頸椎前路椎間盤切除融合術術后發生軸性癥狀的列線圖預測模型構建

沈天宇,尚 暉

(湖北醫藥學院附屬太和醫院脊柱外科,湖北十堰 442000)

頸椎前路手術是脊柱外科的常見手術方式,被用于治療頸椎腫瘤或結核、頸椎外傷、頸椎間盤退行性疾病等[1]。頸椎前路椎間盤切除融合術(ACDF)由ROBINSON[2]在1955年提出,得到脊柱外科醫生的廣泛應用并取得了良好的效果,其具有直接去除致壓因素、通過椎間植入物恢復椎間隙高度和即刻恢復頸椎穩定性的特點,被認為是治療合并脊髓或神經根壓迫且存在相應臨床癥狀的頸椎病或頸椎間盤突出癥患者的“金標準”[3]。但研究人員在隨訪過程中發現ACDF術后并發癥并不少見,主要包括軸性癥狀(AS)、吞咽困難、聲音嘶啞、頸部血腫及內固定相關并發癥等[4]。AS的概念最早在1996年由HONOSON等[5]提出,通常被定義為術后頸椎出現長期的頸部、肩胛周圍或肩背部疼痛,并且常伴有頸背部肌肉緊張、酸脹、僵硬等不適感[6]。作為術后頸椎常見的并發癥之一,其發生率高達4%～46%[7]。AS具有持續時間長、治療效果欠佳等特點,對患者的預后影響較大。盡管AS逐漸受到越來越多的關注,但與后路手術相比,關于頸椎前路手術后發生AS的臨床研究相對少見,其發生機制和影響因素尚不明確,無法做到有效的預防。本研究回顧性分析接受ACDF治療的頸椎病患者臨床資料,分析術后發生AS的危險因素,并以此構建列線圖預測模型,以期為臨床有效預防提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析本院2019-2021年行ACDF的184例頸椎病患者的臨床資料。納入標準:(1)神經根型、脊髓型頸椎病和后縱韌帶骨化癥,診斷明確,保守治療無效;(2)病變節段≤2個;(3)年齡>18歲;(4)由同一團隊完成手術且術后未發生脊髓損傷、腦脊液漏、感染及C5 神經根麻痹等并發癥。排除標準:(1)頸椎先天畸形和脊髓空洞癥;(2)有頸椎外傷、腫瘤、強直性脊柱炎、肩周炎病史,以及既往頸椎手術史;(3)其他系統性嚴重功能障礙;(4)隨訪資料不完整。根據納入和排除標準排除病變節段≥3個8例,術后腦脊液漏3例,隨訪資料不完整15例(出院后未及時到醫院復查或電話失訪),最終共納入隨訪資料完整、隨訪時間超過1年的患者158例。根據術后有無AS將患者分為AS組(45例)和非AS組(113例)。

1.2 方法

1.2.1手術方法和術后處理

手術均由同一團隊完成。患者靜吸復合麻醉成功后,取仰臥位,頭后仰,頸肩部墊軟枕,術前定位于責任椎間隙,常規術野鋪巾消毒。于右頸部平對定位線取橫切口,逐層切開皮膚、頸闊肌,頓性分離頸前肌肉間隙,自頸部內臟鞘和血管鞘之間進入,顯露椎體前緣,以長約1 cm的短針頭插入椎間隙,經C臂透視定位確定責任椎間隙無誤。切開責任椎間隙前縱韌帶至兩側頸闊肌,在責任椎間隙上下椎體安裝Caspar頸椎撐開器適度撐開,以尖刀切開責任椎間盤纖維環,以槍鉗、髓核鉗和刮匙逐步切除椎間盤組織、椎體后緣骨贅及鈣化的后縱韌帶。以刮匙徹底刮除椎間盤上下軟骨終板,椎間隙試模后,選擇合適型號的椎間融合器,填入同種異體骨或自體骨,并將融合器植入已減壓的椎間隙。在責任椎間隙上下椎體前方安裝頸椎前路鈦鋼板,固定牢固后經C臂透視確認鈦鋼板及螺釘位置正常。徹底止血,沖洗傷口后留置引流管,逐層縫合關閉切口。術后常規使用抗菌藥物治療3 d,24～36 h視引流量情況拔除引流管,術后24 h復查無靜脈血栓后可佩戴頸托下地活動,常規行頸托外固定保護3周。

