改良Pfirrmann 分级评估脊柱内镜治疗腰椎间盘突出症的疗效分析*

姜晓涵 李石耀 孙 涛

（山东大学附属省立医院疼痛科，济南250021）

腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation, LDH)是一种不可逆的退变性疾病[1]，是引起腰腿痛最常见的原因之一，以L4～5、L5S1间隙发病率最高[2]，多个椎间隙同时发病者仅占5%～22%[3]。目前LDH 的治疗方法主要包括保守治疗、微创介入治疗和手术治疗三大类。其中，微创介入治疗中的经皮脊柱内镜下腰椎间盘摘除术(percutaneous endoscopic lumbar discectomy, PELD)是近年来国内外发展最为迅速的脊柱微创技术，广泛应用于临床[4]。然而，其手术适应证选择存在较大的主观性，如果不能严格把握手术适应证，甚至放大手术适应证，势必会对治疗效果产生不良影响。

目前，多项研究肯定了Pfirrmann 分级对LDH疗效的预测价值[5,6]。已有研究证实，Pfirrmann 分级与PELD 治疗LDH 的术后疗效之间有着相关关系[7]。此外，Pfirrmann 分级对经皮低温等离子射频消融术治疗LDH 的疗效预测也具有一定的指导意义[8]。Pfirrmann 分级对等离子消融髓核成形术治疗LDH 术前适应证的合理选择，术后疗效的预测具有临床意义[9]。然而Pfirrmann 分级对老年病人椎间盘退变(intervertebral disc degeneration, IDD)不具有良好的辨别力，分级时具有较大的主观模糊性。改良Pfirrmann 分级通过将分级进一步细化，弥补了Pfirrmann 分级的不足。已有研究肯定了改良Pfirrmann分级在临床和放射学上的应用价值[10]，且目前有关改良Pfirrmann 分级对PELD 治疗LDH疗效临床价值的研究较少。本研究拟通过辨别力更高、主观成分占比更小的改良Pfirrmann 分级系统对LDH 的责任间盘进行分级，基于倾向性评分匹配法(propensity score matching, PSM)探讨改良Pfirrmann分级在PELD 治疗LDH 的临床价值。旨在为临床手术适应证的严格把握和治疗效果的量化评估提供思路，以期保证病人利益的最大化。

方 法

1.一般资料

本研究通过山东大学附属省立医院涉及人的生物医学研究伦理委员会批准（审批批号SWYX:NO.2023-199），因本研究为回顾性研究，伦理审查中豁免了知情同意书的签署。

回顾性分析2020 年11 月至2022 年8 月于山东大学附属省立医院疼痛科行PELD 治疗的LDH病人252 例，根据改良Pfirrmann 分级系统（见表1）分组。髓核及内层纤维环信号为低信号的（即改良Pfirrmann 分级系统的5、6、7、8 级）定义为A 组（114例），髓核及内层纤维环信号为高信号的（即改良Pfirrmann 分级系统1、2、3、4 级）定义为B 组（138例）。为降低混杂因素对PELD 治疗LDH 术后疗效的影响，选择PSM配平两组之间可能存在的偏倚，匹配变量包括年龄、性别、病程、住院天数、体重指数(body mass index, BMI)、责任节段、突出侧别。

表1 改良Pfirrmann 分级标准Table 1 The modified Pfirrmann grading system

纳入标准：①符合LDH 的诊断标准[11]；②既往无明确腰部疾病病史，包括先天性病变、肿瘤、骨折、感染及手术病史；③能够配合完成 MRI 检查，临床资料完整；④保守治疗效果欠佳或无效，采用PELD 治疗。

排除标准：①诊断不明确或存在明显的LDH 以外的可能引起腰痛或坐骨神经痛的疾病；②合并严重心、脑、肝、肾等疾病无法耐受微创治疗或合并治疗部位感染、凝血功能障碍；③妊娠期或哺乳期。

