來源：中南大學湘雅二醫院脊柱外科
徐潔濤 王冰
早發性脊柱側凸(Early Onset Scoliosis, EOS)是指10歲以前發生的10度以上的脊柱畸形，病因包括先天性、綜合征、神經肌肉型和特發性。
其中，早發性特發性脊柱側凸(Early Onset Idiopathic Scoliosis, EOIS)根據年齡，可以進一步分為：嬰兒特發性脊柱側凸（4歲前確診）和幼兒特發性脊柱側凸（確診年齡為4至10歲之間）。
關于EOIS的自然史，1歲以前的嬰兒特發性脊柱側凸(Infantile Idiopathic Scoliosis, IIS)，尤其是6個月以前發生的，進展風險較低，大部分能夠緩解；1歲以后發生的IIS，僅20%-30%能自行緩解。幼兒特發性脊柱側凸（Juvenile idiopathic Scoliosis, JIS)，絕大部分(80%-100%)都會進展，支具治療僅可使少部分JIS保持長期穩定，但大部分需要手術治療。
EOIS的真實發病率尚不明確，但有些研究顯示發病率低于1%。由于EOIS涉及到胸廓發育、身高和肺成熟之間復雜且精細的平衡，因而其臨床管理變得十分棘手。
目前尚缺乏大數據的研究用于指導臨床治療EOIS。因此，2018年，來自美國紐約大學上州醫科大學骨科的Rustagi T系統回顧了美國15年(1997-2012)間早發性特發性脊柱側凸(EOIS)外科手術類型的趨勢[1]，并分析了住院時間，住院并發癥以及總的住院費用，為臨床開展EOIS治療提供了有價值信息。
同時，筆者對EOS外科治療不同技術的進展亦進行了簡要回顧，旨在使讀者了解現狀與未來。
王 冰
中南大學湘雅二醫院脊柱外科
骨科在線編委會脊柱專業副主編
一
EOIS外科治療趨勢分析
1.研究方法
Rustagi T回顧性研究的數據來源于美國醫療保健費應用項目(HCUP)和兒童住院數據庫(KID)，為期15年(1997-2012)。數據庫每三年更新一次，包含21歲以下住院患者的詳細資料。
該數據庫由超過44個州的4000多家美國醫院提供的年均量多達700萬名患者組成。特發性脊柱側凸病例以ICD-9-CM代碼(國際疾病分類，第九次修訂臨床修改本)=737.30從KID數據庫(1997年-2012年)中獲取。然后從特發脊柱側凸病例中篩選出年齡在0歲至10年之間診斷為特發性脊柱側凸的患者。
此外，通過ICD-9 CM程序代碼篩選出的EOIS患者中，行后路和前路脊柱手術的患者分別列組(表1)。利用ICD-9 CM程序代碼將EOIS患者中行前后路聯合手術治療的患者放在第三組(前后路聯合手術)。收集的其他數據有：患者性別、出院診斷（合并癥）、住院時間(LOS)、死亡率和住院費用。記錄手術相關住院并發癥。
研究分組變量為手術類型（前路，后路，前后路聯合）。每個手術組分別評估每個不同變量（性別、死亡率、住院并發癥率、出院診斷、住院時間和住院總費用）的趨勢。
2.數據分析
住院費用的成本通脹調整到2012年，并利用美國勞工部勞動統計局通貨膨脹計算器完成[20]。
數據分析使用IBM SPSS統計軟件版本22（IBM公司，Armonk，紐約）。對連續變量采用方差分析，并對分類變量進行了卡方檢驗。采用線性回歸試驗來評估變化趨勢。P≤0.05被認為具有統計學意義。
3.結果
15年期間，共有897例EOIS患者，其中546例(61%)需要手術治療。EOIS患者的脊柱畸形手術率顯著下降（從1997年的75%到2012年的47%)，P=0.019(圖1)。
圖1 15年研究期內美國EOS手術術式趨勢