1.2.2AS評估

患者術后發生AS的評定根據曾巖等[8]擬定的評定標準進行評估,參數包括頸部疼痛、酸脹、無力和僵硬等,根據其對患者日常生活和工作的影響程度及頸部肌肉壓痛和痙攣進行評級,其中評定為可和差者為有AS,優和良者為無AS。

1.2.3臨床指標

包括患者的性別、年齡、BMI、吸煙史、糖尿病史、病程、疾病類型、病變節段數目、手術時間及術中出血量等。術前及術后采用日本骨科協會(JOA)評分[9]評定患者頸髓功能的改善情況并計算頸髓功能改善率,頸髓功能改善率=[(術后評分-術前評分)/(17-術前評分)]×100%。

1.2.4影像學指標

對手術前后的正側位和屈伸動力位X線片資料進行記錄和測量。頸椎融合節段曲度:在頸椎中立側位測量,自融合節段上位椎體的上緣作切線,自融合節段下位椎體的下緣作另一條切線。分別作兩條切線的垂線,兩條垂線的夾角即為融合節段曲度,正常生理曲度為前凸,記為正值,后凸記為負值,分為無后凸、輕度后凸(后凸角<5°)和明顯后凸(后凸角≥5°)[10]。頸椎活動度:分別測量過伸位和過屈位X線片上C2～C7Cobb角,兩角度之差即為C2～C7的頸椎活動度[11]。椎間隙高度變化:測量術前、術后側位X線片手術節段上位椎體下終板與下位椎體上終板之間的高度差計算椎間隙高度變化,分為≤2 mm、>2～<5 mm、≥5 mm[12]。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 基本情況

本研究共158例資料完整的病例納入研究,其中男83例,女75例,年齡(52.12±7.42)歲;病程(14.11±3.30)個月;脊髓型頸椎病99例,神經根型頸椎病48例,后縱韌帶骨化癥11例;病變節段:單節段105例,雙節段53例;隨訪時間(15.30±4.96)個月;AS發生率為28.48%。

2.2 臨床和影像學指標比較

兩組在性別、年齡、病程、疾病類型、吸煙史、糖尿病史、病變節段、頸髓功能改善率、手術時間、術中出血量、手術前后頸椎活動度、術前頸椎融合節段曲度等方面比較差異均無統計學意義(P>0.05),在BMI、頸椎活動度丟失值、術后頸椎融合節段曲度、椎間隙高度變化等方面比較差異有統計學意義(P<0.05),見表1、2。

表1 兩組患者臨床指標比較

表2 兩組患者影像學指標比較

2.3 多因素logistic回歸分析

logistic回歸分析顯示,術后融合節段為輕度后凸或明顯后凸、頸椎活動度丟失、椎間隙高度變化≤2 mm或≥5 mm是ACDF術后發生AS的獨立危險因素,見表3。

表3 多因素logistic 回歸分析ACDF術后發生AS的危險因素

2.4 列線圖預測模型的構建

將上述多因素logistic回歸分析篩選出的獨立危險因素構建ACDF術后發生AS的列線圖預測模型,見圖1。

圖1 預測ACDF術后發生AS風險的列線圖

2.5 列線圖預測模型的評價

列線圖預測模型的AUC為0.818,該模型的預測價值較高,見圖2。重復抽樣1 000次后,一致性指數為0.818,模型具備較好的區分度。模擬曲線和實際曲線走勢基本一致,列線圖預測模型具有較好的一致性,見圖3。

