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    自從Hibbs和Albee首次提出脊柱融合技術以來，脊柱融合的臨床應用已超過100年的歷史，其在脊柱外科中的作用越來越受到重視，被廣泛應用于脊柱穩定性的重建，已成為脊柱手術的基本原則之一。其中，腰椎融合的應用和發展更為突出。脊柱內固定技術和植骨材料的快速發展極大地推動了腰椎融合技術的發展，微創技術的應用使腰椎融合技術得到進一步豐富和完善。但是，每一種內固定方法都有自己的優勢和缺陷，每一種植骨材料都有各自的優點和不足，各種微創技術也都存在相應的特色和局限。正確認識和理解每種技術，具體問題具體分析，根據具體情況作出最佳的選擇，對腰椎融合的成功實施具有至關重要的作用。本文簡要介紹腰椎融合及其臨床應用策略。

    一、腰椎融合術及其臨床意義

    腰椎融合術是通過手術植骨的方法使椎間關節之間發生骨性結合，從而建立和維持腰椎穩定性。維持穩定是脊柱發揮運動、支持和保護脊髓與神經根等生理功能的根本基礎。腰椎峽部裂、退行性變、創傷、先天性疾病、病理性破壞、椎間盤突出手術切除關節突過多及椎管狹窄行廣泛椎板切除減壓等均可造成腰椎穩定性喪失，如何重建腰椎穩定性是恢復腰椎生理功能的關鍵環節。隨著各種內固定技術的發展，尤其是經椎弓根固定技術的發明和完善，極大地推動了腰椎穩定性重建的發展，達到了腰椎三維堅強固定，實現了腰椎術后即刻穩定。但是，各種內固定，不管多么堅強，其所建立的穩定都是暫時的。隨著時間的推移，其固定作用必將逐漸減弱、直至喪失，尤其所建立的穩定性也隨之而失去。只有通過植骨融合才能實現永久的穩定，獲得真正意義上的穩定重建。因而，植骨融合在重建腰椎穩定中發揮著關鍵的作用，融合成功與否也成為脊柱手術成功與否重要標志之一。

    二、腰椎融合常用術式及其特征

    腰椎融合技術多種多樣，根據融合部位不同大體上分為3類：后側融合術、后外側融合術和椎體間融合術。

    1. 腰椎后側融合術：后側融合術是由Hibbs于1911年首次報道，所以又稱為Hibbs融合術，是文獻記載最早的腰椎融合技術，其融合的部位為雙側椎板和關節突，之后多位學者對其進行了改進，但是其適應癥非常局限，只能在椎板保持完整的情況下方可應用。其承擔的載荷很小，不到脊柱軸向靜載荷的20%，而且不能解決因退變或破裂的椎間盤產生的間盤源性腰痛。雖然Hibbs融合術現在很少使用，已經基本上被淘汰，但該技術開創了脊柱融合的先河，為現代脊柱融合技術的發展奠定了基礎。

    2. 腰椎后外側融合術（posterolateral lumbar fusion，PLF）：PLF是由Cleveland，Bosworth和F.R.Thompson于1948年報道，最初用于Hibbs 融合術融合失敗、假關節形成的翻修，其融合的部位是橫突基部、關節突及峽部，所以又稱為橫突間融合術。與Hibbs融合術相比，PLF適應癥較廣泛，曾一度作為腰椎融合的標準術式，但是其存在創傷大、椎旁肌肉損傷嚴重、不能有效恢復椎間隙高度和腰椎生理曲度、不能進行腰椎滑脫復位、不能有效恢復腰椎前柱的支撐功能、植骨床處理困難、需要植骨量多、融合率低、融合強度低和對植骨融合評價較困難等嚴重缺陷，而且像Hibbs融合術一樣，不能解決間盤源性腰痛。

    3. 腰椎椎體間融合術（lumbar interbody fusion，LIF）：LIF是20世紀50年代Cloward首先報道。正常情況下，脊柱軸向靜載荷的70%～90%是由椎體承擔，而10%～20%的軸向載荷由關節突關節承擔。腰椎生理曲度對腰椎的支持、載荷傳遞和運動等生理功能具有重要的意義。LIF可以有效地恢復腰椎的前柱支撐功能和重建腰椎生理曲度，所以更加符合腰椎的生理功能。和其他融合技術相比，其植骨面積顯著增大，融合率明顯增高，融合強度也顯著提高，同時消除了間盤病變所造成的間盤源性疼痛。因為其可以有效恢復椎間隙和椎間孔的高度，所以可以對神經根實現間接減壓。隨著對融合技術的改進，該技術進一步得到豐富和完善，成為目前最主要的腰椎融合技術。按手術入路的不同，LIF主要分為3種：前路椎間融合、后路椎間融合和經椎間孔椎間融合。

