椎管内肿瘤与脊柱稳定性

沈林 范益民 刘晓东

·综述·

椎管内肿瘤与脊柱稳定性

沈林 范益民 刘晓东

椎管内肿瘤是神经外科临床常见肿瘤之一，有较多的临床病理分型，外科切除肿瘤是其首选的治疗方法。近年来椎管内肿瘤切除和对神经功能保护的技术日渐成熟，术后对脊柱结构稳定性的保护与重建成为医生们倍受关注的焦点。本文将椎管内肿瘤与脊柱稳定性的相关影响因素进行归纳总结，展开综述如下。

脊髓肿瘤； 椎管； 内固定术

发生在脊髓本身以及椎管内与脊髓邻近组织的原发性或继发性的肿瘤称之为椎管内肿瘤，其每年的总发病率约为（0.9～2.5）人/10万，占神经系统肿瘤总体发病率的10%～20%，多好发于脊柱的颈、胸段，腰段次之，手术切除是椎管内肿瘤的主要治疗手段[1]。因椎管内肿瘤与硬脊膜及脊髓解剖的关系密切，将其分为硬脊膜外肿瘤、髓外硬脊膜下肿瘤、髓内肿瘤、椎管内外沟通性“哑铃形”肿瘤。椎管内肿瘤以髓外硬脊膜下常见，病理类型以神经鞘瘤及脊膜瘤居多[2]。完成肿瘤的全切及积极的保护脊柱的稳定性是椎管内肿瘤手术的基本要求。椎管内肿瘤术后的常见并发症主要有脑脊液漏、伤口感染、硬膜外血肿、颅内感染、神经根的损伤、脊柱不稳定等，其中术后脊柱的稳定性情况最受关注。因脊髓、椎管、脊柱三者关系密切，在治疗椎管内肿瘤性疾病时，不可避免的会破坏的脊柱的稳定性。神经外科学发展初期，由于缺乏对脊柱骨性结构的保护，过多的关注神经功能的保护和改善，忽略了脊柱稳定性的术后重建，导致患者在术后长期随访中出现脊柱后凸或侧凸畸形、椎管狭窄、椎体滑脱等症状。随着我国神经外科诊疗技术的不断发展，椎管内肿瘤手术与脊柱稳定性关系的问题愈来愈多的受到了神经外科医师的高度关注。

一、脊柱生物力学与脊柱稳定性之间的关系

脊柱是人体中轴的支柱，脊柱的生物力学是保持脊柱稳定性的基础。1983年，Denis[3]提出脊柱的“三柱理论”：脊柱的前柱由前纵韧带、椎体和纤维环的腹侧一半构成，脊柱的中柱是由椎体及纤维环的背侧一半、后纵韧带组成，而脊柱的椎板、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带、棘突构成其后柱。随后，Ferguson和Allen[4]提出将脊柱的前纵韧带、椎体和椎间盘前2/3定义为脊柱的前柱，脊柱的椎体及椎间盘后的1/3、后纵韧带为构成为脊柱中柱，脊柱的后柱是由关节突关节、关节囊、棘上韧带、棘间韧带和黄韧带构成的，是当下广为接受的脊柱“三柱理论”。

椎间盘包括其上下2块椎体骨及其软组织构成了脊柱的功能单位，即运动节，其分为前后两部。运动节前部主要由椎体及椎间盘、前纵韧带和后纵韧带构成；运动节后部由椎弓、椎间关节、横突、棘突和后部韧带构成。运动节结构的完整性是维持脊柱稳定的必要条件：（1）椎体：主要承受前部压力负荷的主要结构；（2）椎间盘：对脊柱的正常活动有巨大的影响。脊柱在屈伸、侧弯、旋转等运动时仍能保持其稳定性与髓核的关系密不可分[5]。椎间盘的高度也影响着脊柱生物力学的特性，椎间盘高度与面积的比例系数与相应疾病的发病率成正相关[6]；（3）关节突关节：与上下椎体相邻的关节突构成了关节突关节，其关节囊及韧带在脊柱扭转时承受了较大的运动负荷，是关节突关节的主要承重结构；（4）脊柱的肌肉和韧带：一般将脊柱的肌肉分为成两类，一类肌肉的起点和止点都在脊柱上，另一类肌肉直接附着于胸廓和骨盆之上。当脊柱运动时，这两类肌肉群相互协助，为脊柱的稳定与平衡提供保障。韧带也对脊柱的稳定性起着重要作用，当躯体做屈曲、旋转运动时，韧带对此时脊柱的稳定性起着尤为重要作用[5]。陆续有学者通过实验证实了上述理论，如Ofluoglu等[7]采用椎板切除治疗椎管狭窄的报道中，过多的切除椎板结构，会导致脊柱的不稳。Zanderson等[8]的报导将腰椎周围肌肉组织切除后，椎间盘的应力分布情况出现了明显变化。阮狄克[9]等研究显示如不同程度的损伤脊柱的关节囊、棘间韧带、黄韧带等组织，脊柱稳定性会遭到不同程度的破坏。Oqiharn等[10]研究表明人体运动产生的的纵向负荷，一半以上是由脊柱的中柱和后柱来承担的，表明脊柱的中柱与后柱是脊柱稳定的基础，在椎管内肿瘤术中，保护脊柱生物力学和脊柱结构完整性对于患者的预后有着重要的影响。

