儿童颈椎前路手术研究进展

儿童颈椎前路手术研究进展 作者:刘世敬，钟世镇

【关键词】 儿童颈椎前路手术研究 自Smith Robinson介绍颈前路手术治疗成人颈椎疾病以来，该手术入路已广泛应用于儿童和青少年各种颈椎疾患的治疗，如创伤、先天畸形、医源性畸形的矫正，颈椎间盘突出症、颈椎肿瘤等。由于儿童颈椎椎体尚未完全发育，和成人相比，手术有其自身的特点和规律。现对儿童颈椎前路手术的适应证，植骨、内固定器械选择的技术要点，生物可吸收材料的应用等方面的研究进展进行综述。 1 手术适应证 1.1 脊柱畸形 颈椎前路手术可应用于各种原因所导致的儿童脊柱畸形，如先天畸形、创伤、结缔组织病和医源性疾患等所导致的后凸畸形。Holmes和Hall〔1〕于1978年首先报道了儿童颈椎前路手术，对1例先天性多椎体畸形患儿首先行前路多节段椎体切除、矫形，C1,5自体胫骨柱状植骨融合，1个月后二期手术，经后路颈椎植骨融合。同时报道1例4岁医源性后凸畸形患儿，C1,4椎板切除后继发C2、3和C3、4半脱位，出现下颈部疼痛，后凸畸形，行前路C2,5自体植骨融合，Halo架外固定，随访2年半，效果满意〔1〕。Deburge和Briard〔2〕报道1例14岁女性，C7半椎体，头部倾斜，分期进行前、后路半椎体部分切除，楔形截骨，复位矫形后前路钢板内固定，保持稳定。Piccirilli和Chadduck〔3〕报道1例Morquio综合征出现严重的C3,5后凸畸形，首先采用Halo牵引固定，行前路C3,5椎体切除，同时切除大量的纤维组织和后纵韧带，全厚颅盖骨植骨，缆绳辅助固定。Larsen综合征是一种比较少见的结缔组织疾患，也可导致颈椎后凸畸形而需要外科手术干预〔4、5〕。Banks等〔4〕报道1例，13岁男性，首先行后路椎板切除，然后前路椎体次全切除减压，自体髂骨植骨，钢板内固定，行枕、颈、胸前后路融合。 1.2 脊柱创伤 颈椎前路手术常用于儿童颈椎创伤。儿童颈椎由于各种结构成分弹性的增加，损伤并不常见〔6〕。72%发生于8岁以下患者，其中的绝大多数发生在枕骨到C3之间。除了产伤以外，年龄较小的儿童极少发生C2以下骨折〔7〕。到10岁时，大多儿童的颈椎和成人相似，10,12岁儿童颈椎创伤的特点和成人完全相同，以下颈椎为主〔8〕。 儿童颈椎损伤大多采用保守治疗。而当需要手术时，通常采用后路手术。有作者认为，颈椎椎体上下终板的损伤可能会导致手术后脊柱不稳，发生成角畸形〔6〕。然而，也有一系列报道认为，前路颈椎间盘或者髓核切除椎间融合(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)后效果优良〔6、9,13〕。 Wickboldt等〔9〕回顾分析他们所做的5例患者，年龄11,14岁，下颈椎创伤性不稳、半脱位，行ACDF，治疗效果满意。值得注意的是，其中4例在术前经过长时间的制动，只有1例伤后早期手术。术中发现，5例患者均存在椎间盘纤维环撕裂，作者认为由于项韧带、关节囊、椎间盘愈合能力较差，该类患者采用Halo制动不易达到骨性融合。幼年时椎间盘的幼小血管的分支可达深层，随着年龄增长，血管逐渐减少，血管口径变细，一般在13岁以后已无血管再穿入深层，进一步降低了创伤后的自身愈合能力。因此，对于颈椎骨折、脱位的治疗，主张早期前路手术干颈，以达到早期融合、稳定的目的。 Shacked等〔6〕报道6例颈椎损伤，年龄3,14岁，分别行前路减压和稳定手术。作者提出的颈椎创伤的手术适应证和Anonymous的观点相同，即:严重的过屈性暴力损伤，椎体爆裂骨折;颈椎骨折、脱位，累及后部结构和椎间盘;脊柱解剖变形，脊髓受压〔10〕。其 Http://Www.Yaokuo.Com 中1例伤后8周手术，融合失败，该患者在手术前采用Halo制动。随访中尽管有轻度后凸发生，无不稳定和畸形发生。作者强调了植骨块合适的形状、大小及三面皮质骨在植骨融合中所起到的重要作用。 Brockmeyer等〔12〕

总结