在手術隊列中，男性與女性的分布分別為37%和63%。總死亡率為0.1%。住院時間平均為8天，出院診斷數平均為5.3。6%的患者合并并發癥。
總平均住院費用（成本通脹調整為2012年）是119613美元（表2），在成本通脹調整為2012年時（圖2），所有類型手術的平均住院費用均有所增加。對于后路手術，1997年的平均成本為45947美元，2012年的176791美元(P<>P<>P<>
手術方式上，62%(n=342)的患者行后路手術，13%（n=71)的患者行前路手術，24%(n=133)的患者行前后路聯合手術。后路手術從1997年的33%顯著增加到2012年的91%，(P<>P<>P<>
前路手術及前后路聯合手術組未見死亡病例；在后路手術組中，僅有2003年1例死亡(1.7%)。手術隊列平均住院并發癥率約為6%。在組內，后路手術的平均住院并發癥率為5%，前路手術為3%，前后路聯合手術為6.5%。并發癥發生率變化不顯著。前路和前后路聯合手術組，并發癥的發生率雖無統計學差異，但有所下降，分別從12.5%和13%降至0%。
手術組平均輸血率為22%。在后路手術組中，平均輸血率為21%，前路手術組為17%，前后路聯合手術組為21%。三組在研究期間平均輸血率沒有明顯的趨勢變化。
手術隊列平均出院診斷數(合并癥)為5.3。合并癥的平均數量在聯合手術中平均為6.7，相較于后路手術的5以及前路手術的4.7，三組手術組在研究期間均未發現顯著的趨勢變化。
手術隊列平均住院時間為8天。后路手術平均為7天，前路手術為6天，前后路聯合手術為9天。后路手術的住院時間是相對恒定。前路手術組的住院時間從1997年的8天至2012年的5天，有明顯的下降(P>0.008)。在前后路聯合手術組中，住院時間長短交替，但總體差異并不顯著(P=0.27)。(表2)
圖2 15年研究期內不同術式住院費用趨勢
4.研究結論與局限
15年的研究數據顯示EOIS患者后路手術顯著增加，但總體手術率明顯下降；患兒住院費用顯著增加，后路對于前路手術，費用增加2.8倍，而對于前后路聯合手術，費用增加了1.98倍。研究結果為進一步開展EOS的治療，特別是制定降低成本策略提供參考。
但該研究是通過ICD-9-CM代碼檢查計費數據得出，不可能深入探討某些能夠獨立影響結果的醫療/外科手術復雜性和患者因素；數據庫也未提供納入研究患者的門診隨訪數據，可能會影響相關并發癥統計。
二
EOS外科技術回顧
外科治療EOS目前主要有三大類技術，即撐開技術（傳統生長棒技術、縱向可延伸式鈦肋假體技術、自動撐開生長棒），生長引導技術（Luque trolley技術、Shilla技術以及其它如板-棍系統、滑動環式椎弓根釘脊柱側凸矯形系統）以及凸側壓縮技術（椎體U形釘側凸矯形技術和椎弓根螺釘栓系技術）。
1.撐開技術
分為“手術撐開型”技術和“自動撐開型”技術。前者主要包括傳統生長棒技術與VEPTR技術，治療期間需定期手術切開延長維持矯形；后者主要包括遙控型和磁控型生長棒技術，只需定期門診體外撐開，而無需手術切開。
1.1 傳統生長棒技術
屬于“手術撐開型”生長棒，包括最早的Harrington系統及其改進技術、單/雙生長棒系統。鑒于哈氏棒和單棒系統存在的諸多問題，Akbarnia等[2]于2005年首先應用了雙生長棒技術用于增強整體穩定性。其原理為應用Isola連接器作為延長及連接的樞紐，橫聯固定雙棒以抵抗旋轉。
