經(jīng)皮椎體強(qiáng)化術(shù)后對(duì)鄰近椎間盤(pán)影響的觀(guān)察

江瑞信，阮耀欽，蔡金輝，葉浩翊，劉志鋒

(廣東省廣州市增城區(qū)人民醫(yī)院影像科，廣東 廣州 511300)

隨著人口老齡化，骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis)的發(fā)病率逐年增高[1]，骨質(zhì)疏松性壓縮性骨折(osteoporosis vertebral compression fractures，OVCF)已成為老年人常見(jiàn)病及多發(fā)病[2]。經(jīng)皮椎體強(qiáng)化術(shù)(percutaneous vertebral augmentation，PVA)包括經(jīng)皮椎體成形術(shù)(percutaneous vertebroplasty，PVP)及經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)(percutaneous kyphoplasty，PKP)，因其止痛效果明顯，減輕脊柱后突畸形，改善心肺功能，以及其創(chuàng)傷小、恢復(fù)快，提高患者生活質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，目前已成為OVCF的主要治療手段[3-4]。隨著該手術(shù)的廣泛開(kāi)展，相應(yīng)的并發(fā)癥逐漸顯現(xiàn)，如PVA術(shù)后常發(fā)生鄰近椎體骨折(adjacent vertebral fracture，AVF)、骨水泥滲漏、肺動(dòng)脈栓塞等[5-6]，但PVA是否會(huì)加速鄰近椎間盤(pán)退變，目前尚無(wú)明確定論。因此，本研究將比較PVA術(shù)后鄰近椎間盤(pán)與非鄰近椎間盤(pán)退變的情況，探討PVA術(shù)與鄰近椎間盤(pán)退變的相關(guān)性，進(jìn)一步分析PVA術(shù)后早期(<12個(gè)月)及中遠(yuǎn)期(≥12個(gè)月)對(duì)鄰近椎間盤(pán)退變的影響，并對(duì)其可能的影響機(jī)制進(jìn)行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年1月—2020年8月在我院接受PVA治療的OVCF患者61例，男16例，女45例，平均年齡(71.10±8.10)歲，共76節(jié)手術(shù)椎體，共椎間盤(pán)241塊，其中鄰近椎間盤(pán)120塊，非鄰近椎間盤(pán)121塊。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)MRI明確診斷OVCF并行PVP或PKP術(shù)治療，且術(shù)前及術(shù)后隨訪(fǎng)影像資料(MRI及X光)完整的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前椎間盤(pán)評(píng)級(jí)為Ⅳ及Ⅳ級(jí)以上者、多發(fā)椎體骨折(3個(gè)及3個(gè)椎體以上者)及曾經(jīng)做過(guò)PVA手術(shù)者、術(shù)后骨水泥滲漏入椎間盤(pán)者、骨感染及骨腫瘤患者。病例分組：按椎間盤(pán)是否與手術(shù)椎體相鄰分為觀(guān)察組(手術(shù)椎體上、下位椎間盤(pán)，即鄰近椎間盤(pán))及對(duì)照組(手術(shù)椎體次鄰近椎間盤(pán)，即非鄰近椎間盤(pán))；此外，另選取10例同期進(jìn)行PVA術(shù)的、MRI隨訪(fǎng)時(shí)間<12個(gè)月的OVCF患者，與術(shù)后MRI隨訪(fǎng)時(shí)間≥12個(gè)月的患者進(jìn)行比較，分析兩組患者鄰近椎間盤(pán)退變率的差異，評(píng)價(jià)PVA術(shù)早期對(duì)鄰近椎間盤(pán)的影響。

1.2 儀器與檢查方法 患者均于術(shù)前、術(shù)后行MRI檢查。MRI：采用GE Signa HDi l.5T 超導(dǎo)型MR掃描儀進(jìn)行胸、腰椎矢狀位掃描。掃描參數(shù)： T1WI：TR 450 ms、TE 8.5 ms；T2WI：TR 2500 ms，TE 92 ms；短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short time inversion recovery，STIR)，TR 550 ms，TE 66 ms；FOV 300×300 mm，矩陣256×256?；颊哂谛g(shù)后1個(gè)星期內(nèi)進(jìn)行胸、腰椎正側(cè)位檢查，X光機(jī)：采用西門(mén)子DR(Aristos MX-RD，德國(guó))。手術(shù)器械為：椎體成形成套手術(shù)器械201、202型(山東冠龍醫(yī)療用品有限公司)，增強(qiáng)材料為Osteopal V脊柱骨水泥(Heraeus Medical GrabH)，主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯。

