骨質疏松性椎體壓縮性骨折患者PKP治療后發生鄰近椎體骨折的危險因素分析

黃永恒，劉星，尚顯文

1 貴州醫科大學附屬醫院骨科，貴陽550004；2 貴州醫科大學附屬醫院檢驗科

骨質疏松癥是一種以骨量減少和質量改變，導致骨折風險增加為特征的全身性骨骼疾病，全球約16%的絕經后婦女存在骨質疏松性椎體壓縮性骨折（OVCFs）［1］。近幾十年來，經皮椎體后凸成形術（PKP）因其微創、手術時間短、安全性高、鎮痛快等優點被廣泛應用于OVCFs 的治療中。部分患者在接受PKP 及正規抗骨質疏松治療后再次新發骨折，大致可分為術椎再骨折、術椎鄰近節段及非鄰近節段椎體骨折，其中鄰近節段骨折占50%～70%［2-3］。椎旁肌肉作為脊椎穩定結構的重要組成部分，其退變與許多脊椎疾病的發生有關，如腰椎滑脫癥、椎間盤突出癥等［4-6］。本研究將椎旁肌肉相關影像學參數納入分析范圍，觀察了OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的危險因素。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入標準：①臨床及影像學診斷為OVCFs，為單一節段、首次新發骨折，MRI 提示傷椎T1WI 呈低信號、T2WI 呈高信號；②入院后行PKP 治療，手術由同一年資的醫師完成；③最終完成隨訪，病歷資料、影像學數據完備。排除標準：①椎體壓縮＞75%，爆裂性骨折、椎間隙損傷嚴重；②合并脊髓和神經根受損癥狀及體征；③術后存在過敏性休克、椎間盤及椎管內無骨水泥滲漏、術后無神經功能缺損等手術并發癥；④有精神病史或近期使用抗抑郁藥、類固醇激素；⑤合并惡性腫瘤、免疫、血液系統疾病。收集2018年8月—2020年8月于我院行PKP并符合上述標準的OVCFs患者113例，術后3 d內復查X 線，出院后規律抗骨質疏松治療至少3 個月（口服鈣片0.6 g/次、2 次/d，鮭魚降鈣素噴鼻劑噴鼻20 μg/次、2 次/d，3 月內靜脈輸注唑來膦酸注射液5 mg）。術后隨訪至2021年3月，根據是否發生鄰近椎體新發骨折將患者分為鄰椎骨折組18 例與無鄰椎骨折組95例。鄰椎骨折組雙椎體再骨折（包括上下鄰椎、1 個鄰椎合并1 個遠節椎體）6 例、單一鄰椎骨折12例、無術椎再骨折。

1.2 術后骨折可能的影響因素收集方法 ①基本資料：記錄兩組年齡、性別、體質量、BMI、骨水泥用量、骨密度。②傷椎壓縮率、傷椎椎體高度恢復率、Cobb 角矯正值：于醫院HIS 系統上選取患者手術前后傷椎側位X 線片，測量椎體高度、后凸Cobb角。椎體楔形壓縮骨折患者選取椎體前緣測量傷椎手術前后的椎體高度，雙凹型骨折患者選取椎體中間部凹陷處測量手術前后的椎體高度，后凸Cobb 角為傷椎上位椎體上終板垂線及下位椎體下終板垂線夾角。傷椎壓縮率=術前椎體高/鄰近上、下椎體高度的平均值×100%。傷椎椎體高度恢復率=（術后椎體高度-術前椎體高度）/鄰近上、下椎體高度的平均值×100%。Cobb 角矯正值=術前脊柱后凸Cobb 角-術后脊柱后凸Cobb 角。③椎旁肌肉相關影像學參數：獲取患者術前CT 及MRI 掃描數據，以DICOM 文件格式保存后導入Image J 軟件。取MRI 中T1加權像L3下終板橫斷面為測量層面，測量兩側椎旁肌肉（多裂肌、豎脊肌、腰大肌，因豎脊肌及多裂肌在功能和解剖位置上相似，可將其合并為背伸肌群）的相對橫截面積（RCSA）、脂肪浸潤率（FF）。測量FF 時，以皮下脂肪灰階值為基準，將圖像中相同灰階值的部分“染色”，圈選出雙側椎旁肌范圍，測定圈選范圍內被染色部分所占的面積比例，即為FF。選擇CT 中L3椎體所測得椎體橫斷面積作為參照比較，以消除患者體型差異，RCSA=肌肉橫截面積/椎體橫截面積。 在所有圖像圈選測量的過程中，圖片數據自配原始比例尺，無需矯正圖片比例。 在圖片圈選測量時應注意避免將骨贅、小關節突等結構選入測量范圍，測量過程由一位影像科醫師及一位骨科醫師完成，以組內相關系數（ICC）判定測量者之間測量數據的一致性，ICC＞0.75 說明一致性可。

