人工頸椎間盤置換術后椎體前緣骨吸收對療效的影響及風險因素

孫勇偉，霍紅軍，李萍，關凱，金鑫，王勁樂，胡全文，何學軍，陳政宇

(陜西中醫(yī)藥大學附屬咸陽市第一人民醫(yī)院骨科，陜西咸陽 712000)

人工頸椎間盤置換術(artificial cervical disc replacement,ACDR)是治療頸椎退行性疾病的常用手術之一，療效與頸前路減壓植骨融合術(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)較為一致，但因較好地保留了手術節(jié)段的活動度，并減少或避免了鄰近節(jié)段的活動度代償，從而延緩了鄰近節(jié)段退變的發(fā)生[1-2]。近年來，隨著ACDR手術應用的增加，相關并發(fā)癥問題也常有報告，包括假體下沉或移位、節(jié)段性后凸、異位骨化和椎體前緣骨吸收(anterior vertebral bone resorption,AVBR)等[3-4]。目前國內(nèi)外關于頸椎病患者行ACDR術后的AVBR發(fā)生情況報道不多。而關于AVBR對患者手術療效的影響以及發(fā)生的風險因素，國內(nèi)也少見文獻報道。本次研究回顧性分析本院骨科于2015年3月～2019年3月開展ACDR手術的128例頸椎病患者臨床資料，觀察術后隨訪期間的AVBR發(fā)生情況及對手術療效的影響，并分析AVBR發(fā)生的相關風險因素。

1 資料與方法

1.1 選擇標準

納入標準：①神經(jīng)根型或脊髓型頸椎病，且符合ACDR的手術指征；②C3～C7范圍的單節(jié)段ACDR手術；③術后獲訪滿1年以上；④由同一手術團隊開展的ACDR手術。排除標準：①采用ACDF或后路單開門手術等其他手術方案者；②手術節(jié)段≥2個；③臨床資料不全，術后失訪或隨訪不足1年；④不符合納入標準的其他情況者。

1.2 一般資料

納入128例ACDR手術患者，其中男57例，女71例；年齡31～59歲，平均(43.82±6.85)歲；手術節(jié)段：C4-525例，C5-681例，C6-722例；術后獲訪17～41個月，平均(27.3±9.2)個月。本次研究方案遵循“赫爾辛基宣言”，已獲得本院醫(yī)學倫理機構批準，研究性質(zhì)為回顧性分析，無需征求患者同意。

1.3 手術方法

患者全麻，仰臥位，經(jīng)C臂機透視確認擬手術節(jié)段后，調(diào)整頸椎中立略后伸位，頭部固定。消毒鋪巾后，于擬手術節(jié)段椎間隙的頸前右側(cè)作橫切口，自Smith-Robinson入路暴露術野，將纖維環(huán)切開并將髓核組織清除，磨除椎體前方骨贅，將椎間隙上、下軟骨終板制備好，撐開椎間隙，以刮匙和椎板咬骨鉗將后方殘余纖維環(huán)清除，適當咬除椎間隙后緣的增生骨贅，打磨鉤椎關節(jié)，打開后縱韌帶作椎管減壓，試模確定椎間隙植入的Prestige LP型號后，于椎體相應位置鉆孔、開槽，并植入合適的Prestige LP人工椎間盤假體(美敦力，美國)。透視確認假體位置滿意，沖洗術野，留置引流管，縫合切口。

1.4 研究方法

1.4.1 療效及影像學指標評價

(1)療效指標：采用VAS評分，頸椎功能障礙指數(shù)(neck disability index,NDI)和JOA評分進行療效評價。

(2)影像學指標：在PACS影像工作站系統(tǒng)上，于側(cè)位X線片測量患者C2-7頸椎曲度、C2-7活動度(range of motion,ROM)，節(jié)段曲度、節(jié)段ROM，以及手術節(jié)段上、下終板的長度。測量方法：①C2-7頸椎曲度：C2椎體下緣與C7椎體下緣水平線的夾角(數(shù)值以前凸為正，后凸為負)；②節(jié)段曲度：手術節(jié)段的上位椎體下緣與下位椎體上緣水平線所呈的夾角(數(shù)值以前凸為正，后凸為負)；③C2-7ROM：在過伸過屈位X線片上所測C2-7頸椎曲度的差值；④節(jié)段ROM：在過伸過屈位X線片上所測手術節(jié)段曲度的差值；⑤手術節(jié)段上、下終板的長度：測量骨性終板的前后距離。各項指標的測量方法，如圖1。

