颈椎融合术后相邻阶段椎间盘退变研究进展

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临床表现、影像学、生物力学研究资料均表明融合术后邻近阶段的退变加速，融合术后每年大约有3%的患者出现邻近阶段退变，约25%的患者术后10年内出现相邻阶段退行性变(ASD)，有些患者甚至需行邻近阶段的融合术。ASD最早是在腰椎融合术后被注意到的，后续研究也引起了人们对颈椎中这种疾病的关注。

ASD的病因

自然老化

随着年龄增长，颈椎会自然地退变，因此要判断邻近阶段椎间盘退变的原因是融合手术还是自然老化存在着较大难度。Boden等对63名无症状志愿者的颈椎进行了核磁共振检查，其中40岁以下的志愿者中有14%检查结果异常，而40岁以上的志愿者中28%的检查结果异常;Matsumoto等利用核磁共振对497名无症状对象的颈椎椎间盘退变情况进行了分析。这些学者都发现退变情况与年龄呈正相关:20～29岁年龄段出现颈椎椎间盘退变的男性和女性分别为17%和12%，而60岁以上年龄段的男性和女性比例分别为86%和89%。

融合手术

生物力学研究表明，融合手术确实会影响颈椎融合阶段相邻椎间盘的力学性能，加大相邻阶段的运动量和压力。Yoganandan等利用C4～6的有限元模型评估单阶段固定手术，计算出相邻阶段的内部压力会增加，从而反映出融合手术后负载分担的变化。Dang等采用嵌入整个颈椎的有限元模型评估相邻阶段的压力，研究结果发现与单阶段融合相比，双阶段融合使相邻阶段压力的增加更为明显。此外，Eck等在一个尸体模型中测量了融合手术后相邻阶段椎间盘内的压力变化，结果发现椎间盘内的压力从45.3%增加到73.2%，不仅如此，当颈椎处于弯曲状态时，颈椎的摆动程度也大幅度增加。Matsunaga等通过比较96例颈椎前路椎间盘切除椎间融合(ACDF)手术患者前后横向动态X线片发现，在2～3个阶段融合手术后，相邻阶段的压力平均每年会增加20%。

相反，多个生物力学研究表明人工椎间盘能够模仿手术阶段颈椎的自然运动，这是ACDF手术无法做到的。此外，多个类似的调查评估了相邻阶段的活动度和椎间盘内部压力，研究结果发现人工椎间盘(ADＲ)均能够维持这些阶段的生理运动和压力。尽管大部分研究在研究方法上还过于简单，研究者没有充分描述给定装置的其他一些生物力学测量参数(如耦合模式、小关节负荷及姿势变化等)及手术相关的变量(如保护钩状的过程、放置椎间盘的过程及在颈椎的位置等)，但医学界都同意在***外，从生物力学角度而言，人工颈椎间盘置换术比融合术更好。

生物力学研究表明融合手术会引起相邻阶段应力和应变的增加，从而加速退变，而人工椎间盘置换手术不仅能够维持手术阶段的生理运动，还能够减少相邻阶段的变化。

ASD的发病机制

ACDF手术后的相邻阶段退变情况各异。Goffin等对180例行ACDF手术5年以上的患者进行调查，发现92%的患者的相邻阶段发生了影像学变化。Park等通过X线片和核磁共振对45例行ACDF融合手术10年的患者进行调查，发现51.1%的患者存在某种形式的相邻阶段退变(如骨刺、椎间盘膨隆、脊柱后凸等)。然而，尽管相邻阶段退变的发病率很高，但只有6.7%的患者要求行相邻阶段手术。Uchida等对106例行前路融合手术以控制脊髓神经根病的患者进行了平均长达8.5年的追溯性调查，发现25%的患者出现了椎管狭窄症。这类研究的一个主要缺陷是没有对照组，没有将做过手术的病人与未做过手术的病人进行对比，以确定融合手术对相邻阶段退变的影响程度。

Matsumoto等开展了一项长达10年的后续核磁共振调查，比较了64例行ACDF融合手术的患者(平均随访12.1年)与201位健康的控制组研究对象(平均随访11.7年)，经影像学评估后发现，融合手术后患者相邻阶段椎间盘退变更加严重。Matsumoto也发现并非所有的椎间盘退变都有临床症状。基于上述数据，研究者发现ACDF手术确实会加速邻近阶段退变，但他们无法得出结论认为椎间盘退变的影像学证据与症状性疾病相关。多个研究表明部分患者做完ACDF手术之后会产生症状性椎间盘退变性疾病。

Bohlman等研究者对122例通过自体骨移植手术治疗颈椎神经根病变的病例进行了平均6年的随访，研究结果发现9%的患者邻近阶段出现了病症，需要接受进一步的手术治疗。Williams等评估了60例行ACDF融合手术的患者，发现在需要额外手术的患者中，17%患有邻近阶段疾病(平均随访4.6年；范围2～9年)。基于对50例手术过的患者做的平均21年的随访，Gore等发表了一份长期回顾性调查，调查显示8例患者(16%)有邻近阶段疾病症状，需要做进一步的手术。基于多项研究，Hilibrand等估计患者术后产生邻近阶段疾病的比例为9%～17%，而每年需要进行额外手术的患者为1.5%～4%。

以上研究表明融合手术后患者会产生各种邻近阶段退变症状(25%～92%)，而其中小部分人(9%～17%)最终会发展成症状性疾病，需要进行再次手术。然而，这些研究并没有就融合手术本身是否是加速相邻关节病变的原因形成定论。

