椎體強(qiáng)化術(shù)治療胸腰椎骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折早期疼痛緩解不佳的列線圖預(yù)測(cè)模型構(gòu)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(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折（OVCF）是骨質(zhì)疏松常見(jiàn)并發(fā)癥，隨著國(guó)內(nèi)老齡化進(jìn)程的加劇，此類病例呈逐年增加的趨勢(shì)［1］。椎體強(qiáng)化術(shù)是指通過(guò)各種技術(shù)手段加強(qiáng)椎體強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)，此類術(shù)式因創(chuàng)傷小、安全性及有效性高等優(yōu)勢(shì)在OVCF 的治療中得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)皮椎體成形術(shù)（PVP）及經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)（PKP）為臨床常用的椎體強(qiáng)化術(shù)式，雖然椎體強(qiáng)化術(shù)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(shí)疼痛加重，若疼痛得不到及時(shí)有效的緩解將嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，使患者睡眠質(zhì)量下降進(jìn)而影響術(shù)后康復(fù)［4］。本研究通過(guò)分析椎體強(qiáng)化術(shù)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(yù)測(cè)患者術(shù)后早期疼痛不緩解的風(fēng)險(xiǎn)，旨在為椎體強(qiáng)化術(shù)的順利開(kāi)展和制訂個(gè)體化治療方案提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2020年1月—2022年4月采用椎體強(qiáng)化術(shù)治療的OVCF患者228例進(jìn)行研究。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《急性癥狀骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮骨折椎體強(qiáng)化術(shù)臨床指南》［5］中OVCF的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)；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(shù)前有嚴(yán)重的腰背痛表現(xiàn)，疼痛視覺(jué)模擬量表（VAS）評(píng)分［6］＞ 6 分；⑤神志清醒，無(wú)溝通障礙。排除標(biāo)準(zhǔn)：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(qiáng)化術(shù)后再骨折；⑤有脊柱手術(shù)治療史?；颊呒凹覍賹?duì)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(zhì)量指數(shù)（BMI）。②基礎(chǔ)疾?。焊哐獕?、糖尿病、高脂血癥、既往腰傷史。③疾病及手術(shù)相關(guān)因素：骨折部位、骨折類型、骨折嚴(yán)重程度、椎體內(nèi)裂、皮質(zhì)斷裂、手術(shù)入路、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復(fù)情況、椎體中間高度恢復(fù)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(yán)重程度根據(jù)脊柱壓縮程度進(jìn)行評(píng)估，壓縮15% ～ 25%為輕度，＞ 25%且＜ 40%為中度，＞ 40%為重度［7］。手術(shù)入路包括單側(cè)與雙側(cè)。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?；謴?fù)高度=術(shù)后高度-術(shù)前高度。骨水泥滲漏指術(shù)后CT示椎間盤、椎旁或椎管內(nèi)有骨水泥［8］。CT 值測(cè)量：采用西門子64 排螺旋CT 機(jī)進(jìn)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(duì)傷椎骨皮質(zhì)與松質(zhì)左上、右上、左下、右下4 個(gè)點(diǎn)位的CT 值進(jìn)行檢測(cè)，取平均值。

1.3 分組

術(shù)后1 個(gè)月對(duì)患者進(jìn)行疼痛緩解程度評(píng)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(shù)前VAS 評(píng)分-術(shù)后VAS 評(píng)分）/術(shù)前VAS 評(píng)分×100%［9］。根據(jù)術(shù)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(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分?jǐn)?shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以x±s表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。采用R 4.1.3 軟件glmnet包進(jìn)行LASSO 回歸分析以篩選協(xié)變量，在此基礎(chǔ)上采用多因素logistic 回歸模型分析椎體強(qiáng)化術(shù)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(gòu)建OVCF 早期疼痛緩解不佳的列線圖模型，繪制ROC 曲線以評(píng)價(jià)該列線圖模型的區(qū)分度，采用Bootstrap 法重復(fù)抽樣1 000 次進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，采用H-L 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)、校準(zhǔn)曲線對(duì)列線圖模型進(jìn)行評(píng)價(jià)和校準(zhǔn)，繪制決策曲線評(píng)價(jià)列線圖模型的臨床有效性。以P＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 2 組患者各項(xiàng)因素比較