    （1）前路腰椎椎體間融合術（anterior lumbar interbody fusion，ALIF）：該術式通過前側腹部切口腹膜外入路，適應癥為椎間盤源性腰痛、孤立性椎間盤吸收、腰椎不穩定、輕度的腰椎滑脫和腰椎后路手術失敗綜合征。其優點為能實現椎間盤的完全切除、植骨面積大、可避免對椎管內結構的干擾而造成的椎管內黏連、瘢痕和纖維化形成、可避免后路手術所引起的融合后綜合征、保留腰椎的序列和生理前凸。同時，ALIF也存在如下缺點：
    ①不能同時處理椎管內病變；
    ②手術視野深，暴露困難；
    ③對腰椎前方重要血管的干擾較大，所以對腰椎前方動脈粥樣硬化者易于造成血管損傷，粥樣斑塊脫落可導致器官栓塞；
    ④深靜脈血栓和肺栓塞在脊柱術后并非常見，由于ALIF 對腰椎前方血管的刺激較大，其發生率較高；
    ⑤有可能損傷內臟神經導致陽痿、損傷腹下交感干造成逆向射精，所以對于男性患者應特別慎重；
    ⑥ L5～S1椎間盤的特殊解剖方向使該部位固定較為困難；
    ⑦脊柱前柱和中柱的骨質密度較后柱顯著降低，內固定的強度相對較低。

    （2）后路腰椎椎體間融合術（posterior lumbar interbody fusion，PLIF）：通過后正中切口椎板切除入路，切開纖維環，行椎體間植骨融合。該入路可以通過同一切口入路達到神經減壓、滑脫復位、椎體間融合及椎弓根固定等4個目的，臨床上應用非常廣泛，已成為目前最常用的標準腰椎融合方法。但是其對椎管內結構干擾較大，易于形成椎管內黏連、纖維化和瘢痕增生，而且椎管內靜脈叢破裂出血較多。該融合方法的主要禁忌證為硬膜外嚴重黏連。另外，腰3以上階段神經根緊張，向內側牽開硬膜囊和神經根比較困難，易于導致神經根和硬膜囊損傷，同時由于脊髓圓錐的存在，所以該方法不適合于腰3以上階段。

    （3）經椎間孔腰椎椎間融合術（transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF）：通過后路旁正中切口肌間隙入路，切除關節突關節內側大部分或全部切除，切開纖維環，行椎間植骨融合。TLIF 特別適合于椎間盤源性腰疼、腰椎不穩定、極外側型椎間盤突出和周圍型椎管狹窄癥，尤其是后二者。因為它對硬膜囊和神經根的牽拉較輕，不易對脊髓圓錐造成損傷，所以適合于胸10以下所有階段的椎間融合。然而，該方法無法處理中央椎管的病理因素，因此不適合于中央型椎管狹窄、中央型椎間盤突出和嚴重的腰椎滑脫等疾病。

    三、腰椎融合的臨床策略

    （一）選擇腰椎融合術式應遵循個體化原則

    雖然植骨融合對腰椎穩定性重建具有極其重要的作用，但是卻意味著融合階段的運動功能喪失，同時導致相鄰階段的運動代償性增加，其所承受的應力也相應增加，從而可能導致相鄰階段退行性變的進程加速，并可能引起一系列的臨床表現，即所謂的融合病。另外，融合術本身也增加了手術創傷，延長時間，增加醫療費用。所以，對腰椎融合要進行全面的辨證的認識和理解，務必嚴格掌握腰椎融合的適應癥和禁忌證。