1.3 手術(shù)方法 患者俯臥位于手術(shù)臺(tái)上，在C形臂X線(xiàn)機(jī)透視下定位患椎椎弓根的體表投影點(diǎn)并做標(biāo)記，常規(guī)消毒鋪無(wú)菌巾，1%利多卡因在進(jìn)針點(diǎn)處作逐層浸潤(rùn)局麻，麻醉顯效后，經(jīng)椎弓根穿刺進(jìn)入椎體，調(diào)整穿刺針進(jìn)針?lè)较?，確定穿刺針順利進(jìn)入椎體中部，拔出穿刺針芯，緩慢注入骨水泥。PKP的基本操作方法同PVP，穿刺成功后運(yùn)用球囊擴(kuò)張病變椎體，然后注入骨水泥。

1.4 圖像分析 由兩名具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的住院醫(yī)師于PVA術(shù)后胸、腰椎X光片上評(píng)價(jià)骨水泥分布狀態(tài)及骨水泥是否與終板接觸。由另外兩名10年以上影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師分別對(duì)術(shù)前及術(shù)后復(fù)查MRI進(jìn)行閱片，評(píng)價(jià)椎間盤(pán)退變情況，對(duì)有分歧者由兩者商議后確定。

1.4.1 骨水泥分布 由PVA術(shù)后X光正側(cè)位片觀(guān)察骨水泥在椎體內(nèi)的分布狀態(tài)，對(duì)稱(chēng)分布于椎體中線(xiàn)兩側(cè)為對(duì)稱(chēng)分布，非對(duì)稱(chēng)分布于椎體中線(xiàn)兩側(cè)者為非對(duì)稱(chēng)性分布。

1.4.2 骨水泥與終板接觸 由PVA術(shù)后X光正側(cè)位片觀(guān)察骨水泥與椎體上下緣貼近者為與終板接觸(與上緣接觸、與下緣接觸，或者同時(shí)與上、下緣接觸)，與椎體上下緣有距離者為未與終板接觸。

1.4.3 椎間盤(pán)退變 釆用Pfirrmann分級(jí)系統(tǒng)[7]，T2WI正中矢狀位對(duì)鄰近椎間盤(pán)及非鄰近椎間盤(pán)進(jìn)行評(píng)分(見(jiàn)表1)，與術(shù)前評(píng)分比較，若椎間盤(pán)評(píng)分升高，則認(rèn)為PVA術(shù)后椎間盤(pán)存在退變加重，若Pfirrmann評(píng)分無(wú)升高，則認(rèn)為PVA術(shù)后椎間盤(pán)無(wú)明顯退變加重。

表1 椎間盤(pán)退變Pfirrmann系統(tǒng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，本研究數(shù)據(jù)類(lèi)型均為計(jì)數(shù)資料，采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PVA對(duì)鄰近椎間盤(pán)及非鄰近椎間盤(pán)退變的影響 觀(guān)察組包括鄰近上位椎間盤(pán)60塊及鄰近下位椎間盤(pán)60塊；對(duì)照組包括非鄰近上位椎間盤(pán)61塊及非鄰近下位椎間盤(pán)60塊。觀(guān)察組120塊鄰近椎間盤(pán)中，術(shù)后發(fā)生退變加重的椎間盤(pán)58塊(58/120，48.33%)(見(jiàn)圖1)；對(duì)照組121塊非鄰近椎間盤(pán)中，術(shù)后發(fā)生退變加重的椎間盤(pán)僅25塊(25/121，20.66%)，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。上位鄰近與下位鄰近椎間盤(pán)、上位非鄰近與下位非鄰近椎間盤(pán)的退變差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 PVA術(shù)對(duì)鄰近椎間盤(pán)退變的影響

2.2 PVA術(shù)后早期(<12個(gè)月)及中遠(yuǎn)期(≥12個(gè)月)對(duì)鄰近椎間盤(pán)退變的影響 PVA術(shù)后早期組(<12個(gè)月)患者10例的隨訪(fǎng)時(shí)間為1～11個(gè)月，平均為3.5個(gè)月，鄰近椎間盤(pán)共28塊，其中發(fā)生退變加重的椎間盤(pán)為10塊(10/28，35.71%)；中遠(yuǎn)期組(≥12個(gè)月)患者61例的隨訪(fǎng)時(shí)間為12～60個(gè)月，平均為25個(gè)月，120塊鄰近椎間盤(pán)中，發(fā)生退變的椎間盤(pán)58塊(58/120，48.33%)，兩組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.456，P=0.228)。2例典型病例見(jiàn)圖1。

