过去、现在和未来
一、三柱截骨：PSO的过去 PSO是一种闭合楔形截骨术，通过切除椎体后方结构，并在椎体前方皮质上进行' V '形切除。PSO的概念最早可以追溯到1963年Scudese和Calabro[7]描述的一种椎体楔形截骨术，用于强直性脊柱炎患者后凸畸形的矫正。1992年，Jaffray等报道了另一种闭合楔形截骨术和椎弓根固定[8]。早期的报道强调了PSO的优势，包括从后方入路实现三柱的矫正，同时尽量减少延长前柱的需要，从而最大限度地提高了骨愈合潜力，避免主要血管和内脏的前方延伸[9]。
随着现代PSO技术的不断发展，早期关于1980年至2005年期间使用PSO或楔形截骨术的报道在技术标准化方面不尽相同，并且随着现代PSO技术的发展，手术适应症也在不断演变（图1A-B）。尽管存在这种异质性，但几乎所有早期研究都一致认为PSO后，患者的症状显著改善，但是并发症发生率高达50%~65%。【图1.既往腰椎融合术后冠状位和矢状位失衡的患者接受了L3 PSO和T4-S2AI PSF治疗，( a )区域和( b )全局X线显示脊柱序列。】
在先前研究中，LaGrone[10]、Kostuik[11]、Lehmer[12]和Ahn[13]等报道了不同的截骨术矫正结果。例如，Lehmer等[12]进行了一项涉及41个病例的研究，报告平均35°的校正。值得注意的是，76%的患者表示愿意再次接受手术，90%的患者会向他人推荐这个手术。神经系统轻微并发症和严重并发症的报告率分别为12.2%和7.3%，总发生率为19.5 %。
2003年，Bridwell等研究33例PSO患者，包括特发性脊柱侧凸、退行性矢状面失平衡、创伤后后凸畸形或强直性脊柱炎[14]。在他们的系列研究中，早期神经功能障碍的发生率为15.15%(5/33)，尽管没有报告永久性神经功能障碍。重要的是，作者注意到早期的神经损伤归因于截骨的紧密闭合（不仅沿着侧块骨质短缩，而且沿着椎管的短缩），可以通过椎管的扩大来预防这种神经损伤。除神经并发症外，6.06%(2/33)出现PJF，6.06%(2/33)出现DJF，3.03%(1/33)出现压缩性骨折，24.24%(8/33)出现假关节形成，其中75%行翻修术。尽管总体并发症和再手术率很高，但矢状位从16.61±7.88cm改善到1.68±3.80cm，疼痛VAS评分从7.09改善到4.45，Oswestry功能障碍指数(Oswestry Disability Index，ODI)从52.66改善到34.21。此外，84.85 %的患者表示会再次接受相同的治疗[14]。
2010年，Hyun和Rhim[15]报告了1999年至2006年连续13例表现为矢状面失衡的PSO治疗患者的长期结果(超过5年的随访)。PSO的平均矫正角度为31.5±9.6°，腰椎前凸角从-14.1°改善到46.3°，C7铅垂线从11.5cm减少到3.2cm。PJK发生率为23%(3/13)，ODI评分由术前平均55.4分改善至30.2分。在并发症方面，8例(61%)患者发生16种并发症。值得注意的是，4例(30%)患者出现迟发性后凸进展，6例(46.15%)患者出现内固定失败，5例(38.46%)患者出现假关节。除了这些研究之外，在21世纪初，有8份研究报告了PSO[16-24]。这些研究证实PSO可达到24[22]-40[24]之间的前凸矫正[22，24]，但也与持续的神经系统并发症发生率在2.78%[24]-11.11%[22]之间，主要并发症发生率在13.56%[19]-38.5%[18]之间。二、三柱截骨：VCR的过去 VCR的概念最早可追溯到1922年，MacLennan[25]采用单纯后路顶椎切除，术后石膏固定治疗重度脊柱侧凸。1983年，Luque[26]提出了8例椎体切除术的患者。随着原发性脊柱畸形超过90°，Suk和同事进一步细化精简的后路VCR手术，定义了现代VCR(2002)。
