生长棒治疗早发型脊柱侧凸的研究进展
本文原载于《中华医学杂志》年第27期
生长棒技术虽然有着保守治疗和融合手术无可比拟的优势，但在其应用过程中也不断发现问题并进行改进。在生长棒应用过程中仍然存在许多不足和争议，尤其是并发症以及撑开时机的选择等问题，尚未得到很好解决。
一生长棒技术在早发型脊柱侧凸治疗中的应用脊柱侧凸多发于青少年时期，5岁之前出现脊柱侧凸会对后期心肺功能产生较大的影响，需积极治疗。对此，大部分患者早期会尝试非手术疗法，包括体育锻炼、脊柱按摩、电刺激以及支具治疗。相关研究证明，除了支具治疗以外，其他保守治疗方法都无法阻止脊柱侧凸的进展；而佩戴支具虽能限制侧凸进展，却同样不能改变其自然病程，无法达到矫形目的，且支具存在严重影响日常生活、患儿难以耐受等弊端，因此效果往往不佳[1]。严重脊柱侧凸的青春期患者，可以接受矫形融合手术，通过金属内固定及植骨融合的方法改善侧凸融合脊柱。此类手术效果满意，对已基本发育成熟的青少年脊柱和心肺功能影响也较小，因此在青少年及成人脊柱侧凸的治疗中获得了广泛应用[2]。但对于畸形严重、受累节段长又处于不断生长发育过程中的低龄儿童，此种方法则有明显缺陷。该群体的脊柱侧凸具有发病早、进展快、程度重等特点[3]，且患儿正处于生长发育的关键时期，侧弯治疗过程中不但要求有效的矫正脊柱畸形，还需要保留脊柱的生长能力，避免对患儿正常的身高增长及胸廓发育产生不利影响。而脊柱融合手术会严重限制患儿的生长潜能，引发脊柱缩短、躯干比例失衡等问题，严重时会影响患儿的胸廓发育，进而影响相应脏器功能的发展。因此，发病于婴幼儿的早发型脊柱侧凸的手术治疗一直是一个棘手的难题。针对保守治疗及融合手术两种治疗方法的缺陷，生长棒技术应运而生。Harrington[4]率先提出一种单生长棒植入的脊柱矫形手术理念，据此手术理念针对成长中的低龄儿童施行矫正手术，获得不错的效果[5]。后来PediatricISOLA侧弯系统植入物专门针对小儿脊柱畸形，采用新颖的双脊柱杆固定植入设计理念，即所谓的生长棒技术，用来治疗早发性脊柱侧凸。此技术在初次手术时即可对侧凸进行一定程度的矫形，不需要过多的肌肉剥离，创伤相对较小。术后患儿佩戴支具，每6～12个月进行1次生长棒撑开延长。撑开手术单纯在连接器处操作即可，切口小，时间短，患儿恢复快，治疗过程对患儿的正常生活、学习影响较小。待患儿生长发育基本完成后可进行最终的脊柱融合手术。
符合以下条件的早发型脊柱侧凸患儿可考虑行生长棒治疗[6]：(1)脊柱尚有明显的生长潜能。儿童脊柱在5岁以前增长最快，5～10岁期间生长比较缓慢，在10岁以后再次加速生长。因此，目前普遍认为在进入第2次生长加速期之前，即10岁前是进行生长棒置入的最佳治疗时期；(2)脊柱侧凸Cobb角50°，且在支具保守治疗下仍进行性加重，近1年侧凸进展超过10°；(3)脊柱侧凸柔韧性30%，有良好的矫形潜能。对收治的88例生长棒治疗早发型脊柱侧凸患儿的疗效分析显示，患儿Cobb角从术前73(40～)°改善至44(9～90)°，T1–S1每年可增长1.04cm[7]。同时生长棒技术可改善患儿的肺胸廓容积。而Shah等[8]的研究结果显示，除了对身高增长和侧凸矫正方面的显著效果，生长棒技术对早发型脊柱侧凸患儿的脊柱矢状位平衡也有积极影响，经多次撑开后最终融合的患儿可获得更加理想的脊柱曲度。临床应用表明生长棒技术通过初次置入矫形、定期撑开、最终融合，能够在控制侧凸进展、维持及改善脊柱冠状面和矢状面平衡的同时，允许脊柱和胸廓继续生长发育，对早发型脊柱侧凸不失为一种理想的治疗方法。
二目前生长棒技术存在的问题生长棒技术在其应用过程中也不断发现问题，比如关于单棒还是双棒的选择，目前绝大多数研究认为应用双棒技术较单棒技术在初期矫形、效果维持和促进脊柱生长方面有更多的优势，同时并发症发生率也明显减少[9]；又如相对于皮下置棒，筋膜下置棒可减少内植物对周围组织的刺激，降低伤口并发症的发生率[10]。尽管如此，其较高的并发症发生率以及撑开时机的选择等问题，尚未得到很好解决。