2.手术方法（以L4～5 突出为例）

PELD 通常是指经皮椎间孔入路腰椎间盘摘除术(percutaneous endoscopic transforaminal discectomy,PETD)和经皮椎板间入路腰椎间盘摘除术 (percutaneous endoscopic interlaminar discectomy, PEID)[12]，其治疗的基本机制为机械性减压，通过摘除突出髓核组织，解除对硬膜囊或神经根的压迫，可显著缓解症状、恢复病人功能，进而起到良好的治疗效果。

手术过程：在C 形臂设备引导下采用PELD 治疗。病人俯卧于手术治疗台上，建立静脉通路及连接监护仪，腹下垫软枕，在C 形臂X 线引导下确定穿刺间隙。穿刺部位皮肤常规消毒、铺巾、局部麻醉后，在责任节段水平棘突旁开8～10 cm，X 线引导下调整穿刺针位置。针尖在前后视图中位于患侧L4下关节突内侧，在侧视图中位于L4～5关节突关节后方。插入导丝，以导丝为中心切皮8 mm，扩张管逐级扩张并松解外周肌肉组织，置入工作套管，X 线引导下见套管前端前后视图位于椎弓根内侧线，侧视图位于椎体后侧（见图1）。连接椎间孔镜系统，镜下清理周围软组织，环锯去除部分下关节突，镜下破黄韧带进入椎管，去除肥厚黄韧带，探查见突出髓核压迫神经根及硬膜囊，内镜钳和射频探头取出突出髓核组织，高频电刀止血，进行纤维环皱缩可见椎管内神经根及硬膜囊搏动良好，无卡压及出血。退出工作套管后缝合切口，无菌敷贴覆盖穿刺点。

图1 C 形臂引导下术中定位图(A)工作套管位于椎弓根内侧线（前后视图）；(B) 工作套管位于椎体后侧（侧视图）Fig.1 X-ray-guided intraoperative localization diagram(A) The anterio-posterior view, the working cannula layed at the medial pedicular line; (B) The lateral view, the working cannula layed at the posterior vertebral bodyline.

3.观察指标

分别于术前、术后7 天、1、3、6 个月记录治疗效果和可能出现的并发症。

（1）临床症状：临床症状缓解评定标准采用数字分级评分法[13,14](numerical rating scale, NRS)评分和 Oswestry 功能障碍指数[15,16](Oswestry disability Index, ODI) 评价。NRS 评分以0～10 共11 个点描述疼痛的强度，0 为无痛，10 为剧烈疼痛，分数越高，疼痛强度越重。ODI 共9 个条目，每个条目有6 个备选答案（分值0～5 分，0 分表示无任何功能障碍，5 分表示功能障碍最明显），分数越高，表明功能障碍越严重。

（2）睡眠质量：睡眠质量采用匹兹堡睡眠质量指数[17](Pittsburgh sleep quality index, PSQI)，评估病人最近1 个月的睡眠质量，总分范围为0～2l 分，得分越高表示睡眠质量越差。PSQI 得分的计算由专门的软件进行。

（3）术后的日常活动及满意率：术后的日常活动及满意率采用改良MacNab 疗效评定标准[18,19]，评定结果临床优良率=（优+良）/总例数 ×100%。

（4）并发症发生情况：本研究中的并发症主要包括LDH 复发、血管神经损伤、腹腔脏器损伤、硬脊膜撕裂、创口感染、颅内感染等。

4.影像评价

通过辨别力更高的改良Pfirrmann 分级系统量化病人责任间盘IDD 水平（见图2）。病人在1.5T MAGNETOM Aeradevice（德国埃尔兰根西门子医疗公司，TR/TE = 4000/120，矩阵528，层厚 4 mm）中接受了腰椎MRI检查，改良Pfirrmann分级系统（见表1）[20]是基于常规MRI 的中矢状位T2 加权像评估的，2 名有经验的医师进行了独立阅片并分级，2名医师记录结果一致的作为最终结果，不一致的由2 名医师与上级医师讨论，确定最终结果。

图2 责任间盘改良Pfirrmann 分级(A)责任间盘为L4～5，改良Pfirrmann分级为2级 （白色箭头）；(B)责任间盘为L5S1，改良Pfirrmann分级为 7 级（白色箭头）Fig.2 The modified Pfirrmann grading system of herniation discs(A) The herniation disc is L4～5 and the modified Pfirrmann grading system is grade 2 (arrow); (B) The herniation disc is L5S1 and the modified Pfirrmann grading system is grade 7 (arrow).