二、脊柱稳定性

目前广为接受的脊柱稳定性的定义为“在正常生理载荷下，脊柱功能单位无异常移位、无过度或异常活动，无脊髓或脊神经根刺激或损伤症状与体征”。脊柱不稳定是在生理负荷下脊柱丧失其移位方式来避免最初和继发神经损伤、严重变形或难以忍受的疼痛的能力[11]。临床上，将脊柱不稳定分为急性脊柱不稳和慢性脊柱不稳两大类。急性脊柱不稳定分为显著型脊柱不稳定、局限型脊柱不稳定；慢性脊柱不稳定分为冰川样脊柱不稳定和功能不全性脊柱节段移位。其中，冰川样脊柱不稳定原因包括手术创伤和肿瘤。

脊柱不稳定诊断的确立需要临床和脊柱影像学评估结果相结合综合判定。车晓明[12]认为在影像学评估脊柱不稳定是主要包括：检查时的体位（正侧位、过伸过屈位），椎体间是否存在位移、所成夹角是否有异常增大，椎体是否存在异常活动度等。脊柱不稳目前无一致的临床判定准则，广为接受的是White和Panjabi量表，评分在5分及以上者是其手术指征[11]。

三、椎管内肿瘤手术与脊柱稳定性

椎管内肿瘤手术常需采用后入路的方式切除椎板从而暴露肿瘤，在切除椎板过程中，常常会导致相应的筋膜、肌肉、韧带、关节突关节的损伤，脊柱不稳定的概率也随之增加。年龄、手术方式、手术部位等是椎管内肿瘤手术影响脊柱稳定性的主要因素，详述如下。

（一）年龄

因脊柱的骨密度及韧度、韧带张力、肌肉张力等在各年龄段的人群中存在着明显差异，年龄可能是脊柱发生不稳的最大危险因素。已有相关文献报道，对于成人的术后脊柱发生不稳或者畸形的概率是10%～20%[13-15]。Raab等[16]对70例椎管内肿瘤和先天性脊髓病变的患儿进行术后随访研究，术后随访期5年，显示患儿发生术后脊柱不稳或脊柱畸形的概率大约是27%，而且报道了如果对于累及多节段的脊髓疾病手术的患儿，其术后发生的脊柱不稳或脊柱畸形概率是46%。儿童脊柱尚未发育完全，韧带较成人松弛，骨骼发育不完全，椎管肿瘤术后，更易发生脊柱的不稳定。目前广为接受的观点是，在椎管内肿瘤手术中，如果脊柱一侧的关节突关节切除在50%以下，术后产生脊柱不稳或脊柱畸形的概率较低，同期则可不行脊柱内固定融合术，但对于儿童则不适用。即使儿童椎管内肿瘤术中同期行内固定融合术，术后进行性脊柱畸形仍可发生，其概率为22%[17]。这表明对于儿童椎管内肿瘤手术，减低术后脊柱不稳或脊柱畸形的发生的方法是同期行脊柱内固定融合术。