1.3 統計學方法 采用SPSS23.0 統計軟件。符合正態分布的計量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗；不符合正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗；計數資料以例或率表示，組間比較采用χ2檢驗。選擇兩組比較有意義的數據進行多因素Logistic 回歸分析。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床參數比較 鄰椎骨折組男2例、女16例，無鄰椎骨折組男13 例、女82 例，兩組比較P＞0.05。兩組其他臨床參數比較見表1。

表1 兩組臨床參數比較［-x ± s/M（P25，P75）］

2.2 OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的多因素Logistic回歸分析結果 因已將豎脊肌、多裂肌納入后伸肌群，同時進行多因素分析存在共線性問題，最終將年齡、骨密度、后伸肌群RCSA、后伸肌群FF共4 項指標進行多因素Logistic 分析。結果顯示，骨密度降低（OR=0.157，95%CI：0.035～0.713）、后伸肌群RCSA 降低（OR=0.109，95%CI：0.018～0.667）及后伸肌群FF 升高（OR=1.273，95%CI：1.112～1.458）是OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的獨立危險因素（P均＜0.05）。見表2。

表2 OVCFs患者PKP術后發生鄰近椎體骨折的多因素Logistic回歸分析結果

3 討論

PKP 因微創、手術時間短、效果明顯，逐漸成為治療OVCFs 的一種常用術式，但再發骨折仍是術后常見問題，主要分為術椎再骨折、鄰椎骨折以及非鄰近椎體骨折。鄰椎骨折作為最常見的一種，其發生的原因主要分為兩方面；①脊柱應力傳導的不均衡分布，影響因素包括骨水泥的彈性模量、骨質、骨水泥滲漏及分布情況、椎間盤嚴重退變、整體脊椎退變帶來的矢狀位失衡等。②椎體骨質強度降低相關因素，如性別、年齡、骨密度、術后是否行抗骨質疏松治療等。本研究結果發現，鄰椎骨折組年齡、豎脊肌、多裂肌、后伸肌群FF 均高于無鄰椎骨折組，鄰椎骨折組骨密度、豎脊肌、多裂肌、后伸肌群RCSA 均小于無鄰椎骨折組；提示高齡、低骨密度可能是PKP后發生鄰椎骨折的危險因素，同時椎旁退變，如椎旁肌RCSA 較少、FF 增加也可能是PKP 后鄰椎骨折的危險因素。

年齡是影響骨量的確定因素，年齡越大，骨密度越低，發生骨折的可能性也就越大。但本研究多因素Logistic回歸分析結果顯示，年齡并不是OVCFs患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的獨立危險因素，但考慮其與骨密度密切相關，且本研究兩組比較亦體現出顯著差異，我們仍認為高齡是PKP 后鄰椎骨折的危險因素。骨密度是公認的骨折危險因素，骨質疏松癥越嚴重的椎體，其所能夠承受的壓力和負荷就越小。本研究多因素Logistic 回歸分析結果顯示，骨密度是OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的獨立危險因素，骨密度值每提高1%，相應椎體發生骨折的風險就降低0.85%。與既往文獻結論一致［7］。

