基于CT檢查的頸椎人工間盤置換術后椎旁骨化長期進展評價

曾成，田偉，劉波，韓驍，范明星

北京積水潭醫院，北京100035

頸椎人工間盤置換(CADR)術是近年來具有突破意義的新技術，可以有效保留術后手術節段的頸椎活動度和椎間盤高度[1]，減少鄰近節段的應力，從而減少鄰近節段退變(ASD)的發生[2～4]。但CADR的手術節段出現的異位骨化(HO)現象有可能導致手術節段活動度下降，進而導致ASD[1,5～11]。此外，有學者發現CADR術后的HO與傳統意義上外傷或四肢人工關節置換術后HO相比，不管在形態還是生長特點方面都存在諸多差異，并且很難從組織學和影像學上鑒別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術后出現的骨化灶[6]。目前應用最廣泛的PO分型方法是McAfee分型[12]。然而椎體側方即鉤椎關節(Luschka關節)區域是術后PO好發部位之一[6]，傳統X線平片不能很好地顯露椎體側方的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時具有顯著優勢。本研究基于CT檢查，對CADR術后鄰近節段及正常節段PO的發生率和分級變化情況進行觀察和評價?，F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院行單節段Bryan CADR的患者(年齡18～65歲)進入研究。患者均由同一治療組完成手術。手術均采用頸前路橫切口，使用Smith-Robinson入路，并依照Bryan CADR的手術標準操作流程完成人工間盤假體置入。患者均在術后第2天下地活動，并佩戴頸托2周。排除有脊柱手術史者，手術節段多于單節段者，合并頸椎不穩定、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病史者，合并鈣磷代謝異常者，在隨訪期間進行過脊柱翻修手術或其他脊柱手術者。共有53例患者進入研究，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檢查及頸椎節段分組 在術前和最終隨訪時，所有患者使用Aquilion 64-slice scanner進行頸椎CT圖像采集,頸椎CT圖像使用Mimics14.0軟件進行三維重建。重建范圍均選擇C1～T2節段，層厚設定為0.5 mm。采用Kouyoumdjian等[15]的三維重建方案，即冠狀位切片的基準平面與手術節段的下一節段椎體的后壁平面平行，矢狀位切片的基準平面與冠狀位平面垂直，軸位切片的基準平面與手術節段的下一節段椎體的上終板平行。將各頸椎節段分為手術節段組、鄰近節段組和非鄰近節段組(對照組)。由兩名脊柱外科醫師分別獨立對所有患者C2～3至C7～T1節段進行PO分級。

1.3 PO分級評估 采用改良的基于CT影像的分級系統對各節段PO進行評估。此分級系統以各節段椎體中心為圓心，按順時針方向將椎間盤平面進行12等分并編號(圖1)。根據頸椎的解剖學特點，進一步將這12區劃分為四個功能區域。將第3、4、5區，即左側鉤椎關節區域劃分為區域L(左側區域)；將第8、9、10區，即右側鉤椎關節區域劃分為區域R(右側區域)；將第1、2、11、12區劃分為區域A(前方區域)；將第6、7區劃分為區域P(后方區域)。對各節段四個區域PO進行分級，共分為0、1、2、3級共4個級別。椎間盤區無明顯椎旁骨化形成為0級(圖2A)；椎間盤區有椎旁骨化形成，但未超過椎間隙水平為1級(圖2B)；椎間盤區椎旁骨化超過椎間隙水平為2級(圖2C)；椎間盤區椎旁骨化形成橋狀連接或發生融合為3級(圖2D)。若隨訪時PO分級高于術前，則定義為PO進展，反之則定義為未進展。

注;A為0級,B為1級,C為2級,D為3級。

1.4 統計學方法 采用SPSS20.0軟件。計數資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CADR術后頸椎節段PO分級與分布 手術節段組、鄰近節段組、對照組的L、R、A、P區域術后高級別(2級和3級)PO比例均高于術前(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計學意義。

表1 CADR手術前后各組頸椎節段四個功能區域PO分級情況(%)

2.2 CADR術后頸椎節段PO進展情況 因無患者行C2～3和C7～T1節段的手術，故只統計行C3～4至C6～7節段手術患者的資料。由表2可知，手術節段組的L、R區域PO進展比例均高于對照組(P均<0.01)。手術節段組的A、P區域PO進展比例與對照組差異無統計學意義，鄰近節段組各區域PO進展比例與對照組差異無統計學意義。

表2 CADR術后各組頸椎節段四個功能區域PO分級進展情況(%)

3 討論

3.1 鉤椎關節區域PO發生率被低估 CADR術后PO的出現可能導致手術節段活動度下降[16]。本研究中約50%的患者在手術節段的雙側鉤椎關節區域出現了高級別PO。但一項Meta分析報道CADR術后高級別PO的發生率僅為16.7%[17]。造成這種差異的原因可能是該研究采用的PO分級系統基于傳統X線平片，而X線平片對兩側鉤椎關節區域PO的評價敏感度并不高[7]。在本研究中，A、P區域的3級PO發生率為15.9%，與Meta分析的結果接近。因此,有理由認為既往研究對于椎體兩側區域的PO發生率存在低估現象。本研究認為，相對于傳統的X線分級法，基于CT的PO分級方法具有顯著的優勢。

