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椎体CT值预测单纯斜外侧腰椎间融合术后融合器下沉

 阮朝阳的图书馆 2021-12-30

来源:中国修复重建外科杂志

作者:周晶,周蕾,刘超,袁超,王建

中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院骨科
引用本文:周晶, 周蕾, 刘超, 等. 椎体CT值预测单纯斜外侧腰椎间融合术后融合器下沉. 中国修复重建外科杂志, 2021, 35(11): 1449-1456. doi: 10.7507/1002-1892.202105058

 摘 要

目的 探讨腰椎椎体CT值与单纯斜外侧腰椎间融合术(oblique lumbar interbody fusion, OLIF)治疗退变性腰椎疾病中融合器下沉的关系。

方法 回顾分析2016年2月—2018年10月采用单纯OLIF治疗的35例腰椎退变性疾病患者临床资料。男15例,女20例;年龄29~81岁,中位年龄 58 岁。手术节段39个,其中单节段32例,双节段2例,三节段1例。采用术前腰椎CT测量L1椎体轴位、L1~4椎体轴位和矢状位、手术融合节段及上下椎体轴位CT值作为骨密度指标,同时采用双能X线吸收测定法记录最低T值。记录术前和末次随访时疼痛视觉模拟评分(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)评分;末次随访时通过腰椎正侧位和动力位X线片评价腰椎间融合。末次随访时采用腰椎侧位X线片测量融合器下沉,并将患者分为下沉组和非下沉组。对年龄、性别、身体质量指数、最低T 值、椎体CT值、疾病类型、手术节段进行单因素分析,初步筛选融合器下沉的影响因素;进一步采用logistic回归进行多因素分析,筛选融合器下沉的独立危险因素。采用 ROC 曲线和曲线下面积(area under curve,AUC)分析CT 值和最低T值预测融合器下沉。采用Spearman相关分析判断融合器下沉与临床结果的相关性。 

结果 患者均获随访,随访时间27~58个月,平均38.7个月。末次随访时,患者VAS评分和ODI评分均较术前显著下降(t=32.850, P=0.000; t=31.731, P=0.000)。无下肢神经症状复发患者,无1例患者行翻修手术。27例(77.1%)未发生融合器下沉(非下沉组);8例(22.9%)发生融合器下沉1.1~4.2 mm,平均2.2 mm (下沉组)。末次随访时,下沉组和非下沉组分别有1例腰椎间未融合,两组椎间融合率(96.3%vs. 87.5%)比较差异无统计学意义(P=0.410)。单因素分析显示,椎体CT值(L1 轴位、L1~4轴位和矢状位、手术节段及上下椎体轴位)和最低T值是融合器下沉的影响因素(P<0.05)。根据ROC曲线分析,与最低T值AUC 0.738[95%CI(0.540, 0.936)]相比,L1~4轴位CT值的AUC为0.850[95%CI(0.715, 0.984)],可更加有效预测融合器下沉。多因素分析显示,L1~4轴位CT值是融合器下沉的独立危险因素(P<0.05)。

结论 拟行单纯OLIF前进行基于腰椎CT 的椎体CT值测量可预测融合器下沉风险,腰椎椎体低CT值患者有较高融合器下沉风险,但融合器下沉并未导致不良临床结果。

关键词:斜外侧腰椎间融合术;CT 值;骨质疏松;融合器下沉;退变性腰椎疾病

正 文

近年来,斜外侧腰椎间融合术(oblique lumbar interbody fusion, OLIF)提供了新的微创腰椎融合选择[1-2],通过前方大血管和腰大肌解剖间隙充分切除椎间盘和放置更大融合器,获得间接减压,促进椎间融合。日益增多的临床报道提示该术式可广泛用于退变性腰椎疾病治疗及术后翻修,能取得良好的近期临床结果[3]。尽管OLIF 辅助双侧椎弓根螺钉固定提供了可靠的手术节段稳定性,有利于早期康复和椎间融合,但是单纯OLIF治疗腰椎退变性疾病也可获得良好结果[4-7]。同时,与辅助单/双侧椎弓根螺钉固定、侧方钉板/钉棒固定比较,单纯OLIF可减少手术时间、手术创伤、内植物相关并发症和治疗费用。在正确掌握适应证前提下,单纯OLIF可通过撑开恢复椎间隙高度,实现间接减压、复位轻度滑脱椎体、稳定及融合手术节段。融合器下沉是腰椎间融合术后并发症之一,是单纯OLIF手术面临的重要问题。融合器下沉受多因素影响,包括椎间隙过度撑开、融合器偏小、辅助固定、终板损伤等[8-9]。椎体骨质量被认为是影响腰椎间融合术后融合器下沉的最重要因素。
双能X线吸收测定法(dual-energy X-ray absorptiometry, DXA)是目前测量骨密度 T 值和诊断骨质疏松的金标准,但是该方法在腰椎骨密度测量中存在一些缺陷和限制。而基于 CT 的CT值测量,通过医院放射科PACS系统现有设备和软件即可完成,同时可有效避免基于DXA测量椎体骨密度T值的误差,通过针对性选择测量部位,提供位点特异性椎体骨密度 CT 值,有利于指导手术计划。迄今,尚未见评价椎体骨密度与单纯OLIF术后融合器下沉的相关性研究。本研究拟通过测量基于术前腰椎CT的CT值,分析骨密度对单纯OLIF 术后融合器下沉的影响,判断椎体CT值是否可作为融合器下沉的危险预测因子。报告如下。