5.统计学分析

使用SPSS 25.0 软件进行数据分析。匹配容差设置为 0.02，即卡钳值(caliper)为 0.02，进行PSM，计算出匹配值及匹配权重。采用Shapir-Wilk法进行正态性检验，若P值均 ≥0.05，则该数据符合正态分布。符合正态分布的数值变量表示为均数±标准差(±SD)，不符合正态分布的数值变量表示为中位数（第一四分位数，第三、四分位数）[M (Q1, Q3)]，分类变量表示为例数（百分率） [n(%)]。根据变量的特征，采用采用独立样本t检验、配对样本t检验、Mann-Whitney U 检验、Wilcoxon 检验、X2检验进行统计学处理。以α = 0.05，P< 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

1.一般资料

本研究根据纳入和排除标准，排除病人604 例，最终纳入252 例，最终纳入的病人均得到完整随访，临床资料完整。通过PSM 配平两组之间的混杂因素，成功配对122 例，A 组61 例，B 组61 例（见图3）。配对成功的122 例病人中男性59 例，女性63例；年龄21.0～76.0 岁，平均55.5 (46.0～65.0)岁；病程0.07～360.0 月，平均6.0 (1.0～27.0)月；住院天数5.0～19.0 天，平均9.0 (7.0～11.0)天；BMI 17.6～35.9 kg·m-2，平均(25.5±3.4) kg·m-2；责任间盘L3～48 例，L4～571 例，L5S143 例；突出侧别左侧突出49 例，右侧突出67 例，双侧突出6 例。所有病人均为单椎间隙，两组病人一般资料比较差异无统计学意义(P> 0.05)。PSM 后各项参数比较见表2。

图3 研究设计流程高分级组为A 组，低分级组为B 组。改良Pfirrmann分级图中简称为改良P 分级Fig.3 Flow chart of the study The high grade group is the group A and the low grade group is the group B.The modified Pfirrmann grading system is referred to as the modified P grading system in this figure.

表2 倾向性评分匹配后各项参数对比Table 2 Patients' baseline characteristics after PSM

2.两组NRS 评分比较

两组组内比较术后各时间点NRS 评分均较术前明显降低(P< 0.05)；组间比较，术前两组NRS评分差异无统计学意义(P> 0.05)，术后7 天、1、3、6 个月B 组NRS 评分均低于A 组（P< 0.05，见表3），说明改良Pfirrmann 分级系统分级越低，可获得越好的疼痛缓解。

表3 两组NRS 评分比较 [M(Q1-Q3)]Table 3 Comparison of NRS scores between group A and group B [M(Q1-Q3)]

3.两组ODI 评分比较

两组组内比较术后各时间点ODI 评分均较术前明显降低(P< 0.05)，说明PELD 可改善LDH 病人的功能障碍；组间比较，术前两组ODI 评分差异无统计学意义(P> 0.05)，术后7 天、1、3、6 个月B组ODI 评分均低于A 组（P< 0.001，见表4），说明改良Pfirrmann 分级系统分级低的病人，功能障碍改善越明显。

表4 两组ODI 评分比较Table 4 Comparison of ODI scores between group A and group B

4.两组术后改良MacNab 优良率比较

术后7 天、1、3、6 个月，B 组的改良MacNab优良率均高于A 组（P< 0.001，见表5），说明改良Pfirrmann 分级系统分级越低，术后疗效越好。

表5 两组术后改良MacNab 优良率的比较[n (%)]Table 5 Comparison of modified MacNab excellent and good rate between group A and group B [n (%)]