本研究兩組性別構成、BMI 無顯著差異。對于女性而言，絕經后生理變化及雌激素下降，隨之而來的是骨密度降低，使之成為了OVCFs 易發人群。但本研究結果顯示，性別不是OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的危險因素。關于BMI 對OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的影響，之前的文獻報道結論不一。魏永杰等［8］研究發現，BMI＞24 kg/m2或＜18.5 kg/m2均是新發椎體骨折的危險因素。然而，也有研究顯示，性別、BMI 對OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折無顯著影響［9-10］。對女性而言，BMI過低意味著脂肪含量的減少。而脂肪組織目前被認為是內分泌器官，除了提供合成性激素的底物外，還分泌脂肪因子，對提高骨密度具有一定作用。脂聯素和瘦素是脂肪組織分泌的可提高骨密度的激素，主要通過刺激成骨細胞的增殖和分化來調節骨轉換［11］。但過高的BMI將意味著椎體要承受更高的壓力。只有適當升高的體質量，可以給予骨組織適當的應力刺激，從而促進骨的合成。可能正是這些復雜因素的相互作用，導致各研究結論不一。

術中骨水泥用量、傷椎高度恢復率、后凸Cobb角的糾正情況也是學者們關注的要點。骨水泥的用量多少可能會影響強化椎體的彈性模量變化、骨水泥在傷椎中的形態及分布，從而影響傷椎的力學特性，而傷椎壓縮率在一定程度上可反映傷椎的損傷嚴重程度。本次研究結果顯示，兩組骨水泥用量、傷椎椎體高度恢復率、傷椎壓縮率、Cobb 角矯正值均無顯著差異。YANG 等［10］研究顯示，注入過多骨水泥、過高的傷椎椎體高度恢復率將增加PKP 后鄰椎骨折的風險。同時，過高的傷椎椎體高度恢復率意味著需要更多的骨水泥填充，加之先前球囊撐開，骨水泥可能更貼近傷椎的上、下終板，結果可導致應力傳導的不均衡。球囊過度撐開的同時，可能會使椎體中與球囊壁接觸的松質骨壓縮變得致密，形成“蛋殼”。而這又將降低骨水泥的彌散效果，團塊狀的骨水泥更易造成應力傳導不均，引發鄰椎骨折［12］。

本研究的主要目的是觀察椎旁肌退變是否是PKP 后鄰椎骨折的危險因素。隨著人們年齡的增長，椎旁肌肉發生退變，其主要表現是肌肉體積的縮小和肌間脂肪浸潤的增加。本研究選擇了L3椎體下終板處為觀察層面，選取此處的理由是L3/L4多位于腰椎生理曲度的中心，腰椎前凸的頂端，并且此處的椎旁肌橫截面積相對較寬。本研究主要觀察了豎脊肌、多裂肌、腰大肌三組椎旁的主要肌肉，測量其RCSA 及FF。為排除患者個體體型引起的橫截面積對比時的差異，我們選定以本體L3椎體中間水平的橫截面積作為參照，計算RCSA。既往一些研究選取肌肉橫截面處相應的椎間盤或椎體終板作為參照物，本次研究對象多為老年患者，難以避免椎間盤或椎體終板退變，且椎間盤膨大、椎體終板四周骨贅形成均給我們的測量及參照對比增加了難度及誤差。因此，本研究并未選擇此兩處來作為參照對比。

