腰椎融合術(shù)后鄰近節(jié)段椎體壓縮性骨折研究進(jìn)展

陳偉春 張保中 常曉

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院骨科，北京 100730）

腰椎內(nèi)固定融合術(shù)及其衍生的各種改良方法的應(yīng)用日益廣泛，目前已成為脊柱外科最常見的術(shù)式。腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后脊柱生物力學(xué)的改變帶來鄰近節(jié)段的退變，包括鄰近椎間盤病變、椎體失穩(wěn)、椎管狹窄等，已經(jīng)成為臨床上亟需解決的難題[1]。腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后鄰近節(jié)段椎體壓縮性骨折（adjacent vertebral compression fracture,AVCF）亦是腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后較常見的并發(fā)癥[2]。本文對腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后AVCF研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 流行病學(xué)

AVCF 的臨床表現(xiàn)不典型，AVCF 早期腰部僵硬、活動受限往往被認(rèn)為是術(shù)后的正常現(xiàn)象，從而使得其發(fā)生率被低估[3]。由于研究時間、樣本量、手術(shù)方式不同，報道的AVCF發(fā)生率也有很大的差異。Luo等[2]回顧2012年1月至2015年12月669例行腰椎后路椎間融合術(shù)（posterior lumbar interbody fusion,PLIF）患者AVCF 發(fā)生率為3.86%。Toyone 等[4]報道100 例年齡大于55 歲，行腰椎內(nèi)固定術(shù)后平均隨訪10年的患者，AVCF發(fā)生率為25%，多發(fā)生于術(shù)后8個月以內(nèi)，遠(yuǎn)端椎體壓縮性骨折（vertebral compres?sion fracture,VCF）多發(fā)生于術(shù)后8 個月至2 年。Li等[5]回顧性分析1936例歷經(jīng)5年隨訪的患者，VACF平均發(fā)生率為7%。其中1348例行PLIF，AVCF發(fā)生率為8%；588例行傳統(tǒng)的后路腰椎融合術(shù)（posterior lumbar fusion,PLF），AVCF 發(fā)生率為6%。他們指出無論是PLIF或者是PLF，AVCF發(fā)生的危險因素包括長節(jié)段融合、女性、年齡大于65歲、骨質(zhì)疏松患者等。Ahn和Lee[6]報道AVCF多發(fā)生于固定節(jié)段的上端椎，長節(jié)段融合比短節(jié)段融合更容易導(dǎo)致AVCF。早期無典型癥狀者可逐漸發(fā)生交界性后凸，影響患者生活質(zhì)量，甚至造成心肺功能嚴(yán)重受損。

2 危險因素

2.1 年齡、性別、骨質(zhì)疏松

高齡[7]、女性、骨質(zhì)疏松是AVCF的獨(dú)立危險因素。Salzmann等[8]研究發(fā)現(xiàn)，女性、高齡（平均年齡66.4 歲）更容易發(fā)生內(nèi)固定融合術(shù)后AVCF。Li 等[5]通過對1936 例行腰椎內(nèi)固定融合術(shù)的患者隨訪發(fā)現(xiàn)，AVCF 發(fā)生的危險因素包括年齡大于65 歲、女性、骨質(zhì)疏松。Watanabe 等[9]通過分析10 例腰椎融合內(nèi)固定患者，發(fā)現(xiàn)老年、骨質(zhì)疏松、術(shù)前存在并發(fā)癥、矢狀面失平衡更容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)AVCF。Chiu 等[3]發(fā)現(xiàn)年齡65 歲以上、女性、骨質(zhì)疏松癥是發(fā)生AVCF 的危險因素，而高血壓、糖尿病、冠心病等基礎(chǔ)疾病、手術(shù)部位與AVCF 發(fā)生無明顯相關(guān)性。Luo 等[2]研究表明，AVCF 發(fā)生的平均年齡為（67.93±8.24）歲，AVCF 患者骨質(zhì)疏松發(fā)生率為62.96%。DeWald和Stanley[10]認(rèn)為，對于將要行腰椎內(nèi)固定融合術(shù)的骨質(zhì)疏松患者，需警惕AVCF 的發(fā)生。Etebar 和Cahill[11]則認(rèn)為AVCF 更易發(fā)生于接受高強(qiáng)度內(nèi)固定術(shù)后的絕經(jīng)后女性，其原因可能是該人群骨密度普遍偏低，如內(nèi)固定物剛度較高，缺乏彈性，對鄰近椎體可形成較高的應(yīng)力。