圖2 ROC曲線分析

圖3 預測ACDF術后發生AS的列線圖模型校正曲線

3 討 論

頸椎病是臨床上常見的退行性疾病,主要是由于頸椎間盤、相鄰椎節退變及其繼發性改變刺激或壓迫神經根、脊髓或血管,并引起與之相關的臨床癥狀和體征,嚴重影響患者的生活質量[14]。手術治療頸椎病的主要目的是終止頸椎病相關病理變化對神經組織造成的持續性和進行性損害[15]。ACDF是目前治療頸椎病常用的手術方式,其不僅可以直接減壓,而且還可以在術中恢復椎間隙的高度和頸椎前凸,通過前內固定系統實現頸椎的即時穩定性,但部分患者術后會出現AS[16]。ARNOLD等[17]對313例接受ACDF患者的研究發現,在1年的隨訪期間有38%的患者術后發生AS;LIU等[18]報道ACDF術后AS的發生率為27.3%,與本研究結果相似。

本研究結果顯示,患者術后頸椎活動丟失、融合節段曲度及椎間隙高度變化與AS的發生密切相關。作為融合手術,ACDF術后融合節段將不可避免地出現生物力學環境變化,最終可能導致頸部僵硬及活動受限等情況發生[4]。HOU等[19]研究發現,單節段和雙節段ACDF術后頸椎的整體活動度較術前均明顯下降(P<0.05),分別由術前49.7°和50.7°下降至術后3個月的27.4°和30.1°,并在術后1年增加至32.3°和34.2°,提示ACDF在術后早期會限制頸椎的活動度但通過鄰近節段的代償機制頸椎活動度會有所增加。曾巖等[8]研究發現ACDF術后頸椎整體活動度明顯下降,并由于相鄰節段的活動度代償性增加導致相鄰節段的不穩,最終導致AS的發生。CASPAR等[20]研究發現,頸椎前路手術后頸椎活動度和活動度的丟失與AS呈正相關,但很難確定頸椎活動度的丟失是術后發生AS的危險因素還是AS導致的后果。UEHARA等[21]的一項隨機對照試驗證明,通過術后早期有效的頸部活動康復鍛煉能夠維持頸椎活動度,從而降低AS的發生率。本研究結果顯示,術前和術后的頸椎活動度與AS的發生無明顯相關性,但頸椎活動度丟失與AS的發生有關,并且是獨立危險因素。因此,在臨床工作中可以通過讓患者積極有效地進行頸部活動功能鍛煉,盡可能地減少術后頸椎活動度丟失,達到減少AS發生的目的。

ACDF手術過程中利用椎間撐開技術擴大椎間隙是必要的操作,其目的是獲得更好的減壓視野、恢復頸椎曲度及融合節段椎間隙高度,同時壓縮的黃韌帶被撐開后還擴大了椎管和椎間孔,起到間接減壓的作用[22]。但手術過程中撐開高度往往難以把握,導致過度撐開或撐開不足的情況。WEN等[23]通過施加牽引力逐步撐開椎間隙,發現ACDF術中撐開椎間隙所需的牽引力在椎間隙高度變化為1～6 mm時緩慢增加,但當椎間隙撐開6 mm以上時所需的牽引力急劇增加,而牽引力開始急劇增加的高度即為最佳撐開高度,此時黃韌帶處于完全舒展狀態,但當椎間隙撐開高度變化>6 mm時椎間隙處于過伸狀態,韌帶伸展過大。KAWAKAMI等[12]的研究發現,當椎間隙高度變化≥5 mm時頸椎后方的肌肉及韌帶處于緊張狀態,AS的發生率明顯增加。李華等[24]認為在椎間隙撐開的過程中,當椎間隙撐開高度變化值<2 mm時,即使患者在隨訪時融合節段達到了骨性融合,但由于頸椎整體處于力線不穩狀態,AS的發生率會增加。胡曉明[25]研究發現,術中椎間隙撐開高度變化>6 mm時頸椎的即時穩定性并沒有增加,同時使頸椎后的韌帶復合體和關節囊還處于緊張狀態,導致AS的發生率增加。如果椎間隙處于過度撐開狀態,可能會導致關節囊及韌帶的損傷、上下椎間關節距離增加,嚴重時甚至造成脫位或半脫位,引起椎間關節囊中的椎間韌帶張力過大并對竇錐神經進行機械刺激導致AS的發生。如果椎間隙撐開不足,椎間高度及頸椎曲度得不到良好的重建,頸椎整體處于力線不穩的狀態,產生頸肩部的不適感和肌肉痙攣,同時長期的不穩定刺激椎間結構的增生導致骨質增生和AS的發生率增加。本研究結果顯示,當椎間隙高度變化≤2 mm或≥5 mm都與ACDF術后AS的發生有關,且為獨立危險因素。因此,通過制訂合理的手術方案,適度撐開椎間隙,植入合適型號的椎間融合器,能避免椎間隙過度撐開和撐開不足,降低ACDF術后發生AS的風險。

