椎體強化術治療胸腰椎骨質疏松性椎體壓縮性骨折早期疼痛緩解不佳的列線圖預測模型構建

田 龍，胡 萌，盧俊松，龍俊任

閬中市人民醫(yī)院骨科，南充 637400

骨質疏松性椎體壓縮性骨折（OVCF）是骨質疏松常見并發(fā)癥，隨著國內老齡化進程的加劇，此類病例呈逐年增加的趨勢［1］。椎體強化術是指通過各種技術手段加強椎體強度與結構，此類術式因創(chuàng)傷小、安全性及有效性高等優(yōu)勢在OVCF 的治療中得到廣泛應用，經(jīng)皮椎體成形術（PVP）及經(jīng)皮椎體后凸成形術（PKP）為臨床常用的椎體強化術式，雖然椎體強化術治療OVCF 總體滿意度較高，但仍有部分患者疼痛得不到明顯緩解［2-3］。翻身疼痛是OVCF的典型表現(xiàn)，尤其在咳嗽或深呼吸時疼痛加重，若疼痛得不到及時有效的緩解將嚴重影響患者生活質量，使患者睡眠質量下降進而影響術后康復［4］。本研究通過分析椎體強化術治療胸腰椎OVCF 早期疼痛緩解不佳的影響因素，并建立列線圖模型以預測患者術后早期疼痛不緩解的風險，旨在為椎體強化術的順利開展和制訂個體化治療方案提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2020年1月—2022年4月采用椎體強化術治療的OVCF患者228例進行研究。納入標準：①符合《急性癥狀骨質疏松性胸腰椎壓縮骨折椎體強化術臨床指南》［5］中OVCF的相關診斷標準；②采用PVP或PKP治療；③椎體平均骨密度T值＜ -2.5或QCT 值＜ 80 mg/cm3；④術前有嚴重的腰背痛表現(xiàn)，疼痛視覺模擬量表（VAS）評分［6］＞ 6 分；⑤神志清醒，無溝通障礙。排除標準：①椎體爆裂性骨折；②腫瘤、血管瘤等引起的病理性脊柱壓縮性骨折；③合并心、肝、腎等重要臟器疾病；④椎體強化術后再骨折；⑤有脊柱手術治療史。患者及家屬對本研究知情同意，均簽署知情同意書。

1.2 資料收集

①一般資料：性別、年齡、體質量指數(shù)（BMI）。②基礎疾病：高血壓、糖尿病、高脂血癥、既往腰傷史。③疾病及手術相關因素：骨折部位、骨折類型、骨折嚴重程度、椎體內裂、皮質斷裂、手術入路、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復情況、椎體中間高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型、骨折椎體數(shù)、軟組織封閉、CT 值。骨折部位包括胸段、胸腰段及腰段，骨折類型包括楔形、雙凹及擠壓。骨折嚴重程度根據(jù)脊柱壓縮程度進行評估，壓縮15% ～ 25%為輕度，＞ 25%且＜ 40%為中度，＞ 40%為重度［7］。手術入路包括單側與雙側。骨水泥-椎體百分比指注入傷椎骨水泥體積與傷椎體積的比值。恢復高度=術后高度-術前高度。骨水泥滲漏指術后CT示椎間盤、椎旁或椎管內有骨水泥［8］。CT 值測量：采用西門子64 排螺旋CT 機進行椎間隙平行橫斷位掃描，掃描參數(shù)為層厚2 mm、層間距2 mm、電壓130 kV、電流140 mA，對傷椎骨皮質與松質左上、右上、左下、右下4 個點位的CT 值進行檢測，取平均值。

1.3 分組

術后1 個月對患者進行疼痛緩解程度評估，以疼痛緩解程度＜ 70%為早期疼痛緩解不佳。疼痛緩解程度（%）=（術前VAS 評分-術后VAS 評分）/術前VAS 評分×100%［9］。根據(jù)術后早期疼痛緩解情況將患者分為疼痛緩解組（n=193）和疼痛緩解不佳組（n=35）。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 22.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料以例數(shù)和百分數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗；符合正態(tài)分布的計量資料以x±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。采用R 4.1.3 軟件glmnet包進行LASSO 回歸分析以篩選協(xié)變量，在此基礎上采用多因素logistic 回歸模型分析椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解情況的影響因素。采用R 4.1.3 軟件rms 包構建OVCF 早期疼痛緩解不佳的列線圖模型，繪制ROC 曲線以評價該列線圖模型的區(qū)分度，采用Bootstrap 法重復抽樣1 000 次進行內部驗證，采用H-L 擬合優(yōu)度檢驗、校準曲線對列線圖模型進行評價和校準，繪制決策曲線評價列線圖模型的臨床有效性。以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 2 組患者各項因素比較

