Roussouly 分型預(yù)測退變性脊柱側(cè)凸長節(jié)段內(nèi)固定術(shù)后機械性并發(fā)癥的有效性分析

李立新 劉穎 樊國峰 路博 孫祥耀 海涌

成人退變性脊柱畸形 (adult degenerative scoliosis，ADS)為一種三維脊柱畸形。在既往研究中，冠狀位矯形的矯形被作為手術(shù)的重點。胸腰段椎體旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的后凸畸形對脊柱畸形有重要影響，從而對矢狀位畸形有重要影響[1]。目前，脊柱矢狀位畸形也引起很多重視。脊柱畸形會減少腰椎前凸角 (lumbar lordosis，LL)，增加胸椎后凸角 (thoracic kyphosis，TK)，進而改變理想的脊柱矢狀面形態(tài)[2]。為了實現(xiàn)理想的矢狀位矯形，既往研究已經(jīng)建立了不同的評估系統(tǒng)對 ADS 進行術(shù)前分析，從而為脊柱畸形矯形策略的制訂提供參考。ADS 患者的術(shù)前評估系統(tǒng)包括 SRS-Schwab 分型 (Scoliosis Research Society-Schwab classification)[3]、Roussouly 分型[4]等。

根據(jù) SRS-Schwab 分型，矯形的主要目標(biāo)包括骨盆投射角 (pelvic incidence，PI)與 LL 之差 (PI-LL)＜ 10°，骶骨傾斜角 (pelvic tilt，PT)＜ 20°，矢狀位垂直軸 (sagittal vertical axis，SVA)＜ 4 cm[3,5]。然而，在按照 SRS-Schwab 分型進行 ADS 矯形后，機械性并發(fā)癥仍然有較高的發(fā)生率[6]。此類分型難以有效預(yù)測 ADS 矯形術(shù)后的臨床療效，尤其是在無矢狀位畸形時，此分型的預(yù)測效果更差。在 Roussouly 分型中，根據(jù)骶骨傾斜角 (sacral slope，SS)和 LL 的形態(tài)特點將脊柱形態(tài)分為 4 種分型。此分型在隨后的研究中得到進一步更新，增加了前傾 3 型[7]。前傾 3 型的主要特點為 PI 較小，SS ＞ 35°，PT 較小甚至為負(fù)值[7]。此分型將所有影像學(xué)參數(shù)與理想脊柱序列進行比較，從而評估兩者之間的差異。除此之外，理想的矢狀位序列受 PI 與其它影像學(xué)參數(shù)間相互關(guān)系的影響。這是由于 PI 相對較為恒定所致[8]。Roussouly 分型有助于明確脊柱的應(yīng)力集中區(qū)域。在此分型中，LL 降低及平背會導(dǎo)致椎間盤內(nèi)應(yīng)力增加；LL 增加會增加后柱結(jié)構(gòu)的接觸應(yīng)力[9]。Roussouly 分型有助于預(yù)測最佳的連接棒彎曲角度以及最佳的脊柱矯形程度。然而，脊柱退變會改變脊柱的解剖特點，進而影響脊柱不同節(jié)段、骨盆、髖關(guān)節(jié)以及膝關(guān)節(jié)的代償能力。這將使 Roussouly 分型在 ADS 評估中的準(zhǔn)確性仍有爭議[10]?；仡櫺苑治?2016年 12 月至 2018年 10 月，于河北中石油中心醫(yī)院和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院接受長節(jié)段內(nèi)固定術(shù)治療的 71 例 ADS 患者的臨床資料，對 Roussouly 分型在預(yù)測 ADS 長節(jié)段內(nèi)固定矯形術(shù)后機械性并發(fā)癥方面的準(zhǔn)確性進行評估，并分析其特點，報道如下。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡 ＞ 60 歲者；(2)融合節(jié)段 ≥ 4 個椎體者；(3)冠狀面 Cobb’s 角 (coronal Cobb’s angle，CA)≥ 20°，SVA ≥ 5 cm，PT ≥ 25°，胸椎后凸角 (thoracic kyphosis，TK)≥ 60° 者；(4)隨訪時間 ≥ 2年者。

