第一部分PVCR治疗重度胸腰椎PTK畸形的中长期随访疗效分析目的:分析后路全脊椎切除术（posterior vertebral column resection,PVCR）治疗陈旧性胸腰椎结核重度角状后凸畸形（post-tubercular kyphosis,PTK）的中长期随访结果,评估PVCR手术治疗重度胸腰椎Pott’s畸形的安全性及有效性。方法:回顾2013年9月至2017年8月期间于我院行PVCR治疗且有5年以上随访资料的重度胸腰椎PTK（局部后凸≥90°）患者40名。收集患者手术相关资料,如手术时间、失血量、住院时间、并发症和骨融合时间等。对比患者术前、术后及随访时的Frankel神经功能评分、脊柱影像学参数以及SRS-22评分。结果:本研究纳入男性22例,女性18例,平均年龄38.3岁,平均随访时间为80.8个月。患者平均手术时长为365.2±86.5分钟,术中出血量为1371.9±610.1 m L,住院时长为12.3±2.2天,平均骨融合时间为7.6±1.4个月。局部侧凸角（local scoliosis,LS）由术前20.8±2.3°减小至术后6.1±2.8°（P＜0.05）,矫正率为70.7%。末次随访时LS为6.5±2.3°,与术后LS相比,差异无统计学意义（P＞0.05）。局部后凸角（local kyphosis,LK）由术前109.6±16.5°降至术后31.6±4.4°（P＜0.05）,于末次随访时增加至38.3±6.7°（P＜0.05）。LK平均术后矫正为78.0°,矫正率为71.2%。LK的平均矫正丢失为6.7°,矫正丢失率为8.6%。术前、术后及末次随访的冠状面平衡（coronal balance,CB）和矢状面平衡（sagittal vertical axis,SVA）均无显著统计学差异（P＞0.05）。术前22例患者神经功能正常（Frankel E级）,18例患者表现神经功能缺损;术后3个月随访时,32名患者神经功能为Frankel E级;末次随访时,33名患者神经功能为Frankel E级。患者末次随访时的SRS-22各项指标较术前均得到显著改善,整体评分由术前2.9±0.7分提升至末次随访3.9±0.5分（P＜0.05）。7名患者出现早期并发症,对症处理后均痊愈。8名患者出现晚期并发症,其中螺钉松动1例,连接棒断裂5例,近端交界性后凸1例,骨不愈合1例。结论:PVCR可有效治疗重度胸腰椎PTK畸形。在中长期的随访中,患者脊柱序列和神经功能都能得到良好的维持,脊柱外科医生应着重关注内固定失败等相关并发症的预防和处理。第二部分重度胸腰椎PTK畸形PVCR术后脊柱-骨盆序列变化及其与生活质量改善的相关性研究目的:探讨重度胸腰椎PTK畸形矫正后患者脊柱-骨盆整体序列变化及平衡代偿机制,分析患者生活质量与脊柱-骨盆参数之间相关性。方法:回顾自2013年9月至2020年12月于我院行PVCR手术治疗的成年重度胸腰椎PTK患者47例。收集患者的一般资料及手术资料。测量患者术前和末次随访的脊柱-骨盆参数,包括LS、CB、LK、SVA、C2-7前凸角（C2-7 lordosis,CL）、胸椎后凸角（thoracic kyphosis,TK）、腰椎前凸角（lumbar lordosis,LL）、骶骨倾斜角（sacral slope,SS）、骨盆倾斜角（pelvic tilt,PT）和骨盆入射角（pelvic incidence,PI）。记录患者术前和末次随访的疼痛视觉模拟评分（Visual Analogue Scale,VAS）和功能障碍指数（Oswestry disability index,ODI）。