基于CT檢查的頸椎人工間盤置換術(shù)后椎旁骨化長期進(jìn)展評價

曾成，田偉，劉波，韓驍，范明星

北京積水潭醫(yī)院，北京100035

頸椎人工間盤置換(CADR)術(shù)是近年來具有突破意義的新技術(shù)，可以有效保留術(shù)后手術(shù)節(jié)段的頸椎活動度和椎間盤高度[1]，減少鄰近節(jié)段的應(yīng)力，從而減少鄰近節(jié)段退變(ASD)的發(fā)生[2～4]。但CADR的手術(shù)節(jié)段出現(xiàn)的異位骨化(HO)現(xiàn)象有可能導(dǎo)致手術(shù)節(jié)段活動度下降，進(jìn)而導(dǎo)致ASD[1,5～11]。此外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)CADR術(shù)后的HO與傳統(tǒng)意義上外傷或四肢人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后HO相比，不管在形態(tài)還是生長特點方面都存在諸多差異，并且很難從組織學(xué)和影像學(xué)上鑒別HO與椎旁骨贅，因此建議使用椎旁骨化(PO)這一概念來描述CADR術(shù)后出現(xiàn)的骨化灶[6]。目前應(yīng)用最廣泛的PO分型方法是McAfee分型[12]。然而椎體側(cè)方即鉤椎關(guān)節(jié)(Luschka關(guān)節(jié))區(qū)域是術(shù)后PO好發(fā)部位之一[6]，傳統(tǒng)X線平片不能很好地顯露椎體側(cè)方的PO，這使得McAfee分型在評價PO時存在許多局限性[7,13,14]。與X線平片相比，CT技術(shù)可以提供三維立體的椎體斷層圖像，因而在評估PO時具有顯著優(yōu)勢。本研究基于CT檢查，對CADR術(shù)后鄰近節(jié)段及正常節(jié)段PO的發(fā)生率和分級變化情況進(jìn)行觀察和評價?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2004年3月～2009年12月因頸椎間盤突出癥或退行性頸椎管狹窄癥在北京積水潭醫(yī)院行單節(jié)段Bryan CADR的患者(年齡18～65歲)進(jìn)入研究?；颊呔赏恢委熃M完成手術(shù)。手術(shù)均采用頸前路橫切口，使用Smith-Robinson入路，并依照Bryan CADR的手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)操作流程完成人工間盤假體置入?；颊呔谛g(shù)后第2天下地活動，并佩戴頸托2周。排除有脊柱手術(shù)史者，手術(shù)節(jié)段多于單節(jié)段者，合并頸椎不穩(wěn)定、脊柱腫瘤、脊柱感染、頸椎骨折、頸椎韌帶骨化癥或頸椎韌帶鈣化癥者或有相關(guān)病史者，合并鈣磷代謝異常者，在隨訪期間進(jìn)行過脊柱翻修手術(shù)或其他脊柱手術(shù)者。共有53例患者進(jìn)入研究，其中45例完成隨訪。45例中，男30例、女15例，年齡25～56歲，置換節(jié)段C3～44例、C4～57例、C5～626例、C6～78例，隨訪57～108個月。

1.2 CT檢查及頸椎節(jié)段分組 在術(shù)前和最終隨訪時，所有患者使用Aquilion 64-slice scanner進(jìn)行頸椎CT圖像采集,頸椎CT圖像使用Mimics14.0軟件進(jìn)行三維重建。重建范圍均選擇C1～T2節(jié)段，層厚設(shè)定為0.5 mm。采用Kouyoumdjian等[15]的三維重建方案，即冠狀位切片的基準(zhǔn)平面與手術(shù)節(jié)段的下一節(jié)段椎體的后壁平面平行，矢狀位切片的基準(zhǔn)平面與冠狀位平面垂直，軸位切片的基準(zhǔn)平面與手術(shù)節(jié)段的下一節(jié)段椎體的上終板平行。將各頸椎節(jié)段分為手術(shù)節(jié)段組、鄰近節(jié)段組和非鄰近節(jié)段組(對照組)。由兩名脊柱外科醫(yī)師分別獨立對所有患者C2～3至C7～T1節(jié)段進(jìn)行PO分級。

1.3 PO分級評估 采用改良的基于CT影像的分級系統(tǒng)對各節(jié)段PO進(jìn)行評估。此分級系統(tǒng)以各節(jié)段椎體中心為圓心，按順時針方向?qū)⒆甸g盤平面進(jìn)行12等分并編號(圖1)。根據(jù)頸椎的解剖學(xué)特點，進(jìn)一步將這12區(qū)劃分為四個功能區(qū)域。將第3、4、5區(qū)，即左側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域劃分為區(qū)域L(左側(cè)區(qū)域)；將第8、9、10區(qū)，即右側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域劃分為區(qū)域R(右側(cè)區(qū)域)；將第1、2、11、12區(qū)劃分為區(qū)域A(前方區(qū)域)；將第6、7區(qū)劃分為區(qū)域P(后方區(qū)域)。對各節(jié)段四個區(qū)域PO進(jìn)行分級，共分為0、1、2、3級共4個級別。椎間盤區(qū)無明顯椎旁骨化形成為0級(圖2A)；椎間盤區(qū)有椎旁骨化形成，但未超過椎間隙水平為1級(圖2B)；椎間盤區(qū)椎旁骨化超過椎間隙水平為2級(圖2C)；椎間盤區(qū)椎旁骨化形成橋狀連接或發(fā)生融合為3級(圖2D)。若隨訪時PO分級高于術(shù)前，則定義為PO進(jìn)展，反之則定義為未進(jìn)展。