2.排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往脊柱融合手術(shù)史者；(2)合并其它脊柱病變、自身免疫疾病、感染、腫瘤等疾病者。

二、一般資料

本研究共納入 71 例。其中男 13 例，女 58 例；年齡 75～84 歲，平均 (76.7±2.6)歲；體質(zhì)量指數(shù) (body mass index，BMI)19.6～35.7，平均 26.9±3.8。術(shù)后隨訪時間 13～41 個月，平均 (19.1±5.9)個月。

三、機械性并發(fā)癥定義與分組

本研究中所納入機械性并發(fā)癥包括：近端交界性后凸形成 (proximal junctional kyphosis，PJK)或內(nèi)固定失敗 (proximal junctional failure，PJF)、遠(yuǎn)端交界性后凸形成 (distal junctional kyphosis，DJK)或內(nèi)固定失敗 (distal junctional failure，DJF)以及內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥[8]。PJK 定義為上位固定椎 (upper instrumented vertebra，UIV)以及 UIV+2 之間 CA 在末次隨訪時比術(shù)后早期增加 ≥ 10°。PJF 定義為 UIV 或 UIV+1 骨折以及 UIV 內(nèi)固定移位。DIK 或 DJF 定義為末次隨訪下位固定椎 (lower instrumented vertebra，LIV)與 LIV-1 較術(shù)后即刻增加 ≥ 10° 或 LIV 內(nèi)固定移位。內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥定義為內(nèi)固定松動、內(nèi)固定斷裂、內(nèi)固定拔出等其它影像學(xué)可見的機械性并發(fā)癥。根據(jù)是否有機械性并發(fā)癥將患者分為機械性并發(fā)癥 (mechanical complication，MC)組與無機械性并發(fā)癥 (no mechanical complication，NMC)組。

四、評價指標(biāo)

1.一般指標(biāo)：收集患者出血量、手術(shù)時間、融合椎體數(shù)量、疼痛視覺模擬評分 (visual analogue scale，VAS)、日本骨科協(xié)會 (Japanese Orthopaedic Association，JOA)評分以及 Oswestry 功能障礙指數(shù) (oswestry disability index，ODI)。

2.影像學(xué)參數(shù)及評分系統(tǒng)：按照 Roussouly 分 型[11]的內(nèi)容對影像學(xué)參數(shù)進行測量，主要包括：CA；PI：連接骶骨上終板中點和股骨頭中點的連線與骶骨上終板垂直線之間的夾角；PT：骶骨上終板中點與股骨頭中點之間的連線，與骶骨上終板中點的重垂線之間的夾角；SS：骶骨上終板和水平線之間的夾角；TK：T4上終板與 T12下終板之間的 CA；LL：L1上終板與 S1上終板之間的 CA；SVA：從 C7鉛垂線到骶骨后上角的距離；腰椎前凸椎體數(shù)量 (the number of vertebrae included in the lordosis， NVL)、腰椎前凸頂點 (the lumbar sagittal apex， LA)、胸椎后凸與腰椎前凸拐點 (inflexion point， IP)以及腰椎前凸分布指數(shù) (lumbar lordosis distribution index，LDI)，L4～S1之間 CA 與 LL 比例。所有 Roussouly 分型根據(jù)其腰椎前凸頂點、IP 以及 NVL 進行定義[7,12-13]。根據(jù)既往研究中的定義以及所取得影像學(xué)參數(shù)對患者的 Roussouly 分型進行劃分 (表 1，圖1)。所有影像學(xué)參數(shù)分別由 2 位研究者通過 Surgimap 軟件 (Nemaris Inc.，New York，NY)進行測量，存在爭議的數(shù)據(jù)通過研究者討論決定。

