頸椎退行性疾病Bryan間盤置換術后椎旁骨化影響因素分析

韓驍，田偉，劉波，何達，呂艷偉，馬馳，王晉超

(北京積水潭醫院，北京100035)

頸椎退行性疾病Bryan間盤置換術后椎旁骨化影響因素分析

韓驍，田偉，劉波，何達，呂艷偉，馬馳，王晉超

(北京積水潭醫院，北京100035)

目的 探討頸椎退行性疾病患者行Bryan間盤置換后節段活動度、假體偏移程度及傾斜角度與椎旁骨化(PO)的關系。方法 選取頸椎退行性疾病行Bryan間盤置換患者76例(手術節段90個)，平均隨訪時間均超過10年。分別于術前、術后3個月、末次隨訪時拍射X線光片，測量置換節段活動度；末次隨訪時在冠狀位重建CT圖像上測量假體偏移程度及假體的傾斜角度，并采用McAfee分型判斷末次隨訪時PO分級。回顧性分析末次隨訪時發生4級PO的影響因素，假體偏移程度及傾斜角度與PO分級及節段活動度的關系。結果 術前、術后3個月、末次隨訪時置換節段活動度分別為9.2°±4.7°、8.2°±4.8°、8.7±5.1°，各時間段比較P均>0.05；末次隨訪時節段活動度與術后3個月時節段活動度呈正相關(r=0.572，P<0.01)。末次隨訪時冠狀位假體偏移程度的中位數為0.61(0～7.08)mm，假體傾斜角度的中位數為0.84°(0.01°～9.79°)；末次隨訪時假體偏移程度與末次隨訪置換節段活動度呈負相關(r=-0.379，P=0.001)。末次隨訪時發生4級PO共17個節段(15例)、0～3級PO共73個節段(63例)，PO 4級患者手術時年齡大于0～3級患者(P<0.05)，術后3個月及隨訪時置換節段活動度均低于0～3級患者(P均<0.01)。與冠狀位假體偏移程度≤3 mm患者比較，>3 mm患者置換節段末次隨訪PO分級更高、節段活動度更低(P均<0.01)。與冠狀位假體傾斜角度≤5°患者比較，>5°患者置換節段末次隨訪PO分級更高、節段活動度更低(P均<0.05)。結論 頸椎人工間盤置換術術后患者保持早期置換節段活動度，可有效避免4級PO的發生；假體安放偏離中心或在冠狀位發生傾斜均會造成遠期隨訪時PO分級更高，并對遠期活動度產生影響，尤其避免偏移程度超過3 mm或傾斜程度超過5°。

頸椎退行性疾病；頸椎人工間盤置換術；節段活動度；假體位置；異位骨化；椎旁骨化

頸椎人工間盤置換術(CADR)術后最重要的運動學參數是節段活動度，如果患者術后節段活動度減少或丟失，說明手術效果不佳[1]。研究發現，CADR術后異位骨化是造成節段活動度喪失的主要原因[2]。由于異位骨化與骨贅的形態及好發位置相同[3]，且二者對CADR術后患者遠期節段活動度的影響相同[4]，因此異位骨化亦被描述為“異位骨化或骨贅”，本研究將二者統稱為椎旁骨化(PO)。以往研究結果顯示，人工間盤假體在矢狀面的位置不佳與遠期隨訪PO分級及術后遠、近期節段活動度丟失有關[5]。但目前尚未見假體冠狀位位置不佳對頸椎運動功能影響的報道。本研究探討頸椎退行性疾病患者行Bryan間盤置換后節段活動度、假體偏移程度及傾斜角度與PO的關系。

1 臨床資料

1.1 基本資料 選取2004年1月～2010年5月北京積水潭醫院收治的76例頸椎退行性疾病行Bryan間盤置換術患者，男47例、女29例，年齡26～70歲、平均46.6歲。術前CT及MRI顯示擬手術節段存在骨贅和(或)間盤突出，造成脊髓和(或)神經根受壓，神經定位癥狀、體征與影像學相符，擬手術節段≤2個。患者均經過3～6個月正規保守治療無效，術前JOA評分4～16.5分、中位數14分。76例患者均行Bryan間盤置換術，手術節段90個，單節段62例、雙節段14例，C3～44例、C4～521例、C5～650例、C6～715例。手術采用頸部橫切口，Smith-Robinson入路，透視定位并切除病變椎間盤，置入Bryan人工間盤假體。術中切除后方增生骨贅及后縱韌帶以充分減壓，注意保留鉤椎關節。術后平均隨訪時間10.1(5.8～12.7)年。