与PSO相比，VCR在躯干平移固定、严重脊柱侧弯、恶性肿瘤、脊椎前移、冠状面僵硬性脊柱畸形超过80°、畸形凸凹柱长度不对称的病例中更受青睐，而单纯的(图2A-D)截骨无法解决这些问题。从历史上看，VCR与发病率增加有关。【图2.患有神经纤维瘤病的患者和严重的未经治疗的胸椎脊柱后侧凸(严重的角状后凸和临床上脊髓症状(a)，3D打印模型显示T2-L2椎体在垂直距离仅2.5cm。采用Halo重力牵引6周，3个节段VCR 顶椎区域减压 T1-L4 PSF (c)矫正畸形。术前和术后的临床照片显示脊柱和躯干的矫正(d)。】
Boachie-Adjei和Bradford[27]是最早报道VCR结果的学者之一，他们研究了16例严重僵硬畸形患者，采用前、后VCR两期治疗。VCR在所有患者中都实现了生理性的矢状位序列，但主要并发症发生率为43%(7/16)。随后，Bradford和Tribus[28]分析了24例VCR病例，报告了估计失血量为2500~3000ml，总体主要并发症发生率为58.33%(14/24)。最常见的并发症是硬脊膜撕裂(33.33%)，神经系统并发症发生率为12.50%(3/24)，临床上明显的假关节需要再次手术的发生率为8.33%(2/24)。矢状位由平均8.5cm改善至1.5cm(范围0~3.5cm)，平均矫正82%，侧凸由103°改善至49°(8-92°)，改善52%[28]。作者认为，在选择适当的患者中，VCR的临床获益大于风险，因为所有患者在最后的随访检查中结果评价为良好或优秀。
在2002年至2005年间，Suk等通过报告大大扩展了早期文献[29，30]。在对70例严重脊柱畸形患者的综合分析中，34.29%的患者出现并发症，包括2例完全性脊髓损伤，6例血肿，4例不完全性神经根损伤，5例固定失败，2例感染，5例血气胸[31]。16例僵硬性脊柱侧凸患者，术前侧凸角度109.0°矫正至45.6°，侧凸角度矫正51%。需要VCR的矢状面失平衡患者并发症发生率较低(25%)，包括1例完全性瘫痪、血肿、血气胸、PJK。30例患者在矢状面，术前9.3cm的矢状面失平衡改善至4.6cm (50.54%)，17例患者疼痛减轻至术前VAS的一半以下[29]。
最后，Lenke等[32]研究了2002年至2006年间43例儿童和成人VCR患者，包括严重脊柱侧凸、脊柱整体后凸、角状后凸和合并脊柱侧后凸。主弯矫正因诊断类别而异，侧凸病例的平均主弯矫正为57°，整体后凸病例为45°，角状后凸病例为49°，合并侧后凸病例为109°。总的来说，7例患者(18%)在脊髓神经监测中发生了变化和/或数据丢失。无脊髓相关并发症发生，所有丢失数据均在及时手术干预后，恢复至基线参数。术后2例患者出现神经并发症.三、三柱截骨术：现在-多棒系统在三柱截骨部位的使用 过去，3COs用于治疗严重的脊柱畸形，传统上采用标准的双棒系统[33-35]。由于该截骨技术影响了脊柱的三柱，高度不稳定的截骨部位对顶棒负荷很大，往往导致植入物失败和假关节形成。植入失败和假关节的发生率从15%到30%不等，在3COs部位的发生率更高[36-38]。鉴于这个问题，人们呼吁采用替代技术来减少这种并发症的发生。