圖1 患者，女，65 歲，ADS a：術(shù)前正位 X 線片示冠狀位 CA 14.2°；b：術(shù)前側(cè)位 X 線片示 PT 10.5°，PI 48.4°，SS 38.7°，TK 29.1°，LL 47.2°，NVL 5，LDI 76.2%，SVA 4.7 cm，LA 位于 L4，IPL1，患者理想 Roussouly 分型應(yīng)當(dāng)為 3 型；c：術(shù)后正位 X 線片示 CA 3.6°；d：術(shù)后側(cè)位 X 線片示 PT 17.2°，PI 50.1°，SS 33.4°，TK 33.1°，LL 51.1°，NVL 4，LDI 70.1%，SVA 1.4 cm，LA 位于 L4～5，IP 位于 L2，患者術(shù)后 Roussouly 分型接近 2 型；e：末次隨訪正位 X 線片示 CA 6.3°；f：PT 17.2°，PI 49.6°，SS 32.4°，TK 38.1°，LL 42.7°，NVL 4，LDI 82.4%，SVA 5.4 cm，LA 位于 L4～5，IP 位于 L2，患者出現(xiàn) PJKFig.1 A 65-year-old ADS female a: Preoperative anteroposterior radiograph showing coronal Cobb’s angle (CA)14.2°; b: Preoperative lateral radiograph showed pelvic tilt (PT)10.5°, pelvic incidence (PI)48.4°, sacral slope (SS)38.7°, thoracic kyphosis (TK)29.1°, lumbar lordosis (LL)47.2°, the number of vertebrae included in the lordosis (NVL)5, lumbar lordosis distribution index (LDI)76.2%, sagittal vertical axis (SVA)4.7 cm, lumbar lordosis apex (LA)at L4, thoracic kyphosis and lumbar lordosis inflection point (IP)at L1, the ideal Roussouly type should be type 3; c: Postoperative CA 3.6°; d: PT 17.2°, PI 50.1°, SS 33.4°, TK 33.1°, LL 51.1°, NVL 4, LDI 70.1%, SVA 1.4 cm, LA at L4-5, IP at L2, Roussouly classification of patients was close to type 2; e: At the last follow-up, CA 6.3°, PT 17.2°, PI 49.6°, SS 32.4°, TK 38.1°, LL 42.7°, NVL 4, LDI 82.4%, SVA 5.4 cm, LA at L4-5, IP at L2, proximal junctional kyphosis (PJK)was observed

表1 Roussouly 分型中影像學(xué)參數(shù)的理想值Tab.1 Ideal values of radiographic parameters in Roussouly classification

五、統(tǒng)計學(xué)處理

采用 SPSS 17.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。連續(xù)性變量以表示。數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗使用 Kolmogorov- Smirnov 檢驗。符合正態(tài)分布的連續(xù)性變量采用獨立樣本t檢驗進行分析。偏態(tài)分布的連續(xù)性變量采用秩和檢驗進行分析。分類變量以數(shù)量及百分比表示，并采用 Pearsonχ2檢驗進行分析。評分系統(tǒng)與機械性并發(fā)癥之間的相互關(guān)系采用 Logistic 回歸分析加以討論。P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、基本情況

本組 71 例手術(shù)時間 300～675 min，平均 (442.6± 139.5)min；術(shù)中出血量 700～1575 ml，平均 (1032.7± 325.6)ml；融合椎體 4～9 個，平均 (5.9±1.9)個。機械性并發(fā)癥 34 例 (47.9%)，其中 PJK 5 例，PJF 2 例，DJK 或 DJF 2 例，內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥 27 例 (38.0%)，其中內(nèi)固定松動 24 例，內(nèi)固定斷裂 3 例。術(shù)后影像學(xué)參數(shù)以及臨床評分較術(shù)前有明顯改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜ 0.001)(表 2)。

表2 術(shù)前與術(shù)后影像學(xué)參數(shù)比較 (±s)Tab.2 Comparison of preoperative and postoperative radiographic parameters (±s)