1.2 治療效果 ①JOA評分：術前、末次隨訪時行JOA評分。JOA評分改善率=[(隨訪評分-術前評分)/(17-術前評分)]×100%。結果顯示，術前及末次隨訪時JOA評分分別為(14.0±3.5)、(16.5±1.9)分，末次隨訪時JOA改善率為75%。② Odom評分：末次隨訪時行Odom評分評價整體療效。Odom評分標準：很好：無頸椎疾病相關癥狀，正常工作不受限；較好：間斷性出現頸椎疾病相關癥狀，對日常工作無明顯影響；一般：癥狀有改善，但正常生活明顯受限；差：癥狀無改善甚至加重。本組末次隨訪時Odom評分結果為很好52例(68.4%)，較好15例(19.7%)，一般8例(10.5%)，差1例(1.3%)。③影像學指標：分別于術前、術后3個月、末次隨訪時拍射中立位及過伸過屈位X線光片。置換節段活動度由過伸過屈位測量得出。使用末次隨訪時標準的冠狀位重建CT圖像評價假體位置情況。所選的冠狀位重建CT圖像在矢狀面應平行于手術節段下方椎體的后壁，在軸位應平行于手術節段下方椎體的后壁，并選取通過假體中央的那一層進行測量[6]。于末次隨訪時在該冠狀位圖像上測量假體偏移程度及假體傾斜角度，采用McAfee分型[4]選擇冠狀位假體前部的層面判斷PO分級。0級為無骨化；1級為骨化達到，但未超過椎間隙水平；2級為骨化侵入椎間隙水平；3級為骨化與上位椎體間形成橋狀連接，但過屈過伸位X光片顯示節段仍保持活動；4級為關節融合。所有影像學資料由兩位脊柱外科專業醫師在醫學影像存檔和通訊系統(PACS)影像學工作站中分別獨立測量，最后定量結果取平均數，定性結果由討論達成一致。結果顯示，本組患者隨訪期間節段活動度均保持良好，置換節段活動度術前、術后3個月、末次隨訪時分別為9.2°±4.7°、8.2°±4.8°、8.7±5.1°，各時間段比較P均>0.05；末次隨訪時與術后3個月時的節段活動度呈正相關(r=0.572，P<0.01)。末次隨訪時冠狀位假體偏移程度的中位數0.61(0～7.08)mm，四分位數間距為2.43 mm；假體傾斜角度的中位數0.84°(0.01°～9.79°)，四分位數間距為2.86°。末次隨訪時假體偏移程度與置換節段活動度呈負相關(r=-0.379，P=0.001)，與術前及術后3個月手術節段活動度均無關(P均>0.05)。

1.3 末次隨訪時PO發生情況及其影響因素 末次隨訪時發生4級PO共17個節段(15例)、0～3級PO共73個節段(63例)，2例雙節段置換患者同時存在PO 4級及非4級的節段。末次隨訪時PO 4級患者手術時年齡大于0～3級患者(P<0.05)，術后3個月及隨訪時置換節段活動度均低于0～3級患者(P均<0.01)；PO 4級與0～3級患者術前置換節段活動度比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。Logistic回歸分析結果顯示，術后3個月手術節段活動度是4級PO發生的影響因素，且為保護因素(OR=0.685，P<0.01)，見表2。

表1 末次隨訪時PO 0～3級與4級患者的基本資料比較±s)

表2 4級PO影響因素的多因素Logistic回歸分析結果

1.4 末次隨訪時假體偏移程度及傾斜角度與PO分級及置換節段活動度的關系 與冠狀位假體偏移程度≤3 mm者比較，>3 mm者置換節段PO分級更高、節段活動度更低(P均<0.01)。與冠狀位假體傾斜角度≤5°者比較，>5°者置換節段PO分級更高、節段活動度更低(P均<0.05)。見表3、4。