2.2 融合節(jié)段長度

腰椎融合固定節(jié)段的長度與AVCF 發(fā)生也具有一定的相關(guān)性，固定節(jié)段越長，力臂越長，對鄰近節(jié)段作用力越大，更易發(fā)生AVCF[1]。Choet 等[12]報道，長節(jié)段的融合容易增加早期并發(fā)癥的發(fā)生率。融合節(jié)段的長度是腰椎術(shù)后發(fā)生AVCF 的一個很重要的因素，長節(jié)段融合比短節(jié)段融合AVCF 的發(fā)生率明顯增高，尤其是一些老年或骨質(zhì)疏松患者[13]。

2.3 手術(shù)方式

PLIF 在傳統(tǒng)PLF 的基礎(chǔ)上增加了椎間融合器，具有更高的融合率，但同時也造成了融合節(jié)段活動度減小，鄰近椎體應(yīng)力增加。Li 等[5]通過對1348 例腰椎融合固定術(shù)后患者的并發(fā)癥進(jìn)行總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，PLIF 造成AVCF 發(fā)生率升高，該研究中共計(jì)150 例患者發(fā)生VCF，占11%。其中72%為AVCF。65 歲以上患者、女性患者、短節(jié)段固定融合患者（融合范圍包括1～2 個椎體，端椎位于L4-S1）及合并骨質(zhì)疏松癥的患者如選擇PLIF 術(shù)式，則AVCF 發(fā)生率更高，而65歲以下患者、男性患者、長節(jié)段固定融合患者（融合范圍3 個及以上椎體，上端椎位于T11-L2）選擇PLIF術(shù)式，發(fā)生AVCF的概率較低。

3 發(fā)病機(jī)制

3.1 融合術(shù)后骨質(zhì)疏松

McAffee等[14]通過動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，脊柱的剛性固定更容易導(dǎo)致內(nèi)固定相關(guān)性骨質(zhì)疏松。骨質(zhì)疏松的進(jìn)展及非融合節(jié)段代償?shù)幕顒釉龆?，使得近端AVCF 更容易發(fā)生。Watanabe 等[15]通過18 例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸（adolescent idiopathic scoliosis,AIS）患者行脊柱截骨內(nèi)固定融合術(shù)后平均28.8 年的隨訪發(fā)現(xiàn)，脊柱內(nèi)固定融合術(shù)后遠(yuǎn)期出現(xiàn)應(yīng)力遮擋相關(guān)性骨質(zhì)疏松。Ohashi 等[16]通過隨訪21 例AIS患者20年也發(fā)現(xiàn)，超過一半患者出現(xiàn)骨量減少或者骨質(zhì)疏松。

3.2 融合節(jié)段力學(xué)杠桿

正常的腰椎椎體之間通過各椎間小幅度活動的疊加完成腰椎的大幅度屈伸、旋轉(zhuǎn)等動作。腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后，固定節(jié)段的動力學(xué)特征顯著改變，各固定椎體活動度減小，手術(shù)節(jié)段結(jié)合成為整體，剛度較前大大增強(qiáng)，與鄰近節(jié)段之間形成杠桿，造成鄰近椎體受力增加，反復(fù)的高強(qiáng)度受力導(dǎo)致鄰近節(jié)段退變及VCF發(fā)生[17]。Hsieh等[18]通過實(shí)驗(yàn)研究表明，使用柔性連接棒或者單純骨籠植骨融合可降低相鄰關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面接觸力，使得融合節(jié)段產(chǎn)生較少的應(yīng)力遮擋，解除脊柱后路內(nèi)固定物后可以降低鄰近關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的應(yīng)力。融合節(jié)段產(chǎn)生的僵硬性由融合節(jié)段以上非融合節(jié)段來補(bǔ)償[19]，因此，融合節(jié)段以上的椎體更容易發(fā)生AVCF。