2014年，Hyun，Lenke等提出了多棒系统，即在3CO部位放置支撑棒，以增强整体结构的刚度和长期耐久性[33]。作者比较了双棒系统(two-RC)和多棒系统(multi-RC)行3CO的患者，尽管在随访期间严重并发症的发生率相似，但他们报告了双棒系统患者中更多的棒断裂和翻修手术的发生率。随后在2018年，Gupta等人将通过引入新的四棒技术来证实上述结果[39]。以类似的方式，他们揭示，与四棒结构相比，使用双棒系统的PSO患者在3CO部位发生更高的断棒和假关节，尽管具有相当的轻微和主要并发症。
由于3COs术后内固定失败最常见于截骨部位[40]，来自Hyun等和Gupta等的数据表明使用多棒系统可以预防假关节形成。这可以归因于增强了内固定结构的刚度，减少了在顶点处棒的疲劳，从而保持了棒的完整性[39]。计算机模拟证明了在多棒系统中主棒的弯曲载荷降低，并且在多棒系统患者中3COs和PCOs截骨后的植入物失败率没有差异[42]，很明显，这些结构可以有效地降低3COs后植入物失败的发生率，并在长期中保持内固定结构完整性(图3A~D)。【图3.强直性脊柱炎患者，既往T4~L3 PSF术后20年，颈胸段后凸畸形和腰椎前凸畸形，表现为中度冠状位失衡和重度矢状位失衡(a)。他进行了分期手术，首先是L3 PSO，2周后T3 VCR，均使用多棒系统来维持三柱截骨后的稳定性(b)。全长X线片显示躯干和下肢力线改善(c)。术前和术后的临床照片也显示了显著改善的姿势(d)。】 四、三柱截骨术：现在-神经系统并发症 与任何ASD手术一样，神经安全性至关重要。当患者进行3CO时，由于增加了截骨层次和突然的矫正，神经风险增加，并且通常难以具体量化。为了确定复杂ASD手术相关的神经风险，在脊柱侧凸研究学会(Scoliosis Research Society，SRS)和AO脊柱畸形知识论坛的支持下，进行了Scoli-Risk-1临床试验。Scoli-Risk-1试验是一项针对手术治疗的复杂ASD患者的前瞻性、多中心、国际性临床试验，具体目的是量化患者术前和特定时间点的神经运动功能(出院时、术后6周、6个月、1年、2年、5年)。这是第一个由ASIA(美国脊柱损伤协会)认证的检查者在上述时间点对ASD患者进行正式神经评估的前瞻性临床试验。下肢运动评分(LEMS)为双侧下肢运动能力的总和，(双腿正常运动力量)评分最大值为50分。在纳入的276例ASD患者中，202例(73%)患者在手术治疗过程中接受了3CO。
Scoli-Risk-1试验的结果发现，23%的患者在出院时的LEMS比术前低，从而证明了以前报道的早期神经并发症的发生率要高得多[43]。这既归因于患者和/或手术的复杂性，也归因于对这些患者进行了多次和前瞻性的神经评估。这些运动并发症在病因学上绝大多数是神经根，而不是脊髓。幸运的是，其中许多问题随着时间的推移得到了解决。在对同一患者的随访研究中发现，在2年随访时，LEMS下降占所有患者的10%[44]，并在至少5年的术后评估中保持在10%[45]。因此，复杂ASD手术的总体神经并发症显然比先前报道的要高得多，在接受这些类型的复杂脊柱手术之前必须与患者告知清楚。