2組患者既往腰傷史、骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)斷裂、椎體前緣高度恢復(fù)情況、椎體中間高度恢復(fù)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(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）。

表1 2組患者一般資料、基礎(chǔ)疾病、疾病相關(guān)因素和手術(shù)相關(guān)因素Tab.1 General information，basic diseases，diseases and surgery related factors of 2 groups

2.2 椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF早期疼痛緩解不佳因素的篩選

將椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 早期疼痛緩解情況作為因變量，將一般資料、基礎(chǔ)疾病、疾病相關(guān)因素、手術(shù)相關(guān)因素作為自變量，通過(guò)LASSO 回歸模型的三折交叉驗(yàn)證確定最佳懲罰項(xiàng)系數(shù)λ，最終篩選出9個(gè)潛在的影響因素，分別為既往腰傷史、骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復(fù)情況、椎體中間高度恢復(fù)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(qiáng)化術(shù)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(jié)果顯示，既往腰傷史、骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復(fù)情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型為椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的獨(dú)立影響因素（P＜ 0.05，表2）。

表2 椎體強(qiáng)化術(shù)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(yàn)證

基于上述影響因素構(gòu)建椎體強(qiáng)化術(shù)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(jié)果顯示，該列線圖模型預(yù)測(cè)椎體強(qiáng)化術(shù)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(fù)抽樣1 000 次，結(jié)果顯示，該列線圖模型預(yù)測(cè)概率與實(shí)際概率基本吻合（圖3b）；H-L 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)結(jié)果顯示，該列線圖模型預(yù)測(cè)概率與實(shí)際概率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.952，P＞0.05）。

圖2 預(yù)測(cè)椎體強(qiáng)化術(shù)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(yù)測(cè)椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF早期疼痛緩解不佳的列線圖模型驗(yàn)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(jié)果顯示，當(dāng)該列線圖模型預(yù)測(cè)椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的概率閾值為0.10 ～ 0.90 時(shí)，患者的凈受益率＞ 0（圖4）。

圖4 決策曲線評(píng)估列線圖模型預(yù)測(cè)椎體強(qiáng)化術(shù)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(zhì)疏松人群隨著人口老齡化加劇而快速擴(kuò)增［10］，導(dǎo)致OVCF 患者逐年增加［1］。椎體強(qiáng)化術(shù)因創(chuàng)傷小、恢復(fù)快等優(yōu)勢(shì)在臨床廣泛應(yīng)用，但臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，OVCF 患者術(shù)后早期疼痛緩解不佳時(shí)有發(fā)生，本研究中228 例患者術(shù)后1 個(gè)月疼痛緩解不佳者35 例，占15.4%，與相關(guān)研究結(jié)果［11］一致。術(shù)后疼痛持續(xù)存在，不僅嚴(yán)重影響患者術(shù)后生活質(zhì)量，還影響康復(fù)進(jìn)程。本研究采用列線圖模型將各因素對(duì)椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的影響進(jìn)行量化，以便為患者個(gè)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(duì)多重共線性因素?zé)o法篩選的缺點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上行多因素logistic回歸分析，篩選出的變量更具代表性，預(yù)測(cè)能力更強(qiáng)［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(jié)果顯示，既往腰傷史、骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)斷裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復(fù)情況、骨水泥滲漏、骨水泥分布類型為椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF早期疼痛緩解不佳的獨(dú)立影響因素。