2010年，Bess[3]回顧性分析140例（897次生長棒手術）EOS患者，隨訪5年后，62%出現自發融合，19%部分融合。2010年，Yang等[4]回顧性分析327個病例，結果表明，無論雙棒或者單棒技術，矯形效果較之Harrington系統都有明顯提高；而較之于單棒技術，雙棒系統的并發癥率更低。
目前，生長棒作為非融合技術治療EOS已被國內外學者認可，其適于畸形進展迅速、支具控制不佳者，理想手術年齡為6-9歲，至12-14歲行終末融合。
圖3 6歲EOIS患兒，術前冠狀面全脊柱正位X片（左），采用雙生長棒技術，兩端固定，頂椎撐開，術后6月復查正位X片（右）
1.2 縱向可延伸式鈦肋假體技術
縱向可延伸式鈦肋假體技術(vertical expandable prosthetic titanium rib，VEPTR)最初用于胸廓發育不良綜合癥(TIS)，EOS患者因肋畸形而部分伴有胸廓發育不全。該技術利用凹側鈦合金肋骨撐開器擴張肋骨和胸廓，促進肋骨的生長發育，從而間接矯正脊柱畸形（圖4）。
VEPTR無需長節段剝離，故而避免了脊柱自發融合。因此，VEPTR在部分矯正畸形并保留了脊柱縱向生長能力的同時，擴大了胸腔，可明顯改善患兒肺功能。
2009年，Hasler等[5]對比生長棒和VEPTR的矯形效果，顯示VEPTR在冠狀面的矯形效果不及生長棒，然而其控制矢狀面和骨盆傾斜的效果較之生長棒更好。
2017年，Gantner等[6]回顧性分析了32例VEPTR患者，隨訪2.6-3.6年，結果顯示對于EOS患兒，VEPTR可以較好地代替生長棒達到治療效果，但其長期隨訪顯示矯形效果下降。VEPTR的主要并發癥為無癥狀型近端內固定移位。
2018年，Heflin[7]提出在VEPTR中使用近端平行固定改進，降低了近端內固定移位率。
總之，VEPTR技術更適于以肋骨畸形為主的CS或多發并肋引起的胸廓發育不良綜合征，但其仍屬于“手術撐開型”技術，并不能避免多次手術。
1.3 自動撐開生長棒
傳統生長棒技術和縱向可延伸式鈦肋假體技術都屬于“可撐開”技術，在保留脊柱、胸腔及肺發育的同時糾正及控制畸形，改善胸腔容積。
但二者均需多次手術反復撐開，并發癥發生率隨之增高，影響患兒的心理生理健康，家庭要承受巨大經濟負擔。
而自動撐開型生長棒的出現，在理念上可以避免EOS患者多次撐開手術，從而減少相關并發癥。主要包括：
1.3.1 遙控生長棒技術
1998年，Takaso等設計了遙控可延長生長棒，通過遙控器控制代替傳統切開延長手術。整個裝置包括遙控接收裝置、遠程控制器、生長系統。
Takaso在比格犬動物中應用了該技術。動物模型初始Cobb角為25°，術后每3周行體外遙控延長，Cobb角分別矯正為20°（3周）、15°（6周）、8°（9周）和3°（12周）。顯示了良好的矯形能力。但動力及電池等問題限制了其進一步在臨床的應用。
1.3.2 磁力控制生長棒
2012年，Akbarnia等[8]報道了MCGR的動物實驗及初步臨床結果（圖5），實驗動物研究中，磁力控制生長棒(magnetically controlled growing rod, MCGR)最終延長達預期80%，且未發現相關并發癥。2013年Akbarnia[9]再次報道了14例臨床初步結果（圖2 右），平均隨訪10個月（5.8-18.2），未觀察到相關嚴重并發癥，其結果初步驗證了其安全性。MCGR相關研究隨之成為熱點。
2017年，Gardner[10]回顧性分析28例EOS患者，認為MCGR不同于傳統生長棒，在長期隨訪后并未出現無法進一步延長的情況。
2.生長引導技術
