椎体内裂隙对椎体强化术后邻近椎体骨折的影响

蔡金辉，刘庆余，阮耀钦，叶晧翊，伍志华，郭栋华，刘志锋

(1.广州市增城区人民医院影像科，广东 广州 511300；2.中山大学孙逸仙纪念医院放射科，广东 广州 510120)

椎体内裂隙指存在于骨折椎体内的气体或液体聚积现象，多见于骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture, OVCF)患者[1]，临床主要表现为持久、顽固性腰背部疼痛及椎体进行性塌陷。椎体强化术是治疗伴有椎体内裂隙的OVCF的主要方法[2]，但术后常继发邻近椎体骨折(adjacent vertebral fracture, AVF)。本研究基于MRI观察椎体内裂隙对椎体强化术后发生AVF的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2013年11月—2018年1月172例接受椎体强化术后OVCF[3]患者，男41例，女131例，年龄51～91岁，中位年龄74.5岁。纳入标准：①女性年龄≥50岁，男性年龄≥60岁，符合OVCF诊断标准，且责任椎体经椎体强化术治疗；②骨折椎体水平位于T4～L5椎体，初始骨折椎体数量1～3节；③术前1周内接受胸腰椎X线、MR检查，术后3天内复查胸腰椎X线片，术后电话随访1年，如期间出现不适则行MR检查，否则1年后复查MR。排除标准：①精神疾病或恶性肿瘤病史；②合并脊柱感染性疾病或代谢性骨病。根据是否存在椎体内裂隙将患者分为裂隙组(n=37)及对照组(n=135)。参照文献[4]方法于C形臂X线透视监测下行椎体强化术，包括经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)或经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Aristos MX-RD DR数字X线摄影系统摄胸腰椎正侧位片。采用GE Signa HDi 1.5T超导型MR仪行胸、腰椎MR扫描，参数：矢状位T2W，TR 2 500 ms，TE 90 ms，层厚4 mm，层间距0.4 mm，FOV 300 mm×300 mm，矩阵256×256；矢状位STIR，TR 3 325 ms，TE 45 ms，其余参数同矢状位T2W。

1.3 图像分析 术前X线片示骨折椎体内存在线样、三角形及不规则形低密度影，或MRI显示骨折椎体内边界清楚的脑脊液样明亮高信号、极低信号或高、低混杂信号代表存在椎体内裂隙[1]。由2名具有5年以上骨关节影像学诊断经验的住院医师分析术前X线片及MRI，评价是否存在椎体内裂隙及其位置、成分，计算裂隙组伤椎前缘压缩率，评价术后影像学特征，包括骨水泥分布状态、是否存在骨水泥椎间盘渗漏及骨水泥-骨界面液体征。根据术前MRI所示裂隙与终板的距离将椎体内裂隙分为邻近上终板(裂隙-上终板间距>裂隙-下终板间距)、邻近下终板(裂隙-上终板间距<裂隙-下终板间距)及邻近上和下终板(裂隙-上终板间距≈裂隙-下终板间距)3类；椎体内裂隙呈极低信号提示裂隙内含气体成分，呈明亮高信号提示裂隙内含液体成分，呈高、低混杂信号提示裂隙内含气-液混合成分[5](图1)。测量于术前X线片伤椎(a)、上位邻近椎体(b)及下位邻近椎体(c)前缘高度，取其均值为最终结果，以伤椎上、下邻近椎体前缘高度平均值为伤椎前缘初始高度，计算伤椎前缘压缩率(R)：R=[(b+c)/2-a]/[(b+c)/2]×100%。根据术后复查胸、腰椎X线片评价骨水泥分布状态(团块状或海绵状)及是否存在骨水泥椎间盘渗漏；根据术后12个月胸腰椎MRI评价是否存在骨水泥-骨界面液体征(T2WI或STIR图像示术椎骨水泥-骨髓交界出现点片状、弧形脑脊液样高信号)。

图1 椎体内裂隙位置及成分 A.椎体内裂隙邻近上终板，内含液体成分(箭)； B.椎体内裂隙邻近下终板，内含气-液混合成分(箭)； C.椎体内裂隙邻近上、下终板，内含气-液混合成分(箭)

另由2名主治医师分析术后随访MRI，明确是否存在AVF；对术后新发OVCF病例观察责任椎体是否位于术椎邻近节段，意见不一致时经讨论决定。

1.4 统计学分析 采用SPSS 25统计分析软件。计数资料以频数表示，符合正态分布的计量资料以±s表示，非正态分布计量资料以中位数(上下四分位数)表示。以χ2检验比较2组一般资料(患者性别，手术椎体数量、部位，手术方式及骨水泥注入量)及术后影像学特征(手术椎体内骨水泥分布状态、骨水泥椎间盘渗漏率及骨水泥-骨界面液体征)，分析椎体内裂隙对AVF的影响；以非参数检验(Mann-WhitneyU)比较2组患者年龄及继发AVF时间差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

