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首页医源资料库在线期刊中国矫形外科杂志2009年第17卷第18期

Review颈椎后凸畸形的研究进展

来源:中国矫形外科杂志
摘要:【摘要】根据矢状面上脊柱平衡的理念,颈椎和腰椎的前凸,胸椎和骶椎的后凸构成的交替曲线使头能够定位与躯体和骨盆的上方。颈椎后凸畸形可能是失衡现象中最影响功能的,因为它可以导致疼痛、姿势障碍以及神经系统症状。以下就是关于颈椎后凸畸形解剖、生物力学、病因、临床表现、实验室检查和处理的总结和讨论。......

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【摘要】  根据矢状面上脊柱平衡的理念,颈椎和腰椎的前凸,胸椎和骶椎的后凸构成的交替曲线使头能够定位与躯体和骨盆的上方。但是矢状面上的失衡导致这一理想结构发生偏差。颈椎后凸畸形可能是失衡现象中最影响功能的,因为它可以导致疼痛、姿势障碍以及神经系统症状。以下就是关于颈椎后凸畸形解剖、生物力学、病因、临床表现、实验室检查和处理的总结和讨论。

【关键词】  颈椎; 后凸畸形; 平衡; 失衡

Research approach of cervical kyphosis∥WANG Zhen, TIAN Jiwei.Department of Orthopaedic Surgery, Shanghai First Peoples' Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200080, China

  Abstract:According to the concept of sagittal spinal balance, the alternating curves of cervical and lumbar lordosis and thoracic and sacral kyphosis enable the head to be positioned over the trunk and pelvis. But the sagittal imbalance represents departure from this ideal form. Cervical kyphosis may represent the most disabling of these imbalances, for it can cause pain, postural difficulties, or neurologic deficit. A summary and discussion is reviewed regarding the anatomy, biomechanics, etiology, clinical presentation, laboratory examination and treatment of this condition.

  Key words:cervical spine; kyphosis; balance; imbalance

 脊柱矢状面上任何一部位正常生理曲度发生偏差均会导致脊柱失衡,进而影响脊柱的结构和功能。颈椎后凸畸形在临床上并不少见,可导致患者出现姿势障碍、疼痛以及神经障碍[1]。文献中颈椎后凸畸形的诊断及治疗目前尚无统一标准,现就此问题将不同学者的研究情况作一综述。

  1 解剖以及生物力学

  胚胎期间,人的脊柱形态轻度驼背,呈现固定的向后方弯曲。这种后凸状态在出生后的生长发育过程中会逐渐发生变化,胸椎和骶椎后凸弯曲基本不变,颈椎和腰椎的前凸则在婴儿学习抬头和直立坐着的时候分别发育而成。在矢状面上,人体脊柱呈现“S”形弯曲。在这个“S”形弯曲中,胸椎和骶椎后凸是原发性的,新生儿期这种后凸就已经存在,胸椎和骶椎椎体的楔形变促使胸椎和骶椎后凸弯曲形成,为胸廓和骨盆内脏器提供足够的空间。颈椎和腰椎的前凸弯曲则是继发性的,一般是由于相邻椎体相互成角构成,这种成角是由于椎间盘而非椎体的楔形变形成的[2]。脊柱的4个生理弯曲,使脊柱如同一个弹簧,能增加缓冲震荡的能力,加强姿势的稳定性,同时椎间盘也可吸收震荡,在剧烈运动或跳跃时,可防止颅骨、大脑受损伤。另外,矢状面上的这种改变使维持人体脊柱姿势的非中心部位肌肉松弛而使脊柱产生屈伸活动。

