史本龙; 刘万友; 李洋; 刘臻; 孙旭; 朱泽章; 邱勇

doi:10.3760/cma.j.cn112137-20210810-01782

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• 临床研究 •

术前磁共振不同脊髓形态分型脊柱畸形三柱截骨矫形术后神经并发症的发生情况

中华医学杂志, 2022,102(5) : 344-349. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20210810-01782

摘要

目的

比较不同术前顶椎区MRI脊髓形态分型的严重胸椎侧后凸畸形患者行三柱截骨矫形术的神经并发症发生情况。

方法

回顾性分析2015年8月至2018年8月于南京鼓楼医院行手术治疗的胸椎侧后凸畸形患者共112例的临床资料。其中男52例，女60例，年龄13.5岁（9.0~38.5岁）。测量的影像学参数包括顶椎区脊髓形态分型、主弯侧凸Cobb角、冠状面平衡（C₇PL-CSVL）、最大后凸Cobb角（GK）、矢状面偏移（SVA）。利用Frankel分级分组并评估各组术前、术后及随访时的神经功能状态。

结果

112例患者术前顶椎区脊髓形态分型为Ⅰ型8例（7.1%）、Ⅱ型58例（51.8%）、Ⅲ型46例（41.1%）。所有患者的末次随访时间为（28.5±3.4）个月。与术前相比，3组患者术后主弯侧凸Cobb角、C₇PL-CSVL、GK、SVA均有显著矫正，手术前后差异均有统计学意义（均P<0.05），末次随访时与术后即刻差异均无统计学意义（均P>0.05），均无矫正丢失。3例术前脊髓形态为Ⅱ型的患者术后出现新发神经损害，Frankel分级均为D级；6例术前脊髓形态为Ⅲ型的患者术后出现新发神经损害，Frankel分级为C级1例、D级5例；3例术前脊髓形态为Ⅲ型的患者出现已有神经功能损害加重，Frankel分级均由术前的D级加重至C级。脊髓形态为Ⅲ型的患者术后新发神经损害或已有神经损害加重的发生率比Ⅱ型患者更高（19.6%比5.2%，P=0.037）。

结论

术前MRI脊髓形态分型与严重胸椎侧后凸畸形患者三柱截骨矫形神经并发症具有一定关联，术前脊髓形态为Ⅲ型的患者术后神经并发症的发生率更高。

引用本文: 史本龙, 刘万友, 李洋, 等. 术前磁共振不同脊髓形态分型脊柱畸形三柱截骨矫形术后神经并发症的发生情况 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(5) : 344-349. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20210810-01782.

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目前，临床中常用的脊柱三柱截骨术包括经椎弓根椎体截骨术（pedicle subtraction osteotomy，PSO）、国际脊柱侧凸研究学会（Scoliosis Research Society，SRS）Schwab四级截骨术及全脊椎截骨术（vertebral column osteotomy，VCR）等。既往文献报道严重脊柱畸形患者行三柱截骨术后可获得45%~88%的畸形矫正率，术后影像学及临床疗效满意^{［1, 2, 3］}。然而，脊柱三柱截骨术的围手术期神经并发症发生率高达9.9%~15.8%^{［4, 5］}。2018年，Sielatycki等^［6］提出术前T₂加权轴位脊柱磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）中胸弯顶椎区的脊髓形态可用于评估患者术中神经电生理监测事件的风险。该分型依据MRI横断面中顶椎区脊髓和脑脊液的形态将其分为3种类型，笔者认为术前脊髓形态为Ⅲ型的患者在脊柱矫形术中发生神经电生理监测事件的风险更高。本研究在此基础上回顾性分析于本院行三柱截骨矫形手术的严重脊柱畸形患者的临床和影像学资料，旨在分析不同脊髓形态分型的患者行脊柱三柱截骨的手术相关情况及影像学改善情况并分析不同脊髓形态分型患者三柱截骨矫形术后神经并发症的发生情况。

对象与方法

一、一般资料

病例系列研究。回顾性分析2015年8月至2018年8月于南京鼓楼医院行手术治疗的胸椎侧后凸畸形患者的临床资料。患者入选标准：（1）侧凸/后凸顶椎位于T₁-T₁₂；（2）行一期脊柱后路三柱截骨矫形内固定术；（3）具有完整的术前术后神经功能评估结果；（4）术后规律随访>2年；（5）有术前、术后及末次随访的临床和影像学资料。排除标准：（1）术前接受Halo重力牵引治疗者；（2）既往有椎管内手术史者；（3）术前合并Chiari畸形、脊髓空洞、脊髓栓系、脊髓纵裂等椎管内异常者。

