Hybrid術中融合對鄰近置換節段的影響

胡凌云，吳廷奎，劉浩*，楊毅，孟陽，王貝宇，丁琛

(1.四川大學華西醫院骨科，四川 成都 610041；2.川北醫學院第二臨床醫學院，南充市中心醫院骨科，四川 南充 637000)

多節段頸椎病臨床較為常見。雖然多節段頸椎間盤置換(cervical disc replacement，CDR)在處理此類問題時，具有保留局部活動度(range of motion，ROM)、減少鄰近節段異常應力和預防鄰近節段退變(adjacent segment degeneration，ASD)等理論優勢，相較于多節段融合來說可能是一種較理想的手術方式[1-2]。但是，CDR的手術指征相較于前路椎間盤切除減壓融合術(anterior cervical discectomy and fusion，ACDF)更窄，不是所有病變節段都適合CDR手術。而且，多節段CDR可能增加技術上的難度、假體有關的并發癥以及醫療費用[1，4]。結合了傳統ACDF和CDR各自優勢的Hybrid(融合+非融合)技術能在ACDF和CDR之間提供一個平衡[3-5]，從而為多節段頸椎病的治療提供一種手術方式選擇。但是，在Hybrid手術中融合節段對其相鄰置換節段的影響還不清楚。本研究回顧性分析我院2012年3月至2015年9月行單獨CDR與Hybrid手術患者的臨床資料，比較兩種手術在人工間盤動力學和假體并發癥上的差異，探討Hybrid術中融合節段對其相鄰置換節段的影響。

1 資料與方法

1.1 納入排除標準 2012年3月至2015年9月在我院行單節段CDR或單節段CDR+ACDF的Hybrid術患者，納入標準：診斷為單節段或連續雙/三節段有神經根和/或脊髓癥狀及體征的頸椎病，且至少保守治療6周無效；CT及MRI檢查證實脊髓和/或神經根受壓；C3～7節段之間；所有病例至少完成了4年隨訪。排除標準：跳躍節段需要手術的頸椎病；大于1個CDR組合的其他Hybrid方式；先前有頸椎手術史；先前有C3～7創傷史；后縱韌帶骨化造成的壓迫和椎管狹窄；骨質疏松；類風濕性關節炎；合并糖尿病、腫瘤及感染。在Hybrid術中行融合或行CDR的節段選擇由術前影像學檢查來決定，CDR手術適合于無節段不穩、無節段ROM喪失(<2°)、無間盤高度丟失>50%以及無明顯小關節退變和畸形的節段；如果節段存在不穩、較重的頸椎退變和活動度明顯丟失的影像學征象，則行ACDF手術。

1.2 一般資料 本研究共納入68例患者，其中男27例，女41例；平均年齡(44.97±7.05)歲，單節段CDR42例，Hybrid術26例。單節段CDR患者的平均年齡要稍小于Hybrid患者(P=0.056)；兩組之間一般資料比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表1)。兩組患者中手術節段的分布見表2。

1.3 手術方法和術后處理 全麻后患者頸部置于中立位，定位薄膜結合C型臂定位后，常規消毒鋪巾，采用標準的右側頸前方切口顯露目標椎間隙。C型臂透視再次確認目標椎間隙無誤后，切除椎間盤組織、后縱韌帶和骨贅，予以充分減壓，在多節段頸椎病中對退變較嚴重的節段先行減壓。減壓后，對于CDR術，用磨鉆、試模和終板軌道切割器按程序依次處理終板和椎間隙，徹底沖洗骨屑后，選擇合適大小的Prestige-LP間盤沿著終板開槽植入；對于ACDF術，終板打磨準備后試模，選擇裝有人工骨和來自于椎體骨贅制成的自體骨粒的Zero-P植入椎間隙，然后擰入螺釘以固定Zero-P融合器。C型臂透視證實假體或椎間融合器位置正常后，逐層關閉切口，對行Hybrid術的患者在關閉切口前植入1根引流管并于術后第2天拔出。在術后功能鍛煉方面，對于單節段CDR患者，術后鼓勵患者佩戴頸托盡早下地，并指導其在去頸托狀態下進行頸部功能鍛煉，4周后去掉頸托并逐漸增加活動量；對于Hybrid術患者，在術后前3周指導患者行頸部功能鍛煉，術后4周～3個月，建議患者佩戴頸托保持頸部不活動，3個月后去掉頸托恢復頸部功能鍛煉。