表3 置換節段活動度與假體偏移程度、假體傾斜角度的關系±s)

表4 PO分級與假體偏移程度、假體傾斜角度的關系(節段)

2 討論

CADR術后節段活動度的變化趨勢報道不一[4～8]。提示CADR術后節段活動度能否保持術前水平是一個有爭議的話題。本組末次隨訪置換節段活動度與術前相比無統計學差異，提示CADR術后平均10年節段活動度均保持較好。

根據髖、膝人工關節置換術的經驗，假體活動度的保持取決于下列三個因素：一是假體設計因素，如幾何特性、材料、活動性等方面；二是患者因素，如年齡、體質量、術前運動狀況等；三是手術因素。假體設計方面，不同的假體設計可能造成不同的生物力學特點。Rousseau等[9]研究了球窩型假體術后節段活動狀態，發現不同中心位置和不同直徑的假體術后節段活動度均無明顯差異。Goel等[10]用有限元分析法比較球窩型假體、三明治型假體、彈性假體，發現球窩型假體保留了和術前相似的節段活動度，而另外兩型的節段活動度較原始狀態有所增加。對于小關節受力的分析表明，彈性假體能更好地模擬原始狀態。Kowalczyk等[11]對比了Bryan、Prestige LP、ProDisc-C三種假體，發現前兩者在術后1年保留了術前節段活動度，而ProDisc-C則有所增加。患者因素指的是術前患者的自身情況，包括全身條件，如年齡、性別、體質量等；其次為局部條件，對于CADR主要包括術前節段活動度、術前退變程度、術前癥狀持續時間及嚴重程度等[1,12]。手術因素則是指術中假體的放置位置、手術類型等，對于CADR 重要的因素包括假體置入深度、假體置入角度、單節段或多節段手術等，亦包括術后康復方面，如頸托佩戴時間等[5]。

在CADR開展早期就已經認識到因為間盤置換術后PO造成節段活動度喪失的問題[2]。高等級PO(3級或4級)的出現會限制置換節段的活動度，從而違背了該手術保持手術節段術前生物力學環境的初衷。Radcliff等[13]研究表明，頸椎間盤置換術后5年仍可保留頸椎屈伸及側方彎曲的活動度，高等級PO發生率為29.7%。Quan等[14]報道，21例Bryan間盤置換術后隨訪8年的患者中9例出現高等級PO。Loumeau等[15]發現，CADR術后7年人工間盤組保留了>7°的屈伸角及4.4°側方活動角，術后均未出現置入人工間盤移位、下沉及椎間隙丟失，高等級PO發生率為59%。4級PO與1～3級PO發生機制不同，其并不是由0～3級PO逐級進展形成[2]，并未發生體積較大的椎旁骨贅或骨化灶，而是在鉤椎關節直接發生的骨性融合[2]。CADR術后是否發生融合與假體型號較小無關，因為即使假體較小，與鉤椎關節處的緊密接觸相比在后方上下椎體間仍存在較大距離[2]。本研究單獨分析4級PO的影響因素，在評估假體冠狀位位置與遠期活動度的關系時去掉PO分級為4級的節段。結果顯示，末次隨訪時發生4級PO患者術后3個月節段活動度較低，術后3個月手術節段活動度的保持是避免發生4級PO的保護因素。因此，保持CADR術后節段早期活動度，可避免4級PO的發生。

假體位置的正確安放是CADR成功的保障[6]。假體在冠狀面不居中可能導致冠狀面失衡，造成關節突關節應力不均，進而影響假體功能。關于假體在冠狀位位置正確安放的研究較多，但位置不佳對頸椎運動功能影響的報道較少。本研究結果顯示，末次隨訪時假體偏移程度與手術節段活動度呈負相關，假體偏移程度與術前或術后3個月隨訪手術節段活動度無關，說明假體是否居中不會影響術后早期節段活動度，但與遠期節段活動度有關。本研究根據冠狀位假體偏移程度將手術節段分為兩組，結果顯示假體偏移程度>3 mm組PO分級更高；根據冠狀位假體傾斜角度，將手術節段分為兩組，結果顯示假體傾斜角度>5°組患者PO分級更高；上述結果說明假體安放偏離中心或在冠狀位發生傾斜均會造成遠期隨訪時PO分級更高。本研究進一步分析了假體偏移程度及傾斜角度與手術節段遠近期活動度的關系，結果顯示，假體偏移程度及傾斜角度與術后3個月節段活動度無關，但是偏移程度>3 mm及傾斜角度>5°患者末次隨訪時手術節段活動度更低；說明假體安放偏離中心或是在冠狀位發生傾斜均會造成遠期隨訪時活動度丟失。