最终，共112例患者纳入本研究，其中男52例，女60例，年龄13.5岁（9.0~38.5岁）。全部患者中43例行PSO截骨、6例行SRS-Schwab四级截骨、63例行VCR截骨。本研究符合赫尔辛基宣言对伦理的一般要求。

二、影像学参数

所有患者术前、术后即刻及随访时均拍摄站立位全脊柱正侧位X线片，分别测量以下冠状面和矢状面参数^［7］：（1）主弯侧凸Cobb角；（2）冠状面平衡（coronal spinal balance，C₇PL-CSVL）；（3）最大后凸Cobb角（global kyphosis，GK）；（4）矢状面平衡（sagittal vertical axis，SVA）。根据术前的全脊柱MRI检查将患者顶椎区的脊髓形态分为三型：Ⅰ型：脊髓形态光滑，外观为圆形/椭圆形且与椎弓根和（或）椎体间有可见的脑脊液；Ⅱ型：脊髓形态光滑，外观为圆形/椭圆形但与椎弓根/椎体间不存在脑脊液；Ⅲ型：脊髓受压形态扁平，脊髓和椎弓根/椎体之间不存在脑脊液（图1）。

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图1

胸椎侧后凸畸形患者术前顶椎区脊髓形态分型示意图　A、B、C分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型横断面MRI图像，D和E、F和G、H和I分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型患者脊柱正、侧位X线片；Ⅰ型：脊髓形态光滑且与周围骨性结构间存在脑脊液；Ⅱ型：脊髓形态光滑但与周围骨性结构间不存在脑脊液；Ⅲ型：脊髓受压形态扁平，脊髓和周围骨性结构间不存在脑脊液

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图1

三、神经功能评价

全部患者术前、术后即刻及末次随访时均详细检查和记录双下肢感觉、肌力、肌张力等神经功能状态，对患者的神经功能进行Frankel分级，分析患者术后随访过程中神经功能的自然转归。

四、统计学方法

应用SPSS 20.0软件进行统计分析。使用Kolmogorov-Smirnov检验对数据进行正态性检验，符合正态分布的计量资料以 $\bar{x} \pm s$ 表示，否则采用M（Q₁，Q₃）表示。若数据符合正态分布，则组内前后比较采用配对t检验，否则采用非参数检验。双侧检验，取α=0.05。

结果

一、一般资料

112例患者病因学为先天性88例、陈旧性骨折11例、退变性6例、神经肌源性5例、结核性2例，术前脊髓形态分型为Ⅰ型8例（8/112，7.1%）、Ⅱ型58例（58/112，51.8%）、Ⅲ型46例（46/112，41.1%）。所有患者的末次随访时间为（28.5±3.4）个月。三种类型患者手术融合节段、手术时间、出血量、术后随访时间等详见表1。非参数检验表明Ⅰ型患者与Ⅱ/Ⅲ型的患者相比融合节段短、手术时间短、术中出血量少（均P<0.05），而Ⅱ型和Ⅲ型的患者组间差异无统计学意义（均P>0.05）。

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表1

不同脊髓形态分型胸椎侧后凸畸形患者的手术相关情况

表1

不同脊髓形态分型胸椎侧后凸畸形患者的手术相关情况

项目	Ⅰ型（n=8）	Ⅱ型（n=58）	Ⅲ型（n=46）	Z/χ²/F值	P值
年龄（岁）^a	21.5（8.0，36.3）	14.0（8.8，34.0）	13.0（8.8，43.0）	0.54	0.761
性别（例，男/女）	6/2	33/25	23/23	1.84	0.399
截骨术式（例）^b	6/1/1	20/3/35	17/2/27	6.84	0.144
融合节段^c	8.1±0.8	12.3±2.6	10.8±1.8	14.72	0.002
手术时间（min）^a	235（190，290）	320（300，373）	335（320，380）	7.62	0.022
出血量（ml）^a	950（825，1 100）	1 700（1 100，2 400）	1 700（1 100，2 125）	8.33	0.016
术后随访（月）^c	27.2±3.3	28.6±3.4	28.5±3.5	19.10	0.794

