2023盘点丨脊柱畸形学术进展

淙淙康康 2024-02-13 07:34:59

脊柱畸形作为一种常见而复杂的疾病,其认知和治疗经历了漫长的历史演变。早在公元前4世纪的希波克拉底时代,人类就开始尝试理解和治疗脊柱畸形。在最近一个世纪里,我们对脊柱畸形的认知理念和治疗技术取得了长足的进步,实现了跨越式的突破。

作为脊柱外科医生,时刻保持知识更新是必要的。只有了解专业领域研究的前沿动态,才能在日常工作和研究中不断创新,突破技术瓶颈。因此,本文将对2023年脊柱畸形领域的研究动态进行梳理,以期为从事脊柱畸形领域研究的同道们提供最新的学术进展参考。

笔者对6个脊柱外科领域顶级专业期刊(Spine、European Spine Journal、The Spine Journal、Journal of Neurosurgery: Spine、Global Spine Journal、脊柱侧凸研究学会(Scoliosis Research Society)官方期刊Spine Deformity),以及骨科(The Journal of Bone and Joint Surgery)、神经脊柱外科(Neurosurgery)的权威期刊在2023年发表的原创性研究进行了全面检索。检索关键词包括:脊柱畸形(spinal deformity)、脊柱侧凸(scoliosis)、脊柱侧后凸(kyphoscoliosis)及脊柱后凸(kyphosis)。

在与脊柱畸形相关的417项论著中,我们从发表杂志、作者国家、研究人群、研究主题、研究设计这5个维度进行全面盘点,并根据不同患者人群,筛选出12项代表性研究。温故而知新,以期为广大同道们提供有限信息下的无限创新思维。

发表杂志分布情况

八大期刊发表的脊柱畸形相关论著共417篇,其中Spine Deformity 144篇,European Spine Journal 74篇,Spine 71篇,Global Spine Journal 59篇,Journal of Neurosurgery: Spine 38篇, The Spine Journal 16篇,The Journal of Bone and Joint Surgery 8篇,Neurosurgery 7篇。

图1 发表杂志分布情况

发表国家分布情况

文章第一/通讯作者来自的国家分布参见图2。其中排名前5位的国家分别为:美国(218),中国(59),日本(33),加拿大(14),法国(11)。

美国学者发表的论文数量最多,内容涵盖了脊柱畸形患者生活质量随访、并发症预测、矢状面序列评估、卫生经济学、人工智能等诸多方面。欧洲学者发表的论文则大多关注脊柱序列的重建及生物力学特点等争议问题。

中国学者发表的论文多数与手术技术创新、复杂脊柱畸形诊疗策略、解剖学及流行病学调查等内容相关。由于中国脊柱畸形患者人群数量庞大,且病情严重复杂,因此未来中国脊柱外科医师有望在严重复杂脊柱畸形患者的诊治、病因学与流行病学研究方面进行更深入的探索,同时在人工智能等前沿领域取得突破,从而进一步缩小与欧美国家在脊柱畸形研究领域的差距。

图2 发表国家分布情况(部分)

研究群体分布情况

在各类脊柱畸形疾病中,与成人脊柱畸形和青少年特发性脊柱侧凸相关的研究数量最为丰富。由于这两种脊柱畸形类型覆盖了绝大多数患者,因此未来仍将成为脊柱外科领域的研究重点。成人脊柱畸形和颈椎畸形的研究主要来自美国和日韩学者,欧洲学者则在神经肌肉型脊柱侧凸方面具有独到的见解,而中国学者更倾向于对退行性脊柱侧凸患者人群进行研究。值得一提的是,中国学者在严重复杂脊柱畸形研究领域已占据领先地位,而在先天性脊柱侧凸的诊疗方面更是遥遥领先于其他国家。