綜上所述，CADR術后患者保持早期活動度，可以避免4級PO的發生；假體安放偏離中心或在冠狀位發生傾斜均會造成遠期隨訪時PO分級更高，并對遠期活動度產生影響，臨床應避免偏移程度超過3 mm或傾斜程度超過5°。但本研究患者均為長期隨訪病例，缺乏術前冠狀位CT結果，無法判斷術前PO分級情況，未進行假體冠狀位位置與PO分級進展關系的評估，今后將進一步完善。

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Influencing factors for paravertebral ossification in patients with cervical degenerative disease after Bryan artificial disc replacement

HANXiao,TIANWei,LIUBo,HEDa,LYUYanwei,MAChi,WANGJinchao

(BeijingJishuitanHospital,Beijing100035,China)

Objective To discuss the relationship of segmental range of motion (ROM), implant deviation and implant tilt with the paravertebral ossification (PO) in patients with cervical degenerative disease after Bryan cervical artificial disc replacement (CADR). Methods A total of 90 Bryan discs which were implanted into 76 patients with cervical degenerative disease were retrospectively analyzed. The average follow-up time was more than 10 years. The segmental ROM was measured by X-ray at the preoperation, 3 months′ follow-up and the last follow-up. We used the coronal reconstruction CT to evaluate the implant deviation and implant tilt at the last follow-up, and determined the grades of PO by McAfee at the last follow-up. We retrospectively analyzed the influence factors of grade 4 PO as well as the relationship of segmental ROM, implant deviation and implant tilt with the grade of PO. Results The segmental ROM at preoperation, 3 months′ follow-up and the last follow-up was 9.2°±4.7°, 8.2°±4.8° and 8.7±5.1° (allP>0.05). The segmental ROM at 3 months′ follow-up and the last follow-up was positively correlated (r=0.572,P<0.01). The median and interquartile range of implant deviation was 0.61 (0-7.08) mm and 0.84 (0.01-9.79)°. The implant tilt was negatively correlated with segmental ROM at the last follow-up (r=-0.379,P=0.001). At the last follow-up there were 17 segments (15 patients) with grade 4 PO and 73 segments (63 patients) with grade 0-3 PO. Patients who had grade 4 PO were older than the patients with the grade 0-3 PO (P<0.05). Patients with the grade 4 PO had less segmental ROM than that of patients with the grade 0-3 PO at the 3 months′ and last follow-up (allP<0.01). The segment whose implant deviation was greater than 3 mm would have a higher PO grade (P<0.01), and less ROM at the last follow-up (allP<0.01). The segment whose implant tilt was greater than 5° would have a higher PO grade (P<0.01), and less ROM at the last follow-up (P<0.05). Conclusions Maintaining the segmental ROM after the early stage of CADR can avoid the grade 4 PO. The implant deviation or implant tilt will cause the higher grade of PO in the long-term follow-up and will influence the long term ROM, and especially we should avoid the implant deviation more than 3 mm or implant tilt more than 5°.

cervical degenerative disease; cervical artificial disc replacement; segmental range of motion; prosthesis positioning; heterotopic ossification; paravertebral ossification

北京市科學技術委員會資助項目(Z161100000516134)；北京市醫院管理局“青苗”計劃專項經費資助(QML20160402)。

韓驍(1981-)，男，副主任醫師，研究方向為脊柱退行性疾病及創傷的診斷和治療。E-mail： hanxiaomd@vip.163.com

田偉(1959-)，男，主任醫師，研究方向為脊柱非融合技術、脊柱外科微創技術和脊柱外科導航技術等。獲得國家科技進步二等獎。E-mail： tianweijst@vip.163.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.04.002

R653

A

1002-266X(2017)04-0013-04

2016-04-23)