注;A為0級,B為1級,C為2級,D為3級。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS20.0軟件。計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CADR術(shù)后頸椎節(jié)段PO分級與分布 手術(shù)節(jié)段組、鄰近節(jié)段組、對照組的L、R、A、P區(qū)域術(shù)后高級別(2級和3級)PO比例均高于術(shù)前(P均<0.05)。見表1。不同年齡、性別及隨訪時長的患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 CADR手術(shù)前后各組頸椎節(jié)段四個功能區(qū)域PO分級情況(%)

2.2 CADR術(shù)后頸椎節(jié)段PO進(jìn)展情況 因無患者行C2～3和C7～T1節(jié)段的手術(shù)，故只統(tǒng)計行C3～4至C6～7節(jié)段手術(shù)患者的資料。由表2可知，手術(shù)節(jié)段組的L、R區(qū)域PO進(jìn)展比例均高于對照組(P均<0.01)。手術(shù)節(jié)段組的A、P區(qū)域PO進(jìn)展比例與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，鄰近節(jié)段組各區(qū)域PO進(jìn)展比例與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 CADR術(shù)后各組頸椎節(jié)段四個功能區(qū)域PO分級進(jìn)展情況(%)

3 討論

3.1 鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域PO發(fā)生率被低估 CADR術(shù)后PO的出現(xiàn)可能導(dǎo)致手術(shù)節(jié)段活動度下降[16]。本研究中約50%的患者在手術(shù)節(jié)段的雙側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域出現(xiàn)了高級別PO。但一項Meta分析報道CADR術(shù)后高級別PO的發(fā)生率僅為16.7%[17]。造成這種差異的原因可能是該研究采用的PO分級系統(tǒng)基于傳統(tǒng)X線平片，而X線平片對兩側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域PO的評價敏感度并不高[7]。在本研究中，A、P區(qū)域的3級PO發(fā)生率為15.9%，與Meta分析的結(jié)果接近。因此,有理由認(rèn)為既往研究對于椎體兩側(cè)區(qū)域的PO發(fā)生率存在低估現(xiàn)象。本研究認(rèn)為，相對于傳統(tǒng)的X線分級法，基于CT的PO分級方法具有顯著的優(yōu)勢。

3.2 PO與ASD CADR對ASD的保護(hù)作用一直是研究的熱點。有學(xué)者[17]分析認(rèn)為,PO會導(dǎo)致手術(shù)節(jié)段活動度下降。Lee等[18]研究認(rèn)為,PO與術(shù)后ASD的發(fā)生顯著相關(guān)。因此，鄰近節(jié)段PO的嚴(yán)重程度是評價ASD的重要指標(biāo)之一。由于不同頸椎節(jié)段的生物力學(xué)特點不同，不同節(jié)段的PO發(fā)生率也不同。即使是同一節(jié)段，該節(jié)段作為手術(shù)節(jié)段、鄰近節(jié)段或非鄰近節(jié)段時所受生物力學(xué)影響也不同，因此PO發(fā)生率也不盡相同。一項Meta分析結(jié)果顯示，CADR相較于ACDF，ASD發(fā)生率顯著降低[19]。Garrido等[20]發(fā)現(xiàn),CADR比ACDF鄰近節(jié)段術(shù)后的PO發(fā)生率顯著降低。但對于CADR是否會影響鄰近節(jié)段PO形成，既往并未有相關(guān)研究。本研究發(fā)現(xiàn)，盡管術(shù)后鄰近節(jié)段PO發(fā)生率高于術(shù)前，但PO進(jìn)展比例與對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差異，因此認(rèn)為鄰近節(jié)段PO變化可能與7年隨訪過程中的正常退變有關(guān)，CADR并不會加速鄰近節(jié)段PO的進(jìn)展。

