預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折患者椎體成形術(shù)后鄰近椎體骨折的風(fēng)險(xiǎn)Nomogram模型的建立與驗(yàn)證

周啟付,張勝友,胡元武,吳云龍

(六安市中醫(yī)院,安徽六安 237006)

近年來(lái),骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)的發(fā)生率正呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì),嚴(yán)重影響老年患者的生活質(zhì)量[1]。目前,經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneous vertebroplasty,PVP)是OVCF患者的主要外科治療方式,可顯著緩解患者疼痛癥狀,加快骨折康復(fù),改善患者術(shù)后生活質(zhì)量[2]。但研究表明[3],PVP術(shù)后1～2年內(nèi),出現(xiàn)新的鄰近椎體壓縮性骨折發(fā)生率可高達(dá)52%,嚴(yán)重影響患者預(yù)后。因此,加強(qiáng)對(duì)PVP術(shù)后鄰近椎體再發(fā)骨折的預(yù)測(cè),進(jìn)而采取個(gè)體化的干預(yù)措施,對(duì)于保障術(shù)后療效具有重要的臨床意義。本研究擬對(duì)OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再發(fā)骨折的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析,并通過(guò)構(gòu)建列線圖模型,將風(fēng)險(xiǎn)因素定量化,預(yù)測(cè)患者術(shù)后再次發(fā)生椎體骨折的風(fēng)險(xiǎn),以期為高?；颊叩脑缙谧R(shí)別和干預(yù)提供參考依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取本院骨科2017年1月～2020年6月行PVP手術(shù)治療的OVCF患者作為研究對(duì)象,對(duì)所有患者進(jìn)行12個(gè)月隨訪,根據(jù)患者在隨訪期內(nèi)是否再次發(fā)生鄰近新椎體骨折,分為再骨折組和無(wú)骨折組。納入標(biāo)準(zhǔn):①骨質(zhì)疏松癥臨床診斷明確,符合我國(guó)《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診療指南(2017)》[4]中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);②影像學(xué)檢查提示新鮮的腰椎壓縮性骨折,病程≤2周;③患者接受PVP手術(shù)治療,術(shù)前和術(shù)后臨床資料完整,且能按要求完成隨訪;④患者已簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①陳舊性腰椎骨折;②由脊柱腫瘤或脊柱結(jié)核等非骨質(zhì)疏松癥引起的椎體病理性骨折;③患者既往有脊柱手術(shù)病史;④術(shù)后出現(xiàn)手術(shù)相關(guān)神經(jīng)功能損傷;⑤伴有嚴(yán)重的心功能不全、肝腎功能障礙、血液系統(tǒng)疾病或惡性腫瘤性疾病等。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意。本研究最終納入符合上述入排標(biāo)準(zhǔn)的OVCF患者179例,其中男70例,女109例;年齡60～81歲,平均(73.27±7.61)歲,隨訪期內(nèi)發(fā)生鄰近椎體再次骨折50例。

1.2 手術(shù)方法

患者取俯臥位,保持脊柱過(guò)伸,對(duì)骨折處進(jìn)行定位并標(biāo)記,分別在傷椎的2點(diǎn)鐘和10點(diǎn)鐘方向進(jìn)行逐層穿刺,通過(guò)C型臂對(duì)穿刺針和傷椎相對(duì)位置進(jìn)行觀察,確保穿刺針在正位位于椎弓根圓心,側(cè)位位于椎弓根中點(diǎn);正位位于椎弓根內(nèi)側(cè)時(shí),側(cè)位位于椎弓根與椎體后緣交界處。此時(shí)將針芯抽出,插入導(dǎo)管,并置入工作套管,使用實(shí)心鉆延順時(shí)針?lè)较蜚@入椎體,在C型臂透視下,當(dāng)鉆頭鉆至椎體前1/4與后3/4交界處取出實(shí)心鉆,通過(guò)工作套管將骨水泥注入椎體,待骨水泥硬化后取出工作套筒,消毒切口并使用無(wú)菌敷料包扎,術(shù)畢。

1.3 臨床資料收集

回顧性收集兩組患者以下臨床資料:(1)患者性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、吸煙史、飲酒史、是否合并高血壓或糖尿病等;(2)初始骨折椎體個(gè)數(shù)、初始骨折部位、骨密度T值、術(shù)后傷椎前緣高度恢復(fù)率、注入骨水泥量、骨水泥分布類型(彌散性或致密型),術(shù)后是否規(guī)律接受抗骨質(zhì)疏松癥治療等。其中傷椎前緣高度恢復(fù)率=(術(shù)后傷椎前緣高度-術(shù)前)/[(上椎體前緣高度+下椎體前緣高度)/2]×100%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。單因素分析中,計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn);計(jì)量資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用二元Logistic回歸分析篩選OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次發(fā)生骨折的獨(dú)立危險(xiǎn)因素;通過(guò)R(Version 3.5.3)軟件和rms程序包建立列線圖模型。列線圖模型內(nèi)部驗(yàn)證采用Bootstrap自舉法,模型預(yù)測(cè)能力通過(guò)C-index和校正曲線進(jìn)行評(píng)估。