图3 研究群体分布情况

研究主题分布情况

针对不同类型的脊柱畸形,脊柱序列重建效果和患者生活质量一直是持续的研究热点。然而,各种脊柱畸形类型之间,研究热点存在一定的差异。对于成人脊柱畸形、退行性脊柱侧凸和颈椎畸形,学者们主要关注近远端交界性问题、围术期各系统并发症、远期机械并发症和矢状面序列重建;对于青少年特发性脊柱侧凸和先天性脊柱侧凸,病因学与流行病学、解剖学异常、人工智能、数字导航/机器人及支具治疗效果受到了学者们更高的关注;对于早发型脊柱侧凸和神经肌肉型脊柱侧凸,学者们专注于对手术技术的创新,并对手术效果展开了长期随访研究;对于严重复杂脊柱畸形,学者们普遍关注头颅-骨盆牵引的治疗效果及肺功能的改善情况。

图4 研究主题分布情况

研究设计分布情况

对于研究设计,绝大多数的临床研究采用回顾性队列研究或病例对照研究(74%),前瞻性队列研究和随机对照试验仅占11%。由于在临床中开展随机对照试验的难度较高,少部分学者逐渐开始使用基于倾向性评分匹配的队列研究(5%)以模拟随机对照试验的研究设计。在所有研究中,单中心研究占比92%,多中心研究仅占8%。鉴于我国拥有众多临床中心和庞大的患者人群基数,未来我们应注重临床资源的充分利用,积极开展前瞻性及多中心研究,以提升研究质量和证据等级。

图5 研究设计分布情况

12篇代表性研究

1. 成人脊柱畸形与退行性脊柱侧凸

(1)Park SJ, Lee CS, Park JS, et al. A Validation Study of Four Preoperative Surgical Planning Tools for Adult Spinal Deformity Surgery in Proximal Junctional Kyphosis and Clinical Outcomes. Neurosurgery 2023;93:706-16.

韩国成均馆大学医学院的Se-Jun Park教授团队对SRS-Schwab分型、基于年龄校正的PI-LL,GAP评分及Roussouly分型这4种可用于指导成人脊柱畸形患者矢状面序列重建的工具进行了验证,对比它们对于减少术后PJK发生的效果。研究团队对189例患者进行了回顾性队列研究,研究结果发现仅基于年龄矫正的PI-LL和Roussouly分型这两种工具可有效减少术后PJK的发生,其中只有前者可以显著提升患者生活质量。

(2)Sardi JP, Lazaro B, Smith JS, et al. Rod fractures in thoracolumbar fusions to the sacrum/pelvis for adult symptomatic lumbar scoliosis: long-term follow-up of a prospective, multicenter cohort of 160 patients.J Neurosurg Spine. 2023;38(2):217-229.

美国弗吉尼亚大学的Juan Pablo Sardi教授团队探究了接受胸腰椎-骶骨/骨盆固定的成人脊柱畸形患者术后断棒的发生率、翻修率及危险因素。研究团队从一项前瞻性多中心数据库ASLS-1中纳入了160例患者,研究结果发现术后2年、4年、5年及8年的断棒发生率分别为11%,24%,35%及 49%,其中61%的患者进行了翻修手术。作者发现术后较大的PT和术中较多的失血是术后发生断棒的危险因素。

(3)Han G, Wang W, Zhou S, et al. Paraspinal Muscle Degeneration as an Independent Risk for Loss of Local Alignment in Degenerative Lumbar Scoliosis Patients After Corrective Surgery. Global Spine J. 2023;13(5):1186-1193.

中国北京大学第三医院的李危石教授团队探究了腰椎椎旁肌肉退变与腰椎退行性脊柱侧凸长节段固定术后矢状面矫形效果丢失的关系。研究团队对89例患者进行了回顾性队列研究,根据随访期间T1-骨盆角及腰椎前凸的丢失情况,将患者分为矢状面序列保持组与丢失组。研究结果发现,患者术前腰椎多裂肌的相对整体横截面积与术后腰椎前凸矫形丢失显著相关,但腰椎椎旁肌肉退变与术后T1-骨盆角矫形丢失无关。

2. 青少年特发性脊柱侧凸

(1)Negrini F, Cina A, Ferrario I, et al. Developing a new tool for scoliosis screening in a tertiary specialistic setting using artificial intelligence: a retrospective study on 10,813 patients: 2023 SOSORT award winner. Eur Spine J. 2023;32(11):3836-3845.

