经皮椎体后凸成形术后脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数联合预测相邻椎体继发骨折的价值

吴海龙, 张 弛, 李一鹏, 张 帅, 周建伟, 郭洪涛, 商永伟

(河北省石家庄市人民医院骨科, 河北 石家庄 050000)

近年来,随着人口老龄化加剧,骨质疏松(Osteoporosis,OP)发病率呈逐年升高趋势,其中55～70岁男性OP发病率在30%左右,女性OP发病率则高达70%,骨质疏松性胸椎压缩骨折(Osteoporosis thoracic vertebral compression fracture,OVCF)是OP最严重类型之一,防治形势严峻[1-2]。目前,经皮椎体后凸成形术(Percutaneous kyphoplasty,PKP)是治疗OVCF的最有效方式,但临床实践证实PKP术后伴有较高的相邻椎体继发骨折风险,需及早识别高危患者,以便早期开展科学的防治措施[3-4]。有研究显示,PKP术无法完全改善椎体楔形改变,可能会导致患者术后脊柱-骨盆矢状面力线及动态姿势发生变化[5]。既往临床忽视了脊柱-骨盆的动态姿势的影响。鉴于此,本研究尝试探讨PKP术后脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数联合预测相邻椎体继发骨折的价值,旨在为临床及早开展防治工作提供理论佐证。报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料:选取2021年1月至2022年6月106例骨质疏松性胸椎压缩骨折(OVCF)患者作为研究对象,纳入标准:符合OVCF诊断标准[6];单节段OVCF;影像资料完整;无自发性腰痛及脊髓压迫综合征;具备KPK术适应证;随访时间≥1年;患者与家属均知情患者病情及研究方案,签订知情同意书。排除标准:有脊柱骨折或手术史的患者;多节段OVCF的患者;合并腰椎退变性侧凸的患者;伴有脊柱转移瘤的患者;存在严重心血管疾病、神经血管损伤的患者;病理性OVCF的患者;感染新型冠状肺炎或受疫情影响无法配合研究实施及数据统计的患者;难以完成随访的患者。106例OVCF患者中,男36例,女70例;年龄55～78岁,平均(65.28±3.17)岁;体质量指数18～28 kg/m2,平均(22.46±1.35)kg/m2;骨密度T值-3.82～-2.12 SD,平均(-3.03±0.25)SD;骨折部位:T12区41例,T11区16例,L1区20例,L2区21例,T12～L1区3例,L1～L2区5例。

1.2方法:所有患者均接受PKP手术治疗。①术后3个月于患者自然站立位时采用PLX8600动态DR全脊柱X光检测仪(购自普爱医疗设备有限公司)行脊柱全长X线检查,在X线片上采用Image J软件测量[脊柱矢状轴(SVA)、骶骨倾斜角(SS)、胸椎后凸角(TK)、骨盆入射角(PI)、腰椎前凸角(LL)、骨盆倾斜角(PT)、T1骨盆角(TPA)]。②术后3个月采用三维动态脊柱测量仪(芙索特公司的FT07W型三维电子脊柱测量仪)进行检查,患者均穿由医院提供的统一的紧身衣,粘贴26个体表标志点,叮嘱患者以自己习惯的、自然的走路姿势,在确保疼痛耐受且身体平衡的状态下以最快速度步行,拍摄行走图像,实时捕捉标志点空间三维位置,测算静态时脊柱旋转幅度、行走时脊柱侧倾幅度、前倾幅度。所有参数均由具有5年以上工作经验的2名影像科医生以双盲法测量3次,取平均值表示最终结果。

1.3随访:经过定期门诊复查、微信平台、电话等途径随访1年,根据相邻椎体是否继发骨折分为继发组(37例)与未继发组(69例)。两组一般资料均衡可比(P>0.05),见表1。

表1 两组一般资料

2 结 果

2.1两组脊柱-骨盆动态姿势参数:继发组脊柱旋转幅度小于未继发组,侧倾幅度、前倾幅度大于未继发组(P<0.05),见表2。典型病例脊柱-骨盆动态姿势见图1～2。

图1 术后相邻椎体继发骨折患者脊柱-骨盆动态姿势图

图2 术后相邻椎体未继发骨折患者脊柱-骨盆动态姿势图

表2 两组脊柱-骨盆动态姿势参数度)

2.2两组脊柱-骨盆矢状面平衡参数:继发组SVA、TK大于未继发组,LL、SS、PI小于未继发组(P<0.05);两组PT、TPA差异无统计学意义(P>0.05),见表3。典型病例脊柱-骨盆矢状面平衡见图3、4。

图3 术后相邻椎体继发骨折患者脊柱-骨盆矢状面平衡图

图4 术后相邻椎体继发骨折患者脊柱-骨盆矢状面平衡图

表3 两组脊柱-骨盆矢状面平衡参数

2.3脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数的相关性:Pearson相关性分析,脊柱旋转幅度与SVA、TK呈负相关,与LL、SS、PI呈正相关,侧倾幅度、前倾幅度与SVA、TK呈正相关,与LL、SS、PI呈负相关(P<0.05);静态时脊柱旋转幅度、行走时脊柱侧倾幅度、前倾幅度与PT、TPA无明显相关性(P>0.05),见表4。

表4 脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数的相关性

2.4脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数对相邻椎体继发骨折的影响:以两组脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数的平均值为界,分为高值与低值。相对危险度分析,脊柱侧倾幅度、前倾幅度、SVA、TK高值、脊柱旋转幅度、LL、SS、PI低值会显著增加相邻椎体继发骨折风险,RR值分别为2.072、2.020、1.954、2.238、2.304、2.119、1.787、3.357(P<0.05),见表5。