1．生长棒技术的相关并发症：
生长棒技术的并发症主要包括内固定并发症、伤口感染、脊柱自发性融合及周围组织损伤，其发生率明显高于一般融合手术，且多数情况下需进行翻修处理，生长棒非计划手术发生率在11%～72%不等[10,11,12]。(1)内固定并发症：生长棒技术的并发症绝大多数与内固定有关，例如脱钩、脱棒、断棒、螺钉松动等[13]，尤其多见于单棒、不锈钢棒及连接器较短的病例中。内固定并发症发生的主要原因包括[5]：①棒松动引起的钩旋转、半脱位以及钩刃逐渐切置钩处的骨质导致椎板骨折；②脊柱自身的生长可导致脊椎与钩钉之间连接松动；③器械本身的缺陷或钉钩安放位置不当；④患儿不配合、过度活动或外伤暴力等原因引起钩钉移位。一旦发生内固定并发症，往往需要进行翻修手术，对患儿的身心健康有很大影响。研究表明，以下措施可降低内固定并发症的发生率：①采用把持力更强大的椎弓根螺钉取代原始的椎板钩及横突钩；②术中内固定棒进行适度预弯以顺应脊柱的生理弯曲；③双棒较单棒技术可明显降低内固定并发症发生率；④患儿定期规律复查，及时撑开延长，避免内固定应力过度集中；⑤术后佩戴支具，维持内固定稳定[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]。(2)伤口感染：由于生长棒通常置于皮下或椎旁肌内，位置较表浅，频繁的手术撑开会导致局部软组织条件变差，皮缘瘢痕增生；加之部分患儿营养状况较差，伤口愈合不良、皮肤破溃甚至伤口感染的情况时有发生[18]。Kabirian等[19]通过对例患儿的回顾性统计分析发现，共有42例患者(11.1%)发生了至少1次的手术切口深部感染，其发生率明显高于普通脊柱融合手术。多次翻修以及不锈钢材质的内固定装置是增加伤口感染发生率的危险因素，随着手术次数的增加，经历8次手术后切口感染发生率增长至50%。连接器附近是伤口感染发生率最高的区域。术中避免对脊柱的过度剥离，减少周围软组织损伤；将内固定置入筋膜下，减小内置物的体积；尽可能减少手术次数，降低对周围组织及皮肤的刺激；围手术期加强患儿的营养支持等，均有助于减少伤口感染的发生率。而一旦发生了伤口感染，则应立刻开始抗生素治疗，必要时进行清创翻修，甚至取出内固定[6]。(3)自发性融合：尽管生长棒手术并没有进行植骨融合，但多次的撑开延长仍会造成脊柱的过度剥离暴露，破坏椎体骨膜和皮质骨，导致脊柱自发性融合发生率升高。而椎体间的自发性融合一方面会增加脊柱的僵硬度，引发曲轴现象，为后期的侧凸矫形带来极大的困难，同时还会降低脊柱的生长能力，限制了患儿身高的进一步增长。Cahill等[20]认为自发性融合是放置内固定后一种正常的生物反应，尽管生长棒技术能明显改善侧凸畸形，但由于其反复撑开的自身特点，治疗过程中自发性融合的发生率可达89%，这或多或少会对最终的侧凸矫形效果产生不利的影响。Noordeen等[21]的研究结果显示，由于自发性融合，生长棒技术治疗的患儿在第5次撑开手术中，撑开所需要的力量为前次的2倍，而撑开的长度却只有之前的80%甚至更低。术中避免脊柱非操作区过多的暴露，减少皮质骨破坏，治疗期间及时的撑开延长有助于降低自发性融合的发生率。生长棒技术其他并发症例如神经损伤、气胸、肺炎的发生率相对较低，一般与内固定装置位置不佳引起周围组织损伤有关[22]。
2．关于生长棒撑开间隔的争议：
生长棒技术需要在初次矫形术后，根据患儿的身高增长及畸形进展情况，定期进行内固定棒的撑开延长，以降低内植物对患儿生长发育的限制。在撑开间隔方面，主流观点是每间隔6～12个月，但具体多久撑开一次可获得更多益处，目前尚存在争议。