3.2 PO與ASD CADR對ASD的保護作用一直是研究的熱點。有學者[17]分析認為,PO會導致手術節段活動度下降。Lee等[18]研究認為,PO與術后ASD的發生顯著相關。因此，鄰近節段PO的嚴重程度是評價ASD的重要指標之一。由于不同頸椎節段的生物力學特點不同，不同節段的PO發生率也不同。即使是同一節段，該節段作為手術節段、鄰近節段或非鄰近節段時所受生物力學影響也不同，因此PO發生率也不盡相同。一項Meta分析結果顯示，CADR相較于ACDF，ASD發生率顯著降低[19]。Garrido等[20]發現,CADR比ACDF鄰近節段術后的PO發生率顯著降低。但對于CADR是否會影響鄰近節段PO形成，既往并未有相關研究。本研究發現，盡管術后鄰近節段PO發生率高于術前，但PO進展比例與對照組相比無統計學差異，因此認為鄰近節段PO變化可能與7年隨訪過程中的正常退變有關，CADR并不會加速鄰近節段PO的進展。

3.3 PO形成原因 PO的形成原因至今仍無定論。有研究認為PO的形成與退行性改變相關的炎癥反應有關，退變過程中出現的骨贅和PO的發展進程是一致的，且PO的進展與節段退變的進程存在一致性[9]。Tian等[6]認為，不同于HO原始定義中的軟組織異常成骨，CADR術后PO并非起源于軟組織，可能是由術前的骨贅發展而成，或由于術后環境因素變化而新生成。Wu等[14]研究發現，PO的形成與進展是動態且持續的過程，不同于四肢外傷或關節置換術后發生的HO，CADR術后的PO在術后并不會進入“成熟期”，而是在數年后仍呈現出持續進展的趨勢。這表明退行性改變在PO的形成機制中起重要作用。這也是CADR術后的PO區別于傳統HO的一個重要原因。本研究中，手術節段鉤椎關節區域的PO進展嚴重程度顯著高于對照組。而在A、P區域，雖然隨訪中其高級別PO比例高于術前，但其進展比例與對照組無顯著差異。因此我們認為CADR對手術節段PO進展的影響主要發生在鉤椎關節區域，而非前后區域。

許多學者認為，促進CADR術后PO形成的原因之一是手術操作所產生的殘余骨屑[8,11,21]。Wu等[13]發現，手術操作中使用金屬球形磨鉆頭術后PO發生率較使用鉆石磨鉆頭增高。因此我們建議術中盡量使用鉆石磨頭以減少骨屑產生，并在手術置入椎間盤假體前和關閉切口前充分沖洗術區，以減少骨屑殘留。椎間盤置入操作中對終板打磨后繼發的成骨反應也可能是促進PO形成的因素[14]。在CADR手術中，一般建議盡量保留雙側鉤椎關節的完整性。但在減壓和假體置入操作中經常難免會觸及或損傷鉤椎關節皮質，并且有時為減壓充分需對鉤椎關節進行部分切除。本研究中手術節段鉤椎關節區域PO的進展可能也與術中鉤椎關節骨皮質的損傷有關。此外，在Bryan頸椎人工間盤的植入標準操作中，并未強制要求清除手術節段的骨贅，這也就導致一些低級別骨贅隱藏在兩側鉤椎關節區域未被清除，并可能在術后進展為高級別PO。因此，對CADR手術適應證的嚴格把握也是減少術后PO形成的關鍵。對于術前即存在高級別PO的患者，術后PO進展的危險性極高，因此在設計手術方案時應將此納入考慮。對于已存在低級別PO的患者，術中是否保留鉤椎關節區域周圍骨贅也有待考量，根據現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]，進而延緩局部PO進展。Bryan假體按標準置入后，椎體的前后邊緣與假體的接觸部分均會受到這一保護因素影響，這在一定程度上解釋了為何手術節段前后區域沒有出現PO顯著進展。但兩側的鉤椎關節區域因位置關系并不會受到Bryan假體表面的影響，這也與本研究觀察結果相符。這可能會為未來的新型假體設計提供一些思路。

綜上所述，根據長期隨訪的影像學結果，CADR術后手術節段的高級別PO發生率較術前明顯增高。CADR對于手術節段PO進展的影響主要集中在鉤椎關節區域，而對前后區域的PO進展影響較小。CADR對鄰近節段PO形成的影響不顯著。本研究的局限之處在于僅對Bryan椎間盤一種假體進行了隨訪研究。而不同假體的設計使得假體關節組件構成存在差異，進而導致假體生物力學特性不同。并且不同的假體其手術操作也存在差異。這些都有可能對PO發展產生不同影響。此外，以上結論僅基于PO的影像學研究，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、更具指導價值的結果。