5.两组PSQI 评分比较

两组组内比较术后各时间点PSQI 评分均较术前明显降低(P< 0.001)，说明PELD 可改善LDH 病人的睡眠质量；组间比较，术后1、3、6 个月B 组PSQI 评分低于A 组(P< 0.01)，术前、术后7 天，两组PSQI 评分差异无统计学意义（P> 0.05，见表6），说明改良Pfirrmann 分级系统分级低的病人，可获得更好的睡眠质量。

表6 两组PSQI 的比较 [M (Q1, Q3)]Table 6 Comparison of PSQI scores between group A and group B [M (Q1, Q3)]

6.并发症发生情况

两组术后7 天、1、3、6 个月均出现了LDH复发的并发症。术后7 天，A 组复发5 例（复发率8.20%）、B 组复发1 例（复发率1.64%）；术后1 个月，A 组复发17 例（复发率27.87%）、B 组复发3 例（复发率4.92%）；术后3 个月，A 组复发21 例（复发率34.43%）、B 组复发3 例（复发率4.92%）；术后6 个月，A 组复发17 例（复发率27.87%）、B 组复发1 例（复发率1.64%），见表7。术后1、3、6 个月B 组LDH 的复发率明显低于A 组（P< 0.01，见图4）。两组均未见腰痛加重、血管神经损伤、腹腔脏器损伤、硬脊膜撕裂、创口感染、颅内感染等并发症。

图4 两组术后不同时间点LDH 复发率比较(n = 122)**P < 0.01，***P < 0.001，与B 组相比Fig.4 The recurrence rate of LDH between the B group and A group at 7 d after surgery and 1, 3, 6 months after surgery (n = 122)**P < 0.01, ***P < 0.001, compared with group B.

表7 两组LDH 复发情况比较[n (%)]Table 7 Comparison of LDH recurrence between group A and group B [n (%)]

讨 论

椎间盘结构和亮度的丧失是影像学IDD 的标志[12]，MRI 分级法以独特的成像优势，通过髓核内部水分的改变，可以清晰显示IDD 的动态过程。基于MRI 的Pfirrmann 分级系统和改良Pfirrmann 分级系统均在临床及科研中得到应用。杨勇等[21]已证明Pfirrmann 分级能较好地反映髓核组织在细胞水平的退变程度。Pfirrmann 分级虽然简单无创，但分级时仍存在较大的模糊性且主观成分占比较大，对老年病人IDD 的分级不具有良好的辨别力。因此，改良Pfirrmann 分级被提出，它基于髓核及内层纤维环信号强度，后方纤维环内外层信号差别以及椎间盘高度对IDD 进行分级[20]，基于塌陷百分比对椎间盘高度进行了更客观的描述[22]。分级修改为8 个量级，级别越高IDD 的程度也越重，实现了对IDD形态学上更加精确的半定量评估。

本研究所观察的122 例病人均顺利完成治疗，病人的年龄、性别、病程、住院天数、BMI、责任节段、突出侧别，经PSM 分析后，有效降低了混杂偏倚，最大限度的平衡了组间的协变量[23]。术后NRS、ODI 及PSQI 评分均优于术前，说明PELD可有效改善LDH 病人的疼痛、功能障碍及睡眠质量，进一步肯定了PELD 治疗的有效性。此外，已有研究证明了IDD 分级与腰椎微创治疗效果之间的整体相关性。韩魏魏等[24]研究证实病人年龄、病程、合并疾病以及Pfirrmann 分级可能影响经皮椎间孔镜微创技术的术后疗效。Assietti 等[25]对50 例行椎间盘电热疗法的椎间盘源性腰痛病人的研究中得出结论，Pfirrmann 分级越高，术后疼痛缓解率及ODI缓解率越低，从而指出Pfirrmann 分级可以预测术后疗效。林成伟等[26]对Pfirrmann 分级不同的病人进行消融髓核成形术治疗，证实选择Pfirrmann III较Pfirrmann IV 能取得更好疗效、更低复发率。本研究在更大样本量的基础上，应用了对IDD 辨别力更高的改良Pfirrmann 分级，病人的基线资料经PSM 后得到了类似随机对照研究的效果[27,28]。