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他们应用儿童内固定器材的经验。11例青春期的儿童因为骨折和韧带损伤性不稳行颈前路钢板固定，7例采用自体髂骨植骨，4例采用同种异体骨植骨，结果大多满意，但有1例同种异体骨发生塌陷，而行二次手术。Dickerman等〔13〕报道1例18个月患儿，因摔伤出现四肢瘫，C2、3椎体破坏。予以C3椎体次全切除，自体肋骨植骨，前路可吸收Macropore钢板系统固定，二期行后路枕-C3融合，钛缆固定，自体肋骨植骨，术后辅以Halo外固定4个月，神经功能恢复，融合满意。 1.3 颈椎间盘突出 青少年颈椎间盘血供良好，周围韧带弹性大，椎间盘突出在儿童并不常见。当突出发生时，由于丰富的微血管系统存在，通常会发生自发吸收〔14〕。偶尔，会发生严重的神经根症状或者脊髓压迫，这时需要外科手术干预。Schaser等〔15〕报道1例12岁儿童，C3、4椎间盘突出、钙化、压迫脊髓。给予ACDF并髂骨植骨融合。随访1年，恢复良好。Klippel-Feil综合征使儿童易于发生颈椎间盘突出。Allsopp等〔16〕报道1例C3、4间盘突出脊髓受压，行C3、4 ACDF，自体骨移植，随访1年，效果优良。 1.4 颈椎肿瘤 颈椎前路手术已广泛应用于儿童肿瘤性疾病的治疗。Fielding等〔17〕在1979年对38位脊柱外科医生进行调查，对颈椎前路椎体切除治疗的肿瘤进行分析。在20例中，14岁以下儿童及青少年5例。病理结果包括良性的骨母细胞瘤，恶性的神经纤维肉瘤。采用自体骨移植，取骨部位包括髂骨、腓骨、胫骨，除1例13岁女孩外，均采用前后路联合手术融合。随访1,8年，效果优良。Sohn等〔18〕报道1例7岁女孩，C4椎体嗜酸性肉芽肿，行C4椎体切除，三面皮质自体髂骨块植入，采用2 mm厚的微型钢板固定。术后Halo支架外固定3个月。随访2年，无并发症发生，无畸形，颈椎生理屈度保持良好。 2 材料和技术 2.1 植 骨 文献报道显示，儿童颈前路融合时，主要采用自体骨植骨。自体骨最大的优点是具有成骨、骨诱导、骨传导作用，可较快的和受区骨整合〔19〕。供骨区主要为髂骨，也有取自胫骨、腓骨和肋骨。在年龄较小的儿童，髂嵴尚未完全骨化，主要为软骨组织〔20〕，并不是供骨的理想区域;与髂骨供区有关的并发症已有大量报道〔21〕。肋骨移植常引起疼痛，偶有气胸发生，同时肋骨的强度和支撑力量相对较差〔22〕。因此有学者将颅盖骨作为和传统供骨不同的一种选择，优点是供骨量丰富，移植后吸收率低，术后并发症较少〔3、20、22〕。如果需要较长的柱状骨块，可采用自体腓骨，但腓骨的切取，可引起明显的局部并发症〔19〕。尽管全部的松质骨和皮质骨相比融合率较高，但松质骨仅具有三面皮质骨60%的抗压缩能力，单纯松质骨移植不能承受颈前路稳定后所产生的压缩力量〔23〕。 同种异体骨只有在植骨区处于压应力，如ACDF时方考虑应用。冷冻骨可保存BMPs，但移植物中的病毒不能被完全消除，目前尚没有十分理想的筛选方法。在冷冻过程中，骨的抗压缩能力降低了10%,20%，但并不影响它的抗弯曲和抗扭转强度;而在冻干制备过程中，抗弯曲强度降低55%，抗扭转强度降低39%;这些移植物容易发生长轴纵向劈裂。尽管从理论上讲在冻干过程中病毒DNA能被完全消除，从而免除了病毒的影响，但不可避免会发生BMPs变性，导致植骨后融合率的降低〔19〕。Brockmeyer等〔12〕对4例青少年创伤后颈前路融合、钢板固定应用库存骨作为植骨材料，其中1例因为同种异体植入物下沉而需要二次手术。而在采用自体骨植入所作的其他7例中，无并发症发生。 Http://Www.Yaokuo.Com 2.2 内固定器械的应用 2.2.1 钢板的应用 儿童和青少年颈椎手术内固定器械使用的适应证和成人相同。主要目的是为了提高植骨的融合率，降低植入物的脱出率，减少手术后支具的使用，恢复和维持颈椎的正常生理曲线、轴线〔24〕。术前准备应包括X线片、CT扫描和MRI检查，以充分估计椎体是否和标准内固定器械相匹配。对于非创伤性疾患或者没有明显的颈椎不稳定存在时，必须拍摄动力位X线片。钢板的存在有助于对抗各种不利于融合的外力，如旋转、侧弯、屈伸等外力;当移植骨承重时，钢板和植入骨块形成复合体，增加了局部的稳定性，减少植入物的脱出，预防后凸畸形的发生〔24〕。