比较术前及末次随访的影像学参数及患者自评结果（patient-reported outcomes,PROs）的差异,利用相关性检验评估脊柱-骨盆参数与PROs之间的相关性。结果:本研究共纳入47名患者,其中男性25名,女性22名,平均年龄为40.7±8.5岁。术中平均出血量为1431.3±651.9 m L,平均手术时长为371.2±86.3分钟,随访时长为42.1±11.6个月。与术前测量值相比,末次随访时的LS、LK、CL、TK、LL和PI-LL均显著改变。LS从20.9±2.2°下降至5.1±2.2°（P＜0.001）,LK从108.1±16.0°下降至38.6±6.4°（P＜0.001）,CL从7.5±7.4°下降至3.7±8.6°（P＜0.001）,TK从-5.7±7.9°改善至12.9±8.3°（P＜0.001）,LL从75.6±13.1°下降至46.0±8.3°（P＜0.001）,PL-LL从-24.6±14.1°改善至4.4±10.2°（P＜0.001）。术前及末次随访的CB、SVA、SS、PT和PI无显著统计学差异（P＞0.05）。患者VAS评分由术前的6.3±1.3下降至末次随访的1.9±0.7,差异有统计学意义（P＜0.001）。ODI由术前的50.2±12.1下降至末次随访的13.1±5.7,差异有统计学意义（P＜0.001）。相关性分析结果显示,ΔVAS与ΔCL（r=0.467）、ΔLK（r=0.647）、ΔTK（r=-0.482）、ΔLL（r=0.482）以及ΔPI-LL（r=-0.497）之间存在显著相关性。ΔODI与ΔCL（r=0.535）、ΔLK（r=0.765）、ΔTK（r=-0.393）、ΔLL（r=0.560）以及ΔPI-LL（r=-0.541）之间存在显著相关性。其余脊柱-骨盆参数与PROs之间无显著统计学相关性（P＞0.05）。多元逐步线性回归结果显示LK是VAS和ODI改善的独立相关影响因素。结论:PVCR可显著改善胸腰椎PTK患者的生活质量及和整体脊柱曲度,PTK畸形的局部后凸矫正与患者术后的生活质量密切相关,脊柱外科医生应更加重视减小残余后凸角。第三部分利用CT三维重建分析PVCR对重度胸腰椎PTK畸形患者肺容积及呼吸功能的影响目的:分析重度胸腰椎PTK畸形患者PVCR矫形手术前、后肺功能及肺容积的变化,明确患者肺功能受损相关影响因素,探究后凸矫正与患者呼吸功能改善的相关性。方法:本研究为多中心、前瞻性研究,共收集2018年9月至2020年9月期间行PVCR手术治疗的重度胸腰椎PTK患者52名。依据后凸顶点的位置将患者分为A、B两组,其中A组23人（后凸顶点位于T10及以上）,B组29人（后凸顶点位于T10以下）。收集并整理患者的一般资料、手术资料、术前和术后2年随访时的影像学资料以及肺功能结果。利用后处理软件对患者肺部CT进行三维重建并测量吸气末肺体积（Vin）,分别对比两组患者手术前后的肺功能、肺体积以及脊柱参数差异,计算肺功能改善与局部畸形矫正的相关性。结果:A、B两组患者的年龄及性别构成比无统计学差异（P＞0.05）。A、B两组患者术后2年随访时的LS和LK较术前均得到显著改善（P＜0.05）,但组间均无显著统计学差异（P＞0.05）。A、B两组患者术前的Vin分别为2.9±0.8L和3.4±0.8L,有显著统计学差异（P＜0.05）。A、B两组患者术后2年随访时的Vin较术前均得到显著改善（P＜0.05）,但组间差异无显著统计学意义（P＞0.05）。A、B两组术前肺功能正常患者占比分别为8.7%（2/23）和34.5%（10/29）,差异有统计学意义（P＜0.05）。在术后2年随访时,A、B两组肺功能正常患者占比分别为69.6%（16/23）和75.9%（22/29）,无显著统计学差异（P＞0.05）。