前路颈椎间盘切除椎间融合术后颈椎椎旁肌退变对临床预后的影响

张博文，张杨，杨科荣，段寒，周嘉辉，谭洪宇

（郑州大学第一附属医院 骨科，河南 郑州 450000）

前路颈椎间盘切除椎间融合术（anterior cervical discectomy and fusion，ACDF）首次是由Smith和Robinson等于1958年提出的［1］，经过多年发展，如今已成为治疗由颈椎间盘突出引起的单节段脊髓型颈椎病或神经根性颈椎病的主要手术方式，该手术方式也广泛应用于颈椎创伤和颈部肿瘤等疾病。尽管ACDF可以为脊髓和神经根降压，恢复受累节段的稳定功能及重建椎间高度，但在部分研究的随访过程中，发现一些患者术后手术节段椎体的相邻椎体发生严重退变，导致了一系列的颈部症状和疾病［2］。有研究报道，影像学检查发现ACDF术后邻近椎间盘退变的发生率高达35.2%，而在更长期的随访中发现，由术后邻近颈椎节段退变导致的再次手术发生率为10.7%［3-4］。因此，ACDF术后发生邻近节段退变的机制一直是脊柱外科医生关注的重点之一。Anderst等［5］在对邻椎病机制的研究中发现，椎体融合会导致相邻节段压力、作用力和活动范围发生变化，这对椎体融合后相邻节段的退变机制提供了一些见解。此外，有研究发现颈椎病的相关症状与颈部肌肉及脂肪具有密切关系，包括肌肉的质量与体积，并可引起颈椎矢状面平衡和椎间盘的退变。其中，最常见的症状是颈部疼痛，这可能与颈长肌的质量相关，可通过颈部肌肉锻炼缓解疼痛症状［6-7］。最新研究表明，颈椎病可引起相应节段肌肉的变性，并且可通过肌肉变性的程度来预测临床症状［8］。因此，本研究旨在探讨ACDF手术对于术后椎旁肌肉的影响以及ACDF术后椎旁肌肉的改变是否会影响术后临床症状。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究为回顾性研究。选取2018年6月至2020年6月于郑州大学第一附属医院骨科接受ACDF术的72例单节段脊髓型颈椎病患者。纳入标准：根据临床症状和影像学数据诊断为单节段脊髓型颈椎病；年龄20～70岁；接受ACDF术。排除标准：合并肿瘤、结核等消耗性疾病；合并强直性脊柱炎或类风湿性关节炎等影响脊柱或关节的疾病；既往有脊柱手术史；同时接受颈椎后路手术；影像学数据和症状评分数据不完善。根据纳入标准和排除标准严格筛选后选出50例符合研究标准的对象作为手术组。其中，男28例（56.00%）和女22例（44.00%）。选取2018年6月至2020年6月于郑州大学第一附属医院体检中心拍摄颈椎磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的健康体检者128例。纳入标准：年龄20～70岁的健康人群；影像学及临床表现无颈椎退变及相关症状。排除标准：既往有脊柱手术史；MRI显示脂肪肌肉组织不清楚或未完全显示；有脊柱神经肌肉病史。根据纳入标准和排除标准严格筛选后选取80例符合标准的健康者作为健康组。

1.2 手术方式及手术操作 脊柱外科医生根据患者病史、体质量、症状及影像学检查进行诊断，严格掌握患者适应证，并经过科室讨论确定手术方案。手术操作如下。患者取仰卧位，使颈椎略后伸，常规消毒，铺巾，贴护肤膜。取颈前右中横切口，分层切开皮肤、皮下、颈阔肌；沿颈阔肌深层向上、下行锐性、钝性分离，暴露深筋膜。沿胸锁乳突肌内缘纵行切开筋膜。从血管鞘内缘、内脏鞘外缘间隙进入椎体前方，推开内脏鞘，切开颈前疏松筋膜，插入定位针头；术中C臂透视定位椎体后标记。颈前自动撑开器将病变椎间盘上下椎体撑开，刮除椎间盘、后纵韧带见硬膜搏动正常，骨蜡封闭骨面止血，测量后将填充有同种异体骨的椎间融合器植入椎间隙。取合适长度钛板固定于椎体前并临时固定，C臂透视证实内置物位置理想后将颈前路钛板固定牢固，置引流管1根，分层关闭术野，无菌敷料包扎切口。术后1 d拔除引流管，3 d复查颈部X线，颈托固定1个月，术后3、6、12个月定期复查X线、CT、MRI。

