人工颈椎间盘与颈椎动态稳定器治疗颈椎病的早中期临床疗效和影像学分析

关立 陈小龙 海涌 刘玉增 汪文龙 于志毅

颈椎前路减压融合术 ( anterior cervical discectomy and fusion，ACDF ) 是治疗颈椎间盘退行性疾病的经典术式，其能有效缓解疼痛、改善神经功能和重建脊柱稳定性[1-3]。文献报道颈椎融合术后每年有约 3%的患者出现相邻节段退变[2]，这是由于融合术后生物力学发生改变导致相邻节段椎间隙内压力增高所致[4-5]。为保留手术节段活动度和增加卸载负荷的能力进而避免相邻节段退变的发生，Prodisc-C 人工颈椎间盘置换和颈椎动态稳定器 ( dynamic cervical implant，DCI ) 置入技术近几年应用于临床。作为颈前路非融合技术，其强调保留患者手术节段部分活动，同时建立颈椎的稳定性，已在临床初步应用中取得了良好效果，但目前关于两种颈前路非融合技术之间临床疗效对比的文献尚少。回顾性研究 2011 年2 月至 2013 年 2 月，在我院行颈前路 Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术和 DCI 固定术的 26 例患者的临床资料及随访结果，探讨比较两者临床可行性和有效性。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 年龄≥18 岁；( 2 ) C3～7椎间盘中 1～3 个节段的颈椎间盘突出并伴有相应的神经根和 ( 或 ) 脊髓受压的症状和体征 ( 伴或不伴颈部疼痛 )；( 3 ) 经正规保守治疗 3 个月以上无效。

2. 排除标准：( 1 ) 节段失稳、椎体滑脱；( 2 ) 椎间活动度明显减少或缺失；( 3 ) 病变节段有关节突关节炎；( 4 ) 病变椎间隙明显狭窄、椎管狭窄；( 5 )颈椎后凸；( 6 ) 伴有严重骨质疏松、代谢性骨病、肿瘤、感染活动期、金属过敏；( 7 ) 既往有颈椎病手术史，留有严重的瘢痕；( 8 ) 颈椎后纵韧带骨化、先天性或创伤性畸形；( 9 ) 炎性骨病活动期：类风湿性关节炎、强直性脊柱炎。

二、一般资料

筛选行颈前路 Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术( Prodisc-C 组 ) 患者 16 例，其中男 8 例，女 8 例，平均年龄 44.0 ( 32～54 ) 岁；脊髓型颈椎病 10 例，神经根型颈椎病 6 例；其中单节段 13 例，双节段2 例，三节段 1 例；C3～43 例，C4～58 例，C5～67 例，C6～72 例。行 DCI 置换术 ( DCI 组 ) 患者 10 例，其中男 6 例，女 4 例，平均年龄 44.5 ( 33～55 ) 岁；脊髓型颈椎病 7 例，神经根型颈椎病 3 例；其中单节段 7 例，双节段 2 例，三节段 1 例；C3～42 例，C4～55 例，C5～64 例，C6～71 例 (表1)。

三、手术技术

患者全麻，取仰卧位，肩背部垫高，头项部衬垫，使颈呈中立位并适当过伸。手术视野常规消毒、铺巾，取椎间隙位置沿皮纹作长颈前横行切口，长约 3～5 cm，暴露椎前方，切开并剥离颈长肌、椎前筋膜并止血，显露椎间隙，C 型臂机定位。将 Caspar 撑开器置于所需处理的上下椎体的正中，适当撑开椎间隙，用刀矩形切除椎间盘的前部，用髓核钳和刮匙摘除椎间盘及软骨终板，完整保留骨皮质。必要时切除后纵韧带，用剥离子钩取隐藏在椎体后缘的椎间盘。枪式椎板咬骨钳咬除椎体上下后缘、椎间孔处的骨赘。彻底解除椎管和双侧椎间孔处脊髓和神经根的压迫。仔细止血和冲洗后，植入 Prodisc-C 人工颈椎间盘或 DCI ( 尽量大的假体 )。试模大小以插入后松手不倒为准，DCI 插入的深度距椎体前后缘各 2～3 mm。C 型臂机透视试模位置良好后，取出试模，再次冲洗并清除碎屑，植入相应型号的 Prodisc-C 人工颈椎间盘或 DCI。再次透视确认位置、大小符合要求后，按照常规缝合切口和术后处理，术后 24 h 拔除引流管后，在颈围保护下下床活动，并在医生指导下逐步进行颈椎屈伸、左右侧偏、左右旋转活动。术后颈围保护 3～4 周，加强项背部肌肉锻炼，术后 3、6、12、24 个月定期门诊随访。