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临 床 资 料

1.1 患者选择标准
纳入标准:① Meyerding分度为Ⅰ度的退变性腰椎滑脱、腰椎不稳、椎间盘源性腰痛、邻椎病,轻度成人退变性脊柱侧凸并且无冠状位及矢状位失稳和手术节段椎体骨质疏松;② 患者因腰痛和/或下肢疼痛接受至少6周保守治疗无效;③ 单纯行OLIF治疗,术中未发生终板骨折;④ 临床资料完整,包括神经功能和影像学检查(腰椎正侧位、双斜位和动力位X线片,MRI和CT扫描)。排除标准:① 腰椎峡部裂、腰椎感染、腰椎创伤、腰椎肿瘤;② L5、S1节段病变。2016年2 月−2018年10月共35 例患者符合选择标准纳入研究。
1.2 一般资料
本组男15例,女20 例;年龄29~81岁,中位年龄 58 岁。身体质量指数(body mass index, BMI) 19.9~31.9 kg/m²,平均25.3 kg/m²。其中退变性腰椎滑脱17 例,腰椎不稳8 例,邻椎病6例,成人退变性脊柱侧凸2例,椎间盘源性腰痛2例。所有患者均诉腰痛,20例患者有不同程度下肢神经根性症状或间隙性跛行。手术节段共39 个,其中单节段32 例,双节段2 例,三节段1例。
1.3 椎体CT值及最低T值测量
由于腰椎终板呈现不规则结构,在 CT 值测量中准确划定终板兴趣区存在困难和误差,故按照Schreiber等[10]的方法,采用PACS 系统软件对术前腰椎CT进行CT值测量。在腰椎轴位和矢状位上划选椭圆形兴趣区,囊括最大范围松质骨而避开皮质骨边缘、骨赘、骨硬化等异常结构。在椎体轴位测量3个部位CT值,分别为紧邻终板下方避开椎间隙结构选定的2处兴趣区和椎体中线兴趣区;该椎体轴位CT值定义为上述3个测量值的平均值。在椎体矢状位划定兴趣区测量矢状位CT值。分别测量记录L1椎体轴位CT值、L1~4椎体轴位和矢状位CT值、手术融合节段及上下椎体轴位CT值。
由于DXA诊断骨质疏松症的标准为:测量腰椎和髋部2个部位,共选择L1~4椎体、髋部的股骨颈和全髋3个兴趣区,以3个兴趣区中最低的T值进行判断。所以本研究记录以上 3 个兴趣区中的最低T值进行分析。
1.4 手术方法
患者于全麻下取右侧卧位,术中无神经电生理监测。使用可扩张工作通道(美敦力OLIF 25 系统;美敦力公司,美国)、同种异体骨(山西奥瑞生物材料有限公司)和融合器(美敦力Clydesdale融合器;美敦力公司,美国),按照沈俊宏等[11]报道的方法行单纯OLIF治疗,注意不损伤终板,选择适当大小融合器横跨双侧骺环。术后患者佩戴支具3个月以上。
1.5 临床和影像学评价指标
记录术前和末次随访时疼痛视觉模拟评分(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)评分;ODI评分中,考虑到中国患者对性问题持忌讳态度,删除该项评分,总分按45分计算。
末次随访时采用腰椎侧位X线片测量融合器下沉,考虑到融合器可能非平行于椎间隙进入终板,因此将融合器下沉定义为融合器移位进入头侧或尾侧终板的最大距离。如果头尾侧终板均发生融合器下沉,两者相加计算融合器下沉。根据融合器是否下沉,将患者分为下沉组和非下沉组。
末次随访时通过腰椎正侧位和动力位X线片评价腰椎间融合,椎间活动度>3°和位移>3 mm判定为未融合。
1.6 统计学方法
采用SPSS23.0 统计软件进行分析。计量资料符合正态分布时以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验,组内手术前后比较采用配对t检验;不符合正态分布时以中位数(四分位数间距)表示,组间比较采用Mann-Whitney U 检验。计数资料组间比较采用Fisher确切概率法。对年龄、性别、BMI、最低T值、椎体CT值、疾病类型、手术节段进行单因素分析,初步筛选融合器下沉的影响因素;进一步采用logistic回归进行多因素分析,筛选融合器下沉的独立危险因素。采用 ROC 曲线和曲线下面积(area under curve, AUC)分析椎体CT值和最低T值预测融合器下沉。采用Spearman 相关分析判断融合器下沉与临床结果相关性。检验水准取双侧α=0.05。

