人工颈椎间盘置换术后椎体前缘骨吸收对疗效的影响及风险因素

孙勇伟，霍红军，李萍，关凯，金鑫，王劲乐，胡全文，何学军，陈政宇

(陕西中医药大学附属咸阳市第一人民医院骨科，陕西咸阳 712000)

人工颈椎间盘置换术(artificial cervical disc replacement,ACDR)是治疗颈椎退行性疾病的常用手术之一，疗效与颈前路减压植骨融合术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)较为一致，但因较好地保留了手术节段的活动度，并减少或避免了邻近节段的活动度代偿，从而延缓了邻近节段退变的发生[1-2]。近年来，随着ACDR手术应用的增加，相关并发症问题也常有报告，包括假体下沉或移位、节段性后凸、异位骨化和椎体前缘骨吸收(anterior vertebral bone resorption,AVBR)等[3-4]。目前国内外关于颈椎病患者行ACDR术后的AVBR发生情况报道不多。而关于AVBR对患者手术疗效的影响以及发生的风险因素，国内也少见文献报道。本次研究回顾性分析本院骨科于2015年3月～2019年3月开展ACDR手术的128例颈椎病患者临床资料，观察术后随访期间的AVBR发生情况及对手术疗效的影响，并分析AVBR发生的相关风险因素。

1 资料与方法

1.1 选择标准

纳入标准：①神经根型或脊髓型颈椎病，且符合ACDR的手术指征；②C3～C7范围的单节段ACDR手术；③术后获访满1年以上；④由同一手术团队开展的ACDR手术。排除标准：①采用ACDF或后路单开门手术等其他手术方案者；②手术节段≥2个；③临床资料不全，术后失访或随访不足1年；④不符合纳入标准的其他情况者。

1.2 一般资料

纳入128例ACDR手术患者，其中男57例，女71例；年龄31～59岁，平均(43.82±6.85)岁；手术节段：C4-525例，C5-681例，C6-722例；术后获访17～41个月，平均(27.3±9.2)个月。本次研究方案遵循“赫尔辛基宣言”，已获得本院医学伦理机构批准，研究性质为回顾性分析，无需征求患者同意。

1.3 手术方法

患者全麻，仰卧位，经C臂机透视确认拟手术节段后，调整颈椎中立略后伸位，头部固定。消毒铺巾后，于拟手术节段椎间隙的颈前右侧作横切口，自Smith-Robinson入路暴露术野，将纤维环切开并将髓核组织清除，磨除椎体前方骨赘，将椎间隙上、下软骨终板制备好，撑开椎间隙，以刮匙和椎板咬骨钳将后方残余纤维环清除，适当咬除椎间隙后缘的增生骨赘，打磨钩椎关节，打开后纵韧带作椎管减压，试模确定椎间隙植入的Prestige LP型号后，于椎体相应位置钻孔、开槽，并植入合适的Prestige LP人工椎间盘假体(美敦力，美国)。透视确认假体位置满意，冲洗术野，留置引流管，缝合切口。

1.4 研究方法

1.4.1 疗效及影像学指标评价

(1)疗效指标：采用VAS评分，颈椎功能障碍指数(neck disability index,NDI)和JOA评分进行疗效评价。

(2)影像学指标：在PACS影像工作站系统上，于侧位X线片测量患者C2-7颈椎曲度、C2-7活动度(range of motion,ROM)，节段曲度、节段ROM，以及手术节段上、下终板的长度。测量方法：①C2-7颈椎曲度：C2椎体下缘与C7椎体下缘水平线的夹角(数值以前凸为正，后凸为负)；②节段曲度：手术节段的上位椎体下缘与下位椎体上缘水平线所呈的夹角(数值以前凸为正，后凸为负)；③C2-7ROM：在过伸过屈位X线片上所测C2-7颈椎曲度的差值；④节段ROM：在过伸过屈位X线片上所测手术节段曲度的差值；⑤手术节段上、下终板的长度：测量骨性终板的前后距离。各项指标的测量方法，如图1。

(3)人工椎间盘假体并发症：包括AVBR、假体下沉和异位骨化、邻近节段影像学退变等。①AVBR：参照Kieser等[5]的分级方案进行AVBR的分级。该分级系统依据AVBR占骨性终板长度的比值来划分，计算方式为：(术后终板长度-末次随访值)/术后终板长度×100%。AVBR的占比≤1%，为0级；5%≥AVBR>1%，为1级(轻度)；10%≥AVBR>5%，为2级(中度)；AVBR>10%，但不伴假体下沉或终板塌陷，为3级(重度)；AVBR>10%，伴假体下沉或终板塌陷，为4级(重度)。②异位骨化：根据McAfee等[6]的分级方法，共分为1～4级，1～2级为低等级，3～4级为高等级。③假体下沉：如图1d-e所示，沿假体下缘与椎体后缘各作一直线，若术后即刻与末次随访时的俩线之夹角∠θ-∠θ’>5°，则视为假体下沉；也可沿下椎体前缘和后缘各作一直线B和直线C，若B-B’>2 mm或C-C’>2 mm，也可视为假体下沉。④邻近节段影像学退变：若邻近节段椎体前方有新生骨赘或原有骨赘增大，椎间隙高度丢失>30%，新生前纵韧带骨化或原有骨化加重，均可视为邻近节段影像学退变[7]。