2 結(jié)果

2.1 單因素分析

再骨折組患者平均年齡、術(shù)后傷椎前緣高度恢復(fù)率及注入骨水泥量明顯高于無(wú)骨折組,且再骨折組患者初始骨折椎體個(gè)數(shù)2個(gè)或2個(gè)以上、初始骨折部位位于胸腰段(T11、T12、L1或L2)及骨水泥分布類型為致密型的患者比例明顯高于無(wú)骨折組,而骨密度T值、術(shù)后規(guī)律接受抗骨質(zhì)疏松癥治療的患者比例明顯低于無(wú)骨折組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表1。

表1 再骨折組和無(wú)骨折組患者臨床資料單因素分析

2.2 二元Logistic回歸分析

將單因素分析中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素作為自變量,以患者術(shù)后是否再次發(fā)生鄰近椎體骨折作為因變量,進(jìn)行二元Logistic回歸分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在控制其他混雜因素的前提下,患者骨密度T值升高和術(shù)后接受規(guī)律抗骨質(zhì)疏松癥治療是OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的獨(dú)立保護(hù)性因素(P<0.05);而骨水泥分布為致密型、骨水泥注入量增加、初始骨折位于胸腰段以及術(shù)后傷椎前緣高度恢復(fù)率升高,則是其獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。詳見(jiàn)表2。

表2 OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的二元Logistic回歸分析

進(jìn)一步對(duì)骨密度T值、骨水泥注入量及術(shù)后傷椎前緣高度恢復(fù)率行ROC曲線分析,上述三個(gè)指標(biāo)的最大約登指數(shù)分別為-0.53、0.461和0.551,最佳診斷指界值分別為-3.168 SD、3.305 mL和15.35%。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的建立與應(yīng)用

將回歸分析得到的6個(gè)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量,通過(guò)R軟件rms程序包建立OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的列線圖風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型(見(jiàn)圖1)。在實(shí)際臨床應(yīng)用中,醫(yī)務(wù)人員可在圍手術(shù)期評(píng)估患者各項(xiàng)獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并在圖1的各預(yù)測(cè)因素中找到其對(duì)應(yīng)數(shù)值,將各預(yù)測(cè)因素得分相加即可得到總分,最后將總分在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)數(shù)軸上讀數(shù),即為該患者再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

圖1 OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的建立

2.5 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型的效應(yīng)評(píng)價(jià)

采用C-index對(duì)該模型進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果發(fā)現(xiàn)初始列線圖的C-index為0.958(見(jiàn)圖2A),通過(guò)1000次Bootstrap法對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證后,C-index為0.952(見(jiàn)圖2B);校正曲線顯示,模型預(yù)測(cè)值和觀察值具有一定的相關(guān)性(見(jiàn)圖3),說(shuō)明該模型用于預(yù)測(cè)OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的概率與實(shí)際發(fā)生概率具有較高的一致性。

圖2 初始列線圖模型(A)和1000次Bootstrap內(nèi)部驗(yàn)證(B)的ROC曲線

圖3 OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的校正曲線驗(yàn)證

3 討論

PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的發(fā)生機(jī)制較為復(fù)雜,但引起骨折的原因主要來(lái)自于患者自身因素、骨水泥因素及椎體因素三個(gè)方面。研究證實(shí),患者性別、年齡及骨質(zhì)疏松癥嚴(yán)重程度等均是PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的重要風(fēng)險(xiǎn)因素[5]。本研究發(fā)現(xiàn),再次骨折組患者平均年齡顯著高于無(wú)骨折組,且骨密度T值明顯降低(P<0.05)。研究表明,隨著年齡上升,骨質(zhì)疏松癥患者的骨吸收更為顯著,從而導(dǎo)致骨密度下降,增加骨折的風(fēng)險(xiǎn)程度[6]。除此之外,高齡患者常伴有下丘腦-垂體-性腺軸失衡,尤其是絕經(jīng)后女性患者體內(nèi)雌激素明顯下降,將進(jìn)一步導(dǎo)致維生素D受體下調(diào),骨代謝紊亂,使骨脆性增加[7]。然而,本研究二元Logistic回歸分析表明,骨密度升高是患者再次骨折的保護(hù)性因素,而性別和年齡與骨折的發(fā)生并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性,這提示性別和年齡很可能是通過(guò)影響骨密度而對(duì)鄰近椎體發(fā)生骨折產(chǎn)生影響,在回歸分析中,該兩個(gè)因素作為混雜因素而被剔除。有研究認(rèn)為,OVCF患者PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折是骨質(zhì)疏松癥的自然進(jìn)程,其主要與脊柱骨密度的進(jìn)行性下降有關(guān)[8]。本研究進(jìn)一步對(duì)兩組患者骨密度行ROC分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),骨密度最佳診斷界值為-3.168 SD,即當(dāng)患者骨密度低于該值時(shí),其鄰近椎體骨折風(fēng)險(xiǎn)將明顯增加。吳偉峰等[9]通過(guò)類似方法同樣發(fā)現(xiàn),當(dāng)骨密度T值取-3.185時(shí),對(duì)PVP術(shù)后患者鄰近椎體再次發(fā)生骨折具有較高的診斷價(jià)值,這與本研究結(jié)果較為一致。