注：^aM（Q₁，Q₃）；^b经椎弓根椎体截骨术/四级截骨/全脊椎截骨术；^c $\bar{x} \pm s$

二、影像学参数

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型组术前主弯侧凸Cobb角分别为84.5°（75.8°，89.5°）、101.8°±10.1°和107.2°±10.5°，GK则分别为75.0°（67.0°，83.0°）、80.9°±16.5°和84.9°±19.0°。与术前相比，Ⅲ型患者术后主弯侧凸Cobb角、C₇PL-CSVL、GK、SVA均有显著矫正，前后差异均有统计学意义（均P<0.05），末次随访时与术后即刻相比无矫正丢失（均P>0.05）（表2）。

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表2

三组胸椎侧后凸畸形患者术前、术后及末次随访时的影像学参数比较

表2

三组胸椎侧后凸畸形患者术前、术后及末次随访时的影像学参数比较

分型	Cobb角（°）	C₇PL-CSVL（mm）	GK（°）	SVA（mm）
Ⅰ型（n=8）
术前	84.5（75.8，89.5）	30.0（27.3，38.3）	75.0（67.0，83.0）	43.0（37.3，49.5）
术后即刻	38.0（31.8，45.3）	11.5（7.0，18.3）	30.0（23.5，39.0）	12.5（10.0，19.8）
末次随访	35.0（32.5，48.3）	10.5（8.5，19.3）	34.0（22.5，38.5）	13.0（7.3，23.0）
Z/P值^a	11.31/<0.001	11.36/<0.001	6.86/0.009	9.28/0.002
Z/P值^b	0.01/0.958	0.10/0.751	0.01/0.917	0.01/0.916
Ⅱ型（n=58）
术前	101.8±10.1	38.8±13.1	80.9±16.5	54.7±10.2
术后即刻	47.5±13.1	16.6±8.3	34.0±6.4	23.4±8.2
末次随访	48.6±12.8	15.6±9.3	35.2±8.8	21.9±9.8
t/P值^a	-42.78/<0.001	-14.90/<0.001	-4.76/<0.001	-29.13/<0.001
t/P值^b	1.92/0.059	-1.23/0.223	1.13/0.262	-1.36/0.177
Ⅲ型（n=46）
术前	107.2±10.5	39.1±12.1	84.9±19.0	55.3±10.8
术后即刻	54.1±10.1	21.8±8.0	39.7±9.0	24.3±9.6
末次随访	55.5±10.8	22.9±9.9	40.9±8.4	25.8±8.9
t/P值^a	-47.05/<0.001	-9.84/<0.001	-10.49/<0.001	-23.92/<0.001
t/P值^b	2.02/0.051	0.95/0.344	1.01/0.326	1.08/0.284

注：C₇PL-CSVL为冠状面平衡；GK为最大后凸Cobb角；SVA为矢状面平衡；Ⅰ型患者仅8例，统计结果并不可靠；^a术后即刻与术前相比；^b末次随访与术后即刻相比；Ⅰ型数据为M（Q₁，Q₃），Ⅱ、Ⅲ型均为 $\bar{x} \pm s$

三、神经损害

112例患者中，共105例患者术前神经系统查体未见明显神经损害，14例患者术前合并下肢神经功能损害，包括Ⅱ型5例、Ⅲ型9例（术前Frankel分级均为D级）。3例（3/58）术前脊髓形态为Ⅱ型的患者术后出现新发神经损害，Frankel分级均为D级，末次随访改善至E级；6例（6/46）术前脊髓形态为Ⅲ型的患者术后出现新发神经损害，Frankel分级为C级1例、D级5例，末次随访时Frankel分级为D级2例、E级4例；3例（3/46）术前脊髓形态为Ⅲ型的患者术后出现已有神经功能损害加重，Frankel分级均由术前的D级加重至C级，末次随访时分别改善至D级1例、E级2例。与术前脊髓形态为Ⅱ型的患者相比，Ⅲ型患者具有更高的术后新发神经损害或已有神经损害加重的发生率（19.6%比5.2%，χ²=6.589，P=0.037）。

讨论

三柱截骨术中可能造成的脊柱失稳、椎管错位和脊髓短缩褶皱等是脊柱矫形手术中神经损害的高危因素，若不能及时发现和处理可引起严重后果^{［8, 9］}。Bradford和Tribus^［10］报道24例行VCR手术的患者中共3例（12.5%）出现神经系统并发症，包括2例一侧足背伸力减弱、1例股四头肌力减弱。Kelly等^［5］报道Scoli-RISK-1多中心研究的270例患者中，行三柱截骨的患者术后神经并发症发生率约为9.9%，且VCR组患者新发神经损害的发生率高达15.8%。因此，拟行三柱截骨术的患者，术前应尽可能地准确地评估其术中神经并发症的发生风险。

