Smiley face rod固定技术治疗青少年腰椎峡部裂研究进展

杨雪飞，康友伟，陈俊鑫，石 岩，于滨生*

1. 深圳市脊柱外科重点实验室，北京大学深圳医院脊柱外科，深圳 518036

2. 深圳市骨科疾病再生技术工程实验室，北京大学深圳医院骨科研究中心，深圳 518036

腰椎峡部裂是指一侧或两侧峡部骨质不连续，在一般人群中发生率为6%，男女比例为2∶1［1］。腰椎峡部裂是引起青少年腰背痛的常见原因，与腰椎反复过伸及旋转活动密切相关［2-5］。有研究［6］表明，青少年腰椎峡部裂有一定遗传倾向。大部分有症状的青少年腰椎峡部裂患者可通过规范的非手术治疗恢复日常生活和运动，尤其对于发现较早的单纯性腰椎峡部裂应首先考虑非手术治疗［7-9］。目前腰椎峡部裂非手术治疗包括系统物理治疗、腰背肌锻炼、佩戴支具及封闭治疗等［10］。手术治疗包括节段内内固定和节段间融合内固定［11］。传统节段内内固定技术包括Scott 横突棘突间钢丝环扎技术、Buck 峡部螺钉技术、Morscher 椎板钩螺钉技术等。Buck峡部螺钉直接穿过断裂峡部，使植骨量减少，影响植骨融合；Morscher椎板钩螺钉技术易发生松动或断裂，且假关节形成发生率高［12］。而节段间融合内固定技术虽然重建了脊柱稳定性，但牺牲了融合节段椎体活动度，有加速邻近节段退行性变的可能［13］。1999年，Gillet等［14］首次报道应用椎弓根螺钉-V形棒内固定技术治疗青少年腰椎峡部裂；2011年，Altaf等［15］对椎弓根螺钉-V形棒内固定技术进行了改良，提出椎弓根螺钉-U形棒内固定技术的概念，并在临床应用中取得了良好的效果。因该技术的内固定样式在正位X线片上的投射形如笑脸状，故许多学者将其命名为smiley face rod（SFR）技术。SFR技术修复峡部裂，创伤小且操作简便，既能保留病变节段运动功能，又能显著缓解疼痛，使患者能尽早恢复正常生活和运动［12］。本文对SFR技术的生物力学、临床应用及并发症等进行总结，为临床采用SFR技术治疗青少年腰椎峡部裂提供参考，现综述如下。

1 生物力学

腰椎峡部是腰椎椎板上下关节突之间的骨性连接部分，是维持脊柱稳定性的重要结构［16-18］。根据峡部受力情况，承接上部脊柱的重力可分解成平行分力和垂直分力，结果峡部形成了剪力集中点。作用于屈曲和轴向旋转方向上的应力是形成腰椎峡部裂的主要因素［19］。SFR 技术为单节段内固定，根据人体腰椎正常解剖结构进行修复，不破坏正常解剖关系，保留腰椎正常活动范围，符合脊柱生物力学原则，也可避免手术邻近椎间盘退行性变［20］。

Fan等［21］比较了SFR固定与其他节段内内固定技术之间的生物力学特性，对8 具小牛尸体L3～5标本进行测试，在L4制备双侧峡部裂模型，分别采用改良Scott 法、椎弓根螺钉-椎板钩技术、SFR 技术、Buck 螺钉技术修复峡部，在施加相同载荷情况下测量各组标本L3/L4和L4/L5在前屈、后伸、左右侧曲及左右旋转6 个方向的活动度，结果表明，4 种技术均能显著增加脊柱稳定性，而椎弓根螺钉-椎板钩技术、SFR 技术比改良Scott 技术和Buck 螺钉技术在维持屈伸稳定性上更具优势。顾晓民等［22］通过人体标本实验评估SFR技术治疗不伴椎体滑脱的腰椎峡部裂的力学特性，该实验在相同载荷下分别测试在正常状态、L5双侧椎弓峡部裂状态、置入SFR状态下的应变量变化，结果显示，SFR 能恢复腰椎峡部裂造成的不稳定，且能够增加相应关节突的稳定性。生物力学实验也证实，直接修复可降低邻近节段椎间盘压力负荷，防止邻近结构退行性变［23］。Axelsson 等［24］的相关生物力学实验表明，脊柱内固定在对固定区域有应力拮抗作用的同时，跨节段内固定及椎间植骨还会导致邻近节段应力显著增高。综上，在生物力学方面，SFR 技术既能提供足够力学稳定性，又能最大程度保留脊柱活动度。