(3)人工椎間盤假體并發(fā)癥：包括AVBR、假體下沉和異位骨化、鄰近節(jié)段影像學退變等。①AVBR：參照Kieser等[5]的分級方案進行AVBR的分級。該分級系統(tǒng)依據(jù)AVBR占骨性終板長度的比值來劃分，計算方式為：(術后終板長度-末次隨訪值)/術后終板長度×100%。AVBR的占比≤1%，為0級；5%≥AVBR>1%，為1級(輕度)；10%≥AVBR>5%，為2級(中度)；AVBR>10%，但不伴假體下沉或終板塌陷，為3級(重度)；AVBR>10%，伴假體下沉或終板塌陷，為4級(重度)。②異位骨化：根據(jù)McAfee等[6]的分級方法，共分為1～4級，1～2級為低等級，3～4級為高等級。③假體下沉：如圖1d-e所示，沿假體下緣與椎體后緣各作一直線，若術后即刻與末次隨訪時的倆線之夾角∠θ-∠θ’>5°，則視為假體下沉；也可沿下椎體前緣和后緣各作一直線B和直線C，若B-B’>2 mm或C-C’>2 mm，也可視為假體下沉。④鄰近節(jié)段影像學退變：若鄰近節(jié)段椎體前方有新生骨贅或原有骨贅增大，椎間隙高度丟失>30%，新生前縱韌帶骨化或原有骨化加重，均可視為鄰近節(jié)段影像學退變[7]。

圖1 (a)ɑ:節(jié)段曲度，β:C2-7頸椎曲度；(b -c)過伸過屈位X線片上測量C2-7 ROM和節(jié)段ROM；(d)術后即刻；(e)末次隨訪。直線A:上終板長度，直線B:下椎體前緣高度，直線C:下椎體后緣高度，∠θ:假體-椎體角

1.4.2 相關因素分析

收集以下潛在風險因素的數(shù)據(jù)資料：①人口學資料：包括性別，年齡，體重指數(shù)(body mass index,BMI)；②臨床資料：包括骨密度T值，術前血清鈣(Ca2+)、磷(P5+)和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)；③手術資料：包括手術節(jié)段，手術時間，術中出血量等。以術后隨訪期間是否發(fā)生AVBR進行分組，對AVBR組和無AVBR組的上述資料進行單因素分析，將單因素分析中P<0.1的項目進一步代入多因素Logistic回歸分析篩選其獨立的風險因素。本次數(shù)據(jù)分析均在SPSS 21.0軟件包中進行處理，檢驗水準以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 術后AVBR的發(fā)生

128例患者術后均獲訪17～41個月，平均(27.3±9.2)個月。隨訪期間，共發(fā)生AVBR 68例，發(fā)生率53.1%。AVBR分級：1級29例，2級21例，3級14例，4級4例；49例(72.1%)的AVBR發(fā)生于術后3個月內(nèi)，其中16例的分級于術后6個月內(nèi)增加，包括11例增加1級、5例增加2級。典型病例見圖2。

圖2 兩組典型病例術后1周和術后3個月時的終板骨吸收情況比較X線片。其中，術后3個月時可見椎體前緣明顯的骨吸收現(xiàn)象(下位椎體的前緣吸收程度分別為2級和3級)

2.2 療效分析

將術后發(fā)生AVBR的68例納入AVBR組，另60例納入無AVBR組。表1可見：與術前相比，兩組患者術后3個月和末次隨訪的VAS、NDI和JOA評分均顯著改善(P<0.05)，但組間差異均無顯著性(P>0.05)。

表1 兩組患者行ACDR手術后的療效分析

2.3 影像學指標分析(表2)