除此之外,本研究還發(fā)現(xiàn)術(shù)后接受規(guī)律抗骨質(zhì)疏松癥治療是患者再次發(fā)生骨折的保護(hù)性因素。李正等[10]研究表明,在補(bǔ)充維生素D和鈣劑的基礎(chǔ)上,術(shù)后給予一劑唑來(lái)膦酸可明顯增加患者骨密度,減少PVP術(shù)后鄰近椎體再次發(fā)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)。胡麗丹等[11]對(duì)骨質(zhì)疏松性腰椎骨折的研究中發(fā)現(xiàn),在術(shù)后發(fā)生骨折的患者中有80%未給予規(guī)律抗骨質(zhì)疏松癥治療。該結(jié)果進(jìn)一步提示,OVCF患者術(shù)后應(yīng)重視骨密度的監(jiān)測(cè),并積極給予抗骨質(zhì)疏松癥治療,以降低再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)。

已有研究證實(shí),骨水泥滲漏是PVP術(shù)后鄰近椎體再次骨折的重要風(fēng)險(xiǎn)因素,而臨床中骨水泥滲漏與骨水泥注入的量和分布類型均存在密切關(guān)系。最新研究表明,骨水泥注入量與手術(shù)治療效果并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性,但卻和滲漏的發(fā)生呈正比,而骨水泥分布為致密型則更易發(fā)生滲漏[12-13]。本研究發(fā)現(xiàn),再骨折組患者骨水泥注入量和骨水泥分布類型為致密型的患者比例明顯高于無(wú)骨折組,而且是術(shù)后鄰近椎體再次骨折的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。分析其主要原因,可能與骨水泥注入量過(guò)大或分布過(guò)于致密、導(dǎo)致骨水泥滲漏有關(guān)。注入椎體的骨水泥可通過(guò)上下終板而滲漏至椎間盤,而骨水泥硬化后可顯著增加椎體間應(yīng)力,使其生物力學(xué)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致鄰近椎體骨折[14]。通過(guò)ROC分析發(fā)現(xiàn),預(yù)測(cè)患者術(shù)后發(fā)生鄰近椎體骨折的骨水泥注入量最佳診斷界值為3.305 mL。

除此之外,本研究還發(fā)現(xiàn),患者傷椎前緣高度恢復(fù)率與術(shù)后鄰近椎體再次骨折的發(fā)生存在密切關(guān)系,其主要原因可能與術(shù)中骨水泥注入量過(guò)大或骨水泥分布呈致密型且集中于椎體前緣,導(dǎo)致椎體前方應(yīng)力過(guò)于集中所致。然而,目前關(guān)于高度恢復(fù)多少更加有利于患者預(yù)后尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論,韓曉東等[15]比較了PVP術(shù)后鄰近椎體再骨折患者和無(wú)骨折患者傷椎前緣高度恢復(fù)率發(fā)現(xiàn),骨折組患者平均恢復(fù)率約為17.68%,而無(wú)骨折組為11.64%,這與本研究的結(jié)果較為一致。本研究通過(guò)ROC分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),預(yù)測(cè)患者術(shù)后發(fā)生鄰近椎體骨折前緣高度恢復(fù)率的最佳診斷界值為15.35%。以上研究結(jié)果提示,術(shù)前應(yīng)充分分析OVCF患者影像學(xué)資料,個(gè)體化評(píng)估患者骨水泥注入量和傷椎前緣的高度恢復(fù)率,術(shù)中更應(yīng)注意操作,待骨水泥形成拉絲后再緩慢推注,避免骨水泥滲漏的發(fā)生,以降低術(shù)后再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)。T11、T12、L1或L2位于脊柱的胸腰節(jié)段區(qū)域,為整個(gè)生理性彎曲的轉(zhuǎn)折點(diǎn),也是應(yīng)力相對(duì)集中的部位,極易形成鄰近椎體骨折的空間叢集現(xiàn)象,使相鄰椎體再發(fā)骨折的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加[16]。

綜上所述,OVCF患者骨密度T值、骨水泥注入量、骨水泥分布類型、初始骨折部位、術(shù)后傷椎前緣高度恢復(fù)率及術(shù)后是否接受規(guī)律抗骨質(zhì)疏松癥治療,均與鄰近椎體的再次骨折存在密切關(guān)系,基于以上風(fēng)險(xiǎn)因素建立的列線圖模型具有較高的診斷效能。但本研究為單中心樣本,研究數(shù)量有限,仍需多中心、大樣本研究進(jìn)一步證實(shí)。