2組患者既往腰傷史、骨折嚴重程度、皮質斷裂、椎體前緣高度恢復情況、椎體中間高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型、骨折椎體數(shù)、軟組織封閉、CT值差異均有統(tǒng)計學意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 2組患者一般資料、基礎疾病、疾病相關因素和手術相關因素Tab.1 General information，basic diseases，diseases and surgery related factors of 2 groups

2.2 椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳因素的篩選

將椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解情況作為因變量，將一般資料、基礎疾病、疾病相關因素、手術相關因素作為自變量，通過LASSO 回歸模型的三折交叉驗證確定最佳懲罰項系數(shù)λ，最終篩選出9個潛在的影響因素，分別為既往腰傷史、骨折嚴重程度、皮質斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復情況、椎體中間高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型、CT 值（圖1）。

圖1 LASSO回歸Fig.1 LASSO regression

2.3 椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳的多因素分析

將LASSO 回歸篩選的協(xié)變量作為自變量行多因素logistic 回歸分析，結果顯示，既往腰傷史、骨折嚴重程度、皮質斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型為椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的獨立影響因素（P＜ 0.05，表2）。

表2 椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的多因素logistic回歸分析Tab.2 Multivariant logistic regression analysis of poor early pain relief of OVCF treated with vertebral augmentation

2.4 列線圖模型的建立與驗證

基于上述影響因素構建椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳的列線圖模型（圖2）。ROC 曲線分析結果顯示，該列線圖模型預測椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的曲線下面積為0.900（95%置信區(qū)間為0.824 ～ 0.976，圖3a）；采用Bootstrap 法重復抽樣1 000 次，結果顯示，該列線圖模型預測概率與實際概率基本吻合（圖3b）；H-L 擬合優(yōu)度檢驗結果顯示，該列線圖模型預測概率與實際概率差異無統(tǒng)計學意義（χ2=1.952，P＞0.05）。

圖2 預測椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的列線圖模型Fig.2 Nomogram model predicting poor early pain relief of OVCF treated with vertebral augmentation

圖3 預測椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳的列線圖模型驗證Fig.3 Validation of nomogram model predicting poor early pain relief in OVCF treated with vertebral augmentation

2.5 列線圖模型的臨床有效性

決策曲線分析結果顯示，當該列線圖模型預測椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的概率閾值為0.10 ～ 0.90 時，患者的凈受益率＞ 0（圖4）。

圖4 決策曲線評估列線圖模型預測椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳的臨床有效性Fig.4 Clinical effectiveness of Nomogram model predicting poor early pain relief in OVCF treated with vertebral augmentation by decision curve

3 討 論

骨質疏松人群隨著人口老齡化加劇而快速擴增［10］，導致OVCF 患者逐年增加［1］。椎體強化術因創(chuàng)傷小、恢復快等優(yōu)勢在臨床廣泛應用，但臨床實踐發(fā)現(xiàn)，OVCF 患者術后早期疼痛緩解不佳時有發(fā)生，本研究中228 例患者術后1 個月疼痛緩解不佳者35 例，占15.4%，與相關研究結果［11］一致。術后疼痛持續(xù)存在，不僅嚴重影響患者術后生活質量，還影響康復進程。本研究采用列線圖模型將各因素對椎體強化術治療OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的影響進行量化，以便為患者個體化治療措施的制訂提供參考。

本研究采用LASSO回歸模型篩選協(xié)變量，克服了傳統(tǒng)篩選方式對多重共線性因素無法篩選的缺點，并在此基礎上行多因素logistic回歸分析，篩選出的變量更具代表性，預測能力更強［12］。本研究將LASSO回歸篩選的協(xié)變量作為自變量行多因素logistic回歸分析，結果顯示，既往腰傷史、骨折嚴重程度、皮質斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型為椎體強化術治療OVCF早期疼痛緩解不佳的獨立影響因素。