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结 果

2.1 总体疗效评价
本组患者均获随访,随访时间27~58个月,平均38.7个月。末次随访时,患者VAS评分和ODI评分分别由术前(5.4±1.0)、(28.7±4.9)分下降至(1.3±0.7)、(12.2±2.7)分,差异均有统计学意义(t=32.850,P=0.000;t=31.731,P=0.000)。无下肢神经症状复发患者,无1例患者行翻修手术。
35例患者中27 例(77.1%)未发生融合器下沉(非下沉组);8 例(22.9%)发生融合器下沉(下沉组),融合器下沉1.1~4.2 mm,平均2.2 mm。末次随访时非下沉组和下沉组VAS评分分别为1.0(1.0,2.0)、1.5(1.0,2.0)分,ODI评分分别为(12.0±2.8)、(12.9±2.7)分,比较差异均无统计学意义(Z=−1.155,P=0.248;t=−0.792,P=0.434)。下沉组患者中,3例术后腰痛程度较重,持续时间较久;6例出现术后左侧腹股沟和/或大腿前方疼痛麻木,经对症处理后1 个月内症状消失。融合器下沉程度与腰痛VAS 评分(rs=−0.220,P=0.601)和ODI评分(rs=0.525,P=0.182)无相关性。
末次随访时,有2例腰椎间未融合,其中下沉组1例(融合器下沉3.6 mm)、非下沉组1 例。总融合率为94.3%(33/35);非下沉组为96.3%(26/27)、下沉组为87.5%(7/8),两组比较差异无统计学意义(P=0.410)。见图1、2。
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图 1 非下沉组患者,女,51岁,L4椎体不稳X线片    a、b. 术前正侧位片;c、d. 术前动力位片;e、f. 术后12 个月正侧位片未见融合器下沉

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图 2 下沉组患者,女,66岁,L4滑脱(Meyerding分度Ⅰ度)X线片     a、b. 术前正侧位片;c、d. 术前动力位片;e、f. 术后12个月正侧位片见融合器下沉

2.2    椎体CT值预测融合器下沉
单因素分析显示,椎体CT值(L1轴位、L1~4轴位和矢状位、手术节段及上下椎体轴位)和最低T值是融合器下沉的影响因素(P<0.05)。见表1。根据ROC曲线分析,最低T值及椎体CT值均可预测融合器下沉,但与最低T值AUC[0.738, 95%CI(0.540, 0.936)]相比,L1~4轴位CT值的AUC为0.850[95%CI(0.715, 0.984)],可更加有效预测融合器下沉。以L1~4轴位CT值116.1 HU作为临界值预测融合器下沉的敏感性为87.5%,特异性74.1%;以最低T值−2.55 为临界值预测融合器下沉的敏感性为87.5%,特异性63.0%。见表2,图3、4。将表1 中两组间比较P<0.1 的相关因素作为可能的融合器下沉影响因素纳入logistic回归分析,包括年龄、最低T值和椎体CT值。由于L1轴位、 L1~4矢状位、手术节段及上下椎体轴位CT值与L1~4轴位CT值的AUC高度一致,而后者AUC值最大,所以仅选择L1~4轴位CT 值进行分析。多因素分析显示,L1~4轴位CT 值是融合器下沉的独立危险因素(P<0.05)。见表3。
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图 3 最低T值预测融合器下沉ROC曲线

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图 4 L1~4轴位CT值预测融合器下沉ROC曲线

下沉组中融合器下沉<2 mm 5例,≥2 mm 3例。融合器下沉≥2 mm者L1~4轴位CT值为63.4(63.3, 73.5)HU,显著低于融合器下沉<2 mm者112.1(106.4, 113.5)HU,差异有统计学意义(Z=-2.236, P=0.000)。