Akbarnia等[12]的研究表明，相对于12个月的撑开间隔，6个月的撑开间隔可获得更好的侧凸矫正率。因此，单纯从Cobb角改善和身高增加两方面考虑，他认为间隔6个月撑开1次可更好的改善畸形，激发脊柱生长潜能，促进身高的生长，更大程度的发挥生长棒技术灵活可控的优势。同时他还发现每6个月进行规律撑开可避免内固定装置长时间应力的过度集中，有效降低脱钩、断棒等内固定并发症的发生率。Miladi等[23]则采用10个月的撑开间隔治疗，同样获得了不错的治疗效果。Pizones等[24]的研究则认为，1年以上的撑开间隔可以减少手术次数，节省治疗费用，减轻患者痛苦，并且仍然能够有效改善侧凸畸形，促进胸廓发育(治疗前后T1–S1增长了3.6cm)，因此他主张如无特殊情况，每12个月撑开1次即可。Thompson等[25]则认为应当根据患儿的侧凸进展及身高增长具体情况决定撑开时机，间隔时间仅能作为参考。
恰当的撑开间隔其实是一个涉及很多因素的综合性问题，需要从矫形效果、手术痛苦、患儿的生长发育、家庭及经济条件等诸多方面考虑。根据目前的研究结果，单纯从临床疗效上来看，6个月的撑开间隔可以更好的改善侧凸畸形、促进脊柱生长发育降低并发症发生率，因此建议患儿在条件允许的情况下每年撑开2次。
3．融合手术的时机：
随着患儿年龄增长、生长潜能逐渐降低，需通过脊柱融合手术来完成生长棒治疗达到最终脊柱矫形目的。而何时进行融合手术可获得最佳的侧凸矫正及身高增长效果同样是一个值得探讨的问题。目前对最终融合的时机有比较一致的观点，即在患者骨骼发育进入成熟期时进行，并常将以下几项指标作为行融合手术的参考因素：(1)骨发育成熟。将Risser征≥3级作为脊柱发育成熟、可行融合的指标，其他的如年龄(男性10岁，女性12岁以后)、骨龄、女性月经来潮半年以上也具有参考价值。(2)患者反复发生并发症，治疗代价大，已不适合继续撑开延长。(3)侧弯进展超过90°，单纯的撑开治疗无法控制畸形进展，具有行融合手术指征。(4)治疗效果不理想，患儿及家属由于其他原因无法继续配合治疗[26]。
三电磁生长棒的发展应用近年来，无需开放手术，在体外即可遥控撑开延长的电磁生长棒技术迅速发展。该技术因延长装置粗大和微型马达安置于腹腔等问题，并未广泛应用于临床[27]。其后内固定装置经过不断改进，更加精小适应。目前的电磁生长棒由螺旋器、钛合金材料的生长棒和遥控器组成，螺旋器内置磁体，可通过体外的遥控器控制其自由伸缩。生长棒仅在近、远两端用普通椎弓根螺钉固定。通过体外遥控器使体内小磁体旋转，生长棒在连接管内可延长或压缩，维持矫形。
Dannawi等[28]介绍了电磁生长棒治疗早发型脊柱侧凸的临床经验，所收治的34例患儿每隔2.5～5个月进行1次撑开，经过平均15个月的治疗以后，患儿的平均Cobb角从治疗前的69°改善至41°，T1–S1平均增长了3.1cm，期间共发生伤口并发症2例，内固定并发症4例。其他研究结果同样显示电磁生长棒可获得不错的侧弯矫正和脊柱生长[29,30]。Yoon等[31]通过随访统计6例接受电磁生长棒治疗早发型脊柱侧凸患儿的肺功能结果显示，经过平均3～6个月撑开间隔、历时2年的治疗，患儿术前术后的FVC和FEV1分别提高了14.1%和17.4%，说明电磁生长棒在纠正畸形、促进脊柱生长的同时，也可以有效的增加胸廓肺容积、改善肺功能。
相对于传统的生长棒技术，电磁生长棒无需多次的开放有创手术，避免了麻醉、出血意外及伤口感染等围手术期并发症；撑开操作在门诊即可进行，操作简单，经济方便；减轻了患儿身心痛苦，改善生活质量。但是电磁生长棒仍然不能解决脊柱自发性融合、内固定并发症发生率较高、矫形失代偿等问题，而且此技术的撑开间隔也处于探索阶段，传统生长棒的研究结果可能对其有一定参考意义，但仍需不断的研究来进一步明确其撑开指征。在不远的将来，希望能够发现更加先进理想的矫形技术，可以通过最小的代价获得更优的治疗效果。
参考文献（略）
（收稿日期：-12-16）
（本文编辑：秦学军）
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