亦稱為“自動滑移型”生長棒，依靠生長棒在鋼絲或滑動螺釘上自動滑移來實現延長。主要包括Luque trolley系統、Shilla系統以及其它如板-棍系統(Plate-Rod System for scoliosis，PRSS)、滑動環式椎弓根釘脊柱側凸矯形系統等。
2.1 Luque trolley技術
1982年，Luque首次提出Luque技術，用椎板下鋼絲連接生長棒，利用鋼絲在矯形棒上的滑動實現自動滑移。
Luque技術依靠脊柱自身的生長引導鋼絲在矯形棒滑移，不需要反復的延長手術，應力的分散彌補了Harrington系統的不足，但仍為骨膜下剝離，脊柱自發融合率仍較高。且椎板下鋼絲的連接，尤其是鋼絲的斷裂可能損傷脊髓。另外，鋼絲滑移能力并不確切，脊柱的生長可能無法達到預期的程度。
2011年，Ouellet等[11]改進了luque技術，即中央并聯滑動型生長棒，同時報道5例接受Luque trolley手術的EOS患者，結果顯示：Cobb角由術前60°降至21°，且術后2年隨訪無加重，顯示了良好的矯形能力與矯形效果的維持能力。但出現了2例因滑移不足而行切開延長病例，且其設計并未降低脊髓損傷的風險。
Ouellet等[12]于2014年將Trolley Gliding Vehicle(TVG)技術（圖3 A）生長棒應用于小鼠動物研究，用以評估其穩定性，結果顯示132個移動面中出現19個小關節融合（圖6）。
2.2 Shilla技術
Shilla系統包括矯形棒、單向和萬向的椎弓根螺釘。在頂椎區予以4對螺釘有限融合，上下端椎予以帶滑槽的椎弓釘，該系統允許脊柱沿棒的兩端生長。
2010年，McCarthy[13]于11例動物模型中應用Shilla技術治療，結果顯示：平均的生長長度為48mm，解剖僅觀察到微小的磨損但無斷釘斷棒等；McCarthy[14]于2014年又報道了38例行Shilla技術治療的患者，術后3個月予以支具保護，隨訪2年以上（圖3），術前Cobb角平均為70.5°，術后6周為27°；2年隨訪示肺容量改善13%，軀干高度(C7-S1)增長12%，出現了3例棒相關并發癥，2例感染。
2017年，Luhmann等[15]多中心回顧性比較了Shilla系統和生長棒系統，結果表明二者在并發癥率上無明顯差異，且Shilla技術在畸形的矯正與矯形效果的維持上更有優勢。同時Shilla手術創傷更小，手術次數少3-4倍。但Shilla系統對于置釘要求較高，釘棒易出現無法滑動的狀態。
Shilla技術適合特發EOS，Cobb>50°，單或雙彎(柔韌性好)患兒，主要并發癥在于金屬反應及內固定失敗等。
2.3 其他生長引導技術
2004年，葉啟彬[16]等報道了一種板-棍系統(PRSS)，有4個主要部件：板棍、圓棍、釘鉤及橫位連接體。上端固定，下位椎體與棒可相互滑動，因而PRSS矯正裝置能隨脊柱生長自動延伸，并以板棍凸側加壓加速軟骨退變從而抑制生長。共應用34例，隨訪平均29.6個月，其中15例平均矯正丟失8°，無嚴重并發癥。2007年，周勁松等[17]描述了滑動環式椎弓根釘脊柱側凸矯形系統，該系統由鎖定椎弓根釘、滑動環式椎弓根釘及矯形棒組成。并以該模型造出脊柱側凸動物模型。
3.凸側壓縮技術
骨骼縱向生長受到多種因素的調控．其中最主要的就是壓力。Hueter-volkmann原理認為對于骨骼的生長受應力的影響，終板承受的壓力過大，則其生長受抑制。凸側壓縮技術依據此原理，產生類似凸側骨骺阻滯效果，以期糾正脊柱生長不平衡，控制側凸發展。凸側壓縮技術主要包括椎體Ｕ形釘側凸矯形技術與椎弓根螺釘栓系技術，目前認為適合于側凸度數不大的EOS患者[18]。