A B C D注：圖A～圖B，女性患者，58歲，T12椎體骨折行PKP術(shù)，術(shù)前MRI(圖A)顯示上位鄰近椎間盤(pán)為Pfirrmann Ⅱ級(jí)，下位鄰近椎間盤(pán)Pfirrmann Ⅱ級(jí)，術(shù)后12個(gè)月MRI(圖B)顯示上位鄰近椎間盤(pán)發(fā)生退變加重(Pfirrmann Ⅳ級(jí))，下位鄰近椎間盤(pán)及非鄰近椎間盤(pán)未見(jiàn)明顯退變加重(Pfirrmann Ⅱ級(jí))。圖C～圖D，女性患者，72歲，L2椎體骨折行PKP術(shù)，術(shù)前MRI(圖C)顯示上位鄰近椎間盤(pán)Pfirrmann Ⅱ級(jí)，下位鄰近椎間盤(pán)Pfirrmann Ⅱ級(jí)，術(shù)后6個(gè)月MRI(圖D)顯示上位、下位鄰近椎間盤(pán)發(fā)生退變加重，上位鄰近椎間盤(pán)Pfirrmann Ⅲ級(jí)，下位鄰近椎間盤(pán)Pfirrmann Ⅳ級(jí)。圖1 2例典型病例

2.3 其他相關(guān)因素對(duì)鄰近椎間盤(pán)退變的影響 手術(shù)方式、骨水泥注入量、骨水泥是否累及終板及骨水泥分布是否均勻、性別均與PVA術(shù)后鄰近椎間盤(pán)退變無(wú)關(guān)(P>0.05)，見(jiàn)表3。

表3 其他相關(guān)因素對(duì)鄰近椎間盤(pán)退變的影響

3 討論

隨著人口老齡化，OVCF的發(fā)生率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，PVA術(shù)是目前治療OVCF的主要手段[3]。研究顯示，PVA術(shù)后常發(fā)生鄰近椎體骨折、骨水泥滲漏、肺動(dòng)脈栓塞等并發(fā)癥[5-6]，但PVA術(shù)后對(duì)鄰近椎間盤(pán)的影響如何?目前尚無(wú)明確定論。Qian J等[8]對(duì)行PVA治療及保守治療的OVCF患者進(jìn)行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)PVA組骨折椎體上位鄰近椎體間盤(pán)退變的發(fā)生率為52.6%，明顯高于保守治療組(29%)，提示PVP和PKP術(shù)可加速骨折椎體鄰近椎間盤(pán)的退變。張子方等[3]對(duì)124例行PVA治療的OVCF患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PVP和PKP術(shù)在早期(12～24個(gè)月)極可能加速傷椎相鄰節(jié)段椎間盤(pán)退變，上位椎間盤(pán)尤為顯著，隨著時(shí)間的推移，退變更加明顯，且PKP較PVP影響更顯著。但K?nig MA等[9]的研究則表明，即使經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，椎體后凸成形術(shù)對(duì)椎間盤(pán)退變也沒(méi)有顯著的影響。本研究結(jié)果顯示，PVA術(shù)后鄰近椎間盤(pán)退變的發(fā)生率是48.33%，明顯高于對(duì)照組(非鄰近椎間盤(pán))的退變發(fā)生率20.66%，與Qian J等[8]、張子方等[3]研究結(jié)果一致，表明PVA術(shù)后會(huì)加速鄰近椎間盤(pán)退變。此外，本研究亞組分析結(jié)果顯示，PVA術(shù)后早期(<12個(gè)月)(平均隨訪(fǎng)時(shí)間3.5個(gè)月)鄰近椎間盤(pán)退變的發(fā)生率為(35.71%)，與中遠(yuǎn)期(≥12個(gè)月)(平均隨訪(fǎng)時(shí)間25個(gè)月)鄰近椎間盤(pán)退變發(fā)生率(48.33%)無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示PVA術(shù)后可誘發(fā)鄰近椎間盤(pán)退變加速，且在早期(<12個(gè)月)就會(huì)加速椎間盤(pán)退變。