表2 術(shù)前與術(shù)后影像學(xué)參數(shù)比較 (±s)Tab.2 Comparison of preoperative and postoperative radiographic parameters (±s)

項目 術(shù)前 術(shù)后 t 值 P 值CA (°)21.7± 6.8 7.2± 2.3 26.727 ＜ 0.001 TK (°)48.6±31.1 32.4±20.8 13.163 ＜ 0.001 LL (°)27.4±14.2 33.8±10.4 -12.574 ＜ 0.001 SS (°)25.4± 9.5 28.0± 7.4 -1.715 0.091 PT (°)25.9±14.5 22.8± 9.8 2.042 0.045 SVA (cm)9.8± 3.7 3.8± 3.5 103.587 ＜ 0.001 VAS 評分 6.6± 1.7 2.8± 0.8 35.123 ＜ 0.001 JOA 評分 3.7± 1.1 6.0± 1.8 -23.553 ＜ 0.001 ODI 60.8±24.6 27.4±13.0 20.839 ＜ 0.001

二、Roussouly 分型的數(shù)據(jù)比較

MC 組共納入 34 例，NMC 組共納入 37 例。NMC 組 Roussouly 1 型明顯多于 MC 組 (P= 0.048)，而 Roussouly 4 型明顯少于 MC 組 (P= 0.039)。NMC 組符合理想 LA 的患者數(shù)量明顯多于 MC 組 (P＜ 0.001)。NMC 組符合理想 Roussouly 分型矯形標(biāo)準(zhǔn)的患者數(shù)量與 MC 組差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P= 0.057)(表 3)。

表3 機械性并發(fā)癥組與無機械性并發(fā)癥組間 Roussouly 分型參數(shù)的比較 [ n (%)]Tab.3 Comparison of parameters in Roussouly classification between the two groups [ n (%)]

三、評分系統(tǒng)與機械性并發(fā)癥的相關(guān)性分析

Logistic 回歸分析結(jié)果顯示：符合理想 LA 與機械性并發(fā)癥發(fā)生率 (P＜ 0.001)、內(nèi)固定相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率 (P＜ 0.001)、內(nèi)固定松動發(fā)生率 (P= 0.002)呈負(fù)相關(guān) (表 4)。而其它指標(biāo)與機械性并發(fā)癥發(fā)生率均無明顯相關(guān)性 (P＞ 0.05)。

表4 Roussouly 分型與機械性并發(fā)癥相關(guān)性的 Logistic 回歸分析Tab.4 Correlations between Roussouly classification and mechanical complication by Logistic regression

討論

既往研究顯示，在長期隨訪過程中 ADS 術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率 (8.4%～42.0%)、翻修率 (9.0%～17.6%)較高[14-15]。ADS 術(shù)后交界區(qū)應(yīng)力集中會導(dǎo)致內(nèi)固定或椎體塌陷，從而導(dǎo)致 PJK、DJK、假關(guān)節(jié)形成、連接棒斷裂或椎體骨折[8-9,16-17]。本研究所納入的所有患者均為老年人，因此對脊柱應(yīng)力集中的耐受性較差。最常見的機械性并發(fā)癥為螺釘松動，這是由于老年人骨密度下降所致。因此，螺釘松動會加重螺釘與骨組織接觸面的應(yīng)力集中現(xiàn)象[17]。

TK、SVA 和 SS 等影像學(xué)指標(biāo)與機械性并發(fā)癥發(fā)生相關(guān)[17-20]。SRS-Schwab 分型中 PI-LL 被用于評估脊柱骨盆參數(shù)，為預(yù)測機械性并發(fā)癥的重要因素，并且用于預(yù)測術(shù)后健康相關(guān)生活質(zhì)量[21-22]。然而，此種分型主要基于線性數(shù)值參數(shù)，無法涵蓋 PI 的整體范圍。當(dāng) PI 過高或過低時，根據(jù) SRS-Schwab 分型制定的矯形目標(biāo)往往具有誤導(dǎo)性[12]。因此，既往研究根據(jù) Roussouly 分型采用脊柱代償能力以及 PI 大小來預(yù)測理想的脊柱矯形策略[11,23]。