图1 (a)ɑ:节段曲度，β:C2-7颈椎曲度；(b -c)过伸过屈位X线片上测量C2-7 ROM和节段ROM；(d)术后即刻；(e)末次随访。直线A:上终板长度，直线B:下椎体前缘高度，直线C:下椎体后缘高度，∠θ:假体-椎体角

1.4.2 相关因素分析

收集以下潜在风险因素的数据资料：①人口学资料：包括性别，年龄，体重指数(body mass index,BMI)；②临床资料：包括骨密度T值，术前血清钙(Ca2+)、磷(P5+)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)；③手术资料：包括手术节段，手术时间，术中出血量等。以术后随访期间是否发生AVBR进行分组，对AVBR组和无AVBR组的上述资料进行单因素分析，将单因素分析中P<0.1的项目进一步代入多因素Logistic回归分析筛选其独立的风险因素。本次数据分析均在SPSS 21.0软件包中进行处理，检验水准以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术后AVBR的发生

128例患者术后均获访17～41个月，平均(27.3±9.2)个月。随访期间，共发生AVBR 68例，发生率53.1%。AVBR分级：1级29例，2级21例，3级14例，4级4例；49例(72.1%)的AVBR发生于术后3个月内，其中16例的分级于术后6个月内增加，包括11例增加1级、5例增加2级。典型病例见图2。

图2 两组典型病例术后1周和术后3个月时的终板骨吸收情况比较X线片。其中，术后3个月时可见椎体前缘明显的骨吸收现象(下位椎体的前缘吸收程度分别为2级和3级)

2.2 疗效分析

将术后发生AVBR的68例纳入AVBR组，另60例纳入无AVBR组。表1可见：与术前相比，两组患者术后3个月和末次随访的VAS、NDI和JOA评分均显著改善(P<0.05)，但组间差异均无显著性(P>0.05)。

表1 两组患者行ACDR手术后的疗效分析

2.3 影像学指标分析(表2)

表2 两组患者行ACDR术后的影像学指标分析

(1)手术前后比较：①与术前相比，AVBR组患者术后即刻和末次随访期间的颈椎曲度显著增加(P<0.05)；节段曲度在术后即刻明显增加(P<0.05)，但末次随访时已恢复至术前水平；C2-7ROM和节段ROM在术后即刻明显降低(P<0.05)，但末次随访时已恢复至术前水平；与术后即刻相比，末次随访时的上终板和下终板长度均显著减少，差异有统计学意义(P<0.05)。②与术前相比，无AVBR组患者术后和末次随访期间的颈椎曲度显著增加(P<0.05)；节段曲度在术后即刻有所增加(P<0.05)，但末次随访时已较术前明显降低(P<0.05)；C2-7ROM在术后即刻明显降低(P<0.05)，但末次随访时已恢复至术前水平；节段ROM在术后即刻和末次随访时，均较术前显著降低(P<0.05)；与术后即刻相比，患者上、下终板的长度均未见显著变化。

(2)分组比较：AVBR组患者术前的颈椎曲度显著小于无AVBR组患者(P<0.05)，但术后即刻和末次随访的差异无统计学意义(P>0.05)；术后即刻时，AVBR组患者的节段曲度显著大于无AVBR组(P<0.05)，但术前和末次随访的组间差异无统计学意义(P>0.05)；两组患者术前和术后即刻、末次随访时的C2-7ROM进行组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)；两组患者术前和术后即刻的节段ROM差异无统计学意义(P>0.05)，但末次随访时，AVBR组患者的节段ROM显著大于无AVBR组(P<0.05)；术后即刻，两组患者的上、下终板长度的组间差异无统计学意义(P>0.05)，但末次随访时，AVBR组患者的上、下终板长度均显著短于无AVBR组患者(P<0.05)。

2.4 术后发生AVBR的风险因素分析

对相关潜在因素进行分组单因素分析，表3可见：两组患者的年龄、BMI和术中出血量比较，差异有统计学意义(P<0.05)。将这3项因素代入多因素Logistic回归分析，表4可见：年龄(OR=0.836)、BMI(OR=0.854)均是患者术后发生AVBR的独立影响因素；而术中出血量则与之无明显相关性。