多模态术中神经监测(IONM)通过使用体感诱发电位(SSEPs)、运动诱发电位(MEPs)和肌电图在减少神经系统并发症方面发挥了重要作用，特别是在颈部和胸部区域脊髓。具体来说，MEPs已经被确立为脊柱外科医生在进行VCR时神经监护的主要工具。由于PSO主要在腰椎区域进行，该区域主要为神经根，而不是脊髓，因此在此过程中使用MEPs评估神经功能仍然存在争议。在一项评估MEPs在腰椎PSO中的表现和效用的研究中，Lau等分析了242例腰椎PSO病例，发现MEPs的敏感性为30%，特异性为85%，阳性预测值为8%[46]。作者认为，IONM对腰椎PSO术中神经并发症的检测具有较低的敏感性和阳性预测值，限制了其在术中的可靠性。虽然该模式仍然可以为外科医生提供解决和逆转潜在的神经损伤的可能性，但对于那些在纠正脊柱畸形方面的PSO性能可能至关重要的患者，未来需要改进MEPs的应用。五、三柱截骨术：现在-患者评价治疗效果指标的整合
患者评价指标(PROMs)和健康相关生活质量(HRQOL)指标是评估护理质量和患者总体满意度的重要工具[47]。这些指标提供了患者对健康状况的看法和脊柱疾病对健康相关生活质量的影响，以及在手术干预后如何改善[48，49]。支付者使用满意度指标来奖励护理质量[50]和3COs后报告的并发症发生率[2-4]，这对长期利益大于潜在风险是不利的。
2012年，O'Neill等对126例接受3COs的患者进行的一项研究表明，尽管手术并发症发生率为36%，但在术后5年内，PROMs没有变差，影像学变化也很小[51]。除上述研究外，Auerbach等比较了接受PSOs和VCRs的患者之间的并发症发生率和PROMs[3]。尽管两组患者的并发症发生率相同，但均显著改善了2年以上的结果。尽管PSOs患者在疼痛和功能领域的改善程度均高于VCR患者，但总体治疗满意度仍然相当。在2014年，Scheer等人在研究年龄差异时建立了这一概念[52]。与前述研究一致，术后主要并发症的发生在PSOs、VCRs和分层年龄组之间是相当的。在PROMs方面，所有患者均较基线参数有所改善，但接受PSOs的老年患者更有可能在末次随访时达到最小临床重要差异(MCID)，而接受VCRs的年轻患者更有可能做到这一点。
显然，在考虑3COs风险的情况下，患者对其手术结果的满意度是可以达到的。无论是出于美学和功能方面的考虑，在接受3COs的患者中，疼痛、功能和形象的改善是显而易见的[53]。Gum等人报道，形象的改善与总体治疗满意度的相关性最强，而和任何影像学或手术参数之间没有统计学相关性[53]。这些观察支持患者的感知与适当的手术规划相结合可以确保最佳的长期结果。
六、三柱截骨术：未来
大多数治疗ASD患者的外科医生在他们的实践中都使用3CO。然而，如前所述，如果其他创伤较小的手术方式能够获得类似的矫形效果，并降低并发症的发生率，大多数外科医生就会尽量避免进行3CO，选择其他创伤较小的手术方式。本文作者是在过去22年做3CO较多的资深医生，他们的VCR和PSO的患者总数也在稳步下降(图4)。然而，与VCR相比，PSO的下降幅度更大。这可能反映了在儿童和年轻成人群体中，更多的VCR在胸椎和胸腰段进行，因为他们能够更好地容忍这种手术。相反，PSO在年龄较大的ASD人群中更常见，即使在有经验的外科医生手中，并发症发生率也相当高。总体而言，PSO和VCR在可预见的未来仍将在高度选择性ASD患者中发挥作用。特别是当下腰椎发生严重的力线不良或严重的、僵硬的、成角的胸椎/胸腰椎畸形中已经环状融合时，PSO是必要进行的。在这种情况下，将顶椎区域的头侧和尾侧充分减压，允许顶椎区域短缩，然后进行脊柱矫形，对于安全和最佳的畸形矫正是必要的。【图4.作者使用3CO近22年的经验条形图显示，3CO总体呈稳中有降趋势，尤其是PSO。】