    在選擇腰椎融合術式時，應遵循個體化原則。一個理想的融合術式應該具備以下條件：（1）融合率高；（2）融合強度高；（3）符合生理要求；（4）創傷較小；（5）操作簡單；（6）費用較低。手術入路有多種如前路、后路、外側入路等，選擇什么入路？固定方式繁多，每一種方式都有自己的優勢和不足，選擇哪一種固定？植骨材料也有多種如自體骨、同種異體骨、顆粒狀或塊狀骨、人工骨（骨替代材料）及融合器等，每一種材料都有自己的優點和缺陷，選擇哪一種材料？這些選擇取決于患者的臨床診斷、病理特征和病變階段，同時患者的性別、年齡、職業和經濟條件等也是要考慮的重要因素，其他因素如患者對治療效果的預期值也應重視。另外，術者對疾病的認識、對各種融合技術的理解和臨床經驗等在融合技術的選擇中也是較重要的參考因素。

    （二）各種融合術式的技術要點

    骨折愈合是受局部骨生長因子基因的調控，骨生長因子調節著骨折愈合的整個過程，決定著骨折愈合的速度和質量[9-10]。腰椎植骨融合的過程和骨折基本相似，依賴于良好的血液供應、充分的植骨、穩定的力學環境和適宜的應力刺激。所以腰椎融合的關鍵環節包括正確的植骨床處理、充分的植骨、穩定的固定和適宜的應力環境。

    1. 植骨床的處理：PLF植骨床處理的技術要點是切除融合階段小關節的關節囊和關節軟骨，剔除橫突基部后側、上側及關節突外側附著的軟組織，并將其表面骨皮質用骨刀切成魚鱗狀，或用磨鉆磨除，或用骨刀刮除骨膜使骨皮質表面粗糙化，但是注意不要超越橫突間筋膜，以免損傷其深部的神經根。將小薄骨片填塞于小關節間隙、顆粒狀骨塊放置在關節突外側和橫突基底部之間，并向關節突和橫突方向適度壓緊，骨粒表面覆蓋適量的吸收性明膠海綿或止血紗布以防術中骨粒移位。椎體間融合時植骨床為融合階段的上、下終板，所以需要徹底清除髓核組織和終板軟骨，同時務必完整保留終板的皮質骨，最好將皮質骨表面粗糙處理，使其少量滲血。可以采用專用的環狀終板刮匙或大小和角度適宜的常規刮匙，但是應注意避免損傷神經根和硬膜囊。也有學者建議在終板皮質骨上鉆數個小洞，以利于局部血液循環的重建、提高局部骨生長因子的含量和促進骨髓間充質細胞等的遷移，從而促進植骨融合的進程。

    2. 植骨材料的選擇：植骨材料包括自體骨、同種異體骨、骨替代材料等。理想的植骨材料應具備3個特性：骨形成能力、骨傳導能力和骨誘導能力。自體骨完全具有這三個特性，同時還避免了免疫排斥和疾病傳播，是植骨材料的金標準，但是其來源極其有限，而且存在局部創傷、骨質缺損、疼痛、出血、感染、骨折等供骨區相關并發癥，同時延長了手術時間。同種異體骨一直是使用最普遍的自體骨移植替代物，具有良好的骨傳導能力、來源不受限制、易于修整等優點，但是成骨能力較弱、存在免疫排斥、融合時間長、融合率較低，而且具有傳播疾病的風險，同時價格昂貴。復合骨生長因子的多種骨替代材料已經開發出來，臨床應用初步顯示了其可行性和令人鼓舞的療效，但目前仍停留在試驗階段，還有一些問題有待于解決。

    （1）結構性骨塊植骨融合：這是常規的椎體間植骨融合，其利用較大的骨塊支撐于椎體間，支撐力較強，但是該方法具有以下缺點：
    ①需要骨塊較大：術中切除的部分骨質不能滿足需要，需要取自體髂骨或同種異體骨；
    ②植骨技術要求高：植骨床、植骨塊大小和形狀等方面的處理技術要求很高，要求植骨床和植骨塊完全吻合，但是操作麻煩，難以完全達到；
    ③植骨塊和植骨床之間接觸面較小；
    ④植骨塊移位。
    所以常規結構性骨塊椎體間植骨在臨床應用上受到很大限制。