  正常颈椎的生理前凸平均为14.4°,除非有外伤或手术史,否则曲度的变化将会是一个渐进性的过程。矢状面轴向垂线(sagittal vertical axis,SVA)是用来衡量矢状面上脊柱平衡的一个有效方法,测量方法是从C2的尾部中心向骶部作一条垂线。正常生理情况下,垂线经过C2、T1、L1、S1。拥有保护性颈椎前凸的脊柱,使得头的承重轴落在颈椎的后方,通过颈椎椎旁肌肉来维持头的直立,减少能耗。许多结构在维持平衡中起着重要的作用:其中包括背侧肌肉、韧带、关节突关节以及骨性结构。椎体主要承担压力,可承载36%的轴向载荷。相比较之下,后方的骨性结构、韧带、关节面关节、软组织主要承担拉力,它们负责了轴向载荷的64%。脊柱的矢状面轮廓显示出前后方结构元素的平衡:任一区域结构的缺失或障碍都将会导致脊柱矢状面上的畸形。

  颈椎关节突关节是颈椎后路稳定的重要因素。几项在尸体标本上进行的生物力学试验,通过逐步切除关节突关节,再施加各种应力,证明颈椎运动节段的稳定性和强度都受到关节面切除的影响。关节突切除联合棘突或椎板的切除,不稳定性将进一步加重。有证据显示后方张力带的薄弱会导致载荷转移至脊柱前方结构,也就是椎体和椎间盘。这些结构上增加的压力负荷可能会导致变形,从而进一步影响这些结构对抗压力的能力。一旦SVA处于颈椎椎体的前方,后凸畸形将逐渐产生[3]。

  2 致病原因

  引起后凸畸形的原因很多,前柱结构抗压能力或者后方结构抗拉能力的损伤都会影响正常颈椎前凸状态的维持。

  2.1 医源性因素

  医源性后凸畸形是最常见的病因,包括颈椎手术后、放射性治疗后,最容易导致严重后凸畸形的发生。最近Hogan等[4]报道称颈伸肌群接受肉毒杆菌毒素A注射也可发生后凸畸形。

  在颈椎手术中,椎板切除术最容易导致颈椎后凸畸形的发生。在重力作用下,脊柱承受前屈力,背侧肌肉韧带组织可对抗这种前屈力,椎板切除后,这些结构受到破坏,因此,正常的重力作用成为后凸畸形发生的诱因。椎板切除术后颈椎后凸畸形的发生与年龄、原发病变性质、术前颈椎弧度和术中对后方结构的切除程度(包括切除椎板的数量、位置以及小关节切除的程度)等诸多因素有关。

  Nowinski等[5]报告切除椎板的同时,只要切除关节突的25%,就可以发生后凸畸形。有学者研究进一步证实,关节突切除越多,不稳定的发生率也就越高。Zdeblick等[6]则研究了切除小关节的关节囊对颈椎稳定性的影响,结果显示切除关节囊超过55%时,颈椎将出现明显的不稳定。Herkowitz[7]研究发现切除患者双侧关节突后,颈椎后凸畸形的发生率为25%。椎板切除术后颈椎后凸畸形在儿童中的发病率是最高的,原因可能是儿童骨性结构尚未发育成熟,软骨终板的压缩引起了椎体前缘的楔形变而导致颈椎后凸畸形[8]。Kimura等人[9]研究发现,成人患者如果术前颈椎生理弧度正常,且没有明显的不稳定,行椎板切除术后发生畸形的可能性较小。任何术前已经存在的颈椎后凸畸形将增加椎板切除术后畸形加重的危险性[10,11]。另外,暴露时后方肌肉组织完整性的破坏可能也是导致后凸畸形产生的原因。Otsuka等人[12]研究表明胸椎或腰椎接受放射治疗的患者中容易发生后凸畸形。当进行后凸畸形矫正手术的时候,那些接受过放射治疗的患者发现有更明显的椎间盘纤维化以及椎体楔形变,正是由于这些变化导致了后凸畸形的发生。

  2.2 病理性

  很多疾病均可导致颈椎后凸畸形的发生,比如强直性脊柱炎、肿瘤、感染、先天性疾病(Larsen Syndrome、成骨不全症、骨畸形性发育不良、肌强直性营养不良)、神经肌肉性疾病(神经纤维瘤)、代谢性疾病(肾病性骨营养不良)等。