1.3 影像学数据测量 采用3.0 TMRI扫描，以清晰地显示软组织并评估其特征。于PACS图像工作站中测量影像学数据，选择手术组患者脊髓压迫最严重平面作为测量平面，测量该平面肌肉及脂肪在T1、T2加权像上的横截面（cross-sectional area，CSA）并计算脂肪与肌肉面积之比。计算健康组C3～C7各节段脂肪和肌肉面积的平均值，即C3～C4、C4～C5、C5～C6、C6～C7节段脂肪或肌肉面积之和的平均值。测量的椎旁肌包括多裂肌和旋转肌、头半棘肌和颈肌、头脾肌和颈肌、肩胛提肌和最长肌，见图1。分别由3名脊柱外科医生对术前及末次随访的影像学数据进行测量，2次测量之间间隔2周以上，测量结果进行组内相关系数一致性分析，结果取均值。分别比较手术组患者术前与术后的脂肪与肌肉面积比、术后与末次随访时的脂肪与肌肉面积比以及健康组和手术组的脂肪与肌肉面积比。

图1 颈椎MRI参数测量

1.4 临床结果测量 详细记录所有手术组患者于入院、术后1周及末次随访时的视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）评分、颈椎功能障碍指数（neck disability index，NDI）及改良颈椎日本骨科协会评分（modified Japanese Orthopedic Association，mJOA），比较术前与术后以及术后与末次随访之间的差异。

1.5 统计学方法 采用SPSS 23.0统计软件处理数据。采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）分析影像学数据，认为ICC为0.8～1.0、0.6～0.79、＜0.6时的观察一致性分别为优、良、差。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，不符合正态分布的计量资料以中位数和四分位数［M（P25，P75）］表示，组间比较采用t检验或Wilcoxon秩和检验。手术组与健康组影像学数据比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以频数（n）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。采用Spearman相关分析检验临床症状评分与影像学参数的相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本数据 手术组：男28例，女22例；年龄27～65（50.28±9.01）岁；体 质 量指 数16.08～28.79（22.83±2.91）kg·m-2。健康组：男40例，女40例；年龄20～69（46.88±13.55）岁；体质量指数15.23～32.08（23.02±4.14）kg·m-2。两组性别、年龄、体质量指数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。手术组随访时间为12～48（25.36±8.13）个月，手术时间为52～92（71.04±10.45）min，C3～C4手术者4例，C4～C5手术者11例，C5～C6手术者15例，C6～C7手术者20例。手术组患者术后并发症包括2例患者术后出现吞咽困难，1例患者出现呼吸困难至ICU继续治疗，2例患者术后切口延迟愈合。所有出现术后并发症患者经过积极治疗后症状好转，最终痊愈，无二次手术，不影响患者的临床疗效评价和本研究结果。

2.2 影像学参数与功能评分结果 观察者间和观察者内相关系数均大于0.8，说明本次测量可靠性和重复性良好。健康组人群脂肪与肌肉面积比中位数为0.44（0.33，0.66），手术组患者术前和末次随访时的脂肪与肌肉面积比中位数分别为0.62（0.36，1.07）和0.69（0.53，1.21）。健康组和手术组中，男、女脂肪与肌肉面积比比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；健康组和手术组术前脂肪与肌肉面积比比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；手术组术前和末次随访时的脂肪与肌肉面积比比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。手术组患者术前VAS、NDI和mJOA等功能评分分别为6（5，7）、48（38，52）、9.5（8，12）分，术后1周分别为4（3，5）、30（25，38）、11（10，13）分，末次随访分别为4（3，4）、28（24，32）、11.5（10，13）。术后1周与术前，末次随访与术后1周相比差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 相关性分析 对功能评分和影像学数据进行相关性分析发现术前及末次随访时的NDI、VAS评分分别和术前及末次随访时的脂肪与肌肉面积比呈正相关（P＜0.05）。未发现mJOA评分与脂肪与肌肉面积比具有相关性（P＞0.05）。见表1、表2。