四、临床和影像学评估

1. 临床疗效评估：术后 3、6、12、24 个月进行随访，此后 1 年随访一次，随访时分别进行临床和影像学评估。采用日本骨科协会 ( Japanese orthopaedic association，JOA ) 评分评价患者颈脊髓神经功能恢复情况，采用颈肩功能障碍指数 ( neck disability index，NDI ) 及视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS ) 评价患者手术前后生活质量的变化。末次随访时评估患者术后满意度情况。

2. 影像学评估：术前行颈椎正侧位、过屈过伸位 X 线、颈椎三维 CT 和颈椎 MRI 检查。术后 3、6、12 个月和末次随访进行颈椎正侧位、过屈过伸位 X 线检查。适时进行颈椎三维 CT 和颈椎 MRI 检查。在 X 线片上测量颈椎前凸角 ( C2与 C7椎体后缘切线交角，术后用于评估是否出现后凸畸形 )、手术节段和相邻节段椎间隙高度 [ 包括椎间隙前缘高度 ( anterior disc height，ADH ) 和椎间隙后缘高度( posterior disc height，PDH ) ]、椎间活动度 ( range of motion，ROM ) ( 过伸位椎间隙角－过屈位椎间隙角 )和椎间隙角，术后即刻、术后 6 个月及末次随访测量假体前缘与椎体前缘距离、假体后缘与椎体后缘距离，用于确认假体是否松动；观察假体周围是否异位骨化，对出现骨化个体进行计数；对两组患者术前、术后资料及两组间数据进行对比 (图 1)。

五、统计学分析

采用 SSPS 16.0 软件进行数据录入及统计学处理，计量资料采用表示，对有序变量采用秩和检验。术前、术后 6 个月以及末次随访的临床疗效客观评价和影像学指标的变化采用配对t检验，两组间相关数据进行独立样本t检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、一般情况

Prodisc-C 组手术共 20 个节段，平均随访 21.7( 13～36 ) 个月，平均手术时间 110 ( 85～160 ) mim，平均出血量 65 ( 50～130 ) ml。DCI 组手术共 12 个节段，平均随访 16.5 ( 12～27 ) 个月，平均手术时间105 ( 80～170 ) mim，平均出血量 75 ( 55～145 ) ml。两组患者年龄、性别、手术时间和出血量之间差异无统计学意义 (P＞0.05 ) (表1)。

二、术后疗效分析

两组患者术前 NDI、JOA、颈痛和上肢痛 VAS评分分别与术后 6 个月及术后末次随访评分进行独立因素t检验，两组患者术后 6 个月、末次随访功能和疼痛评分较术前均明显改善，差异有统计学意义 (P＜0.05 )。对两组患者术前、术后 6 个月及末次随访进行配对t检验，两组间差异无统计学意义(P＞0.05 ) (表2)。

三、术后影像学随访结果分析

图1 侧位 X 线片相关影像学测量方法：同一椎间隙椎体下终板前缘和上终板前缘连线 a为椎间隙前缘高度；同一椎间隙椎体下终板后缘和上终板后缘连线 b 为椎间隙后缘高度；C2 椎体后缘线 c 和 C7 椎体后缘线 d 交角为颈椎前凸角；C6椎体后缘线 e 和 C7 椎体后缘线d 交角为 C6～7 椎间隙角；椎间活动度 = 过伸位椎间隙角 - 过屈位椎间隙角Fig.1 The measurement index of lateral X-ray: anterior disc height of line a ( connect

两组患者术后 6 个月及末次随访椎间隙角、颈椎前凸角较术前明显改善 (P＜0.05 )，未出现后凸畸形；术前和术后末次随访对比，手术节段 PDH、anterior point of upper endplate and anterior point of lower endplate );posterior disc height of line b ( connect posterior point of upper endplate and posterior point of lower endplate ); cervical lordosis:connect line b ( posterior line of C2vertebral body ) and line d( posterior line of C7vertebral body ); intervertebral disc angle: connect line d ( posterior line of C7vertebral body ) and line e ( posterior line of C6vertebral body ); Range of motion: the extension intervertebral disc angle - the flexion intervertebral disc angle手术节段和相邻节段 ROM 差异无统计学意义 (P＞0.05 )。Prodisc-C 组和 DCI 组患者 ADH 均较术前增高，但 DCI 组在 ADH 恢复方面优于 Prodisc-C 组( 表 3 )。两组患者术后均无吞咽困难、声音嘶哑、血肿、切口感染等并发症，Prodisc-C 组优 12 例，良 4 例；DCI 组优 8 例，良 2 例；有效率为 100%。对比两组患者术后即刻、术后 6 个月及末次随访测量假体前缘与椎体前缘距离、假体后缘与椎体后缘距离，发现 Prodisc-C 组 2 例术后 6 个月出现假体超过椎体前缘 1 mm，末次随访未出现前移，患者无不适；DCI 组术后随访未发现假体周围异位骨化，而Prodisc-C 组出现 3 例假体周围异位骨化。典型病例见图 2、3。