表2 兩組患者行ACDR術后的影像學指標分析

(1)手術前后比較：①與術前相比，AVBR組患者術后即刻和末次隨訪期間的頸椎曲度顯著增加(P<0.05)；節(jié)段曲度在術后即刻明顯增加(P<0.05)，但末次隨訪時已恢復至術前水平；C2-7ROM和節(jié)段ROM在術后即刻明顯降低(P<0.05)，但末次隨訪時已恢復至術前水平；與術后即刻相比，末次隨訪時的上終板和下終板長度均顯著減少，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。②與術前相比，無AVBR組患者術后和末次隨訪期間的頸椎曲度顯著增加(P<0.05)；節(jié)段曲度在術后即刻有所增加(P<0.05)，但末次隨訪時已較術前明顯降低(P<0.05)；C2-7ROM在術后即刻明顯降低(P<0.05)，但末次隨訪時已恢復至術前水平；節(jié)段ROM在術后即刻和末次隨訪時，均較術前顯著降低(P<0.05)；與術后即刻相比，患者上、下終板的長度均未見顯著變化。

(2)分組比較：AVBR組患者術前的頸椎曲度顯著小于無AVBR組患者(P<0.05)，但術后即刻和末次隨訪的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；術后即刻時，AVBR組患者的節(jié)段曲度顯著大于無AVBR組(P<0.05)，但術前和末次隨訪的組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；兩組患者術前和術后即刻、末次隨訪時的C2-7ROM進行組間比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；兩組患者術前和術后即刻的節(jié)段ROM差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但末次隨訪時，AVBR組患者的節(jié)段ROM顯著大于無AVBR組(P<0.05)；術后即刻，兩組患者的上、下終板長度的組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但末次隨訪時，AVBR組患者的上、下終板長度均顯著短于無AVBR組患者(P<0.05)。

2.4 術后發(fā)生AVBR的風險因素分析

對相關潛在因素進行分組單因素分析，表3可見：兩組患者的年齡、BMI和術中出血量比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。將這3項因素代入多因素Logistic回歸分析，表4可見：年齡(OR=0.836)、BMI(OR=0.854)均是患者術后發(fā)生AVBR的獨立影響因素；而術中出血量則與之無明顯相關性。

表3 頸椎病患者ACDR術后發(fā)生AVBR的單因素分析

表4 頸椎病患者ACDR術后發(fā)生AVBR的多因素Logistic回歸分析

2.5 人工椎間盤相關并發(fā)癥

128例患者術后共發(fā)生假體下沉4例、異位骨化53例、鄰近節(jié)段影像學退變22例，具體見表5：兩組差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表5 兩組患者術后的人工椎間盤相關并發(fā)癥分析

3 討論

目前關于ACDR手術并發(fā)癥的報道中，以術后異位骨化[8]、假體下沉和移位等多見報道，而AVBR現(xiàn)象較少受學術界關注。Wang等[9]對6項研究開展的系統(tǒng)分析納入了440例患者(植入536個假體，包括Bryan、Baguera-C、Discocerv和Mobi-C等)，AVBR的發(fā)生率為3.13%～91.89%之間，總的發(fā)生率為41.84%，AVBR的發(fā)生時間集中在術后6～12個月；該團隊的另一篇報告中提到了131例單節(jié)段ACDR手術(Prestige-LP假體)，術后12個月內(nèi)的AVBR發(fā)生率為61.8%[10]。Kieser等[11]報道的AVBR發(fā)生率為57.1%，發(fā)生時間均在術后3個月內(nèi)。Joaquim等[12]對9項研究開展的系統(tǒng)性文獻分析中，AVBR的發(fā)生率在44%～64%之間，但多為輕微或無癥狀表現(xiàn)，無需行翻修手術治療。本次研究中AVBR的發(fā)生率為53.1%，其中72.1%的患者發(fā)生于術后3個月內(nèi)，與前述文獻報道較相近。由此可認為，AVBR是頸椎病患者行ACDR術后早期的常見現(xiàn)象。