通过本研究可以发现，术后7 天、1、3、6 个月B 组NRS 评分、ODI 评分均低于A 组，说明改良Pfirrmann 分级与术后疼痛缓解以及功能障碍的改善有关。术后1、3、6 个月B 组PSQI 评分均低于A 组，说明IDD 程度越轻的病人，术后睡眠质量的改善越明显。术后7 天两组的PSQI 得分无显著性差异，分析原因可能是术后7 天病人的睡眠质量受到多方面因素干扰有关，包括病人由住院转为居家，无法迅速适应生活环境的改变；紧张、焦虑的心理并未完全缓解；催眠药物的戒断反应使得病人无法突然停用药物等。术后7 天、1、3、6 个月B 组的改良MacNab 优良率均高于A 组，表明改良Pfirrmann 分级与PELD 治疗LDH 的疗效具有相关性。由此可见，改良Pfirrmann 分级B 组的LDH 病人无论是临床症状的改善、睡眠质量的提高还是术后疗效的满意率均明显优于A 组。改良Pfirrmann分级越高、PELD 治疗LDH 的疗效越差。其原因可能是IDD 是LDH 的主要原因[29]，IDD 的严重程度与LDH 慢性症状的严重程度密切相关[30]。通常情况下，改良Pfirrmann 分级越高的病人，髓核越容易在退变的椎间盘突出[31]，突出程度及范围也越明显，导致受压神经根损伤的风险也越高。且随着分级的提高，椎间盘高度降低，产生异常的应力负荷对神经根及周围组织的压迫引起的症状也越严重[32]，从而导致术后治疗效果的不佳。此外，IDD过程中，纤维环及髓核细胞合成TNF-α、IL-1β，导致腰痛及神经根性症状[33]。还可能的原因是，改良Pfirrmann 分级越高的病人，越容易合并肥胖、骨质疏松等疾病[34,35]，椎间盘承受的压力负荷增大或者抗负荷能力降低，都有可能导致术后疗效的欠佳。而且，改良Pfirrmann 分级高的LDH，手术难度也相应增加，术中椎间盘摘除过多，造成腰椎失稳，导致腰椎局部紊乱[36]，也可能是术后疗效不佳的原因之一。术后1、3、6 个月B 组LDH 的复发率明显低于A 组，分析原因可能为肥胖是LDH 术后复发的独立危险因素，改良Pfirrmann 分级越高，越易合并肥胖，越易导致LDH 复发。此外，改良Pfirrmann 分级越高，术中操作空间越小，越易损伤神经根或马尾神经，造成LDH 复发[37]。

本研究仍存在一些不足：首先，虽然本研究证实了改良Pfirrmann 分级对LDH 行PELD 的疗效具有较高的预测价值。但改良Pfirrmann 分级系统为半定量的分级方法，具有一定的影像学主观性，易产生测量偏倚。如果将其量化分析可以发挥更好的临床价值。国内有学者提出腰椎间盘T2 值、ADC值可以很好的体现腰椎间盘退变的程度，并可以将其量化分析[38]。因此，在选择是否进行PELD 治疗时，还需综合病人症状、体征等多方面的因素，制订最佳治疗方案。其次，虽然本研究应用了PSM，使得多个特征变量在总体上较为均衡可比，较大程度的降低了混杂因素对PELD 术后疗效的影响。但影响PELD 术后疗效的因素众多，部分影响因素对术后疗效的干扰并未完全消失。此外，本研究为回顾性研究，虽样本量较大，但随访时间不够长，未获得远期临床资料。未来需采用多中心大样本高质量的研究，来进一步明确本研究的结论。

综上所述，PELD 是治疗LDH 的有效方法，正确掌握其适应证，可显著改善LDH 病人的疼痛、功能障碍及睡眠质量。更加准确可靠的改良Pfirrmann分级系统对PELD 适应证的选择具有重要参考价值，可作为PELD 适应证的筛选条件之一。选择改良Pfirrmann 分级低的病人进行PELD，可获得更好的治疗效果、更高的生活质量。改良Pfirrmann 分级对PELD 治疗LDH 术前适应证的评估、术后疗效的预测具有一定临床价值。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。