A组患者术前用力肺活量（forced vital capacity,FVC）为2.4±0.9L,B组术前FVC为3.0±0.8L,两组存在显著统计学差异（P＜0.05）。术后2年随访时A、B两组的FVC分别为3.1±0.7L和3.2±0.8L,组间无显著统计学差异（P＞0.05）。A组术前FVC实测值占预计值百分比（FVC%）为70.8±15.0%,B组术前FVC%为82.3±15.7%,两组存在显著统计学差异（P＜0.05）。术后2年随访时A、B两组的FVC%分别为85.6±10.0%和87.2±10.8%,组间无显著统计学差异（P＞0.05）。A组术前第1秒用力呼气量（forced expiratory volume in one second,FEV1）为2.1±0.8L,B组术前FEV1为2.6±0.7L,两组存在显著统计学差异（P＜0.05）。术后2年随访时A、B两组的FEV1分别为2.7±0.6L和2.8±0.8L,组间无显著统计学差异（P＞0.05）。A组术前肺总量（total lung capacity,TLC）为3.4±0.7L,B组术前TLC为3.8±0.5L,两组存在显著统计学差异（P＜0.05）。术后2年随访时A、B两组的TLC较术前均得到显著提升（P＜0.05）,但组间无显著统计学差异（P＞0.05）。相关性分析显示,ΔLK与ΔFVC、ΔFVC%、ΔFEV1以及ΔTLC之间存在显著相关性,相关系数分别为0.685、0.566、0.701、0.523。ΔVin与ΔFVC、ΔFVC%、ΔFEV1以及ΔTLC之间也存在显著相关性,相关系数分别为0.662、0.535、0.667、0.780。ΔLK和ΔVin之间相关系数为0.460。结论:位于胸段的PTK畸形相比胸腰段/腰段的PTK畸形对患者肺功能损害更为严重,局部后凸矫正能显著增加胸腰椎PTK患者的肺体积,改善患者肺功能。第四部分重度胸腰椎PTK畸形PVCR术后内固定失败的危险因素分析目的:明确重度胸腰椎PTK患者矫形术后内固定失败的相关危险因素,探讨胸腰椎PTK畸形PVCR术后内固定失败相关并发症的防治策略。方法:回顾2013年1月至2020年1月期间于多个脊柱中心行PVCR治疗的重度胸腰椎PTK畸形患者资料。依据纳入、排除标准,共有120名患者（其中男性68名,女性52名）纳入本研究。整理患者的一般资料及手术资料,包括年龄、性别、体质指数（body mass index,BMI）、后凸顶点位置、切除椎体个数及固定节段、前柱支撑类型以及是否使用多棒内固定（≥3）等,并测量患者手术前后的脊柱影像学参数。根据是否发生内固定失败,将患者分为2组,即A组（内固定失败组）和B组（非内固定失败组）。对比2组患者各项参数差异,并通过逻辑回归分析确定术后内固定失败的危险因素,利用受试者工作特征曲线（receiver operator characteristic curve,ROC）计算危险因素的界限值。结果:A、B两组的术前LK、手术时长、出血量、随访时间均无统计学差异（P＞0.05）。在120名患者中,18名患者出现了内固定失败,其中10例为连接棒断裂,5例为拔钉,3例为螺钉断裂。A、B两组患者的年龄、性别构成比、后凸顶点所在位置分布、切除椎体个数以及前柱支撑类型均无统计学差异（P＞0.05）。A组患者的BMI为25.1±1.7 kg/m2,显著高于B组患者的21.6±2.8 kg/m2（P=0.001）。在固定节段方面,64名患者接受了6~7个节段的固定,56名患者接受了≥8个节段的固定。其中,A组中5人接受了6~7个节段的固定,13人接受了≥8个节段的固定;B组中59人接受了6~7个节段的固定,43人接受了≥8个节段的固定。两组患者内固定节段存在统计学差异（P=0.018）。