讨 论

一、颈椎前路减压融合术 ( ACDF )

半个多世纪以来，ACDF 术一直作为治疗椎间盘退变所致颈椎病的金标准，其能解除神经脊髓的压迫、增加节段的稳定性、维持生理前凸和保持椎间隙的高度[6-9]。但长期大量随访发现，ACDF 术后可能出现相邻节段退变、颈椎活动度下降、内固定失败、节段不稳、继发畸形等并发症，导致症状复发，影响疗效[10-11]。Hilibrand 等[12-13]对 374 例行颈椎前路融合的患者进行了最长达 21 年的随访，发现融合后，邻近节段退变引起的临床症状，在术后10 年，平均每年的发生率为 2.9%，新出现临床症状的患者中，超过 2 / 3 需要再次手术。

表1 患者一般资料和手术相关数据Tab.1 General data and operation data of two groups

表2 患者 NDI、JOA、颈肩痛和上肢痛的 VAS 评分术前和术后比较 (x-±s )Tab.2 NDI, JOA, VAS of neck pain and upper extremity pain in two groups of pre-operation and postoperation patients (x-±s )

图2 患者，女，50 岁，诊断为“颈椎病”入院 a～d：术前颈椎正侧位和过屈过伸位 X 线片，示颈椎前凸角 17°，颈椎活动度可；e～g：术前 MRI 和三维 CT，f 示 C5～6 椎间盘突出，三维 CT 未见后纵韧带骨化；h～k：颈椎 DCI 术后椎体间高度和颈椎前凸角恢复正常Fig.2 A 50-year-old female patient diagnosed as cervical spondylosis a-d: Cervical X-ray films showed the Cobb’s angle of cervical lordosis was 17 degree and the range of motion was normal; f-g: Three dimension CT and MRI films. f disc herniation of C5-6 and no ossification; h-k: Height of disc and cervical lordosis were recovered to normal after DCI surgery

表3 患者影像学资料术前和术后比较 (±s )Tab.3 The radiographic outcomes of the patients preoperative and postoperative time (±s )

表3 患者影像学资料术前和术后比较 (±s )Tab.3 The radiographic outcomes of the patients preoperative and postoperative time (±s )

注：a与术前比较，P ＜ 0.05；b与术前比较，P ＞ 0.05Notice: aWhen compared with pre-operation,P＜0.05; bWhen compared with group Prodisc-C,P＞0.05

DCI 组术前 术后 6 个月 末次随访 术前 术后 6 个月 末次随访颈椎前凸角 ( ° ) 10.0±2.1 16.1±3.1a 16.6±3.6a 14.9±3.5 21.8±3.8a 22.3±4.6a上位邻近节段活动度 ( ° ) 5.3±1.0 5.4±1.1b 5.3±1.2b 5.2±1.0 5.2±1.1b 5.4±1.2b手术节段活动度 ( ° ) 7.7±1.5 8.1±1.2b 8.5±1.6b 7.2±1.4 9.0±1.4b 9.2±1.6b下位邻近节段活动度 ( ° ) 5.5±1.1 5.2±0.9b 5.4±1.0b 5.6±1.1 5.6±1.0b 5.8±1.2b手术节段 ADH ( mm ) 4.7±1.0 6.8±1.2a 7.0±1.0a 4.9±1.2 8.4±1.8a 8.2±1.5a手术节段 PDH ( mm ) 2.4±0.7 3.0±0.6b 3.2±0.8b 2.9±0.5 4.4±0.9b 4.2±0.7b手术节段椎间隙角 ( ° ) 3.7±4.5 5.6±2.3a 5.4±2.1a 3.1±2.2 6.1±1.3a 6.4±2.3a项目 Prodisc-C 组

图3 患者，男，52 岁，诊断为“颈椎病”入院 a～d：术前颈椎正侧位和过屈过伸位 X 线片，示颈椎前凸角 28°，颈椎活动度可；e～h：术前 MRI 和三维 CT，e 示 C3～4 椎间盘突出，f 示 C4～5 椎间盘突出，三维 CT 未见后纵韧带骨化；i～j：颈椎 DCI 术后椎体间高度和颈椎前凸角恢复正常Fig.3 A 52-year-old male patient diagnosed as cervical spondylosis a-d: Cervical X-ray films showed the Cobb’s angle of cervical lordosis was 28 degree and the range of motion was normal; e-h: Three dimension CT and MRI films; e: Herniation of C3-4; f: Disc herniation of C4-5. Three dimension CT had not found ossification; i-j: Height of disc and cervical lordosis were recovered to normal after DCI surgery