表5 脊柱-骨盆动态姿势矢状面平衡参数对相邻椎体继发骨折的影响

2.5脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数对相邻椎体继发骨折的预测价值:ROC曲线分析,脊柱旋转幅度、侧倾幅度、前倾幅度、SVA、TK、LL、SS、PI预测相邻椎体继发骨折的AUC分别为0.812(95%CI:0.724～0.881)、0.786(95%CI:0.696～0.860)、0.796(95%CI:0.707～0.868)、0.795(95%CI:0.706～0.867)、0.721(95%CI:0.625～0.803)、0.765(95%CI:0.672～0.842)、0.746(95%CI:0.652～0.825)、0.704(95%CI:0.607～0.788),见图5。

图5 脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数对相邻椎体继发骨折的预测价值

2.6脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数联合预测价值:ROC曲线分析,脊柱-骨盆动态姿势参数脊柱旋转幅度、侧倾幅度、前倾幅度联合预测相邻椎体继发骨折的AUC为0.887(95%CI:0.811～0.940),敏感度为91.89%,特异度为71.01%,大于各参数单独预测;矢状面平衡参数SVA、TK、LL、SS、PI联合预测相邻椎体继发骨折的AUC为0.867(95%CI:0.788～0.925),敏感度为72.97%,特异度为84.06%,大于各参数单独预测;脊柱-骨盆动态姿势参数联合矢状面平衡参数预测相邻椎体继发骨折的AUC为0.920(95%CI:0.851～0.964),敏感度为89.19%,特异度为82.61%,价值最优,见图6。

图6 脊柱-骨盆动态姿势、矢状面平衡参数联合预测价值

3 讨 论

近年来,随着临床不断深入研究发现除了上述因素之外,脊柱-骨盆结构与运动学改变可能与PKP术后相邻椎体继发骨折有关。三维动态脊柱测量仪是一种利用运动学和生物力学手段对脊柱-骨盆的活动轨迹进行动力学分析的系统,能提供脊柱-骨盆的动态姿势及力学、几何、时间等一系列参数和曲线,从而为判定脊柱-骨盆动态活动、评估脊柱功能提供详细的数据支持[7]。本研究数据显示,继发组脊柱旋转幅度小于未继发组,侧倾幅度、前倾幅度大于未继发组,提示OVCF患者PKP术后早期脊柱-骨盆动态姿势存在明显异常,与相邻椎体继发骨折有关。分析原因,PKP术虽然解除了OVCF患者的骨折情况,但因OP所致的腰背肌肉韧带力量减退及压缩椎体后凸畸形均无法经由手术纠正,会导致患者术后早期行走时出现脊柱不稳定、前后左右摆动明显的现象,从而导致行走时脊柱侧倾幅度、前倾幅度呈增大趋势;而静止状态脊柱旋转幅度显著减小与术后脊柱活动度及椎体周围肌力下降有关[8-9]。相对危险度分析表明,脊柱旋转幅度低值、侧倾幅度、前倾幅度高值会显著增加相邻椎体继发骨折风险。且ROC曲线分析,脊柱旋转幅度、侧倾幅度、前倾幅度单独及联合预测PKP术后相邻椎体继发骨折的AUC均接近0.8或在0.8以上,预测价值良好。

脊柱-骨盆矢状面在维持脊柱生物力学中发挥重要作用,当脊柱矢状面失衡时,骨盆矢状面序列会出现相应的代偿性改变[10]。有研究认为,脊柱-骨盆矢状面失衡与PKP术后继发骨折有关[11]。本研究显示,继发组SVA、TK大于未继发组,LL、SS、PI小于未继发组,与李伟等[12]报道中的结果一致。正常情况下,LL丢失引起的躯干前倾可经由减小TK使得躯干后仰,两者形成代偿作用,保持SVA正平衡。PKP术后患者腰背肌肉韧带力量减退、压缩椎体后凸畸形导致TK增加,致使其代偿LL丢失的能力下降,从而造成SVA的平衡失常[13]。同时,在骨盆代偿躯干前倾能力减弱的状态下,PT角恒定,PI角和SS增大时,会明显增加骨盆后旋引起躯干后倾的幅度,进一步增加矢状面失衡程度[14-15]。进一步研究发现,SVA、TK高值、LL、SS、PI低值会导致相邻椎体继发骨折风险显著增加,可预测PKP术后相邻椎体继发骨折。

相关性分析,脊柱旋转幅度与SVA、TK呈负相关,与LL、SS、PI呈正相关,侧倾幅度、前倾幅度与SVA、TK呈正相关,与LL、SS、PI呈负相关,说明OVCF患者PKP术后患者脊柱-骨盆动态姿势与矢状面力线二者之间联系紧密,可在相互影响、相互作用下呈进行性加重,最终增加术后相邻椎体继发骨折风险。本研究结果还显示,两类参数联合预测相邻椎体继发骨折的AUC高达0.920优于脊柱-骨盆动态姿势参数联合预测、矢状面平衡参数联合预测及各参数单独预测,提示临床在预测OVCF患者PKP术后相邻椎体继发骨折时应同时关注脊柱-骨盆动态姿势与矢状面参数改变情况,最好是利用这两类参数进行共同预测。不足之处在于未详细探讨OVCF患者PKP术后脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数对其他预后情况的影响,今后需做进一步探讨。

综上可知,OVCF患者PKP术后脊柱-骨盆动态姿势与矢状面平衡参数显著相关,均会增加相邻椎体继发骨折风险,联合预测价值可靠,能为临床开展防治工作提供可靠的指导信息。