来自意大利英苏布里亚大学的Francesco Negrini教授团队研发了一种基于机器学习算法的脊柱侧凸筛查系统,该系统涉及躯干旋转角、性别、BMI、年龄,以及腕部、肩胛骨、肩膀不对称情况等参数。研究结果显示该系统对于主弯15-20°,21°-25°,26-30°,31°-40°及40°以上的脊柱侧凸患者筛查准确率分别为74%, 81%, 79%, 79%及84%,且筛查准确率显著高于单纯应用躯干旋转角。作者认为该AI系统可为未来脊柱侧凸筛查工具的研发提供新思路。

(2)Yu SH, Ng CM, Cheung JP, Shea GK. Post-Maturity Progression in Adolescent Idiopathic Scoliosis Curves of 40° to 50°. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(4):277-285.

中国香港大学的Sze-Hon Yu教授团队对未接受手术的骨骼发育成熟后的青少年特发性脊柱侧凸患者(主弯Cobb角40°-50°)转归情况进行了长期随访。该研究共纳入73例患者,平均随访时间11.8年。研究结果发现有61.6%的患者脊柱侧凸进展大于5°,但进展速率缓慢。作者认为对于该类患者,若存在冠状面失平衡及顶椎楔形变,应增加随访的频率。

3. 早发型脊柱侧凸

(1) Wang S, Zhao Y, Du Y, et al. Dual Growing Rods and the Apical Control Technique for Treating Congenital Early-Onset Scoliosis: Lessons Learned. J Bone Joint Surg Am. Published online December 19, 2023.

中国医学科学院北京协和医院的仉建国教授团队报道了顶椎控制技术联合传统生长棒对于伴有顶椎椎体结构异常的早发型脊柱侧凸患者的全周期治疗效果。该研究共纳入41例患者,其中13例应用顶椎控制技术。研究结果显示,与单纯传统生长棒相比,应用顶椎控制技术可以提供更好的主弯、顶椎旋转及胸廓旋转矫正效果,并降低机械并发症的发生率。该创新技术可作为早发型脊柱侧凸全周期治疗的新选择。

(2) Wang Y, Hai Y, Kang N, et al. Long-Term Radiographic and Pulmonary Function Outcomes After Dual Growing-Rod Treatment for Severe Early-Onset Scoliosis. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(12):915-923.

中国首都医科大学附属北京朝阳医院的海涌教授团队通过对传统双侧生长棒治疗的重度早发型脊柱侧凸患者进行5年以上长期随访,揭示了此类患者治疗后影像学和肺功能指标的转归和变化规律。本研究结果表明,应用双生长棒治疗的重度早发型脊柱侧凸患者,在长期随访过程中,脊柱纵向生长和矫正得到良好的维持,且脊柱畸形的矫正为患者的肺功能改善提供了有利条件,使此类患者远期肺功能的改善成为可能。该研究先后获得JBJS主编推荐、同期领域专家述评,并纳入JBJS年度小儿骨科最新进展年度综述。

4. 神经肌肉型脊柱侧凸

Geiger F, Eberl J, Wirries A, Forth A, Hammad A. The indication of fusion to the pelvis in neuromuscular scoliosis is based on the underlying disease rather than on pelvic obliquity. Eur Spine J. 2023;32(11):4063-4072.

对于神经肌肉型脊柱侧凸患者的下端固定椎选择,目前仍存在争议,来自德国法兰克福大学的Florian Geiger教授团队对该问题进行了探讨。该研究回顾性分析了57例由脊髓性肌萎缩症和19例由脑瘫引起的脊柱侧凸患者,作者在俯卧位牵引像下对患者的主弯Cobb角、骨盆倾斜、躯干偏移、及L4-Take-off角进行评估,并根据牵引像下的矫正程度决定是否使用髂骨固定。该研究发现,对于脊髓性肌萎缩症引起的脊柱侧凸,该方法可以有效避免髂骨固定,并实现相同的矫形效果。

5. 先天性脊柱侧凸

Wu N, Liu L, Zhang Y, et al. Retrospective Analysis of Associated Anomalies in 636 Patients with Operatively Treated Congenital Scoliosis. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(7):537-548.