  2.3 创伤性

  创伤导致颈椎后凸畸形的根本原因与医源性后凸畸形相似,都是因为前柱抗压结构或者后方抗拉结构的损伤,进而影响正常颈椎平衡的维持而导致后凸畸形。

  2.4 退变性

  退变性颈椎后凸畸形的发生可能与2个因素有关:年龄和职业。正常颈椎间盘总体高度占颈椎高度的15%,椎间盘具有轻度楔形的外观,其前方高度大于后方,形成了颈椎的前凸。随着年龄增长,椎间盘中蛋白多糖网状结构的减少,使椎间盘高度丢失并最终导致颈椎后凸畸形的发展。而Bonney、Corlett等[13]证实头颅的位置将影响颈椎前柱的负荷。头颅重心的前移,可以导致颈椎出现力矩增大,颈椎后部结构的抗张力负荷加大。需要长期低头的职业容易导致颈椎后部抗张力结构逐渐出现疲劳,颈椎前后力学平衡失调,在前方屈曲性力矩的作用下出现颈椎生理曲度的变化,颈椎前凸曲度减小,这种改变进一步加大屈曲性力矩和颈椎后部结构的抗张力负荷,出现恶性循环,最终出现颈椎后凸畸形。Ercan等[14]研究发现退变椎间盘的上一节段也可能会发生后凸畸形(kyphosis one level above,KOLA),二者之间的关系有待进一步研究。

  3 临床表现

  3.1 肌肉疼痛

  颈椎后凸畸形发生后,患者的头和颈部位于胸的前方,为了维持头颈部的直立,颈后肌肉群必须持续收缩,肌肉组织过度能量消耗,这就必然导致肌肉疲劳和僵硬,进而引起颈部疼痛。研究表明疼痛的程度跟颈椎后凸的程度没有明显关联[15]。作为对后凸畸形的补偿,有的患者可以发生腰椎过度前凸而继发下腰痛。

  3.2 姿势障碍

  正常情况下患者头应当位于胸和骨盆上方,而后凸畸形患者的头和颈部则会位于胸的前方。严重的后凸畸形会发生姿势障碍,表现为主动抬头及维持视线水平困难,平衡位时头和颈部倾向前方,出现下巴抵于胸前(chin on chest)的独特外观。随着这种姿势障碍的进展,患者可以发生呼吸和吞咽困难、胸部压迫疼痛及社交障碍。

  3.3 神经系统症状

  颈椎后凸畸形患者可以出现神经受压,表现为脊髓或神经根病变,影响手部功能和行走、排便、膀胱以及性功能等。通过Hoffman征、Babinski征等病理反射可发现脊髓受压征象。患者出现痉挛、反射亢进或减弱等表现。

  4 实验室检查

  4.1 X线检查

  所有颈椎后凸畸形患者都应当进行X线检查。颈椎正侧位以及过屈过伸动力位检查,用来鉴别正常椎体和病变椎体并测量畸形程度,发现不稳定或半脱位情况,还可以发现与畸形相关的结构变形或不稳定。全脊柱X线成像在评估脊柱整体平衡方面是很有用的,同时还可以测量矢状面轴向垂线。在手术治疗中,两切线Cobb's角可能更有利于临床指导[16]。

  4.2 CT检查

  CT检查有助于了解骨性解剖结构。对于颈椎的形态、横突孔的位置、侧块、骨赘、钙化的椎间盘都可以清楚地显示,可以为术前准备提供很大的帮助。3-D成像还可以识别变异的椎动脉,指导术中置钉。

  4.3 MRI检查

  MRI可以清晰显示普通检查无法显示的脊髓病变情况。后凸畸形尖端脊髓受压的情况可以通过畸形尖端与髓质-脑桥结合处脊髓的前后径之比来评估,比值<0.3是发生脊髓病变的危险因素[17]。脊髓信号的改变提示脊髓损伤的存在,为手术提供依据。MRI还可以评价椎体融合部位邻近节段椎间盘的退变情况。