2 临床应用

Altaf 等［15］采用SFR 技术治疗20 例青少年腰椎峡部裂患者，平均随访4 年，术后腰痛视觉模拟量表（VAS）评分、Oswestry 功能障碍指数（ODI）均较术前明显改善，疗效优良率达90%；术后80%患者峡部裂植骨处获得融合，未发生内固定相关并发症。谢世明等［25］采用SFR技术治疗28例青少年单纯性腰椎峡部裂患者，平均随访26个月，所有患者峡部均获得骨性愈合，疗效优良率达98%，腰背疼痛明显缓解，无切口感染、内固定物断裂、神经根损伤等并发症。Chen 等［26］使用SFR 技术治疗24 例14 ～ 58 岁腰椎峡部裂患者，21例患者随访24个月并纳入分析，除2例久坐后出现腰痛外，余患者无腰痛，证明SFR技术能够直接修复峡部裂，减少腰部疼痛，防止患椎滑脱，维持椎间隙高度。蒲小兵等［12］应用SFR 技术治疗32 例青壮年腰椎峡部裂患者，平均随访14个月，术后临床症状较前明显改善，术后影像学资料示峡部均骨性愈合，愈合时间6 ～ 12 个月，平均9 个月，随访期间无继发性椎体滑脱及邻近节段退行性变，无内固定物断裂、松动。刘金峰等［27］应用SFR 技术治疗30 例19 ～ 49 岁单纯性腰椎峡部裂患者，随访24 个月，术后临床症状较术前明显改善，所有手术切口Ⅰ期愈合，植骨融合，未发生感染、慢性疼痛、内固定松动等。孙鲁琨等［28］应用SFR 技术治疗15 例单纯腰椎峡部裂伴/不伴轻度椎体滑脱患者，术后随访无继发腰椎滑脱及邻近椎间盘退行性变发生，无内固定断裂、松动，无感染、神经损伤等并发症出现；所有患者均获得骨性愈合，愈合时间6 ～ 12 个月，平均8.2 个月；该组SFR 技术的手术切口为4 ～ 6 cm，明显小于传统手术切口，且手术时间和手术出血量亦具优势。SFR 技术利用已广泛应用的椎弓根螺钉及其连接钛棒等已有器械，操作更加简便，不需要额外技术培训，学习曲线平缓，更利于临床应用推广。崔尚斌等［11］应用SFR 技术治疗18 例L5椎弓峡部裂患者，术后3 个月VAS 评分和ODI 较术前明显改善，术后1 年随访峡部均骨性融合。Yamashita 等［29］将SFR 技术应用于1 例Ⅱ度腰椎滑脱患者，术后3 个月复查示滑脱椎体基本复位，疗效良好。Voisin 等［30］采用SFR 技术治疗1 例成人L3和L5双侧椎弓峡部裂伴腰椎滑脱患者，结果显示，SFR 技术能直接修复，避免融合，为不相邻的多节段椎弓峡部裂伴椎体滑脱患者的治疗提供新的思路。

3 并发症

Buck 峡部螺钉技术因拉力螺钉直接穿过峡部，占据一部分断面，植骨量减少，且存在椎板破裂螺钉突入椎管损伤神经的风险，因此，椎板发育不良或峡部过细的患者不适用这种方法［31］。螺钉松动、断裂是Buck 峡部螺钉技术的常见并发症，其发生率为0% ～ 37.5%［32］。Scott 横突棘突间钢丝环扎技术需要对两侧横突进行暴露，创伤大，操作复杂，容易损伤双侧神经根，且暴露L5横突时需要切断髂腰韧带，腰椎的稳定性受到破坏，其主要并发症是钢丝断裂［33］。Morscher 椎板钩螺钉技术需要对椎弓根螺钉和椎板钩进行加压，存在椎板两侧加压不对称的可能，且有螺钉松动、脱钩的风险［34-35］。节段间融合操作相对复杂，不仅破坏了正常解剖结构，且不可避免地加速邻近节段椎间盘退行性变，此外还增加了损伤神经的风险。相较而言，折弯的SFR 以棘突为支点，对双侧峡部进行加压，加压更加对称，且不侵占峡部植骨区域，可使植骨更充分，安全性最高。Mohammed 等［36］对包括900 例患者在内的46 项研究进行荟萃分析，研究分为Buck 峡部螺钉技术组、Scott 横突棘突间钢丝环扎技术组、Morscher 椎板钩螺钉技术组、SFR技术组，结果显示，SFR 技术组具有最高的融合率和最低的并发症发生率。

SFR技术已知的潜在风险及相关并发症：棘突因受力过大而发生骨折，因此，钛棒加压固定时力量应适中［37］。棘突发育不良或棘突受损的患者不适用SFR技术［38］。另外，加压固定导致峡部缩短、关节突咬合关系紊乱及引发疼痛，但加压不足又可增加脱棒风险，导致内固定失败。目前未见内固定物断裂、神经根损伤等并发症的报道。Westacott等［39］比较节段内内固定技术和节段间融合技术治疗青少年腰椎峡部裂的临床疗效，结果显示，节段间融合组疗效优于节段内内固定组。Linhares 等［40］采用SFR 技术治疗22 例腰椎峡部裂患者，长达10 年的随访结果显示，SFR 技术能明显改善患者腰痛症状，维持手术节段稳定性，但仍有3 例患者因持续腰痛而行翻修手术。无论节段内内固定技术还是节段间融合技术，其目的是使受损的腰椎得到稳定，所以，有效的峡部骨愈合必不可少，SFR 技术的固定强度相对不足，可能会导致峡部骨愈合率较低，峡部骨不愈合会造成上下椎体失稳甚至椎体滑脱，导致其手术翻修率较融合术高。

4 总结与展望

传统节段内内固定技术及SFR 技术都是目前临床上常用的治疗青少年腰椎峡部裂的术式。SFR技术在保留腰椎节段运动功能的同时，避免了相邻节段退行性变，具有术中创伤小、操作简单、对脊髓及神经干扰小等优点，且患者术后疼痛明显缓解，能尽早恢复正常生活和运动。在生物力学方面，SFR 技术既能提供足够力学稳定性，又能最大程度保留脊柱活动度，避免节段间融合对脊柱造成的不利影响。通过对SFR 技术的临床应用效果及生物力学特性进行分析总结，笔者认为，SFR 技术是治疗青少年腰椎峡部裂的一种相对安全可靠的选择。相信随着相关研究以及手术微创理念的逐步深入，SFR技术的应用将会得到进一步发展。