172例共212节手术椎体，裂隙组37例共44节(20.75%，44/212)，包括10节T5～T11(22.73%，10/44)、32节T12～L2(72.73%，32/44)及2节L3～L5(4.54%，2/44)；对照组135例共168节。

裂隙组患者中位年龄77.0(72.0，83.5)岁，对照组73.0(66.0，80.0)岁，差异有统计学意义(Z=-2.49，P=0.01)。2组患者性别、手术椎体数量、手术椎体部位、手术方式及骨水泥注入量差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。裂隙组手术椎体内骨水泥呈团块状分布、骨水泥椎间盘渗漏率及骨水泥-骨界面液体征出现率均高于对照组(P均<0.01)。见表2及图2。

表2 2组术后影像学特征比较[节(%)]

裂隙组54.55%(24/44)椎体继发AVF ，明显高于对照组[23.21%，39/168，χ2=16.39，OR(95%CI)=3.97(1.99，7.94)，P<0.01]；继发AVF中位时间为术后2.0(1.0，16.0)个月，与对照组[术后4.3(1.0，10.0)个月]差异无统计学意义(Z=-0.03，P=0.98)。裂隙组16节椎体伤椎前缘压缩率>50%，75.00%(12/16)继发AVF，明显高于≤50% 椎体[42.86%，12/28，χ2=4.24，OR(95%CI)=4.00(1.03，15.53)，P=0.04]。不同椎体内裂隙位置、成分间发生AVF差异无统计学意义(χ2=2.13, 0.27，P均>0.05)。

3 讨论

椎体内裂隙多见于OVCF患者脊柱胸腰段，发生率高达13.8%～42.4%[1,6]。本研究OVCF患者椎体内裂隙发生率为20.75%，其中72.73%位于脊柱胸腰段(T12～L2)，X线片或CT表现为横行、线样裂隙透亮影[1]；其MRI表现与裂隙内成分相关，气体成分T1WI及T2WI均呈气体样极低信号，液体成分T1WI呈低信号、T2WI呈脑脊液样明亮高信号，气-液混合成分T1WI呈低信号，T2WI呈低、高混杂信号[5]；椎体骨质缺血性坏死为其主要病理基础。动脉粥样硬化及骨质疏松时，椎体血供减少，OVCF椎体血管损伤和椎体节段动脉血栓形成等进一步加重椎体血液循环障碍，导致椎体骨质损伤难以完全修复而出现骨坏死；随着椎体骨坏死、塌陷，椎体内形成低压裂隙，气体或液体渗出填充其中，形成椎体内裂隙，最终导致骨折不愈合、椎体不稳及假关节形成[7-8]。

椎体强化术是治疗伴有椎体内裂隙OVCF的主要手段，可有效缓解疼痛，恢复骨折椎高度，矫正脊柱后凸畸形等，临床效果良好[9-10]；但术后常发生AVF，导致腰背部再发疼痛及行走障碍，严重影响生活质量。

对于椎体内裂隙是否增加OVCF患者椎体强化术后再发AVF的相关研究较少。TROUT等[11]发现伴椎体内裂隙OVCF患者PVP后AVF发生率为不伴椎体内裂隙者的2倍以上。WANG等[12]认为椎体内裂隙为椎体成形术后再发AVF的独立危险因素，且伴椎体内裂隙者术后再发生AVF的时间早于不伴者。本研究中裂隙组术后AVF发生率明显高于对照组，该组AVF风险是对照组的3.97倍；其中前缘压缩率>50%的伤椎术后AVF发生率明显高于≤50%者，AVF风险为后者的4倍。伴椎体内裂隙椎体压缩程度越严重，经过椎体强化术治疗后，椎体高度恢复率越大，强化椎体刚度及强度越大，且强化椎体终板由内陷状态转变为外凸膨胀状态，导致强化椎体承受的应力更易传导至邻近椎体，继发AVF的风险也就越大[13]。

本研究裂隙组椎体强化术后影像学特征与对照组存在较大差异，可能是导致椎体内裂隙组术后AVF风险升高的重要原因。在椎体强化术注入骨水泥时，裂隙内压力较低，骨水泥无法充分弥散而呈区域性、团块状分布，导致术椎及邻近椎体应力增加且分布不均[14-15]；同时椎体内裂隙常合并终板骨折，骨水泥易通过损伤终板渗漏至邻近椎间盘[16]，椎间盘缓冲作用及原有力学传导特性受损，致邻近椎体力学载荷进一步失衡而诱发AVF。MRI随访结果显示裂隙组骨水泥骨界面液体征发生率明显高于对照组，原因主要在于手术过程中骨水泥未能充分填充裂隙，液体渗出、积聚于残留裂隙而形成骨水泥-骨界面液体征[17]，提示骨水泥与残留骨间存在一定空隙而无法完全稳定骨折椎体，反复微运动致邻近椎间盘及椎体重复性损伤，从而引起邻近椎间盘退变及AVF[17-19]。

综上，伴椎体内裂隙OVCF患者椎体强化术后再发AVF风险增加，对术前椎体压缩程度重、术后存在骨水泥团块状分布及骨水泥-骨界面液体征者尤其应密切随访观察。