腰椎融合術是目前臨床治療腰椎退變性疾病的主要手術方式，隨著其臨床廣泛應用，腰椎融合術后鄰近節段退變(adjacent segment degeneration, ASD)日益引起臨床醫師的關注。融合手術后脊柱運動學及運動力學都將不可避免地發生改變，鄰近椎間盤和關節突關節產生應力集中，關節突負荷加大，椎間盤內壓增高，從而導致術后鄰近節段退變及鄰近節段退變疾病的發生[1]；其中融合節段上位椎體節段較下位椎體節段更易出現ASD[2,3]，并以相鄰于融合部位上方的第一個節段最常見[4,5]。Lee等[2]對1 069例行腰椎后路融合內固定手術患者進行10年的隨訪研究發現，年齡并非導致ASD的主要因素，腰椎關節突關節的嚴重增生退變才是導致ASD及再次手術的最重要原因。
關節突關節是維持腰椎運動節段穩定的重要結構，其損傷可導致小關節的攣縮、僵硬、強直以及骨性關節炎，從而加速運動節段脊柱增生退變的發生；因此，保留關節突關節尤其是鄰近上位椎體關節突關節的完整性，對于確保術后鄰近節段穩定性和預防ASD的發生發展至關重要。手術創傷是造成關節突關節損傷的重要因素，尤其以術中植入椎弓根螺釘時內置物損傷關節突關節為甚[6]。現對腰椎融合術中椎弓根螺釘損傷關節突關節的生物力學、發生率及相關影響因素的研究予以綜述。
1 關節突關節的解剖學及功能學研究
關節突關節也稱小關節，由椎弓根與椎板相連處的上、下關節突構成，屬滑膜關節；關節面由軟骨覆蓋，大體上呈橢圓形，外部由關節囊包繞[7]；腰椎關節突關節的關節面方向自上至下由矢狀位逐漸轉向冠狀位，同時關節面形態也由凹形變為平坦[8,9]。人體關節突關節有十分重要的生物力學意義：雙側關節突關節和椎間盤共同構成的三角結構，與脊柱周圍韌帶一起維持脊柱的運動、穩定、抗扭轉及承載；同時，還參與椎管的構成，保護椎管內容物[10,11,12]。任一關節突關節的破壞都會加速腰椎小關節骨性關節炎(facet joint osteoarthritis，FJOA)的發生[13]。而FJOA可導致腰腿痛，其發生與局部炎癥因子釋放、軟骨局部壞死及關節囊過度牽拉刺激等因素有關。Tachihara等[14]通過對大鼠FJOA模型研究，提出了FJOA引發神經根癥狀的機制：反復的應力或積累性微小創傷可以導致FJOA，引起關節積液和腫脹、滑膜增生、軟骨退變，并且產生和釋放炎癥因子，炎癥因子通過椎間孔刺激脊髓神經和滲透到背根神經節而導致坐骨神經痛。關節突關節損傷還會導致脊柱運動節段活動度增加，穩定性下降，引起脊柱失穩[15,16]。
2 椎弓根螺釘損傷關節突關節的生物力學研究
腰椎融合術中植入椎弓根螺釘時，內置物是造成關節突關節損傷的重要因素。Kim等[17]通過對螺釘影響關節突關節的有限元模型進行分析發現：椎弓根螺釘的置釘位置與椎間盤的壓力及關節突關節的接觸力密切相關；當螺釘損傷關節突關節時，屈伸和旋轉時的椎間盤壓力及關節突關節的接觸力明顯增加，而取出損傷關節突關節的椎弓根螺釘可減少屈伸和旋轉時的椎間隙壓力及關節突關節的接觸力。大體標本生物力學證實，腰椎融合術后鄰近上位椎體關節突被椎弓根螺釘破壞后，在旋轉測試中上位相鄰節段的活動范圍的變化更加顯著，且在屈曲和軸向旋轉應力下的失穩也進一步加重[18]。
3 椎弓根螺釘損傷關節突關節的發生率及影響因素
腰椎融合術椎弓根螺釘置釘方法主要為直視下置釘和微創置釘兩種：直視下置釘是指開放手術中剝離椎旁肌，暴露關節突關節及椎弓根螺釘進針點，然后置入椎弓根螺釘；微創置釘是指術中在透視設備(如C形臂X線機、CT等)的輔助下經皮置入椎弓根螺釘。部分臨床文獻報道這兩種置釘方法中椎弓根螺釘損傷關節突關節的發生率，其中微創手術的發生率為7%～58%[19,20,21]，開放手術的發生率則為15%～100%[22,23,24]。
影響椎弓根螺釘損傷關節突關節的因素有很多，主要包括以下幾點：
3.1 年齡、性別和體質量
Babu等[25]通過對126例經椎間孔腰椎間融合術(transforanal lumbar interbody fusion, TLIF)和153例微創經椎間孔腰椎間融合術(minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion, MIS-TLIF)患者的術后CT影像學檢查進行觀察，發現年齡<65歲的患者容易出現椎弓根螺釘對關節突關節的破壞，并認為其原因是年輕患者肌纖維較發達，肌肉厚且強度大。但Park等[21]對92例腰椎融合術患者進行術后影像學觀察，發現椎弓根螺釘置釘時損傷關節突關節與年齡、性別并無直接相關性。目前，大部分研究者認為，BMI高的患者容易出現椎弓根螺釘損傷關節突關節[26,27]，分析原因可能是BMI高的患者置釘時，容易在較厚的脂肪、肌肉等纖維結締組織的牽拉下出現進針點內移和內傾角不足等情況，同時術中X線透視效果也欠佳。