頸椎生理曲度能起到緩沖縱向壓力,保護脊髓、神經根及血管的作用。正常的頸椎生理曲度是輕度凸向前方,當頸椎出現反弓及后凸時,可能導致髓腔變小出現脊髓、神經根受壓表現。同時為了使頭部保持平衡,頸后方肌肉軟組織承受了更大壓力,導致頸部疲勞或疼痛。王海波等[26]研究發現,頸部的小關節囊、肌肉韌帶復合體因為頸椎曲度異常而處于緊張狀態,分布于韌帶周圍和小關節囊的神經缺血、張力增加,導致AS的發生。此外,曲度不良還會造成相鄰節段應力變化,加速相鄰節段退變和頸椎不穩,加重AS。CHEN等[27]的一項隨訪時間超過5年的回顧性研究發現,節段性頸椎后凸與AS之間存在相關性,但未對其原因進一步討論。曾巖等[10]對67例接受頸椎前路減壓融合術患者的研究發現,前路手術后融合節段后凸是一種較為普遍的現象,認為節段性后凸是由于在頸椎軸向應力的作用下,術后尚未融合的植骨塊向上下椎體較軟的松質骨內塌陷和二者接觸面骨質吸收共同造成的。盡管隨著具有前高后低形態椎間融合器和前路鈦板的廣泛使用,有效減少了術后融合節段骨質的吸收和塌陷引起的后凸[28]。但當頸椎節段性后凸矯正不佳使頸椎正常生理曲度變小或后凸形成時,可能對頸部肌肉、項韌帶及深部的關節囊組織造成牽拉,在頸部活動時更容易出現勞損并發生AS。本研究結果顯示,術后頸椎融合節段后凸是ACDF術后發生AS的獨立危險因素。對于術前存在頸椎曲度不良或呈現節段性后凸的患者,通過術前調整體位預先恢復頸椎曲度、術中打磨椎間隙時應將椎間隙修復成前窄后寬的凹槽、使用椎間融合器聯合前路鈦板減少骨質的吸收和塌陷的發生以達到減少融合節段后凸和盡可能恢復其生理性前凸的目的,從而降低ACDF術后發生AS的風險。

ACDF術后一旦發生AS將可能直接影響患者的生活質量和臨床預后。雖然這種頸肩部的不適感多數情況下會在3～6個月內逐漸緩解至完全消失,但有研究發現少數患者AS的持續時間相較于其他患者明顯延長,最長可達10年之久[29]。因此,建立一個清晰直觀的列線圖模型用于預測ACDF術后發生AS的風險,從而通過相應手段預防具有重要意義。本研究的創新點是在單因素分析和多因素logistic回歸分析篩選出危險因素后,根據結果建立了預測ACDF術后發生AS風險的列線圖模型。繪制ROC曲線證明該模型具有較高的預測價值,模型的區分度和一致性較好。

綜上所述,頸椎融合節段后凸、頸椎活動度丟失、椎間隙高度變化≤2 mm或≥5 mm是ACDF術后發生AS的獨立危險因素,基于這些危險因素建立的列線圖預測模型區分度和一致性良好,預測價值較高,可為臨床醫師預防術后發生AS提供指導。