在多棒内固定使用方面,48名患者使用了多棒内固定,72名患者使用了传统双棒内固定。其中,A组中有2名患者使用了多棒内固定,16名患者使用了传统双棒内固定;B组中有46名患者使用了多棒内固定,56名患者使用了传统双棒内固定。两组患者多棒使用比例存在统计学差异（P=0.014）。在影像学参数方面,A组患者的术后LK为31.7±6.9°,显著大于B组患者的27.8±4.2（P=0.027）;A组患者的术后残留节段后凸角（residual segmental kyphotic angle,RSKA）为41.0±9.6°,显著大于B组患者的30.5±4.7°（P＜0.001）。另外,A组患者的术后SVA为-22.3±19.5 mm,B组患者的术后SVA为-9.4±15.2 mm,两组患者的术后SVA也存在显著统计学差异（P=0.028）。Logistic回归结果显示,术后内固定失败的独立影响因素有RSKA（OR=1.277）、BMI（OR=1.991）以及多棒内固定的使用（OR=0.123）。ROC曲线显示当RSKA为37.9°时,ROC曲线下面积最大（0.849）,对应的敏感度为0.778,特异度为0.961,约登指数为0.739。结论:影响胸腰椎PTK畸形矫形后内固定失败的相关因素有术后残留后凸角度、患者BMI以及多棒内固定的使用。较大的残留后凸角和较高的BMI会增加内固定失败风险,而多棒内固定的使用可减小内固定失败风险。对于脊柱外科医生而言,在胸腰椎PTK矫形时应充分撑开前柱、压缩后柱以减小局部后凸,必要时使用多棒内固定以减小钉棒应力。第五部分利用有限元分析法对比PVCR术中不同多棒结构固定的应力差异目的:对比分析三种常见的多棒内固定结构在不同活动状态下的应力及位移差异,探讨PVCR治疗重度胸腰椎PTK畸形的最佳多棒内固定方式。方法:选取1名行PVCR治疗的重度胸腰椎PTK患者,将患者胸腰椎CT扫描图像导入医学影像处理软件生成三维立体模型,通过建模软件模拟PVCR手术,并在椎体模型中添加椎弓根钉、连接棒及钛网等内固定系统。依据内固定方案创建三个不同多棒内固定模型。模型A:在常规双棒内固定的基础上,于截骨区上下端使用多米诺连接附加的短棒;模型B:在截骨区上下临近椎体上做单组短棒固定,再使用长棒连接并固定其余椎体;模型C:多棒交错连接固定。对各模型施加10N·m的力矩,分别模拟脊柱前屈、后伸、侧屈以及旋转四种活动状态,记录各模型的内固定应力和椎体位移。结果:在前屈工况下,A、B、C模型的内固定最大应力均位于最头端螺钉,分别为92.0Mpa、99.0Mpa、131.1Mpa。在后伸工况下,A、B、C模型的内固定最大应力均位于最头端螺钉,分别为95.0Mpa、101.0Mpa、131.6Mpa。在侧屈工况下,A、B、C模型的内固定最大应力均位于连接棒头端,分别为125.9Mpa、118.5Mpa、155.0Mpa。在旋转工况下,A、B、C模型的内固定最大应力均位于最头端螺钉,分别为213.7Mpa、199.0Mpa、214.0Mpa。在前屈工况下,A、B、C模型椎体的最大位移分别为2.4mm、2.5mm、2.8mm。在后伸况下,A、B、C模型椎体的最大位移分别为2.7mm、2.8mm、3.1mm。在侧屈工况下,A、B、C模型椎体的最大位移分别为1.3mm、1.4mm、2.3mm。在旋转工况下,A、B、C模型椎体的最大位移分别为1.6mm、2.4mm和2.1mm。结论:PVCR术后内固定的最大应力主要位于钉棒的头端,术中要尽可能提高头端螺钉的置钉成功率。在选择多棒内固定治疗胸腰椎PTK畸形时,可采用在传统双棒基础上加用多米诺连接短棒方案,也可选择在截骨区临近椎体加做短节段固定的方案,以减小内固定应力、增加椎体稳定性。