3

讨 论

腰椎融合术是治疗腰椎退变性疾病的重要方法,传统开放腰椎融合技术包括腰椎后外侧融合术、后方腰椎椎间融合术和经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)。近二十年来,微创TLIF获得良好临床结果,推动了微创腰椎融合技术的发展。OLIF 治疗腰椎退变性疾病可取得良好近期疗效,日益受到研究者重视。但目前对于OLIF手术适应证以及行单纯OLIF还是辅助固定 OLIF 仍然存在争议。与后路腰椎融合术比较,OLIF通过撑开椎间隙完成间接减压,显著降低了硬膜囊和神经损伤风险;同时经由腰大肌和大血管自然解剖间隙入路,显著减少了组织创伤、手术出血、感染和切口并发症;由于不破坏腰椎后方重要结构,可减轻术后腰痛,促进早期康复。与辅助固定OLIF 比较,单纯OLIF可减少组织创伤、手术出血、手术时间、材料费用以及内固定物相关并发症的发生,具备更加突出的微创技术优势。
本组临床观察发现,融合器下沉是OLIF术后常见并发症之一。目前少见针对OLIF 术后融合器下沉的研究报道,在融合器下沉危险因素、影像学和临床结果随访观察及防治措施等方面需要进一步研究。OLIF 与侧方腰椎椎间融合术(lateral lumbar interbody fusion, LLIF)同属腰椎前方入路技术,Le等[8]报道LLIF术后融合器下沉发生率为14.3%,Marchi等[9]报道为10%~30%,且下沉与融合器大小相关。融合器下沉与多种因素相关,手术相关因素包括椎间隙过度撑开、融合器偏小、侧方钉板固定和终板损伤等,应该引起术者高度重视[8-9,12-14]。目前认为无论采用单纯OLIF还是辅助固定OLIF 治疗腰椎退变性疾病,术后融合器下沉都与术中终板损伤、终板强度和椎体骨质疏松等有关。当适应证选择恰当时,单纯OLIF可以获得与辅助不同固定方式OLIF 相似的临床结果,并且可减少手术出血、手术时间和医疗费用。但是,一旦发生融合器下沉,可能加重术后腰痛和复发下肢神经症状,导致间接减压和融合失败。融合器大小决定其与椎体终板间接触面积,影响融合器下沉,大融合器下沉风险降低。因此,一般认为单纯OLIF 宜选择较大融合器,以增加节段稳定和减少下沉风险。
研究发现骨质疏松是腰椎间融合术融合器下沉的主要危险因素之一,对于骨质疏松患者应该在实施LLIF时考虑辅助后方固定[15]。低骨密度也是OLIF 术后融合器下沉的重要原因,骨质疏松/骨量减少可能对单纯OLIF 术后融合器下沉具有重要影响。因此,针对单纯OLIF术前患者的椎体骨质量评价必不可少。DXA是评价骨密度的金标准,广泛用于骨量减少和骨质疏松临床诊断。然而,研究发现DXA评价骨密度并不准确和完善,腰椎骨赘和病变、血管钙化、肠内容物、肥胖和金属材料等均可造成测量误差。有研究报道了用于脊柱融合患者的术前骨质量评价替代方法[10,16-18]。2011年,Schreiber等[10]报道了基于CT扫描检查的椎体CT值作为评价骨密度和骨质疏松的指标,与DXA比较,可减少皮质骨、血管钙化和椎体退变等不利影响;并且该方法可选择性测量特殊部位骨密度,如椎弓根和椎体终板[19]。另外,腰椎CT是腰椎融合术前常规检查,基于该CT图像和PACS软件系统的CT值测量并不增加额外费用和辐射暴露。
以终板骨密度判断局部骨质量具有高度可靠性,可用于预测椎体骨折和融合器下沉[20]。伴随高CT值的Modic征改变和终板硬化有利于防止融合器下沉发生,因此,Modic征或终板硬化患者可能是行单纯OLIF 治疗的恰当指征[21]。伴随2型Modic征的微结构改变不受终板局部骨密度影响,可能防止单纯LLIF术后融合器下沉发生[22]。Zou等[23]报道了253例腰椎退变性疾病接受腰椎后外侧融合术和后方腰椎椎间融合术后结果,发现与DXA测量T值比较,CT值可以更好预测术后椎弓根螺钉松动发生。由于在单纯OLIF 术中不使用辅助固定,术后更加可能发生融合器下沉,从而导致椎间隙和椎间孔高度下降、神经再次受压和间接减压失败,因此,观察椎体骨密度具有突出研究价值。椎体终板形态不规则,在CT值测量中准确划定终板兴趣区存在困难和误差,目前尚缺乏标准方法。因此,本研究参考相关文献,将椎体上下终板邻近区域和椎体中份3个部位兴趣区CT值的平均值作为该椎体CT值,用CT值代替T值评估椎体骨密度,分析CT值与融合器下沉的关系。