（二）手术入路

因椎管内肿瘤不同的手术入路对脊柱结构的损伤程度各有不同，所以术后脊柱不稳的发生的概率大小与手术入路的选择密切相关。椎管内肿瘤手术切除方式，主要包括后正中入路、后外侧入路、前入路、前外侧入路和联合入路。根据不同的手术入路方式又有与之适应的脊椎稳定性重建方法。手术方式的抉择要结合肿瘤累及的节段、位置以及肿瘤的性质、大小等方面综合考虑。我国学者谢京城等[18]对660例椎管内肿瘤的患者进行了699次手术，其中599次采用后路全椎板入路，71例患者采用经半椎板入路，23例使用侧方入路，6例选择椎板成形术行肿瘤切除。后入路手术方法基本可以达到手术治疗的目的。临床常用的后入路包括后正中入路和后外侧入路，其中后正中入路主要包括全椎板切除术、单侧半椎板切除术、单开门技术、卷帘门技术。现将后正中入路的全椎板切除术、单侧半椎板切除手术入路方法及优缺点进行介绍。

1．全椎板切除入路

1887年，Gowers和Horsley[19]开展了后正中入路全椎板切除术，其优点是可以极大范围的解剖暴露椎管内结构，手术操作空间得到了有力保障，对病变部位的全切极为有利，正因为其优点，该术式的适应证为：（1）脊髓内肿瘤的切除；（2）生长于任一节段的脊髓背侧肿瘤；（3）累计多个节段的脊髓内肿瘤。但是由于全椎板切除可以充分解剖暴露椎管结构，不可避免的造成椎板的骨性结构及相应韧带的严重损伤，术后脊柱不稳、脊柱畸形、医源性椎管狭窄等并发症的发生屡见不鲜，严重影响了患者的生活质量[20]。高太行等[21]开展的同期不行脊柱内固定术对椎管内肿瘤术后患者的脊柱畸形影响进行回顾性分析显示，脊柱不稳在单个节段椎板切除术后的发生率为4.4%。全椎板切除术累计4个节段的术后脊柱的不稳率的发生率较高，为14.3%。再次证明全椎板手术入路可对脊柱骨性结构造成难以想象的损坏。

为了预防术后脊柱不稳的发生，全椎板切除辅助钉棒系统内固定术式、全椎板切除后椎板-棘突回植术的应用对保护和重建脊柱的稳定性有着积极作用。全椎板切除辅助钉棒系统内固定术虽然能够保护维持术后脊柱的稳定性，但同时还存在损伤脊柱本身的生理运动功能，相邻节段脊柱的退行性变的风险增高，假关节形成等缺陷[22]。同时，椎板-棘突复位回值术在椎管内肿瘤切除术中的应用的相关临床报道层见迭出[22-26]。该术式对多节段病变、需要大范围减压的病例较为适用，其优势是术中固定操作简捷、安全性高、固定效果可靠，达到了维持及重建术后脊柱稳定性目的同时，也降低了术后瘢痕组织对脊髓的压迫的风险。但仍存在一些缺点，如为使椎板与椎体愈合，必须需要较长的卧床时间以及医源性椎管狭窄等。

值得一提的是，为了减少传统脊柱内固定技术所带来的并发症，脊柱动态稳定技术受到了脊柱外科医师们的关注。动态稳定技术的有可保留术后脊柱的稳定性，安全性高，减少融合术后相邻节段退行性病变，保护病变临近阶段等优点[27-29]。Bonaldi[30]认为在脊柱退行性病变术后的早期，动态稳定技术对维持脊柱的稳定性有着积极的作用。后路动态稳定装置主要包括[31]：（1）棘突间撑开装置；（2）棘突间韧带装置；（3）后路动态半稳定系统；（4）后路半刚性稳定装置；（5）后路全动态稳定装置。动态稳定技术在保护与维持脊柱稳定性的作用中，是否能取代经典的脊柱内固定融合技术，尚需进一步的临床研究。

2．单侧半椎板切除入路

Spetzger等[32]在1997年开展了半椎板手术入路切除椎管内病变的手术方式，其优点是椎板切除范围相对较小，大部分脊柱后柱的肌肉、韧带和骨性构造得以保存，极少的破坏了脊柱原有生理结构，使脊柱的生物力功能受到最大限度的保护，降低及避免了术后了脊柱不稳的发生[33,34]。金清东等[35]总结出半椎板入路的优点有减少术中出血量，改善临床症状，具有安全性高、创伤小、疗效显著等特点，值得借鉴。但该术式除了有暴露范围和操作空间受限制缺点外，医源性创伤造成的椎板破坏、术后出现医源性椎管狭窄的现象仍不可避免。半椎板手术入路切除椎管内肿瘤适用以下情况[36,37]：（1）硬膜下髓外肿瘤。术前评估肿瘤时，瘤体大部分偏向椎管一侧，神经鞘瘤最为适用；（2）以切除肿瘤为目的，不能行椎管减压术；（3）瘤体横径小于2 cm，瘤体的上界及下界小于1个椎体。