颈椎间盘置换技术和 DCI 植入术是最近应用于临床的颈前路非融合技术，在保留颈椎活动度的情况下维持了颈椎稳定性，临床效果较好，但关于国人的临床随访研究还比较少。本组 16 例 Prodisc-C人工颈椎间盘置换患者和 10 例 DCI 植入患者，末次随访时颈椎植入和邻近节段椎间隙活动度都维持在较高水平，一定程度上保留了颈椎的生理活动度。

二、Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术和 DCI 植入术的运动学和生物力学研究

正常颈椎运动是一个复杂的耦合运动，Prodisc-C人工颈椎间盘或 DCI 替换椎间盘后组成的新耦合系统的生物力学机制被广大学者所重视。Puttlitz 等[14]采用新鲜冰冻尸体颈椎标本作为研究对象，于 C4～5节段放置了 Prodisc-C 假体，然后对比颈椎完整状态和 Prodisc-C 假体置换术后状态的生物力学参数，结果显示 Prodisc-C 假体能模仿颈椎正常生理活动，并保持耦合运动模式。候振扬等[15]和 Matgé 等[16]分别通过生物力学实验证实 DCI 装置植入对邻近节段椎体活动度无明显影响或影响甚小，在一定程度上减小假体与其邻近椎体轴向应力，有效维持颈椎活动。

三、Prodisc-C 人工椎间盘置换术和 DCI 植入术的应用

Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术是随着脊柱功能重建技术和组织材料工程的发展而出现的非融合技术，具有在保持颈椎活动度的情况下，提供脊柱稳定性、恢复椎间高度、预防邻近椎间盘退变的优点。有学者应用 Prodisc-C 假体置换治疗了神经根型颈椎病患者，根据术后影像学随访结果，发现病变节段的活动范围由术前的 4.2° 增加至术后的10°[17]。有学者同样应用 Prodisc-C 假体治疗了 40 例颈椎病患者，结果显示病变节段的活动范围由术前的 11° 提高至术后的 12.5°[18]。但大量临床研究发现，Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术后存在异位骨化、后凸畸形等问题[19-20]。与 Prodisc-C 人工颈椎间盘不同的是，DCI 是半限制性一体化 U 型钛合金装置，具有轴向顺应、震荡吸收和无磨削的特点。Wang 等[21]和 Rihn 等[9]通过临床随访研究发现，DCI 防止后方关节突关节的过度活动，有利于保护后方关节突关节，并能恢复手术节段椎间隙的高度和颈椎的活动，相对 Prodisc-C 人工颈椎间盘能更好地维持椎间隙前缘高度，正好解释本研究结果中，DCI 组未出现异位骨化，而 Prodisc-C 组出现 3 例，并且术后 DCI 组在 ADH 恢复方面优于 Prodisc-C组。DCI 植入术是介于 ACDF 术和 Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术之间的一种选择，DCI 植入术和Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术适应证相当，但是当患者年龄较大，颈椎骨质增生较多，椎间高度不理想，颈椎病变节段有后凸畸形时，可选择 DCI 植入术。本组近期随访研究也表明椎间盘置换与 DCI 能较好地维持椎间高度及颈椎活动度。

四、Prodisc-C 人工颈椎间盘置换术和 DCI 植入术的比较

本研究 Prodisc-C 组和 DCI 组患者术后末次随访椎间隙角和颈椎前凸角较术前明显改善，这与手术假体大小相关，实际选择试模大小以插入后松手不倒为准，按照常规推荐选择的假体会尽可能大，这样能通过加大了单节段的椎间隙角来增加颈椎前凸角。本组患者手术节段 PDH、手术节段和相邻节段椎间活动度术前与术后差异无统计学意义，因为Prodisc-C 人工颈椎间盘置换和 DCI 植入装置均为动态系统，能保持手术节段正常的活动度，进而不会影响相邻节段正常的应力和活动范围。中短期随访证实两种手术方式在治疗颈椎病上均取得明显疗效，组间疗效差异无统计学意义。

本研究病例数较少，随访时间较短，虽然近期效果较满意，但是长期大量的临床研究结果尚待进一步观察。DCI 作为颈椎前路减压非融合手术的一种新型植入物，改变了颈椎手术的传统模式，避免了 ACDF 带来的一系列并发症，同时弥补 Prodisc-C人工颈椎间盘临床椎体轴向应力较大的缺陷，具有良好的应用前景。

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