3.3 PO形成原因 PO的形成原因至今仍無定論。有研究認(rèn)為PO的形成與退行性改變相關(guān)的炎癥反應(yīng)有關(guān)，退變過程中出現(xiàn)的骨贅和PO的發(fā)展進(jìn)程是一致的，且PO的進(jìn)展與節(jié)段退變的進(jìn)程存在一致性[9]。Tian等[6]認(rèn)為，不同于HO原始定義中的軟組織異常成骨，CADR術(shù)后PO并非起源于軟組織，可能是由術(shù)前的骨贅發(fā)展而成，或由于術(shù)后環(huán)境因素變化而新生成。Wu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，PO的形成與進(jìn)展是動態(tài)且持續(xù)的過程，不同于四肢外傷或關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生的HO，CADR術(shù)后的PO在術(shù)后并不會進(jìn)入“成熟期”，而是在數(shù)年后仍呈現(xiàn)出持續(xù)進(jìn)展的趨勢。這表明退行性改變在PO的形成機(jī)制中起重要作用。這也是CADR術(shù)后的PO區(qū)別于傳統(tǒng)HO的一個重要原因。本研究中，手術(shù)節(jié)段鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域的PO進(jìn)展嚴(yán)重程度顯著高于對照組。而在A、P區(qū)域，雖然隨訪中其高級別PO比例高于術(shù)前，但其進(jìn)展比例與對照組無顯著差異。因此我們認(rèn)為CADR對手術(shù)節(jié)段PO進(jìn)展的影響主要發(fā)生在鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域，而非前后區(qū)域。

許多學(xué)者認(rèn)為，促進(jìn)CADR術(shù)后PO形成的原因之一是手術(shù)操作所產(chǎn)生的殘余骨屑[8,11,21]。Wu等[13]發(fā)現(xiàn)，手術(shù)操作中使用金屬球形磨鉆頭術(shù)后PO發(fā)生率較使用鉆石磨鉆頭增高。因此我們建議術(shù)中盡量使用鉆石磨頭以減少骨屑產(chǎn)生，并在手術(shù)置入椎間盤假體前和關(guān)閉切口前充分沖洗術(shù)區(qū)，以減少骨屑?xì)埩?。椎間盤置入操作中對終板打磨后繼發(fā)的成骨反應(yīng)也可能是促進(jìn)PO形成的因素[14]。在CADR手術(shù)中，一般建議盡量保留雙側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)的完整性。但在減壓和假體置入操作中經(jīng)常難免會觸及或損傷鉤椎關(guān)節(jié)皮質(zhì)，并且有時為減壓充分需對鉤椎關(guān)節(jié)進(jìn)行部分切除。本研究中手術(shù)節(jié)段鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域PO的進(jìn)展可能也與術(shù)中鉤椎關(guān)節(jié)骨皮質(zhì)的損傷有關(guān)。此外，在Bryan頸椎人工間盤的植入標(biāo)準(zhǔn)操作中，并未強制要求清除手術(shù)節(jié)段的骨贅，這也就導(dǎo)致一些低級別骨贅隱藏在兩側(cè)鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域未被清除，并可能在術(shù)后進(jìn)展為高級別PO。因此，對CADR手術(shù)適應(yīng)證的嚴(yán)格把握也是減少術(shù)后PO形成的關(guān)鍵。對于術(shù)前即存在高級別PO的患者，術(shù)后PO進(jìn)展的危險性極高，因此在設(shè)計手術(shù)方案時應(yīng)將此納入考慮。對于已存在低級別PO的患者，術(shù)中是否保留鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域周圍骨贅也有待考量，根據(jù)現(xiàn)有研究仍難以給出合適的建議，亟待未來深入研究。

在假體設(shè)計上，Bryan假體表面聚氨基甲酸乙酯被膜可以減少摩擦力和磨損，并限制軟組織和骨長入[7]，進(jìn)而延緩局部PO進(jìn)展。Bryan假體按標(biāo)準(zhǔn)置入后，椎體的前后邊緣與假體的接觸部分均會受到這一保護(hù)因素影響，這在一定程度上解釋了為何手術(shù)節(jié)段前后區(qū)域沒有出現(xiàn)PO顯著進(jìn)展。但兩側(cè)的鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域因位置關(guān)系并不會受到Bryan假體表面的影響，這也與本研究觀察結(jié)果相符。這可能會為未來的新型假體設(shè)計提供一些思路。

綜上所述，根據(jù)長期隨訪的影像學(xué)結(jié)果，CADR術(shù)后手術(shù)節(jié)段的高級別PO發(fā)生率較術(shù)前明顯增高。CADR對于手術(shù)節(jié)段PO進(jìn)展的影響主要集中在鉤椎關(guān)節(jié)區(qū)域，而對前后區(qū)域的PO進(jìn)展影響較小。CADR對鄰近節(jié)段PO形成的影響不顯著。本研究的局限之處在于僅對Bryan椎間盤一種假體進(jìn)行了隨訪研究。而不同假體的設(shè)計使得假體關(guān)節(jié)組件構(gòu)成存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致假體生物力學(xué)特性不同。并且不同的假體其手術(shù)操作也存在差異。這些都有可能對PO發(fā)展產(chǎn)生不同影響。此外，以上結(jié)論僅基于PO的影像學(xué)研究，如果在未來隨訪中加入查體和癥狀分析，將會得到更加全面、更具指導(dǎo)價值的結(jié)果。