人工椎間盤矢狀面覆蓋比對頸椎人工椎間盤置換術后椎旁骨化的影響

韓 驍，田 偉，何 達，宋卿鵬，張 寧，李祖昌，王晉超

北京積水潭醫院，北京大學第四臨床醫院脊柱外科，北京 100035

頸椎人工椎間盤置換術因保留置換節段活動度（ROM）及功能、降低相鄰節段退行性變的發生率和保持頸椎生理曲度等特點而廣泛應用于臨床［1-6］。近年來，隨著頸椎人工椎間盤置換技術應用的積累，其術后并發癥，如異位骨化、后凸畸形等時有報道［7］。頸椎人工椎間盤置換術后異位骨化的發生會顯著降低置換節段ROM［8-9］，影響手術效果。因異位骨化和骨贅的形態與好發位置相同，且二者對頸椎人工椎間盤置換術后手術節段ROM的影響相同［10-11］，所以異位骨化也被描述為“異位骨化或骨贅”，可統稱為椎旁骨化（PO）［12］。既往文獻報道頸椎人工椎間盤置換術后PO的發生率為17.8% ～ 94.1%［13］，假體類型、假體位置不佳、多節段置換與遠期PO的發生有關［14-15］。但目前尚無關于人工椎間盤矢狀面覆蓋比（SCR）對頸椎人工椎間盤置換術后遠期PO形成及頸椎ROM影響的報道。因此，本研究回顧性分析2003年12月—2007年12月采用頸椎人工椎間盤置換術治療且隨訪時間＞10年的患者臨床資料，探討人工椎間盤SCR與術后遠期PO形成的關系。

1 資料和方法

1.1 病例資料

收集2003年12月—2007年12月行頸椎單節段Bryan人工椎間盤置換術，隨訪＞10年且隨訪資料完整的患者臨床資料。共納入71例患者，年齡26 ～ 69（45.9±8.1）歲，男44例，女27例。所有患者均為單節段頸椎退行性疾病導致的脊髓型頸椎病和/或神經根型頸椎病，且癥狀、體征與影像學檢查相符，在規范的非手術治療3 ～ 6個月無效后，行單節段頸椎Bryan人工椎間盤置換術。手術節段：C3/C42例，C4/C515例，C5/C645例，C6/C79例。

1.2 觀察指標測量

在頸椎過伸、過屈位X線片上測量頸椎整體ROM與手術節段ROM，頸椎整體ROM為過伸、過屈位X線片上C2上終板與C7下終板間夾角的差值，置換節段ROM為過伸、過屈位X線片上置換節段上位椎體上終板與下位椎體下終板間夾角的差值。

在側位X線片上測量人工椎間盤端板與椎體終板的比例，人工椎間盤SCR（%）=（Bryan人工椎間盤端板矢狀徑×2）/（置換節段上終板矢狀徑+置換節段下終板矢狀徑）×100%。

在末次隨訪的頸椎CT及過伸、過屈位X線片上評估PO分級。采用McAfee分型法［8］將骨化分為4級：0級為無骨化；1級為骨化未侵入椎間隙；2級為骨化侵入椎間隙；3級為骨化在相鄰椎體間形成橋接，但置換節段仍保持一定ROM；4級為完全融合，且置換節段無ROM。PO 0 ～ 2級為低等級，3 ～ 4級為高等級。

影像學資料分別由2名經過專業訓練的脊柱外科醫師在PACS系統上采用盲法評估，對于差異較大的數據進行重新評估，結果取2次測量的平均值。

1.3 統計學處理

采用 SPSS 20.0軟件對數據進行統計學分析，對高等級PO與低等級PO患者的年齡、性別、手術節段、術前頸椎整體ROM、術前手術節段ROM和人工椎間盤SCR等基本資料進行比較。使用多因素logistic回歸法分析手術時年齡、術前手術節段ROM、人工椎間盤SCR對高等級PO形成的影響。對logistic回歸分析陽性結果采用受試者工作特征曲線及曲線下面積進行檢驗與量化，計算SCR最佳閾值并將患者按閾值分為2組，比較2組患者PO的分級情況。分類數據采用非參數檢驗中的Mann-Whitney檢驗進行比較，連續變量使用獨立樣本t檢驗進行比較；以P ＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 高等級PO發生的影響因素

本研究中共有66例患者發生PO，發生率為92.96%（66/71）。PO分級：0級5例，1級16例，2級25例，3級7例，4級18例。高等級PO患者與低等級PO患者在年齡、性別、手術節段、術前頸椎整體ROM、術前手術節段ROM方面差異無統計學意義（P ＞ 0.05）；高等級PO患者人工椎間盤SCR小于低等級PO患者，差異有統計學意義（P ＜ 0.05，表1）。多因素logistic回歸分析結果表明，人工椎間盤SCR是術后發生高等級PO的影響因素，且為保護性因素（表2）。

表1 患者基本資料Tab. 1 Baseline data of patients

表2 術后發生高等級PO影響因素的多因素logistic回歸分析Tab. 2 Multivariate logistic analysis of in fluential factors of high grade PO N=25

2.2 受試者工作特征曲線分析人工椎間盤SCR選擇閾值

受試者工作特征曲線分析結果顯示，人工椎間盤SCR預測術后發生高等級PO的曲線下面積為0.878（95%置信區間0.776 ～ 0.981），表明該因素具有較高的參考價值。計算并分析靈敏度與特異度之和的最大值，判斷出人工椎間盤SCR的最佳選擇閾值為95%（圖1）。