有既往腰傷史的患者術后早期疼痛緩解不佳發(fā)生率更高，可能與既往腰傷引起的局部軟組織損傷未得到及時有效的處理，導致局部軟組織長期處于慢性炎性狀態(tài)有關，在椎體強化術后炎性反應仍未得到緩解，因而疼痛未見明顯改善。部分PKP 術后疼痛緩解不佳的患者進行軟組織封閉后疼痛有效緩解［12-13］。本研究單因素分析結果顯示，2 組軟組織封閉差異有統(tǒng)計學意義，但多因素分析并未顯示具有統(tǒng)計學意義，考慮可能與本研究納入的患者進行軟組織封閉治療者較少有關，有待于后續(xù)增加樣本量進一步分析。另外，有既往腰傷史者若未及時治療可引起后凸或側凸畸形，若治療時畸形未得到緩解，易導致術后早期疼痛緩解不佳［14］。本研究發(fā)現(xiàn)，骨折嚴重程度、皮質斷裂均為OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的獨立影響因素，與相關研究結果一致［15］。皮質斷裂可導致椎體與椎間盤的連接出現(xiàn)裂隙而在椎體處形成小阻力通道，使骨水泥經(jīng)該通道進入椎間盤對神經(jīng)根造成壓迫，引起疼痛。骨折越嚴重意味著傷椎的體積越小，較小的傷椎體積不足以飽和骨水泥，也容易發(fā)生骨水泥的滲漏［16］。骨折椎體數(shù)雖然在單因素分析時具有統(tǒng)計學意義，但未通過LASSO 回歸的篩選，考慮可能是該指標與骨折嚴重程度等指標存在多重共線性。

既往研究［17］顯示，隨著骨水泥注入量的增加，患者術后疼痛緩解效果更好，提示骨水泥注入量與疼痛緩解有一定的劑量-效應關系；但隨著骨水泥注入量的增加，骨水泥進入椎體間隙，壓迫椎管內神經(jīng)根的風險也相應增加。本研究結果顯示，骨水泥-椎體百分比為患者術后早期疼痛緩解不佳的影響因素。《急性癥狀性骨質疏松性胸腰椎壓縮骨折椎體強化術臨床指南》［5］也建議骨水泥-椎體百分比應控制在11.6% ～ 30.0%為宜。另外，骨水泥分布情況也對術后疼痛緩解有重要的影響，O 型分布時骨水泥呈團塊狀進入椎體而分布不均，H 型分布則具有平臺支撐作用而使骨水泥分布更均勻，當骨水泥彌散漫過中線至對側椎弓根時，可使骨水泥與椎體內碎裂的骨小梁結合更牢靠而有效消除碎裂骨小梁的微動而提升鎮(zhèn)痛效果［18］。

本研究結果顯示，椎體前緣高度恢復情況為椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的獨立影響因素，而椎體中間高度恢復情況則非獨立影響因素，與相關研究結果一致［19］。有學者［20］曾對三柱理論進行研究，發(fā)現(xiàn)脊柱穩(wěn)定性與脊柱中柱和前緣均有密切的關系，而前中柱承受應力超過80%，因此，患者術后椎體前緣高度恢復情況對患者脊柱穩(wěn)定性具有重要影響，前緣高度恢復較差易引起脊柱不穩(wěn)而增加術后早期疼痛緩解不佳概率。

既往對于OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的影響因素雖有相關報道，但并未將獨立影響因素整合成預測模型，不利于患者的個體化預測［21-22］。列線圖模型是在多因素logistic 回歸分析基礎上建立的可視化預測模型，將多因素分析中獲得的獨立影響因素繪制在列線圖模型中，對各獨立性影響因素進行賦分，實現(xiàn)了不同情況患者的個體化預測，為個體化干預措施的制訂提供參考。經(jīng)ROC 曲線及內部驗證校準曲線分析證實，本研究建立的列線圖模型具有較高的準確度與區(qū)分度，對于高風險患者可考慮在術前采取針對性的干預措施以降低術后疼痛緩解不佳的風險。

綜上所述，椎體強化術治療OVCF 早期疼痛緩解不佳主要受既往腰傷史、骨折嚴重程度、皮質撕裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型等因素的影響，根據(jù)上述因素建立的列線圖模型預測早期疼痛緩解不佳具有較高的準確性與區(qū)分度。