ASD的影响因素

融合方式

Lunsford等评估了334例行颈椎前路椎间盘切除术或ACDF手术的患者，其中253例(76%)愿意接受为期1～7年的术后随访调查。调查发现，17例(6.7%)产生了相邻阶段疾病，年发病率为2.5%。但研究者并没有发现做过ACDF手术和只做过颈椎前路椎间盘切除术的患者在产生邻近阶段病变的发病率上有显著差异。Henderson等回顾性地评估了846例行后路椎间孔切开扩大术的病例(平均随访2.8年)，发现术后79例需要为邻近阶段疾病再次手术(9%，大约年发病率为3%)。Clarke等评估了303例行后路椎间孔切开扩大术(无融合术)的患者，在平均7年的术后随访中，研究者仅发现4.9%的患者患上了症状性邻近阶段病变，而其中每年大约有0.7%的人需要进行再次手术，10年的比例为6.7%。

研究者发现无论患者是否做过融合手术，症状性相邻阶段疾病较常出现在C5、6和C6、7两个位置，因为这些关节是最容易受到影响的部位，这也表明时间也是一个诱发因素。Acikbas等最近对79例行前路(32例)或者后路(47例)椎间盘切除术患者的调查(平均随访时间分别为4.8和9.9年)。发现78%行前路手术的患者影像学显示邻近关节退变，而行后路手术患者中有影像学邻近关节退变的比例为68%。这其中，25%做过前路椎间盘切除术和23%做过后路椎间盘切除术的患者都产生了邻近关节病变的症状。

Herkowitz等人对28例行ACDF手术的颈椎椎间盘突出患者和16例行后路椎间孔切开扩大术的患者进行了一项前瞻性研究，平均随访年限为4.2年，结果显示，ACDF手术的患者中，41%发生了邻近关节退变，有趣的是，50%行后路椎间孔切开扩大术的患者在影像学上也显示颈椎的邻近阶段发生退变。

这些研究也无法确定融合手术会加速邻近阶段的病变。研究者们发现，即便是非融合手术(无论是前路还是后路)对邻近阶段的病变也会产生影响。此外，所有以上的研究都缺乏对照组，无法提供确定的证据证明手术(无论是融合手术还是非融合手术)一定会引起邻近阶段的退变。

融合阶段数量

多数学者认为，单阶段或多阶段融合对ASD的发生均有明显的影响，一般融合阶段越多，越容易引起ASD。长阶段的固定不仅增加了邻近阶段的运动和负荷，而且增加了所有远端阶段的载荷和运动。Anderst等对374例行ACDF手术的患者进行了分析，并对其症状性邻近关节疾病的情况进行记录，研究者追踪发现已上患者为治疗因神经根或脊髓病而引起的颈椎病行ACDF手术，邻近阶段疾病的年发病率为2.9%，5年的总发病率为13.6%，10年的发病率为25.6%。邻近阶段疾病的诱发因素包括之前存在的椎关节强硬和C5、6及C6、7阶段附近手术。与研究者的初步假设不同，相较于单阶段ACDF融合手术，颈椎多阶段融合所引起的邻近阶段疾病率要小得多(分别为18%和12%，P＜0.001)。研究者认为症状性邻近关节疾病可能是由渐进的脊椎病所引起，而并不一定是由融合手术所导致。然而，与其他研究一样，该研究也缺乏对照组(没有进行手术的患者)，因而无法就ACDF融合手术对邻近阶段疾病的影响作出结论。

手术方法

有些研究者认为，除融合之外，手术对前纵韧带和颈长肌的损害也会导致邻近阶段退变。在对87例进行了单阶段或双阶段ACDF手术的患者进行回顾性影像学研究，发现当融合器在手术中位置放置不当，邻近关节退变的发生率会提高3倍。Park等人也回顾性地评估了118例行ACDF手术患者的侧位X线片，发现相邻阶段骨化和钢板距椎间盘之间的距离呈正相关，离邻近椎间盘位置＜5mm的前位颈椎内固定更容易导致发生中度或重度的邻近阶段骨化，尽管还没有直接的证据表明症状性邻近阶段疾病与骨化之间有直接的相关性，但可以合理地假设骨化可能会导致早期退变。

基于作者的手术经验，建议在手术过程中减少对邻近椎间盘的妨碍，从而可以减少邻近阶段退变或疾病的发生率。在使用穿刺针对椎间盘进行定位之前，先要做影像学或解剖学标志以确定需要进行手术的目标阶段。当手术准备用穿刺针进行位置修正时，建议将穿刺针插入椎体而不是椎间盘以防止对椎间盘的伤害。使用较短的颈椎前路钢板以保证内固定和上位椎间盘之间的距离保持在5mm以上，从而减少邻近阶段的骨化。

小结

颈椎病对于成年人而言是一种常见的退行性疾病，而ACDF历来在减轻颈椎病疼痛和改善神经症状具有临床疗效。邻近阶段退变和随后的症状性疾病被认为是融合手术后的持续临床隐患，然而至今也没有证据明确表明融合手术会增加需要进行额外手术的邻近阶段退变或疾病。生物力学及一些影像学研究表明融合后可能会加速邻近阶段的退变，随着研究的不断深入，一些保留阶段活动的手术及弹性固定等也为颈椎病的治疗带来新的思路，但包括ADＲ在内的手术方式能否减缓相邻阶段退变仍需要长期随访研究。

来源：中国矫形外科杂志2015年4月第23卷第7期