椎間盤(pán)最重要的功能之一體現(xiàn)在能轉(zhuǎn)移傳導(dǎo)負(fù)荷，并為脊柱提供一定范圍的活動(dòng)度。關(guān)海山等[10]基于健康成年男性T12-L1-L2節(jié)段的CT圖像，利用Marc軟件建立L1椎體OVCF的有限元模型，在椎體內(nèi)注入骨水泥，發(fā)現(xiàn)楔形骨折使重力彎矩和豎脊肌力增大，造成椎體和椎間盤(pán)承載明顯增加，進(jìn)而加速椎間盤(pán)的退變。Baroud G等[11]及 Wijayathunga VN等[12]研究骨水泥強(qiáng)化術(shù)后終板形態(tài)的變化，骨水泥在治療椎體內(nèi)起著“支柱”作用，減少椎體終板內(nèi)陷，增加鄰近椎間盤(pán)髓核的壓力；而長(zhǎng)期高應(yīng)力作用會(huì)影響椎間盤(pán)軟骨細(xì)胞的代謝水平，加速椎間盤(pán)的退變[13]。

椎間盤(pán)的營(yíng)養(yǎng)主要通過(guò)椎體軟骨終板及髓核的微小血管供應(yīng)[14-15]。現(xiàn)在常用的骨水泥主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，由甲基丙烯酸甲酯聚合體和具有細(xì)胞毒性的甲基丙烯酸甲酯單體構(gòu)成，當(dāng)灌注PMMA后，粉劑與液體混合會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，引起高能熱量釋放，將周?chē)罱M織細(xì)胞大量殺死，導(dǎo)致終板血供受損，進(jìn)而影響椎間盤(pán)的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，導(dǎo)致椎間盤(pán)退變的加速。

既往文獻(xiàn)提示椎體壓縮性骨折有可能導(dǎo)致終板的損傷、骨折，而且椎體壓縮程度越大終板損傷的可能性越大，經(jīng)PVA術(shù)后鄰近椎間盤(pán)骨水泥滲漏的可能性越大[5，16]。蔡金輝等[5]研究127例179個(gè)接受PVA的手術(shù)椎體中，63例67個(gè)椎體發(fā)生了骨水泥椎間盤(pán)滲漏，滲漏率為21.41%；Churojana A等[17]回顧性分析了行PVP治療的148個(gè)椎體，有30個(gè)椎體出現(xiàn)了椎間盤(pán)滲漏，滲漏率為20.2%。從解剖結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō)，椎間盤(pán)是相對(duì)密閉的結(jié)構(gòu)，骨水泥滲入椎間盤(pán)后，使其內(nèi)力學(xué)特點(diǎn)發(fā)生改變，而且骨水泥對(duì)髓核細(xì)胞造成一定程度的熱損傷[8，18]，對(duì)椎體終板血供起到阻斷作用，進(jìn)而使椎間盤(pán)退變加速。本文未將骨水泥滲漏入椎間盤(pán)者包括在研究范圍內(nèi)，因?yàn)楸疚囊訲2WI正中矢狀位來(lái)判斷椎間盤(pán)退變等級(jí)，椎間盤(pán)退變可導(dǎo)致信號(hào)減低，而骨水泥滲漏亦為低信號(hào)，因而會(huì)影響結(jié)果的判定。本研究結(jié)果表明：骨水泥椎間盤(pán)滲漏不是引起PVA術(shù)后鄰近椎間盤(pán)的退變加速的唯一因素。

本研究存在一定的局限性，本研究中的患者均為老年人，椎間盤(pán)的退變較明顯，對(duì)于術(shù)前椎間盤(pán)評(píng)級(jí)為Ⅳ及Ⅳ級(jí)以上者未能納入分析。另外Pfirrmann分級(jí)為主觀(guān)判斷，未能對(duì)椎間盤(pán)退變進(jìn)行精確的定量分析，采用量化的MRI參數(shù)(如DWI、T1ρ、T2map等)對(duì)椎間盤(pán)退變情況進(jìn)行更深入研究是今后研究的方向。

綜上所述，PVA術(shù)可加速鄰近椎間盤(pán)的退變，且于術(shù)后早期(<12月)即可引起鄰近椎間盤(pán)退變，但不會(huì)加速非鄰近椎間盤(pán)退變。