表1 兩組一般資料比較

表2 兩組手術節段分布

1.4 隨訪方案 分別于術前、術后即刻(1周內)、術后3個月、6個月、1年及末次隨訪時進行數據采集。術前和術后即刻在病房采集，其余時間點在門診進行采集。影像學檢查常規包括前后位、側位和動力位X線片，影像學數據測量由兩位獨立的外科醫生在ACDSee Canvas 12軟件上執行。

1.5 評價指標影像學評估指標 (1)節段曲度及變化節段曲度：目標椎間隙上下終板的夾角，前凸為正值，后凸為負值。Δ曲度：為術后即刻和末次隨訪時的曲度值之差，即術后即刻曲度-末次隨訪曲度。(2)節段ROM間盤置換節段和其鄰近節段的ROM定義為動力位X線片上節段曲度的差異。如果動力位X線片上置換節段ROM<2°，則被視為假體功能丟失。(3)異位骨化(heterotopic ossification，HO)在末次隨訪的X線片上按照McAfee HO分級系統[6]評定。(4)ASD的影像學表現定義為至少存在下列一項：前縱韌帶新出現的或擴大的鈣化；新出現的或增加的椎間盤間隙狹窄；新出現的或擴大的骨贅[7]。(5)假體穩定性由測量假體前后移位和下沉來評定[8]，如果前后移位量>3 mm定義為移位，如果下沉量>2 mm定義為下沉。臨床功能評估指標：包括疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)、頸部功能障礙指數(neck disability index，NDI)、日本骨科協會評分(Japanese orthopaedic association，JOA)以評估頸肩部疼痛、頸部功能以及脊髓功能情況。

2 結 果

2.1 兩組置換節段曲度變化的比較 相較于術前，兩組在術后即刻的置換節段前凸均顯著增加(P<0.05)，在末次隨訪時逐漸減小到接近術前水平(P>0.05)，兩組之間各隨訪時間點的比較，差異無統計學意義(P>0.05)。Hybrid組中置換節段的Δ曲度大于單節段CDR組，但差異無統計學意義(P>0.05)。與術前相比，單節段CDR組在末次隨訪時有6例出現置換節段后凸增加>2°，而Hybrid組中有9例出現后凸增加>2°，差異有統計學意義(P<0.05，見表3)。

表3 兩組置換節段前凸的變化

2.2 兩組置換節段ROM的變化比較 與術前ROM相比，兩組置換節段的ROM均在術后即刻顯著減小，然后逐漸恢復；末次隨訪時，兩組中置換節段的ROM雖較術前均有下降，但差異無統計學意義(P>0.05)。與Hybrid組相比，單節段CDR組在術后3個月和6個月時的置換節段ROM呈現出更快的恢復速度(P<0.05，見圖1)。

圖1 兩組置換節段ROM的變化趨勢比較

2.3 兩組椎間盤置換鄰近節段ROM比較 與術前相比，兩組的椎間盤置換相鄰節段在末次隨訪時均能維持其ROM(P>0.05)；除了Hybrid組中下位鄰近節段的術前ROM小于單節段CDR組外(P<0.05)，兩組之間差異無統計學意義(P>0.05，見表4)。

表4 間盤置換相鄰節段ROM比較

2.4 兩組假體前后移位和下沉的比較 Hybrid組中假體的平均下沉量稍大于單節段CDR組(P>0.05)，而Hybrid組中假體的平均移位量顯著大于單節段CDR組(P<0.05)。兩組中各有1例假體下沉>2 mm，Hybrid組中有1例假體移位>3 mm，差異無統計學意義(P>0.05，見表5)。

2.5 兩組中HO與ASD的比較 Hybrid組HO的發生率(12/26，46.2%)稍高于單節段CDR組(14/42，33.3%)，P>0.05；兩組在臨床相關HO和假體活動度丟失的發生率上差異均無統計學意義(P>0.05)。單節段CDR和Hybrid組分別有17個和6個鄰近節段出現了影像學ASD，兩組之間比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表5)。