3.2 融合節段和融合數量
目前，大部分的臨床研究顯示，下腰椎(L4、L5)較上腰椎(L1～L3)更容易出現椎弓根螺釘損傷關節突關節。分析其原因：首先，腰椎各椎體的關節突關節的角度具有差異性，自L1～L5呈逐漸增大趨勢[8,9]，當關節面由矢狀位逐漸轉至冠狀位時，置椎弓根螺釘易出現關節突關節損傷[28]；其次，可能與下腰椎生理曲度呈明顯前凸及較厚的椎旁肌肉組織有關。但是，置椎弓根螺釘損傷關節突關節是否與融合數量有關，目前存在爭議。Moshida等[23]對204例脊椎融合患者進行研究發現，多節段融合者關節突關節損傷發生率(38%)是單節段融合者(14%)的3倍左右；而Park等[21]對92例微創脊椎融合患者(單節段融合75例，2節段融合17例)進行研究，發現單節段和2節段融合患者椎弓根螺釘損傷關節突關節無差異。
3.3 手術方式
有學者認為，相對于直視下置釘，微創置釘容易出現椎弓根螺釘對關節突關節的破壞[20,25,29]。Patel等[20]發現，微創置釘中關節突關節損傷的發生率可高達58%；但也有學者認為，微創置釘出現關節突關節的損傷的發生率明顯較開放手術低[19]。Wang等[30]進行系統綜述研究，881例患者共置入1 755個椎弓根螺釘，其中微創置釘中關節突關節損傷的發生率為18.18%(154/847)，而直視下置釘中關節突關節損傷的發生率為18.72%(170/908)，結果顯示直視下手術和微創置釘關節突關節損傷的發生率基本相似。Yson等[31]總結了6篇臨床文獻發現，開放手術中椎弓根螺釘損傷關節突關節的發生率為23%(183/803)，微創手術的發生率則為27%(94/354)，微創置釘中關節突關節損傷的發生率較直視下置釘略高。
3.4 術中CT導航
術中CT導航技術作為一項新型術中影像技術逐漸在部分醫院開展。Lau等[26]對37例術中輔助CT導航技術的微創患者進行術后CT影像學觀察，發現4例患者(10.8%, 4/37)中4個鄰近上位椎體的椎弓根螺釘(5.4%, 4/74)出現關節突關節損傷。Tian等[32]也進行了一項研究，在142例術中輔助CT導航技術的患者(微創68例，開放74例)中，20例患者(14.1%, 20/142)27個鄰近上位椎體的椎弓根螺釘(9.5%, 27/284)出現關節突關節損傷，其中微創患者(68例)中有5例患者(7.4%, 5/68)的5個椎弓根螺釘(3.7%, 5/136)出現關節突關節損傷；而開放手術中(74例)15個患者(20.3%, 15/74)22個鄰近上位椎體椎弓根螺釘(14.9%, 22/148)出現關節突關節損傷。Yson等[31]觀察64例術中輔助CT導航技術的微創手術患者(125個鄰近上位椎體椎弓根螺釘)，其中5個椎弓根螺釘出現關節突關節損傷(4%, 5/125)。從以上研究結果來看，腰椎手術中輔助CT導航技術可減少關節突關節損傷的發生。
3.5 其他影響因素
Moshidar等[23]認為對于一名右利手的外科醫生來說，右側置釘時出現椎弓根螺釘損傷關節突關節較左側置釘低。Babu等[25]發現，椎弓根螺釘置釘過深，可導致螺釘釘帽及釘體結合部直接接觸關節突關節，從而增加關節面的損傷。關于椎弓根螺釘置釘方法與螺釘類型的一篇文獻研究發現，Roy-Camille置釘方法較Weinstein置釘方法更容易出現關節突關節的損傷；分析原因認為，Roy-Camille置釘法中椎弓根螺釘進針點偏內，置釘時內傾角也不足，從而增加了關節突關節損傷的發生；同時，還發現側鎖螺釘系統(side-connecting screw)對關節突關節的侵犯明顯高于頂鎖螺釘系統(top-loading screw)，因為側鎖螺釘系統外側突出的釘帽及與之連接的鈦棒容易增加關節突關節的損傷[24]。
4 目前研究存在的不足
近年來，臨床學者針對鄰近節段關節突關節損傷的相關因素進行了深入地研究，但是對于這些影響因素的研究結果尚存在爭議，且不同關節突關節損傷后患者臨床療效是否存在差異、患者遠期ASD及再手術的發生率也未曾報道；同時，對出現關節突關節損傷的患者治療，目前也沒有標準的治療指南。一項有限元的研究發現，當出現椎弓根螺釘損傷關節突關節時，取出損傷關節突關節的螺釘可減少關節突關節的接觸應力及鄰近椎間盤的壓力[17]；但該方法是否適用于臨床目前尚未得知。
總而言之，關節突關節損傷繼而增生退變是導致ASD的重要危險因素，保留關節突關節尤其是鄰近上位椎體的關節突關節的完整性，對于確保術后鄰近節段的穩定性和預防ASD的發生發展是至關重要的。無論開放還是微創置入椎弓根螺釘均可增加關節突關節損傷的發生，且其受到諸多因素的影響。外科醫師在椎弓根螺釘置釘時需要注重關節突關節的保護，規避不良置釘影響因素。對于腰椎融合術中椎弓根螺釘損傷關節突關節的影響因素、預后及治療方案尚需進一步研究。