针对单侧半椎板切除入路的缺点，刘洪泉等[38]报道了半椎板切除入路切除椎管内肿瘤病例于病变切除后，将取下的椎板通过微型钛板进行回植复位，即“半椎板成形术”。此方法在半椎板入路优势的基础上，可最大限度维持脊柱原有的生理解剖结构，降低了术后医源性椎管狭窄的发生率。学者卢廷胜也有相关报道[39,40]。

（三）手术部位

因年龄、脊柱各阶段生理解剖特点不同，术后各节段发生的脊柱不稳的概率也存在差异[13-15,17]。应根据脊柱的生理解剖特点，术中、术后积极处理，避免术后脊柱不稳的发生。如颈椎C2棘突是颈部伸肌的附着点，手术操作时应予保留以防止颈椎畸形的发生。值得重视的是，当手术部位涉及到脊柱生理解剖交界区即颈胸交界区、胸腰交界区时，由于这2个区域是脊柱生理弯曲的移行区，若过多的损伤脊柱后部组织结构，易增加脊柱畸形的发生危险[41]。所以在脊柱移行区实施手术的同时，同期行脊柱固定融合术是十分必要的。胸段因肋横突关节的存在，比脊柱其他部位的稳定性较高，因此脊柱胸段手术后并发脊柱不稳的危险性较小，实施脊柱内固定融合术的频次可相对较少。目前普遍认为手术累及切除3个及以上椎体节段需同期行椎内固定融合术以维持脊柱的稳定性[13,42]。如果脊柱的椎间孔被肿瘤所侵及，例如椎管“哑铃形肿瘤”，为了提高肿瘤全切率，多提倡术中打开椎间孔，切除单侧关节突关节。但为了维持脊柱的稳定性，术后需同期积极行脊柱内固定术[43]。

四、总结

综上所述，椎管内肿瘤影响脊柱稳定性的主要因素可分为两大类：（1）不可控因素，包括年龄、术前肿瘤的生长部位、肿瘤生长方式等等，这些因素是不能通过手术方式的改进避免的；（2）可控因素，包括椎板切除的部位和范围、手术入路的选择、小关节切除程度、韧带和肌肉的破坏程度等，这些因素是可以通过手术方法的改进尽量避免的。为了预防椎管内肿瘤术后脊柱不稳的发生，术者应在术前仔细评估患者的不可控因素，严格筛选手术指征，选择恰当的手术入路，制定缜密的手术诊疗方案，预期判断是否在切除肿瘤的同时行脊柱内固定术。术中在术前的评估的基础上，通过手术技术和方式的不断改进，尽量避免可控性因素所带来的危害，使术后脊柱不稳的发生率降到最低。

随着神经外科显微技术的不断发展，椎管内肿瘤手术技术及治疗方案日臻成熟，术后的脊柱不稳或者脊柱畸形所带来的危害受到广泛的高度重视。神经外科医师应全面掌握脊柱内固定基本技术及脊柱生理解剖学知识，对椎管内肿瘤术后脊柱的失稳做到早期预测，采取积极正确的治疗方案，减轻患者的痛苦，提高术后患者的生活质量。

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Intraspinal tumors and spinal stability

Shen Lin,Fan Yimin,Liu Xiaodong. Department of Neurosurgery,First Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China

Fan Yimin,Email:fanyimin5678@126.com

Intraspinal tumor is one of clinical common tumors in Department of Neurosurgery,with many clinical pathological types.Preferred treatment is surgical removal of the tumor.In recent years,technologies of neurosurgeons for intraspinal tumor resection and neuroprotective are maturing.Postoperative protection and reconstruction of spinal structural stability has become the focus of attention.This article summarizes the relevant factors of intraspinal tumor and spinal stability.

Spinal cord tumor; Spinal canal; Internal fixation

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2017.06.011

030001太原，山西医科大学第一医院神经外科

范益民，Email：fanyimin5678@126.com

2017-08-08）

马帅）

沈林,范益民,刘晓东.椎管内肿瘤与脊柱稳定性[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2017,3(6):369-372.