既往文献报道脊柱矫形手术相关神经损害的术前预测因素包括严重的脊柱侧后凸畸形、术前合并神经损害、旋转半脱位、角状后凸、合并椎管内异常等^{［11, 12, 13］}。Qiu等^［11］回顾了1 373例脊柱矫形手术患者，结果发现术前侧凸Cobb角>90°的患者术后神经并发症发生率约为3.69%，而术前侧凸Cobb角<90°的患者术后神经损害的发生率仅为1.45%（P=0.015）。Boachie-Adjei等^［14］基于SRS协会GOT多中心研究的427例严重脊柱畸形矫形病例的研究，发现术前畸形Cobb角>100°和术中行三柱截骨术是术后出现神经并发症的高危因素。本研究112例患者的术前脊髓形态分型包括Ⅰ型8例（7.1%）、Ⅱ型58例（51.8%）、Ⅲ型46例（41.1%）。虽然Ⅰ型患者与Ⅱ/Ⅲ型的患者相比其融合节段短、手术时间短、术中出血量少，但Ⅱ型和Ⅲ型的患者组之间以上参数却无明显差异。在此基础上，本研究结果表明脊髓形态分型为Ⅲ型的患者与Ⅰ/Ⅱ型患者相比具有相对更严重的畸形角度和更高的术前神经损害比例，提示术前合并Ⅲ型脊髓形态的患者术中出现神经并发症的风险更高。

Sielatycki等^［6］认为严重脊柱畸形患者顶椎区脊髓可发生形变，且其周围的血管较为纤细，因此矫形过程中更容易造成损伤；同时脊髓与凹侧的椎弓根可能存在的粘连也阻碍了矫形过程中脊髓的自然漂移，最终导致患者术后出现神经并发症。本研究2例术前脊髓形态为Ⅱ型的患者术后出现新发神经损害，8例术前脊髓形态为Ⅲ型的患者术后出现新发神经损害或已有下肢神经功能损害加重，χ²检验示术前脊髓形态为Ⅲ型的患者具有更高的术后新发神经损害或已有神经损害加重风险。因此，本研究结果表明术前脊髓形态分型可用于术前评估严重脊柱畸形患者三柱截骨术的神经损害风险，值得临床中广泛推广使用。

本研究结果提示，严重脊柱侧后凸畸形患者术前应常规完善全脊柱MRI检查，评估顶椎区的脊髓MRI分型。对于术前脊髓形态为Ⅲ型的患者，术中轻柔操作、减少撑开（牵拉）、加压（压缩）、去旋转（剪切）及过量的推移操作、截骨时使用超声骨刀等均可减少手术操作对脊髓的激惹，降低神经损害风险。对于术前合并神经损害且脊髓形态为Ⅲ型的患者，术中应避免过分追求矫形效果和复杂的三柱截骨操作，而应以控制畸形加重和神经损害进展作为主要目的。另外，邱勇等^［15］报道术前神经损害明显的患者术中应用脊髓内移术可显著改善患者神经功能，且不明显影响畸形矫形疗效，而Shi等^［16］则认为术前应用Halo重力牵引可减轻严重脊柱畸形患者旋转半脱位的严重程度，改善既有的神经损害症状，显著降低患者术中出现医源性神经损害的风险，这均为此类患者提供了多种可选的治疗方案。

本研究仍存在一些局限性。首先，共112例患者入选本研究，相对较小的样本量可能使统计结果产生一定程度的偏倚。其次，三组患者在年龄、性别、畸形严重程度、截骨术式、内固定节段及术前神经损害情况等不尽一致，这可能影响患者术中及术后神经并发症发生率。另外，本研究仅入选了胸弯型脊柱侧后凸畸形的患者，该脊髓形态分型对其他脊柱畸形患者神经并发症的预测能力仍不明确。因此，相关结果仍有待进一步的多中心大样本研究证实。

综上，术前MRI脊髓形态分型与严重胸椎侧后凸畸形患者三柱截骨矫形神经并发症具有良好的相关性。术前脊髓形态为Ⅲ型的患者具有更严重的脊柱畸形严重程度、较高的术前神经损害发生率，其术后出现新发神经损害或原有神经损害加重的风险明显升高。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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史本龙