  4.4 电生理学检查

  电生理学检查在排除其它神经系统的诊断方面是有帮助的,比如肌萎缩性侧索硬化。EMG/NCV检查可以精确地找到存在并且需要外科治疗的根性症状。

  5 治 疗

  5.1 保守治疗

  如果后凸畸形单纯导致颈部肌肉疼痛,可以先采取对症保守治疗,包括物理疗法和止痛治疗。另外,某些患者由于年龄、同时存在其它疾病等因素,也可考虑短时间内单纯采取保守治疗。

  5.2 手术治疗

  当后凸畸形呈进行性加重导致姿势障碍或者继发神经系统症状时,往往需要进行手术治疗。手术的目的包括神经减压、畸形矫正、恢复脊柱的稳定性、重建脊柱平衡。

  颈椎后凸畸形手术遵循的手术原则与其他部位的脊柱后凸畸形矫正手术是一致的,即以后纵韧带作为绞链,延长前柱、缩短后柱。

  为了达到前柱的延长,脊柱需要从前面进行释放,包括椎间盘切除、椎体次全切或者截骨术。在前路结构重建后,运用自体骨、同种异体移植骨或Cage进行脊柱撑开牵引术。移植骨的选择取决于融合节段的长度。3个或3个以下节段的融合,一般选择自体髂骨移植。对于3个以上节段的融合,腓骨是最为理想的移植物。

  后柱缩短术的目的是重建一个后方的脊柱张力带。前路重建后,在获得稳定性之前,后方的椎体需要一个释放性的截骨术。在接受过颈椎手术的病人当中,为了达到脊柱的重新排列,截骨术、广泛的椎间孔切开术甚至椎骨关节面切除术都是有必要的。值得注意的是,截骨术必须完全达到横突孔才是有效的。另外,术中颅脊柱固定系统的位置调整对于完成和维持矫正是必要的。后路手术暴露的时候,尽量不要操作邻近的关节,因为这可以导致邻近节段的退变。背侧韧带,比如棘上韧带和棘间韧带,无论如何都应当保留。特别是C2的棘突,作为竖脊肌主要的附着点,应当被保留以预防继发的屈曲性畸形。

  关于具体手术方法的选择,目前的观点是根据颈椎后凸畸形的临床类型来决定。根据颈椎屈曲动力位和施加外力的动力位检查可以把颈椎后凸畸形分为柔韧型和固定型2类。柔韧型颈椎后凸畸形可以先进行姿势性矫正,如果畸形可以还原,神经的压迫得以解除,单纯的后路固定融合就已经足够;如果畸形不可以还原,则需要进行直接的神经解压以及前路的撑开延长前柱。还有报道称单纯行前柱撑开植骨融合术亦可以有效治疗柔韧型颈椎后凸畸形[18]。有研究发现椎板切除术后颈椎后凸畸形在采用前路椎体次全切除、植骨融合术治疗时植骨块脱出的发生率很高。此类患者如果在植骨融合的同时,采用前路内固定,其稳定性和植骨融合率将大大提高。近年来,有学者将颈椎椎弓根螺钉固定系统应用于颈椎后凸畸形,取得满意临床效果[19]。Hermann[20]报告20例椎板切除术后颈椎后凸畸形患者行前路融合和钢板螺钉内固定治疗,无植骨块脱出,融合率达100%。固定型畸形则需要进行环状截骨、前路植骨融合加后路内固定治疗。O’Shaughnessy[21]报告16例固定型后凸畸形伴脊髓病患者行环状截骨、前路植骨融合加后路内固定治疗,临床效果满意。

  基于目前的研究,无论是前路还是后路途径,内固定的使用对于手术效果及并发症的降低都是十分有益的。

  6 结 论

  颈椎后凸畸形,正常脊柱的翻转,改变了正常矢状面上脊柱整体的平衡,可以导致肌肉疼痛、姿势障碍及神经系统症状。大部分后凸畸形是医源性的,预防是最好的办法。对于那些需要外科矫正的患者,手术方式的选择及手术成功的关键依赖于完整而精确的术前评估。

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作者单位:(上海交通大学附属第一人民医院骨科,上海 200080)

作者: 王震 综述, 田纪伟 审校 2010-1-13
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