3.1 椎體U形釘側凸矯形技術
即椎體騎縫釘技術(vertebral body stapling)，旨在予以凸側加壓進而抑制凸側生長，以期控制畸形。
1951年，Nachlas和Borden使用騎縫釘造出幼犬脊柱側凸及椎體旋轉動物模型；2004年，Braun等在羊脊柱側凸模型中嘗試用鎳鈦形狀記憶合金(shape memory alloy，SMA)行前路SMA騎縫釘固定手術，結果顯示確有矯形療效，但脫釘率達27%。Betz等先后報道了21例與39例SMA騎縫釘固定手術，總結認為該手術適于：未發育成熟的、側凸度數不大( <45>
Stücker[18]通過對椎體騎縫釘技術術后隨訪發現Cobb>35°患者畸形持續進展，而<>
3.2椎弓根螺釘栓系技術
為降低應力，減少脫釘風險，有學者針對椎間盤存在活動性這一特點，將騎縫釘固定改進為半限制性栓系，限制縱向生長但仍允許固定節段一定程度的椎間活動。
Newton等在動物模型上利用椎弓根螺釘栓系技術造出脊柱側后凸畸形模型。Braun等在山羊模型上應用骨釘-韌帶栓系技術治療山羊脊柱側凸，結果顯示椎體栓系固定系統較Ｕ形釘側凸矯形技術具有更佳的矯形效果和更強的抗脫出能力。
Braun等又比較了二者三維矯形能力，發現栓系技術在冠狀面上矯形能力優于Ｕ形釘側凸矯形技術，但對于矢狀面和水平面矯形能力較弱。
2017年，Boudissa等[19]前瞻性行6例Tethering技術，平均隨訪21.6個月，術前平均主胸彎為45°±10°（35°—60°），平均腰彎為33°±5°（30°—40°）。術后平均胸椎曲度為38°±7°（30°—50°），平均腰椎曲度為25°±9°（15°—40°），在最后一次隨訪期間，矯正保持不變，無明顯相關并發癥。資料顯示了椎體Tethering技術良好的矯形能力與維持能力。
目前，椎體U形釘側凸矯形技術及椎弓根螺釘栓系技術的研究主要集中在動物實驗上，臨床長期隨訪資料還比較少，多為小樣本，臨床指征尚未明確，也未被廣泛接受，仍需長期隨訪資料及大量的臨床樣本的支持。
總結
●不同非融合技術各有其不同的適應癥，必要時可采用混合技術；
●目前對于撐開技術，國內外學者致力于避免多次切開的延長手術，體外控制是其一大方向；而生長引導技術則旨在給予機械撐開力的同時，提供術后繼續矯正作用，逆轉Hueter-volkmann定律，用以克服殘留脊柱側凸引起的不對稱生長，但該技術目前仍尚未被廣泛接受，還需更長時間的隨訪，以及開展多中心、前瞻性的研究來驗證其有效性和安全性。
作者簡介
徐潔濤
中南大學湘雅二醫院脊柱外科，碩士研究生，師從國內脊柱外科專家王冰教授
王冰
教授、主任醫師，博士生導師
現任中南大學湘雅二醫院脊柱外科、湖南省脊柱外科治療中心副主任，脊柱外科實驗室主任。
擔任中國康復醫學會脊柱脊髓專業青年委員會副主任委員，中國醫促會骨科疾病防治委員會委員秘書長、脊柱內鏡學組副主任委員，中國醫師協會骨科醫師分會脊柱內鏡專家委員會副組長,中華醫學會骨科學分會青年委員會和基礎學組委員，AOSpine中國部講師，湖南省康復醫學會脊柱脊髓專業委員會主任委員，中國脊柱脊髓雜志常務編委，The Spine Journal和Spine中文版編委等職。
擅長內鏡微創脊柱外科和各類復雜脊柱畸形的矯治。在國家級和國際核心刊物上以第一作者和通訊作者發表論文90余篇，SCI論文30余篇,主持國家自然科學基金3項。
參考文獻
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