Roussouly 分型根據(jù) SS 將正常人群的脊柱骨盆相互關(guān)系總結(jié)為 4 種分型[4]。然而，腰椎退變和胸腰段冠狀位畸形能夠改變 LL 進而影響 SS[2]。因此，SS 在評估存在脊柱解剖結(jié)構(gòu)病理改變的患者時，準(zhǔn)確性較差。PI 相對較為恒定，其大小不受年齡、脊柱形態(tài)變化及脊柱骨盆代償情況的影響。因此，在隨后的研究中 Roussouly 分型基于 PI 進行了改良[24]。但是，Roussouly 分型主要基于正常脊柱骨盆數(shù)據(jù)所推測出的分型；并且不同 Roussouly 分型脊柱代償機制的相關(guān)研究主要為橫斷面研究，缺乏縱向研究數(shù)據(jù)的支持[12,23,25]。在本研究中，大部分無機械性并發(fā)癥的 ADS 患者為 Roussouly 1 型。這是因為 Roussouly 1 型的主要特點為較長的胸椎后凸在脊柱的低位節(jié)段延續(xù)為較短的腰椎前凸；胸椎后凸與腰椎前凸的拐點往往為交界性應(yīng)力集中最為明顯的區(qū)域，而此區(qū)域往往被長節(jié)段內(nèi)固定系統(tǒng)加以固定融合，且固定于內(nèi)固定系統(tǒng)的中心部位，生物力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此機械性并發(fā)癥相對較少；大部分機械性并發(fā)癥的 ADS 患者為 Roussouly 4 型，這是因為 Roussouly 4 型中胸椎后凸和腰椎前凸弧度較大，而其交界處位置較高，往往位于內(nèi)固定近端，因此使內(nèi)固定應(yīng)力集中現(xiàn)象更為嚴(yán)重，提高了內(nèi)固定與骨組織接觸面的剪切力，從而增加了機械性并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險[26]。本研究發(fā)現(xiàn)，無機械性并發(fā)癥的 ADS 患者大多符合理想 LA 的要求。上述結(jié)果表明，MC 組與 NMC 組的 Roussouly 分型匹配情況差異，主要在于是否符合理想 LA 的矯形要求，而并非理想 IP 的匹配情況。改變原始 IP 會引起脊柱畸形的過度矯正。因此，ADS 矯形手術(shù)中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注 LA 的矯正。

本研究中尚有不足。首先，老年患者對脊柱矢狀位矯形更為敏感，本研究中納入患者的年齡高于既往研究，這將使本研究結(jié)果與既往研究有所不同。然而，本研究中納入患者的年齡范圍較小，因此本研究結(jié)果在應(yīng)用于老年人群時能夠更為準(zhǔn)確。其次，本研究僅對 Roussouly 分型中的指標(biāo)進行了分析，并未對椎旁肌以及下肢的代償作用進行分析，這將無法全方位分析機械性并發(fā)癥發(fā)生的可能原因。盡管存在上述不足，本研究仍然具有較高的參考價值。目前仍然需要能夠系統(tǒng)評估患者特異性脊柱骨盆特點的新分型來指導(dǎo) ADS 矯形手術(shù)策略的制定。

綜上所述，根據(jù) Roussouly 分型指導(dǎo) ADS 的手術(shù)會改變原始 IP 會導(dǎo)致脊柱畸形的過度矯正，從而增加內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力，進而提高機械性并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險。在手術(shù)過程中調(diào)整 ADS 患者的 LA 更為重要。Roussouly 分型無法準(zhǔn)確預(yù)測 ADS 矯形術(shù)后機械性并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險。