对于存在下方开放型腰椎间盘（没有完全融合）的ASD患者，手术医生现在更倾向于从前路ALIF、OLIF或后侧TLIF入路进行单节段或多节段的椎间融合术，而不是进行下腰椎PSO。人们普遍认识到大约66%的腰椎前凸在L4-S1之间，因此，在治疗矢状位不平衡的ASD患者时，要以L4-5和L5-S1水平化为目标，最大化腰椎前凸是合理的。这些手术也可以以MIS的方式进行，因为该方法的组织破坏较小，但畸形的矫正量相似。当下腰椎在矢状位和/或冠状位失平衡的患者中环形完全融合时，通常3CO仍将是后路PSO重建融合的前柱和后柱的最佳手术策略。
在冠状面失衡的情况下，非对称PSO(APSO)已成为纠正腰椎曲度和融合导致明显截骨移位的患者的关键。该手术采用单纯后路手术，在冠状面畸形的凸侧切除椎弓根，闭合后在冠状面进行矫正。与VCR相比，APSO避免了与前路手术相关的并发症，并通过增加稳定性来最大化脊柱融合[54]。图5展示了一名55岁的女性患者，MIS-L5-S1的融合，翻修延伸至T12，又发生严重而僵硬的冠状面失平衡。最后她接受了T10-骨盆融合 L4-APSO。【图5.L5-S1MIS融合的患者，翻修通过侧方/后方联合入路融合延伸至T12，之后又发展为严重且僵硬的冠状面失平衡。最后患者采用T10-骨盆固定融合术 L4 APSO。】
目前使用较多的两种新型PSO方法是单侧PSO方法，用于严重和僵硬的胸腰椎/腰椎成人特发性脊柱侧凸畸形，通常伴有旋转的顶椎后凸畸形，以及在下腰椎的'Sandwich-PSO'，用于严重固定的脊柱矢状面和脊柱-骨盆对线不良。对于单侧PSO，在完成预定PSO节段的全椎板切除术后，仅切除凸侧椎弓根，并将更凸的椎体骨松质脱失去除，并尽可能安全地切除椎体后壁。凹形的椎弓根/体仍然是一个铰链，在这个铰链上施加凸形的椎弓根螺钉/棒压缩力，以同时纠正脊柱侧弯和旋转后凸，同时也减少了凸形缩短手术对凹形神经单元的拉伸。椎间融合器可以与自体骨移植一起放置，使椎体病变在融合器的支持下愈合。一个结构性的异体肋骨可以放置在残留的椎板缺损处，用于硬膜保护和后路融合(图6)【图6.患有严重僵硬的腰椎成人特发性脊柱侧凸伴旋转性后凸的患者接受了L2单侧PSO和T2-S2AI PSF矫形手术。】
Sandwich-PSO在技术上是Schwab 4级PSO，在执行PSO之前，PSO节段上下的椎间盘也被切除。这就在椎间融合器之间形成了椎体骨的'三明治'（PSO椎骨顶端及上方邻近椎间盘以及之前放置于PSO部位正下方的椎间隙内的椎间融合器）。因此，对于L5 Sandwich-PSO，首先进行L5-S1 TLIF，然后L5 PSO，残余L4-5椎间隙内置入椎间融合器。这种技术不仅可以显著改善节段性腰椎前凸，而且理论上应该提高整个PSO部位的融合率，因为在PSO上方和下方都进行了椎间融合。此外，当在L5水平进行截骨时，由于将低位腰椎从骶骨-骨盆单元释放出来，通过积极的骶骨-骨盆前倾角可以显著改善骶骨-骨盆序列。这也将下腰椎前凸做在L4-S1，对整体的矢状位序列是有益的(图7A-D)。【图7.患者既往有Harrington棒置入史，表现为严重的矢状位和骶骨-骨盆序列异常(a)，可见L5-S1节段明显的关节突融合(b)。进行了L5 Sandwich-PSO，然后骶-骨盆序列得到调整，使严重后倾的骨盆前倾，这使她严重的骨盆倾斜(c)得到了明显改善。术前和术后全长X线显示术后2年(d)的矢状位重建。】