    （2）顆粒狀骨打壓植骨融合：該方法是為髖關節、膝關節等關節成形及其翻修術中處理骨質缺損而發明的一種植骨方法，有效解決了關節成形術中的嚴重骨質缺損問題，并被成功應用于股骨頭壞死、骨腫瘤、創傷及醫源性損傷等多種原因所致骨質缺損的治療，成為骨質缺損的重要治療技術。受此啟發，顆粒狀骨加壓植骨被應用于脊柱融合中，也取得了良好的效果。雖然目前這方面的報道不多，但是卻顯示出椎體間顆粒狀骨加壓植骨是一種可靠的腰椎融合技術，在脊柱融合中具有較重要的臨床價值。椎體間顆粒狀骨加壓植骨克服了傳統椎體間結構性植骨技術存在的缺陷，具有以下優點：
    ①創傷小：通過一側椎間盤切口既能完成椎體間植骨，又減少了對關節突的破壞，減少了對神經根和硬膜囊的牽拉，因而簡化了手術操作過程，減少了對腰椎后路穩定性的影響，減少了術中神經損傷，縮短了手術時間，減少了術中出血；
    ②植骨量、植骨面積明顯大于其他方式，骨粒之間及植骨與椎體終板骨之間接觸界面大，且接觸更加密切；
    ③植入骨質應力載荷均勻，植骨面充分接觸；
    ④彈性模量與椎體松質骨基本一致，避免了應力遮擋，有利于植骨的融合；
    ⑤顆粒骨利于植骨血液循環的重建和爬行替代，因而加速了植骨融合的進程；
    ⑥適合于骨質疏松患者；
    ⑦植骨所用之骨粒來源于手術減壓切除的骨質，不再需要其他骨源；
    ⑧操作簡便，易于塑形；
    ⑨費用低：骨粒為術中切除骨質修剪而成，為“廢物再用”，因而顯著降低了手術費用。
    但是其也存在一些不足，主要表現為：
    ①支撐功能較弱，不利于術后及早恢復活動，一般要求術后需要臥床4～6周；
    ②骨塊移位：有骨塊移位進入椎管、壓迫神經的危險，為防止此種現象的發生，需要用一較大的骨塊植入以封閉椎間盤切口。

    （3）椎體間融合器（interbody fusion cage，IFC）：IFC克服了椎體間植骨存在的骨源受限和支撐力較小等問題，只需要少量的碎骨塊，術中切除的部分骨質即可滿足需要。IFC對腰椎前柱和中柱的支撐力較大，和椎弓根固定聯合作用實現了腰椎的“堅強固定、即刻穩定”，滿足了患者術后早期下床活動的需要。但是其也存在一些比較嚴重的缺陷：
    ①手術創傷大： IFC植入需要較大的操作空間，而且需要雙側置入IFC，要求對關節突的切除增加，甚至完全切除，所以對脊柱的后部結構破壞較嚴重；
    ②對神經根和硬膜囊的牽拉嚴重，易于出現神經損傷和硬膜撕裂；
    ③植骨面積小、植骨量較少；
    ④部分患者椎體較小或硬膜囊和神經根向內側牽開困難，只能放置一枚IFC；
    ⑤IFC松動、下沉和移位；
    ⑥不適合于骨質疏松和高位腰椎；
    ⑦費用較高。
    一些學者采用斜行植入一枚IFC的方式，來避免雙側植入兩枚帶來的問題。但是其支撐強度顯著下降，更易于發生IFC下沉等問題，同時應力承受不平衡，而且其融合強度更低，易于造成融合失敗。

    （4）椎間融合器聯合顆粒狀骨加壓植骨椎體間融合：針對顆粒狀骨加壓植骨和IFC技術在椎體間融合中各自所存在的優勢和缺陷，孫永生等對椎體間融合技術進行了改進，提出了椎間融合器聯合顆粒狀骨加壓植骨椎體間融合術，即在常規椎板切除＋椎管減壓＋經椎弓根內固定的基礎上，選擇有神經受壓表現或臨床表現較重的一側，橫行切開纖維環，清除髓核組織，通過一側椎間盤切口完成對側椎體間加壓植骨和同側IFC植入。

    該技術充分吸取了二者的優點，同時又克服了二者的缺陷：既充分發揮了自體顆粒狀骨加壓植骨的創傷小、植骨面積大、植骨量多、無應力遮擋、融合率高、融合強度高、具有一定支撐力、操作簡便、適應癥廣泛、費用低廉等優勢，同時又充分吸取了IFC的椎間支撐力大、抗壓縮作用強、需植骨量少、不需要另外取骨等優點。初步臨床應用顯示其療效非常突出，明顯優于其他方法。所以，從理論上說，該技術使顆粒狀骨加壓植骨與IFC二者相互補充、取長補短，將目前臨床最流行的IFC技術進一步得到完善，使腰椎椎體間融合術更趨完美。