表1 术前脂肪与肌肉面积比与mJOA、NDI、VAS评分之间的相关性

表2 末次随访时脂肪与肌肉面积比与m JOA、NDI、VAS评分之间的相关性

3 讨论

随着社会老龄化的进展，退行性病变成为如今医学领域关注的重点之一。ACDF术后相邻节段的退变可引起以颈部疼痛为主的一系列病理性改变，已成为待解决的难题，病变可涉及到相邻节段的活动度、椎间盘的压力以及肌肉韧带脂肪等退变，具体机制仍不甚明确［9］。Basques等［10］对406例接受ACDF术的患者进行随访，根据术后影像学检查可将116例（20%）患者诊断为术后邻椎病，其中具有临床症状的患者达40%。Hou等［11］对CSM患者颈部退变规律进行进一步研究，通过比较15例CSM患者和15例健康受试者的头长肌、颈长肌、多裂肌、颈半棘肌、头半棘肌、头脾肌的CSA和功能性CSA，发现椎旁肌肉退变主要发生在脊髓压迫节段和压迫节段尾端附近，其脂肪浸润和肌肉萎缩更为严重。Paliwal等［12］的研究结果也得出了相似的结论，与健康对照组相比，退行性颈脊髓病患者颈深屈肌和伸肌脂肪浸润增加，并且肌肉成分的不良变化与术前和术后的感觉运动缺陷、身体功能、疼痛和残疾相关。也有一些文献报道，颈椎创伤后恢复、颈椎痉挛以及术后并发症等都和颈部肌肉平衡相关，但是其相关生物力学机制仍在研究中［13-14］。

本研究计算了颈椎椎旁肌面积之和，包括多裂肌和旋转肌、头半棘肌和颈肌、头脾肌和颈肌、肩胛提肌和最长肌等，分别测量了患者接受ACDF术前及末次随访时的椎旁肌肉CSA和脂肪CSA。通过比较健康组人群和手术组患者脂肪与肌肉的CSA比值发现，健康组人群的脂肪与肌肉面积比小于手术组患者术前和末次随访的脂肪与肌肉面积比。本研究发现手术组术前的脂肪与肌肉的面积比和VAS、NDI评分具有相关性，术前脂肪与肌肉面积比越大，VAS评分和NDI评分越高，证明当脂肪面积增加、肌肉面积减小时，患者颈部疼痛症状就越严重，说明术前患者症状严重程度与颈部肌肉和脂肪含量相关。对末次随访时的影像学数据和功能评分的分析也得到了同样的结果。而m JOA评分和脂肪与肌肉的面积比之间未发现有相关性，这与Lin等［8］的研究结果即CSM患者的mJOA评分主要与椎间盘突出的大小有关、与颈部肌肉退变无明显关联一致。本研究表明，CSM患者术后mJOA评分和脂肪以及肌肉含量之间无相关性，术前的肢体无力、四肢麻木、膀胱功能障碍和步态障碍等神经功能障碍主要和椎间盘压迫脊髓严重相关，而术后的神经功能障碍则取决于手术方式以及手术降压是否彻底，与颈部肌肉退变以及脂肪含量无关。

本文进一步讨论了颈部肌肉脂肪平衡对颈椎退变的影响。颈椎的功能包括保护脊髓，支撑头颅以及提供头颈部活动度，而CSM患者由于颈部疼痛和椎管狭窄导致的代偿性颈部屈曲使颈椎活动度减小，椎旁肌肉退变加重［15］。Yoon等［16］通过MRI测量颈部屈肌和伸肌的CSA对颈椎曲度改变进行研究，证明了颈部伸肌薄弱与颈椎退变具有密切关联。颈部肌肉状况也对颈椎曲度有广泛的影响，颈伸肌无力是颈椎后凸的原因之一，当脂肪浸润较多颈屈肌无力时，则可能造成颈椎前凸加重［17-19］。而行ACDF手术时对于颈椎的融合将造成相邻节段椎体的活动范围增加，加重了颈部肌肉负荷，造成颈部伸肌屈肌肌肉失衡，促进颈椎退变，ACDF术中不仅要将压迫脊髓的椎间盘清除彻底，而且也应使颈椎曲度维持在正常范围内，这两者同样重要［20］。

本研究具有一定的局限性。首先，该研究为回顾性研究，对于患者临床资料的搜集及对照研究不及前瞻性研究；其次，本研究纳入研究对象仅为单节段脊髓压迫颈椎病患者，结论可能不能适用于多节段脊髓型颈椎病患者，需要更大样本量的研究来进一步证实；最后，对于退行性病变，其疾病的发生发展与时间相关，需要有大规模、多中心的研究及长期的随访来进一步探讨ACDF术后颈椎退变的规律。

ACDF手术可能与单节段CSM患者术后颈部肌肉退变有关，其术后疼痛症状的程度与相应节段椎旁肌肉退变程度呈正相关，椎旁肌肉CSA越小，患者颈部疼痛症状越重，但与术后神经功能的恢复无相关性。