本研究結果顯示，鄰椎骨折組多裂肌、豎脊肌RCSA均小于無鄰椎骨折組，多裂肌、豎脊肌FF及腰大肌FF均大于無鄰椎骨折組，提示鄰椎骨折組患者椎旁肌退變較無鄰椎骨折組更嚴重，椎旁肌退變可能是PKP 后鄰椎骨折的危險因素之一。本研究兩組腰大肌RCSA 無顯著差異，可能提示椎旁肌群中，腰大肌退變可能僅表現為FF 增加（兩組腰大肌FF比較雖然有統計學差異但僅相差0.65%，因此也未進行多因素分析），而后伸肌群（多裂肌、豎脊肌）退變對OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的影響更大。同時，脊柱退變在整體形態上也主要表現在腰椎前凸丟失，脊柱矢狀縱軸前移。JUN 等［13］發現，豎脊肌、多裂肌的FF 與腰椎前凸丟失、矢狀位縱軸前移存在正相關關系。另一項研究也發現，矢狀位平衡與豎脊肌、多裂肌有關，而與腰大肌并沒有顯著相關性［14］。綜合上述原因，我們考慮椎旁肌退變對OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的影響主要來自椎旁后伸肌群，即豎脊肌和多裂肌。豎脊肌及多裂肌在解剖及功能上近似，將其一起分析更能體現后伸肌群對脊柱退變、矢狀位失衡的影響，所以將后伸肌群做指標納入多因素邏輯回歸。但多因素分析時再一起納入多裂肌和豎脊肌的指標，將存在共線性問題，導致統計學結論不準確。因此，在多因素Logistic 回歸分析中我們選擇了后伸肌群來進行分析。

本研究多因素Logistic 回歸分析結果顯示，后伸 肌 群RCSA（β=-2.215，OR=0.109）及FF（β=0.242，OR=1.273）是OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的獨立危險因素。即后伸肌群的實際橫截面積每增加相應L3椎體橫截面積的1%，患者PKP 后鄰椎骨折的可能性就降低0.9%；后伸肌群的FF 每增加1%，患者PKP 后鄰椎骨折的風險就增加27.3%。這樣的結果提示，脂肪浸潤可能比肌肉萎縮對PKP 后鄰椎骨折的影響更大。本次研究測量是以肌肉整體橫截面積作為對比，肌肉中肌纖維萎縮加之脂肪增加可能使肌肉的整體橫截面積變化較小。未來考慮對排除肌間脂肪后的RCSA 進行比較，或許會得出不同結論。

椎旁肌做為脊柱穩定的重要結構，其退變不僅與脊柱力學結構失衡、椎間盤退變有關，甚至會影響椎體骨密度［15-17］。椎旁后伸肌群萎縮、FF 增加帶來的后果之一可能是矢狀位縱軸偏移，即矢狀位縱軸前移［15］。這將造成椎體受力前移，軀體呈現前屈姿勢，椎體前柱應力增大。鄰椎前柱應力的集中會導致骨折風險也隨之增加，在矢狀軸前移時，部分患者站立位時可能會出現代償性骨盆后傾（骨盆傾斜角增加），輕度屈髖、屈膝，以改善軀體前屈，以此減少矢狀軸前移，減輕腰背部肌肉為維持身體姿勢而過度疲勞所引起的腰背疼痛。研究發現，鄰椎骨折患者骨盆傾斜角明顯大于無骨折患者［18］；這提示為減少矢狀位縱軸前移而代償的骨盆后傾，并不會緩解矢狀位失衡，仍可能是鄰椎骨折的危險因素之一。如果患者首次椎體骨折前就已存在矢狀位失衡，如退行性脊柱后凸，那術后即使糾正了局部骨折引起的后凸畸形，但脊柱整體的失衡狀態仍存在，加之骨水泥導致椎體硬度增加，應力可能會更加集中于鄰椎前柱，從而導致鄰椎骨折的風險加大。

綜上所述，骨密度降低、后伸肌群RCSA 降低及后伸肌群FF 升高是OVCFs 患者PKP 后發生鄰近椎體骨折的獨立危險因素。臨床上對此類高危人群需警惕術后鄰椎骨折的發生，建議給予合理康復鍛煉，以減少鄰椎骨折的發生。