VCR的使用最近也在减少，在全国大部分中心，甚至在世界范围内。由于并发症发生率仍然很高，因此寻求采用替代策略来提供可接受的畸形矫正，但没有VCR那样的高风险。可能最常用的避免VCR的技术就是多节段后柱截骨术(PCO's)。这些在非角状后凸畸形中具有很高的有效性，在矫正过程中神经也可以耐受一定程度延长。当然，对于许多畸形外科医生来说，PCO's已经成为手术治疗ASD畸形的“老黄牛”截骨术。替代策略还包括术前使用Halo重力牵引(HGTx)，以便在最终手术前以安全和渐进的方式来伸展畸形。有时，这种术前使用HGTx的矫正将避免在颈胸和胸廓畸形中使用VCR截骨。此外，后凸畸形往往比单纯的侧凸畸形更适合HGTx的应用，而且从逻辑上讲，那些未融合的畸形比那些具有坚实的前方或后方融合块的畸形更容易矫正。我们经常使用HGTx和术中多节段后柱截骨(PCO's)来共同达到与VCR相似的矫正程度。在非后凸型脊柱侧凸畸形中，使用牵引来缓慢延长变形的脊柱，也可以作为一种替代策略，这样可以1期或1期纠正更严重的脊柱侧凸畸形。这在儿童畸形矫正中使用较多，但也适用于成人的类似形式。
避免VCR的另一种手术策略是凹形椎弓根切除术，以允许在严重脊柱侧凸畸形的顶端进行脊髓转位。该技术也可以作为手术操作预防性地使用，以避免术中神经监测(IONM)的变化。如果脊柱侧凸畸形的凹侧发生单侧IONM数据变化。该技术还常与顶椎旁凸侧加压联合应用，以缩短顶椎区域畸形而无需进行VCR。偶尔，单纯的凸侧加压可以预防和/或恢复IONM问题，但由于顶椎短缩的数量有限，与VCR相比，通过椎体节段切除来实现的短缩是相当剧烈的，这可能无法实现真正的VCR所能达到的神经减压。然而，将凸侧加压与凹侧顶椎椎弓根切除相结合，往往会导致适量的脊髓减压，以减轻IONM的变化，并允许神经在安全状态下进行畸形矫正。
因此，未来的VCR手术极有可能仍然使用，但只有在其他致残率较低的手术技术无法对那些严重畸形的ASD患者实现充分的畸形矫正的情况下使用。当然，在胸椎和胸腰段脊柱先天性和/或医源性融合患者(特别是已发生环状融合或后方并未融合融合但前方椎间隙也很小)中仍将继续使用。此外，在有明显成角畸形的患者中，如冠状面和/或矢状面的成角比(DAR)>20~30°的患者，以及脊髓横跨成角顶椎严重牵拉伴脊髓症状的患者。这些类型的复杂病例仍将采用后路VCR治疗，以尽可能安全地进行神经减压和畸形矫正。当然，人们设想将减少侵入性技术应用于需要VCR手术的顶椎以上和以下的节段，以减少这些广泛手术的比例。然而，由于神经减压、顶椎短缩和前、后柱重建的复杂性，VCR可能会以较低的频率使用在截骨手术中。
3CO在ASD手术中的使用将继续为许多外科医生在特定患者中发挥作用。当然，随着时间的推移，可以使用其他微创技术、并发症较小的技术来进行矫形。特别是对于PSO，对于那些术前具有活动能力的腰椎未融合患者，并不需要使用该手术进行矫形以充分矫正腰椎力线。下腰椎PSO通常只保留在那些已经融合的畸形伴整体畸形的患者中。同样，对于那些严重成角的胸椎/胸腰段畸形的患者，可使用VCR。但是多节段PCO也可以为许多先前使用VCR治疗的ASD畸形提供足够的畸形矫正。因此，随着时间的推移，为了ASD患者提供最安全的方法，以提供最佳的畸形矫正，尽可能好的总体治疗结果和最低的并发症发生率，3CO的适应证和使用将继续得到演变。
参考文献略
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