中国医学科学院北京协和医院的仉建国教授团队对2012-2019年接受手术治疗的636例先天性脊柱侧凸患者进行了梳理,探究了其合并其他系统异常的情况。该研究发现,先天性脊柱侧凸患者合并椎管内异常的情况最为常见(30.3%),其中脊髓纵裂的比例最高(59.1%)。循环系统异常的发生率为11.6%,且该系统异常与肺功能降低相关。其他系统的异常情况还包括泌尿系统(17.9%)、消化系统(8.4%)、上颌面(3.9%)等。该研究强调了对先天性脊柱侧凸患者实施术前全面、综合评估的必要性。

6. 颈椎畸形

Passias PG, Naessig S, Sagoo N, et al. Establishment of an Individualized Distal Junctional Kyphosis Risk Index following the Surgical Treatment of Adult Cervical Deformities. Spine (Phila Pa 1976). 2023;48(1):49-55.

美国纽约大学的Peter G. Passias教授团队创建并验证了一项术前风险评分系统,用于预测颈椎畸形术后远端交界性后凸的发生。该研究基于国际脊柱学组的多中心数据库,回顾性分析了110例患者,评分系统中的变量包括脊柱前倾角、术前下端固定值倾斜角、术前T1倾斜角与颈椎前凸的匹配度、手术入路、骨盆倾斜角、胸椎后凸矫形程度、骨密度、虚弱指数及截骨等级等。研究结果显示该评分系统对于DJK的预测准确率为77.8%,当评分≥81时,预测准确率为89.3%,且评分值与患者生活质量密切相关。

7. 严重复杂脊柱畸形

(1) Zhou L, Zhang H, Yang H, et al. Evaluation of Pulmonary Function After Halo-Pelvic Traction for Severe and Rigid Kyphoscoliosis Utilizing CT with 3D Reconstruction. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(22):1793-1800.

中国首都医科大学附属北京朝阳医院的海涌教授团队阐述了由团队首创的胸腔三维重建肺容积技术精准评估重度脊柱畸形经过头盆牵引及手术治疗后,胸腔形态及肺容积的变化,成功填补了此类患者缺乏治疗前后胸腔形态和肺容积实体评估方法的空白。该研究结果表明,通过头盆牵引的纵向矫正力可以使此类患者胸廓的纵向高度明显升高,进而显著增加患者围手术期的肺容积及肺功能储备空间,为术后患者呼吸功能的改善打下良好的基础。

(2) Yankey KP, Owusu DN, Sackeyfio A, et al. Medical complications and health-related quality of life in complex pediatric spine deformities exceeding 100 degrees or treated by 3CO. Spine Deform. 2023;11(4):833-840.

加纳骨与复杂脊柱外科医院的Kwadwo Poku Yankey教授团队基于FOX儿童脊柱畸形学组的多中心数据库,详细报道了复杂儿童脊柱畸形术后的并发症发生情况。该研究共纳入251例主弯大于100°或接受三柱截骨的复杂儿童脊柱畸形患者,术后各系统并发症的总发生率为11.6%,其中呼吸系统并发症(2.0%),消化系统并发症(1.2%),泌尿系统并发症(0.4%)。截骨等级与呼吸系统并发症的显著相关。该研究指出,尽管复杂儿童脊柱畸形术后各系统并发症是可以在一定范围内得到控制的,但这些并发症会影响患者的生活质量。

结语

尽管目前我们对脊柱畸形的认知和治疗水平已经取得一定的进展,然而要建立起完善的脊柱畸形发病机制理论体系、全面的脊柱侧凸预防与诊断方法、完备的脊柱矫形理论以及卓越的脊柱矫形技术,仍需要进行广泛而深入的探索。随着现代科技技术的快速发展以及数字化规划和三维打印技术在医疗行业的深度应用,脊柱畸形的诊疗经过了以往经验骨科、循证骨科和精准骨科等模式后,正逐步向以“数字建模、三维仿真、精准引导、个体制备”为特点的“智慧骨科”这一全新的医学科学模式进行转变。