对于屈-伸性损伤，颈前钢板起到了张力带的作用，是理想的选择。尽管生物力学研究一直支持在存在多种不稳定(global instability)时，应该在前路融合的同时，行后路固定，但钢板的应用会减少后路的操作的必要性，很多回顾性分析均支持这个理论。Vaccaro等〔25〕报道，在行2个节段椎体次全切除植骨融合后，内植物和钢板脱出移位的发生率为9%，而3个节段时发生率达到50%。因此对于超过3个或更多节段时，应考虑附加后路固定。 颈前路内固定主要并发症包括神经根的损伤、植入物的松动和移位脱出、邻近结构的损伤、椎管狭窄、邻近节段的不稳定等〔26〕。内固定器械的使用增加了经济负担，但减少了后凸畸形和假关节等并发症的发生率。选用钢板固定时，精细认真的术前准备和正确的钢板选择是成功的关键。钢板的长度应该合适，以便螺钉孔恰好位于相应椎体中央区域。钢板不能跨过未融合的椎间盘区域，以免钢板过度活动而导致松动〔24〕。

2.2.2 颈椎内植物的应用 其他类型颈椎内植物已经在成人中得到应用，如钛笼(Mesh)、聚醚醚酮(polyethere-therketone,PEEK)Cage等。内植物的应用减少了供骨区并发症，直接提供力学的支撑，但它所存在的缺点也应该引起足够的重视:如费用的增加，对是否融合评价的困难，应力遮挡作用，Cage脱出后对周围软组织的损伤等。如果应用Cage，应同时采用钢板固定，以减少Cage脱出的危险。PEEK Cage附合BMPs可促进融合〔27、28〕，但据报道PEEK Cage可激发局部炎症反应，对儿童并不是最佳选择〔29〕。BMPs颈前路应用后也可诱发炎症反应，出现颈部肿胀，因此儿童颈椎融合中BMPs的应用，应该更加慎重〔27〕。Mesh在年龄较大儿童颈椎肿瘤椎体切除后的重建中发挥重要作用。 2.2.3 可吸收材料的应用 近年来，可吸收材料已进入临床，在颈椎外科得到应用〔13、30,32〕。可吸收钢板按照预定的方式逐步降解，减少了钢板存留可能引起的并发症，避免了应力遮挡作用的发生。和金属内植物相比，可吸收材料的弹性模量和椎体骨质更加接近，对儿童更加有利。可吸收材料的X线可透性，有利于对植骨是否融合的评估。在对9例患者采用可吸收网状钢板做ACDF的回顾性分析中显示，临床效果和影像学表现均满意〔30〕。可吸收充填物已经在ACDF中得到应用，也取得了良好的效果〔31〕。生物力学研究发现可吸收钢板可有效防止植入物的脱出，对于单个节段手术，和单纯植骨相比，钢板并不增加局部的稳定性，但对2个节段及其以上ACDF，钢板可显著的增加其稳定性〔32〕。至于与钛合金钢板相比较，在融合率及其临床结果方面的差异，有待于进一步观察。 3 结论 由于儿童和成人疾病类型的不同，颈前路手术适应证有很大差异。最常见的是应用于创伤、畸形的矫形、肿瘤的切除。颈前路内固定器械的使用原则和成人完全相同，但术前必须仔细测量椎体的大小，以选择合适的内固定物。可吸收材料在儿童颈椎疾患治疗的应用已显示出很好的结果，但手术后畸形的发展等仍需密切观察。 【参考文献】 Http://Www.Yaokuo.Com 〔1〕 Holmes JC,Hall JE.Fusion for instability and potential instability of the cervical spine in children and adolescents,J,.Orthop Clin North Am，1978，9(4):923943. 〔2〕 Deburge A,Briard JL.Cervical hemivertebra excision,J,.J Bone Joint Surg Am,1981,63 (8):13351338. 〔3〕 Piccirilli CB,Chadduck WM.Cervical kyphotic myelopathy in a child with Morquio syndrome,J,.Childs Nerv Syst,1996,12(2):114116. 