一项针对融合器下沉的综述报道了1 362例LLIF术后患者中,有141例(10.3%)发生融合器下沉[24]。本组融合器下沉发生率为22.9%,高于上述文献报道结果,接近于Abe等[25]报道的18.7%。本研究发现腰椎椎体低CT值与融合器下沉存在明显相关性,以L1~4轴位CT 值116.1 HU作为临界值,其敏感性和特异性分别为87.5%和74.1%,提示椎体CT值低于116 HU时,实施单纯OLIF 将显著增加融合器下沉风险。结合文献[23],建议在计划行单纯OLIF 术前测量椎体CT 值,选择 CT值>110 HU者实施手术以降低融合器下沉风险。
考虑到融合器可能发生与椎间隙不平行一致的下沉,所以存在融合器下沉距离较大而椎间隙高度下降不显著的可能,尤其是下沉距离小时。本组融合器下沉距离为 1.1~4.2 mm,平均 2.2 mm,所以本研究未采用 Marchi 等[9]介绍的融合器下沉分级方法。结果显示,与融合器下沉<2 mm 者比较,融合器下沉≥2 mm 者腰椎椎体 CT 值显著更低(Z=−2.236, P=0.000),与Oh 等[26]报道结论一致。
尽管本研究融合器下沉发生率高达22.9%,但下沉组和非下沉组临床结果相似,融合器下沉并未显著影响VAS 评分和ODI评分改善程度,且35例患者中无复发下肢疼痛和翻修手术者。根据文献报道,融合器下沉通常发生于术后3 个月内,因此建议患者佩戴腰部支具3个月以上。对于已发生融合器下沉的患者,支具佩戴时间需延长并严密随访。关于融合器下沉程度是否存在显著临床意义,目前尚存在争议,Cho等[27]认为融合器下沉并不显著影响临床结果;而 Tempel 等[28]的研究结果不同于上述结论,认为单纯LLIF术后融合器显著下沉与再次手术密切相关。本研究中融合器下沉最大为4.2 mm,结果显示下沉程度与临床结果无关。
本研究体会:① 单纯OLIF适应证包括Meyer-ding分度为Ⅰ度的退变性腰椎滑脱、腰椎不稳、椎间盘源性腰痛、邻椎病、轻度成人退变性脊柱侧凸且无冠状位及矢状位失稳;② 融合节段腰椎椎体骨密度正常可显著降低融合器下沉风险;③ 手术节段椎体HU值低于110 为单纯OLIF 手术禁忌证;④ 终板硬化提示局部骨密度增加,可显著降低融合器下沉风险;⑤ 避免术中终板损伤是防止融合器下沉的重要前提,应强调规范处理终板软骨、正确选择和放置融合器;⑥ 单纯OLIF术后佩戴支具3个月以上,针对融合器下沉患者酌情延长支具佩戴时间;⑦ 早期随访提示融合器下沉未影响良好的临床结果,但需要中长期随访进一步评价。
本研究局限性:① 本组患者仅包括退变性腰椎滑脱、腰椎不稳、成人退变性侧凸、邻椎病和椎间盘源性腰痛,存在病例异质性。② 病例数相对较少,随访时间短,为回顾性研究,缺乏前瞻性大样本长期随访研究。③ 采用腰椎侧位摄片而非CT测量融合器下沉有误差可能。④ 虽然将术中明确发生终板骨折的病例排除研究,但是无法可靠识别终板处理和融合器置入过程中终板损伤发生情况。⑤ 本组未探讨融合器大小、放置部位、椎间隙高度改变与下沉间的关系,上述诸多因素可能导致椎体终板与融合器之间不匹配,由此导致融合器下沉。
综上述,单纯OLIF 治疗退变性腰椎疾病具有一些优点,但也存在融合器下沉风险。椎体CT值是评价骨密度的简捷可靠方法,可有效预测单纯OLIF术后融合器下沉风险。尽管融合器下沉程度是否存在显著临床意义目前尚存在争议,本研究融合器下沉未导致不良临床结果,但仍然建议选择椎体 CT 值>110 HU 的患者实施单纯OLIF 手术。

通讯作者

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王建,陆军军医大学第二附属医院骨科主任医师、教授,主要从事脊柱外科临床工作及研究,在微创脊柱外科方面积累了丰富临床经验。

第一作者

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周晶,陆军军医大学第二附属医院骨科在读硕士。

参考文献:

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