只有紧跟时代前沿,密切关注最新研究动态,借鉴前人科研成果,并结合我们自身的实践经验,才能不断取得新的突破。通过这样的努力,我们将为构建脊柱畸形诊治体系的金字塔添砖加瓦,为此目标贡献自己的一份力量。2023年脊柱畸形学术进展年度盘点中所选的研究仅集中于部分权威期刊,加之笔者水平有限,可能未能涵盖其他有意义的研究内容,如有遗漏之处,敬请谅解。

作者简介

海涌

主任医师、教授、享受国务院政府特殊津贴专家。首都医科大学、北京航空航天大学博士研究生导师,担任首都医科大学骨外科学系主任、附属北京朝阳医院骨科主任。

从事骨科脊柱外科基础及临床研究和实践30余年,擅长各种脊柱疾患的诊治,尤其对复杂疑难脊柱畸形等疾患有独到及丰富的诊疗经验,主刀成功完成手术6000余例,患者来自海外及全国各地。先后荣获金柳叶刀奖、京城金牌名医、中国健康传播大使、最温暖医生、中国影响力医生、中国医师十大公益人物、北京市总工会职工创新工作室领军人等荣誉称号,并连续多年位居中国Top10医生脊柱外科之列。

先后主持承担科技部重点研发、国家自然科学基金及省部级科研课题10余项(基金1000余万元),获得华夏医学科技一等奖、康复医学科技一等奖、北京科技进步二等奖、中华医学科技二等奖、解放军科技进步一等奖、医疗成果一等奖等10余项科研奖励,以第一/责任作者发表各类专业学术文章300+篇(SCI文章150+篇,总IF500+),主编/译学术专著9部,获得国家发明及实用新型专利10余项。

担任国内外多项学术任职:中华医学会骨科学分会全国委员;中华预防医学会骨科分会常委;中国医师协会骨科医师分会委员、脊柱功能重建学组副组长;中国康复医学会理事兼副秘书长、脊柱脊髓专委会候任主任委员暨腰椎研究学组组长、骨质疏松专委会副主任委员、互联网骨科工作委员会副主任委员;中国医疗保健国际交流促进会骨科学分会常委;中国医药教育协会医疗器械管理专委会副主任委员;北京医学会骨科学分会副主任委员、脊柱学组副组长;北京医师协会骨科医师分会副会长;国际腰椎研究学会ISSLS候任主席;国际微创脊柱学会SMISS常务理事;国际脊柱侧凸研究学会SRS理事;SCI期刊Global Spine Journal副主编、Asian Spine Journal、Orthopedic Surgery编委;《中国骨与关节杂志》副主编、《中华医学杂志》《中华外科杂志》《中国脊柱脊髓杂志》编委等。

潘爱星

博士,副主任医师,首都医科大学附属北京朝阳医院骨科。

师从著名脊柱外科专家海涌教授。

2017年参加AOSpine海外进修项目赴英国University Hospital of Wales学习。2018年获国家公派出国留学资格赴美国University of Virginia学习。

专业与擅长:脊柱畸形与脊柱微创。

主持省部级等研究课题3项,发表SCI及核心期刊论文24篇,发明实用新型专利5项。荣获“华夏医学科技奖一等奖”、“健康中国”第二届全国骨科大夫科普大赛一等奖、“健康北京”科普大赛-短视频类最佳作品奖、中国医师脊柱内镜技能大赛优胜奖、中国医疗器械创新创业大赛二等奖等。

杨宏浩

在读硕士研究生,首都医科大学附属北京朝阳医院骨科。

师从著名脊柱外科专家海涌教授。

研究方向:脊柱畸形的基础与临床研究

攻读学位期间参与省部级等研究课题2项,发表SCI及核心期刊论文25篇,实用新型专利4项。荣获首都医科大学2023年研究生国家奖学金、第十届全国大学生模拟政协提案大赛全国一等奖。

作者:杨宏浩 潘爱星 海涌

单位:首都医科大学附属北京朝阳医院

声明:此文内容及图片由供稿单位提供,仅供学习交流,不代表骨科在线观点。

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