〔4〕 Banks JT,Wellons JC ? ，Tubbs RS,et al.Cervical spine involvement in Larsens syndrome:a case illustration,J,.Pediatrics,2003,111(1):199201. 〔5〕 Johnston CE ?,Birch JG,Daniels JL.Cervical kyphosis in patients who have Larsen syndrome,J,.J Bone Joint Surg Am,1996,78(4):538545. 〔6〕 Shacked I,Ram Z,Hadani M.The anterior cervical approach for traumatic injuries to the cervical spine in children,J,.Clin Orthop Relat Res,1993,(292):144150. 〔7〕 Hamilton MG,Myles ST.Pediatric spinal injury:review of 174 hospital admissions,J,.J Neurosurg,1992,77(5):700704. 〔8〕 Lustrin ES,Karakas SP,Ortiz AO,et al.Pediatric cervical spine:normal anatomy,variants,and trauma,J,.Radiographics,2003,23(3):539560. 〔9〕 Wickboldt J,Sorensen N.Anterior cervical fusion after traumatic dislocation of the cervical spine in childhood and adolescence,J,.Childs Brain,1978,4(2):120128. 〔10〕 Nonymous.Management of acute central cervical spinal cord injuries ,J,.Neurosurgery,2002,50(3 Suppl):166172. 〔11〕 Hoffmann RF,Weisskopf M,Stockle U,et al.Bisegmental rotational fracture dislocation of the pediatric cervical spine.A case report,J,.Spine,1999,24(9):904907. 〔12〕 Brockmeyer D,Apfelbaum R,Tippets R,et al.Pediatric cervical spine instrumentation using screw fixation,J,.Pediatr Neurosurg,1995,22(3):147157. 〔13〕 Dickerman RD,Morgan JT,Mittler M.Circumferential cervical spine surgery in an 18monthold female with traumatic disruption of the odontoid and C3 vertebrae.Case report and review of techniques,J,.Pediatr Neurosurg,2005,41(2):8892. 〔14〕 Lester JW Jr,Miller WA,Carter MP,et al.MR of childhood calcified herniated cervical disk with spontaneous resorption,J,.AJNR Am J Neuroradiol,1989,10(5):4850. 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