表3 颈椎病患者ACDR术后发生AVBR的单因素分析

表4 颈椎病患者ACDR术后发生AVBR的多因素Logistic回归分析

2.5 人工椎间盘相关并发症

128例患者术后共发生假体下沉4例、异位骨化53例、邻近节段影像学退变22例，具体见表5：两组差异均无统计学意义(P>0.05)。

表5 两组患者术后的人工椎间盘相关并发症分析

3 讨论

目前关于ACDR手术并发症的报道中，以术后异位骨化[8]、假体下沉和移位等多见报道，而AVBR现象较少受学术界关注。Wang等[9]对6项研究开展的系统分析纳入了440例患者(植入536个假体，包括Bryan、Baguera-C、Discocerv和Mobi-C等)，AVBR的发生率为3.13%～91.89%之间，总的发生率为41.84%，AVBR的发生时间集中在术后6～12个月；该团队的另一篇报告中提到了131例单节段ACDR手术(Prestige-LP假体)，术后12个月内的AVBR发生率为61.8%[10]。Kieser等[11]报道的AVBR发生率为57.1%，发生时间均在术后3个月内。Joaquim等[12]对9项研究开展的系统性文献分析中，AVBR的发生率在44%～64%之间，但多为轻微或无症状表现，无需行翻修手术治疗。本次研究中AVBR的发生率为53.1%，其中72.1%的患者发生于术后3个月内，与前述文献报道较相近。由此可认为，AVBR是颈椎病患者行ACDR术后早期的常见现象。

目前学术界更为关注AVBR对手术疗效的影响。本次研究中，AVBR组和无AVBR组患者在术后3个月和末次随访时的VAS、NDI和JOA评分均显著改善(P<0.05)，但组间差异均无显著性(P>0.05)。结果说明，AVBR对患者术后早期的临床疗效并无明显影响。Kieser等[11]和Heo等[13]也得出类似结论，认为AVBR不会影响患者的临床结局或增加翻修手术的风险。Wang等[9]的系统评价中则指出，严重的AVBR可导致颈部节段性后凸、假体下沉和持续的颈痛，并与异位骨化相关。但该研究中纳入了较多的多节段ACDR手术病例，这可能是与本研究结论有所差异的原因。在本研究的AVBR组中，16例的骨吸收分级于术后6个月内增加，包括11例增加1级、5例增加2级，但患者临床症状并未恶化，这可能得益于假体下方骨缺损区域的骨修复，使人工假体的功能和稳定性得以维持。Kieser等[5]指出，ACDR术后有软骨下终板塌陷的患者会出现塌陷部位的自发性骨融合现象，也证实了这一点。

关于AVBR的发生机制，目前尚不明确，笔者推测可能与退变节段术后的应力变化有关。Frost[14]指出，当骨组织上加载了不同的机械载荷后，可通过骨重塑机制来改变其强度，从而适应新的应力变化：当载荷在50～100 με以下时可导致骨吸收，而载荷在100～1500 με左右则使骨组织呈稳定状态，在1500～3000 με时可引起骨形成。Chen等[15]指出，患者在采用Bryan假体行ACDR术后，若椎间角度越大则可导致“假体-骨”界面后方的应力越趋于集中，引起椎间载荷分布不均匀，从而引起AVBR。本研究中，AVBR组患者术后即刻的颈椎曲度显著大于无AVBR组患者(P<0.05)，可能引起骨性终板的前缘应力低于骨组织维持稳定状态的阈值，从而出现骨吸收。本研究进一步行风险因素分析显示，年龄(OR=0.836)、BMI(OR=0.854)是ACDR术后出现AVBR的独立影响因素。分析其原因，年龄越小则患者的骨代谢能力越强，更容易出现AVBR；而BMI则可能通过对颈椎椎间隙的生物力学应力产生影响，从而影响了AVBR的发生，这一点在既往关于人工髋关节置换术后股骨吸收的报道中也有所证实[16]，该研究指出，BMI越高则术后股骨吸收的概率越低。

既往也有其他研究探讨了AVBR的发生原因，Wang等[17]认为，节段曲度的增加可导致生物力学应力作用于终板前缘、引起骨吸收。Kieser等[18]的风险因素分析指出，ACDR的手术节段数越多，则术后发生AVBR的风险也越高，但不会增加翻修手术的风险；同时，该团队认为，手术因素也是导致AVBR的原因之一，例如，术中灼烧所致的骨组织热坏死，前纵韧带被切除，椎间隙减压过程中对椎体前缘的损伤等。本次研究纳入的患者均为单节段ACDR手术，且均由同一高年资团队开展手术，故排除了手术节段不同和手术技术差异所致的影响。

总而言之，颈椎病患者行ACDR术后早期较常见AVBR现象，尤以术后3个月内较为集中，但少有进展；此外，AVBR对患者的疗效和假体相关并发症的发生均无显著不利影响。年龄偏小、BMI偏低者，均是术后出现AVBR的高风险人群。本研究有以下不足：①总样本量偏少，无法避免偏倚性；②随访时间较短，AVBR在远期是否有所进展或对远期疗效是否有明显影响，还有待进一步观察。