圖1 人工椎間盤SCR預測高等級PO的受試者工作特征曲線Fig. 1 Receiver operating characteristic curve of artificial disc SCR for predicting high grade PO

2.3 人工椎間盤SCR與PO分級的關系

人工椎間盤SCR ＜ 95%的患者共22例，其中4級PO 15例，3級PO 5例，2級PO 2例。人工椎間盤SCR≥95%的患者共49例，其中4級PO 3例，3級PO 2例，2級PO 23例，1級PO 16例，0級PO 5例。與人工椎間盤SCR≥95%的患者比較，人工椎間盤SCR＜ 95%的患者更容易發生高等級PO。典型病例影像學資料見圖2。

3 討 論

PO是頸椎人工椎間盤置換術后常見的并發癥，且會使得頸椎人工椎間盤置換術保留ROM的優勢喪失［11-12］。既往研究表明，不同類型的人工椎間盤置換術后PO發生率并不一致［14］。Yi等［16］研究指出，Bryan人工椎間盤可以最好地保留手術節段ROM，術后遠期PO發生率與其他類型人工椎間盤假體相比較低。有隨訪研究表明，Bryan人工椎間盤術后8年PO的發生率為48.1%（13/27）［17］。然而，目前關于Bryan人工椎間盤置換術后PO發生率的報道主要為中短期隨訪結果，對于遠期PO發生情況的隨訪研究較少。本研究通過對71例單節段頸椎Bryan人工椎間盤置換術后＞10年的患者進行回顧性隨訪研究，發現遠期PO發生率為92.96%，與既往中短期隨訪結果進行對比，表明Bryan人工椎間盤置換術后PO是進行性發展的。

圖2 典型病例影像學資料Fig. 2 Radiologic data of a typical case

文獻報道人工椎間盤置換術后PO的發生與術后隨訪時間、手術時年齡、人工椎間盤類型、椎間盤安放偏移程度和傾斜角度等因素有關［12，14-15，18］，其中高等級（3 ～ 4級）PO會顯著影響手術節段ROM，使頸椎人工椎間盤置換術喪失其設計優勢［19］。頸椎人工椎間盤置換術后高等級PO的發生率隨術后隨訪時間的延長而增加，1 ～ 2年隨訪時其發生率為10.9%，＞ 2年且＜ 5年的隨訪為22.2%，5 ～ 10年隨訪為47.5%［7］。當高等級PO出現在椎體后緣時，不但會影響手術節段ROM，也有可能壓迫脊髓。本研究結果顯示，高等級PO的發生率為35.21%（25/71），且高等級PO患者的人工椎間盤SCR明顯小于低等級PO患者，提示人工椎間盤SCR是術后遠期形成高等級PO的保護性因素，過小的人工椎間盤SCR會導致術后遠期發生高等級PO的概率增大。

盡管關于人工椎間盤置換術后PO形成的原因有許多假說，但其具體機制尚未明確。有研究指出，PO的形成可能與外在負荷有關［13］，當受到壓縮力時，PO大多在椎體后緣未被人工椎間盤覆蓋的終板上形成［20］。誘導椎體后緣PO形成的壓縮力是由手術節段上位頸椎和頭部的自身重力傳導至手術節段產生的。Bryan人工椎間盤由上下兩側的鈦合金端板及中間由聚氨基甲酸乙酯材料所填充的人工髓核構成，其端板前側的突出緣可以防止人工椎間盤產生向后滑移［21］。所以，當Bryan人工椎間盤比椎體終板小時，椎體后緣終板無法被人工椎間盤所覆蓋，在壓力的作用下可能會誘導產生PO。本研究結果顯示，人工椎間盤SCR是術后高等級PO形成的一個重要影響因素，人工椎間盤過小會造成術后遠期高等級PO形成的概率增大。通過受試者工作特征曲線分析驗證了此因素的可信性，并計算出其最佳選擇閾值為95%，且本研究中確實人工椎間盤SCR ＜ 95%的患者PO分級更高，證實人工椎間盤SCR ＜ 95%，術后遠期發生高等級PO的風險增加。目前，Bryan人工椎間盤主要的5種規格為14、15、16、17、18 mm。然而，不同人群和不同節段終板大小并不一致，所以術中置入合適大小的人工椎間盤存在一定難度，但應盡量避免選擇較小的人工椎間盤。必要時可以對終板前緣進行打磨修整，但應避免過度打磨或不對稱打磨。未來可能需要設計更多型號的人工椎間盤假體以適應臨床應用。

本研究的局限性：首先，本研究統計的人工椎間盤SCR為在側位X線片上測量的數據，雖然方便術中的評估，但可能會產生誤差，且未考慮人工椎間盤的三維立體覆蓋情況，未來有待基于CT評估的研究進一步明確人工椎間盤三維覆蓋情況對PO的影響；其次，既往研究發現PO存在一些危險因素，如年齡、性別等［12，15］，本研究的Logistic回歸分析中并未發現性別、年齡等因素與PO的相關性，考慮可能與樣本本身的偏倚有關，尚需大樣本前瞻性隨機對照研究進一步明確PO的相關因素；最后，本研究只分析了Bryan人工椎間盤SCR與術后遠期PO的關系，未來有待進一步分析不同類型人工椎間盤SCR與術后PO形成的關系。

綜上所述，本研究通過分析頸椎人工椎間盤置換術患者＞10年的長期隨訪資料，表明PO的形成是術后遠期無法避免的并發癥，且具有較高的發生率。人工椎間盤SCR越小，遠期隨訪時出現高等級PO的概率越高，臨床應用中置入的人工椎間盤SCR應盡量＞ 95%。