显减少了手术矫形的压力。一期短期头盆环牵引配合二期手术治疗重度脊柱畸形，是可供临床选择的治疗方法之一。