    同時，植骨的量應充分，理想的植骨橫截面面積要在椎間盤橫截面積的1/3以上，將骨粒加壓，使骨粒之間和骨粒與植骨床之間密切接觸。

    3. 內固定的作用及其方式的選擇：單純的植骨融合需要輔助長期的臥床、支具固定、甚至笨重的石膏固定，植骨塊易于移位，易于形成假關節，融合率低，常常導致融合失敗。合理的內固定為植骨融合創造了一個穩定的力學環節，可以有效防止植骨塊移位、防止假關節的形成、顯著提高融合率，從而確保融合的成功，同時可以早期下床活動。常用的固定方式包括經椎弓根固定、前路釘板或釘棒固定和經椎板螺釘固定等，其中經椎弓根內固定是最為堅強的三維固定，是腰椎融合的最佳固定方式，已被公認為腰椎的標準固定方法。但是每種固定方式都有自己的優勢和缺陷，都有各自的適應癥和禁忌證，所以應根據融合入路和臨床特點等具體情況具體分析，選擇合理的固定方式。一般情況下，ALF選擇前路釘板系統固定，PLF選擇雙側經椎弓根內固定，TLIF選擇單側經椎弓根內固定聯合經椎板螺釘固定，PLIF選擇雙側經椎弓根內固定。

    4. 術后活動方式的選擇：腰椎融合術后活動關系到手術效果、并發癥防止和患者生活質量，所以醫師和患者對此都十分關注。正確的活動方式不僅可以確保手術的治療效果，而且避免了長期臥床帶來的一系列并發癥，提高了患者生活質量，同時為植骨融合階段提供一適宜的應力和應變刺激來激發骨形成的生物信號（釋放骨生長因子），促進植骨融合的進程，提高融合率。合理的活動方式取決于手術階段的穩定性——前屈、后伸、側屈（左、右）和扭轉等四個主要方向上的穩定性。其穩定性則取決于內固定方式、融合方式以及前柱穩定性重建情況，同時應根據術中觀察到的患者脊柱病理特點、骨質情況和螺釘把持力來決定，另外也要結合醫師的個人判斷。一般情況下，在證實植骨融合成功以前，可以參考以下原則：
    （1）盡早開始穩定方向上的活動；
    （2）限制或避免不穩定方向上的運動；
    （3）鼓勵利于植骨融合的運動如直立活動，禁止妨礙植骨融合的活動如旋轉和側屈；
    （4）根據植骨融合進程，循序漸進，逐漸增加活動量；
    （5）禁止劇烈活動或過多額外增加脊柱負荷。
    所有的固定方法中，經椎弓根內固定最為堅強，若前柱穩定性得到重建，當今的趨勢是除特殊情況外，不需術后制動。

    5. 微創技術在腰椎融合中的應用：微創手術具有切口小、創傷小、出血少、住院時間短、術后康復快等優點。微創技術的應用也推動了脊柱外科的發展，使LIF進一步得到完善和豐富，如經橫突間腰椎椎體間融合術（intertransverse lumbar interbody fusion，ILIF）、極外側腰椎椎體間融合術 （extreme lateral interbody fusion，XLIF）、軸向腰椎椎體間融合術（axial lumbar interbody fusion，axial-LIF）和經皮椎弓根內固定等。與傳統開放性手術相比，在取得相同的療效的同時，其具有切口小、創傷小、出血少、術后疼痛輕、康復快、住院時間短和并發癥少等顯著優勢。

    脊柱微創手術包括2個方面：LISS（less invasive spine surgery）和MISS（minimally invasive spine surgery）。LISS是指在傳統脊柱手術的基礎上通過改進技術達到微創目的，如在特制的管道或撐開器等器械或新技術的輔助下小切口完成傳統手術。MISS是指在內窺鏡輔助下的脊柱手術。微創脊柱手術發展時間較短，常需要特殊的設備和嚴格的技術培訓，其適應癥往往也比較局限，但是已顯示出其突出的優勢。微創是指在確保手術目標的前提下盡可能減少手術創傷，其特征是切口小，但是并非小切口即是微創。要正確理解微創的“含義”，樹立微創的“理念”，切忌片面、單純地追求小切口而忽視了脊柱手術充分減壓和有效融合的基本原則。（腰椎融合及其臨床應用策略 孫永生，梁朝，溫建民）