2.6 兩組中臨床效果評分的比較 與術前相比，兩組末次隨訪時的JOA、NDI和VAS評分均顯著改善(P>0.05)，且兩組之間比較差異無統計學意義(P>0.05，見表6)。

2.7 典型病例 (1)51歲男性患者，因“頸肩部不適5年，加重伴右側肢體活動不便7個月”入院，術前診斷為混合型頸椎病、C4～5和C5～6椎間盤突出，行C4～6Hybrid手術，術后患者癥狀明顯好轉，術后48個月側位X線片示置換節段后凸相較于術前增加>2°(4.78°)。手術前后影像學資料見圖2～5。(2)47歲男性患者，因“頸部不適2年，加重伴雙上肢疼痛、麻木3個月”入院，術前診斷為神經根型頸椎病、C5～6和C6～7椎間盤突出，行C5～7Hybrid手術，術后患者癥狀明顯好轉，末次隨訪側位X線片示假體下沉3.17 mm。手術前后影像學資料見圖6～9。(3)40歲女性患者，因“頸肩部不適1年，右上肢麻木5個月”入院，術前診斷為混合型頸椎病、C4～5和C5～6椎間盤突出，行C4～6Hybrid手術，術后患者癥狀明顯好轉，末次隨訪側位X線片示假體前移位3.28 mm。手術前后影像學資料見圖10～13。

3 討 論

由于ACDF術后其鄰近節段的ROM和間盤內壓力均會增加[9]，因此，相較于單獨CDR，Hybrid手術中融合節段可能會影響其鄰近間盤假體的動力學表現，繼而出現假體相關的并發癥、影響CDR的效果。Martin等[10]和Gandhi等[11]在尸體標本上的研究就提示鄰近融合的CDR相對于單獨CDR需要承受一個更具挑戰的生物力學環境。但是體內的實際情況如何目前仍不清楚。

表5 兩組椎間盤假體相關并發癥的比較

表6 兩組臨床效果評分比較分)

圖2 術前X線片示節段曲度1.38° 圖3 術后即刻X線片示曲度為2.2° 圖4 術后48個月X線片示置換節段后凸4.78° 圖5 末次隨訪動力位X線片示置換節段ROM 5.67°

圖6 術前側位X線片示頸椎退變示假體下沉3.17 mm 圖7 術后即刻X線片示假體位置良好末次隨訪動力位X線 圖8 術后57個月X線片 圖9 片示假體活動度受限

圖10 術前X線片示頸椎退變 圖11 術后即刻X線片示假體位置良好 圖12 術后61個月X線片示假體前移位3.28 mm 圖13 末次隨訪動力位X線片示假體活動度7.68°

3.1 置換節段曲度的變化 恢復和維持生理性矢狀曲度和平衡被認為是CDR成功的必要條件[12]。盡管先前的一些研究顯示2節段或多節段的Hybrid手術能維持、甚至增加頸椎整體前凸，但是很少有研究關注Hybrid術中置換節段的局部曲度變化，因為鄰近節段會代償局部前凸的丟失[12]。

本研究中，與術前相比，單節段CDR和Hybrid兩組中的置換節段在末次隨訪時總體上都維持了局部矢狀前凸，但是Hybrid術后即刻增加的節段前凸在末次隨訪時更趨向于丟失，因此有更多的病例出現了置換節段后凸增加>2°。我們推測可能是由于Hybrid組中的ACDF具有恢復和維持矢狀前凸的優勢，從而導致置換節段局部前凸的減少以維持頸椎整體曲度的平衡。再者，Hybrid組中置換節段所處的生物力學環境與單節段CDR不同，以及與假體的設計特點[13]，都可能是影響術后置換節段局部曲度的重要因素。