有既往腰傷史的患者術(shù)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(shí)有效的處理，導(dǎo)致局部軟組織長(zhǎng)期處于慢性炎性狀態(tài)有關(guān)，在椎體強(qiáng)化術(shù)后炎性反應(yīng)仍未得到緩解，因而疼痛未見(jiàn)明顯改善。部分PKP 術(shù)后疼痛緩解不佳的患者進(jìn)行軟組織封閉后疼痛有效緩解［12-13］。本研究單因素分析結(jié)果顯示，2 組軟組織封閉差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但多因素分析并未顯示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮可能與本研究納入的患者進(jìn)行軟組織封閉治療者較少有關(guān)，有待于后續(xù)增加樣本量進(jìn)一步分析。另外，有既往腰傷史者若未及時(shí)治療可引起后凸或側(cè)凸畸形，若治療時(shí)畸形未得到緩解，易導(dǎo)致術(shù)后早期疼痛緩解不佳［14］。本研究發(fā)現(xiàn)，骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)斷裂均為OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的獨(dú)立影響因素，與相關(guān)研究結(jié)果一致［15］。皮質(zhì)斷裂可導(dǎo)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(jìn)入椎間盤對(duì)神經(jīng)根造成壓迫，引起疼痛。骨折越嚴(yán)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(shí)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但未通過(guò)LASSO 回歸的篩選，考慮可能是該指標(biāo)與骨折嚴(yán)重程度等指標(biāo)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(shù)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(yīng)關(guān)系；但隨著骨水泥注入量的增加，骨水泥進(jìn)入椎體間隙，壓迫椎管內(nèi)神經(jīng)根的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加。本研究結(jié)果顯示，骨水泥-椎體百分比為患者術(shù)后早期疼痛緩解不佳的影響因素?！都毙园Y狀性骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮骨折椎體強(qiáng)化術(shù)臨床指南》［5］也建議骨水泥-椎體百分比應(yīng)控制在11.6% ～ 30.0%為宜。另外，骨水泥分布情況也對(duì)術(shù)后疼痛緩解有重要的影響，O 型分布時(shí)骨水泥呈團(tuán)塊狀進(jìn)入椎體而分布不均，H 型分布則具有平臺(tái)支撐作用而使骨水泥分布更均勻，當(dāng)骨水泥彌散漫過(guò)中線至對(duì)側(cè)椎弓根時(shí)，可使骨水泥與椎體內(nèi)碎裂的骨小梁結(jié)合更牢靠而有效消除碎裂骨小梁的微動(dòng)而提升鎮(zhèn)痛效果［18］。

本研究結(jié)果顯示，椎體前緣高度恢復(fù)情況為椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 早期疼痛緩解不佳的獨(dú)立影響因素，而椎體中間高度恢復(fù)情況則非獨(dú)立影響因素，與相關(guān)研究結(jié)果一致［19］。有學(xué)者［20］曾對(duì)三柱理論進(jìn)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(guān)系，而前中柱承受應(yīng)力超過(guò)80%，因此，患者術(shù)后椎體前緣高度恢復(fù)情況對(duì)患者脊柱穩(wěn)定性具有重要影響，前緣高度恢復(fù)較差易引起脊柱不穩(wěn)而增加術(shù)后早期疼痛緩解不佳概率。

既往對(duì)于OVCF 患者早期疼痛緩解不佳的影響因素雖有相關(guān)報(bào)道，但并未將獨(dú)立影響因素整合成預(yù)測(cè)模型，不利于患者的個(gè)體化預(yù)測(cè)［21-22］。列線圖模型是在多因素logistic 回歸分析基礎(chǔ)上建立的可視化預(yù)測(cè)模型，將多因素分析中獲得的獨(dú)立影響因素繪制在列線圖模型中，對(duì)各獨(dú)立性影響因素進(jìn)行賦分，實(shí)現(xiàn)了不同情況患者的個(gè)體化預(yù)測(cè)，為個(gè)體化干預(yù)措施的制訂提供參考。經(jīng)ROC 曲線及內(nèi)部驗(yàn)證校準(zhǔn)曲線分析證實(shí)，本研究建立的列線圖模型具有較高的準(zhǔn)確度與區(qū)分度，對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)患者可考慮在術(shù)前采取針對(duì)性的干預(yù)措施以降低術(shù)后疼痛緩解不佳的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，椎體強(qiáng)化術(shù)治療OVCF 早期疼痛緩解不佳主要受既往腰傷史、骨折嚴(yán)重程度、皮質(zhì)撕裂、骨水泥-椎體百分比、椎體前緣高度恢復(fù)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(yù)測(cè)早期疼痛緩解不佳具有較高的準(zhǔn)確性與區(qū)分度。