目前學術界更為關注AVBR對手術療效的影響。本次研究中，AVBR組和無AVBR組患者在術后3個月和末次隨訪時的VAS、NDI和JOA評分均顯著改善(P<0.05)，但組間差異均無顯著性(P>0.05)。結(jié)果說明，AVBR對患者術后早期的臨床療效并無明顯影響。Kieser等[11]和Heo等[13]也得出類似結(jié)論，認為AVBR不會影響患者的臨床結(jié)局或增加翻修手術的風險。Wang等[9]的系統(tǒng)評價中則指出，嚴重的AVBR可導致頸部節(jié)段性后凸、假體下沉和持續(xù)的頸痛，并與異位骨化相關。但該研究中納入了較多的多節(jié)段ACDR手術病例，這可能是與本研究結(jié)論有所差異的原因。在本研究的AVBR組中，16例的骨吸收分級于術后6個月內(nèi)增加，包括11例增加1級、5例增加2級，但患者臨床癥狀并未惡化，這可能得益于假體下方骨缺損區(qū)域的骨修復，使人工假體的功能和穩(wěn)定性得以維持。Kieser等[5]指出，ACDR術后有軟骨下終板塌陷的患者會出現(xiàn)塌陷部位的自發(fā)性骨融合現(xiàn)象，也證實了這一點。

關于AVBR的發(fā)生機制，目前尚不明確，筆者推測可能與退變節(jié)段術后的應力變化有關。Frost[14]指出，當骨組織上加載了不同的機械載荷后，可通過骨重塑機制來改變其強度，從而適應新的應力變化：當載荷在50～100 με以下時可導致骨吸收，而載荷在100～1500 με左右則使骨組織呈穩(wěn)定狀態(tài)，在1500～3000 με時可引起骨形成。Chen等[15]指出，患者在采用Bryan假體行ACDR術后，若椎間角度越大則可導致“假體-骨”界面后方的應力越趨于集中，引起椎間載荷分布不均勻，從而引起AVBR。本研究中，AVBR組患者術后即刻的頸椎曲度顯著大于無AVBR組患者(P<0.05)，可能引起骨性終板的前緣應力低于骨組織維持穩(wěn)定狀態(tài)的閾值，從而出現(xiàn)骨吸收。本研究進一步行風險因素分析顯示，年齡(OR=0.836)、BMI(OR=0.854)是ACDR術后出現(xiàn)AVBR的獨立影響因素。分析其原因，年齡越小則患者的骨代謝能力越強，更容易出現(xiàn)AVBR；而BMI則可能通過對頸椎椎間隙的生物力學應力產(chǎn)生影響，從而影響了AVBR的發(fā)生，這一點在既往關于人工髖關節(jié)置換術后股骨吸收的報道中也有所證實[16]，該研究指出，BMI越高則術后股骨吸收的概率越低。

既往也有其他研究探討了AVBR的發(fā)生原因，Wang等[17]認為，節(jié)段曲度的增加可導致生物力學應力作用于終板前緣、引起骨吸收。Kieser等[18]的風險因素分析指出，ACDR的手術節(jié)段數(shù)越多，則術后發(fā)生AVBR的風險也越高，但不會增加翻修手術的風險；同時，該團隊認為，手術因素也是導致AVBR的原因之一，例如，術中灼燒所致的骨組織熱壞死，前縱韌帶被切除，椎間隙減壓過程中對椎體前緣的損傷等。本次研究納入的患者均為單節(jié)段ACDR手術，且均由同一高年資團隊開展手術，故排除了手術節(jié)段不同和手術技術差異所致的影響。

總而言之，頸椎病患者行ACDR術后早期較常見AVBR現(xiàn)象，尤以術后3個月內(nèi)較為集中，但少有進展；此外，AVBR對患者的療效和假體相關并發(fā)癥的發(fā)生均無顯著不利影響。年齡偏小、BMI偏低者，均是術后出現(xiàn)AVBR的高風險人群。本研究有以下不足：①總樣本量偏少，無法避免偏倚性；②隨訪時間較短，AVBR在遠期是否有所進展或?qū)h期療效是否有明顯影響，還有待進一步觀察。