3.2 假體穩定性 本研究我們發現Hybrid組中假體下沉和前后移位的平均量要大于單節段CDR。有如下幾種可能：(1)Hybrid組中置換節段前凸的丟失趨勢可能會影響椎間隙高度的維持。Kowalczyk等[14]揭示了局部前凸的丟失與椎間隙高度的減少存在聯系。(2)融合使鄰近間盤假體的生物力學應力增加可能是最重要的因素。Chung等[15]的有限元研究顯示，與連續雙節段CDR相比，Hybrid術中ACDF可以使近端(對于CDR+ACDF結構)和遠端(對于ACDF+CDR結構)的CDR所承受的應力分別增加10.8%和16.1%。假體與終板骨界面上的過度應力和剪切力可能會導致骨質吸收，進而出現界面不穩定，發生假體下沉和移位[16-17]。隨著骨的長入，板-骨界面逐漸穩定下來，所以最終兩組在假體出現明顯下沉和移位的病例數上差異并無統計學意義。

3.3 置換節段及其相鄰節段的ROM 理論上，Hybrid術中的融合節段可導致其相鄰置換節段的應力增加，從而導致間盤假體的活動度增加。但是文獻關于Hybrid術后其置換節段ROM變化的報道卻存在很大差異。幾個生物力學研究顯示在Hybrid術中由于融合節段ROM的減少，而置換節段ROM就會增加以利于維持頸椎整體的ROM[1，11，18-19]。相反，其他生物力學研究則顯示在Hybrid術中置換節段的ROM不會出現明顯變化[20-21]，甚至還有減小[10]。本研究顯示在術后早期隨訪中，相較于單節段CDR組，Hybrid組中置換節段的ROM呈現出更慢的恢復速度。這可能和兩組在術后的頸部功能鍛煉方式有關，為了保護融合節段，我們建議Hybrid組中的患者在經過頭3周的鍛煉后，從術后第4周到術后3個月用頸托固定頸部。即便如此，Hybrid組中置換節段的ROM仍能恢復到一定程度。

有體外研究表明與完整脊柱相比，Hybrid結構中相鄰節段的ROM僅有較小的變化[1，20]。Liu等[22]在尸體標本的研究中顯示CDR+ACDF結構并沒有顯著改變其相鄰節段的ROM，但ACDF+CDR結構卻使下位鄰近節段的ROM顯著增大。另一個生物力學研究顯示在雙節段融合基礎上的間盤置換，其上位正常鄰近節段的ROM顯著增加[10]。目前仍沒有臨床研究去關注在Hybrid術中置換節段相鄰正常節段的ROM變化情況。本研究提示Hybrid與單節段CDR類似，能夠維持置換節段的上/下相鄰節段的術前ROM，但Hybrid組中間盤置換的下位相鄰節段術前ROM顯著低于單節段CDR，考慮主要是由于Hybrid組中下位相鄰節段主要位于C7/T1，因此其生理性ROM本身就較小。

3.4 ASD和HO 影像學和生物力學評估提示融合增加了鄰近節段的應力，可能加速退變過程。但是，Park等[23]研究顯示雙節段Hybrid和雙節段CDR似乎都比雙節段的融合具有減輕鄰近節段椎間盤壓力的優勢。Mo等[21]發現在Hybrid模型中，與置換節段相鄰的間盤壓力與假體設計相關。本研究發現Hybrid組中ASD和HO發生率均高于單節段CDR組，但不顯著。Wang等[24]也報道Hybrid和CDR在治療雙節段頸椎病中其ASD和HO并發癥無顯著性差異。但是，Hybrid中假體若發生微動則可促進HO的形成與發展，因為HO有利于不穩定的頸椎重新穩定[25]。另外，單節段CDR中術后局部前凸維持得更好也有助于減少ASD[7，12]。因此，繼續通過更長期的隨訪去證實此結論非常必要。

與先前報道Hybrid在治療2節段或多節段頸椎病時能提供相當的臨床效果一致[24]，本研究顯示Hybrid與單節段CDR在臨床功能評分上差異無統計學意義，提示術后癥狀的緩解主要與術中神經徹底的減壓密切相關[12]。

綜上，與單獨CDR相比，Hybrid術中的融合節段影響了其鄰近間盤置換的部分動力學，但是并沒有明顯增加假體并發癥和引起不良臨床效果。然而，由于本研究相對小的病例量和回顧性研究的特點可能影響相關結論的準確性，關于Hybrid術中融合對其鄰近間盤置換的影響還需大樣本和更長期的隨訪去證實。