3.3 矢狀面失平衡

矢狀面平衡是脊柱矯形手術(shù)很重要的一個參數(shù)[20]。腰椎融合術(shù)后矢狀面失平衡容易導(dǎo)致腰椎前凸減少、鄰近節(jié)段退變、持續(xù)的腰腿痛，甚至是內(nèi)固定失敗等。骨盆入射角、骨盆傾斜角、骶骨傾斜角與脊柱矢狀面平衡、腰椎生理性前凸密切相關(guān)。骨盆入射角度的增加引起腰椎前凸、骨盆傾斜角增大，甚至是引起骨盆后傾來維持矢狀面的平衡。既往已經(jīng)有很多研究證實(shí)脊柱骨盆參數(shù)和鄰近節(jié)段退變的發(fā)生密切相關(guān)[21,22]。Luo 等[2]研究表明，手術(shù)前后腰椎前凸角度的丟失是AVCF 一個獨(dú)立的危險因素，丟失角度超過10°，AVCF發(fā)生率超過85%。分析原因可能為融合內(nèi)固定手術(shù)改變了腰椎生理曲度，融合節(jié)段腰椎前凸角減少后鄰近節(jié)段腰椎前凸角代償性增加，進(jìn)而導(dǎo)致鄰近腰椎后柱應(yīng)力升高，剪切力增加，尤其是對于合并骨質(zhì)疏松癥的患者，發(fā)生AVCF的概率明顯增加。

3.4 鄰近節(jié)段退行性變

腰椎融合術(shù)后鄰近節(jié)段的退變包括一系列的病理過程，最常見的為椎間盤退變[23]，還有脊柱骨盆力線異常[24]、增生性關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎、髓核脫出、椎管狹窄等[25]。長期的活動代償及應(yīng)力積累，使得融合鄰近節(jié)段更容易發(fā)生退變。合并有骨質(zhì)疏松的患者，鄰近節(jié)段的退變會增加椎體或者椎弓根骨折的風(fēng)險[11]。蔣臻歡等[26]研究認(rèn)為，退變因素在骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折（osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF）的發(fā)生中所起到的作用并非主要。關(guān)于OVCF和脊柱退變的關(guān)系還需要進(jìn)一步探究。

3.5 腰骶部融合后異常力學(xué)活動

生物力學(xué)研究表明，腰骶部內(nèi)固定應(yīng)力的增加使得該節(jié)段的固定尤為困難[10]。為了加強(qiáng)該部位的內(nèi)固定強(qiáng)度，可以通過增加雙側(cè)髂骨螺釘固定，減少S1椎弓根螺釘?shù)氖?。加?qiáng)前柱的支撐、加長腰骶部固定節(jié)段，包括雙側(cè)雙皮質(zhì)S1椎弓根和雙側(cè)髂骨螺釘固定。同時，髂骨螺釘直徑的增粗可以加強(qiáng)把持力，減少腰骶椎融合內(nèi)固定后異常力學(xué)產(chǎn)生。Axelsson等[27]通過分析6例患者腰椎融合術(shù)前、術(shù)后運(yùn)動節(jié)段的影像學(xué)表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)腰骶部融合后鄰近節(jié)段運(yùn)動方式的改變導(dǎo)致鄰近節(jié)段活動增多，這種異常的生物力學(xué)改變導(dǎo)致AVCF發(fā)生率增高。

4 預(yù)防及治療

對于可能會發(fā)生AVCF的高危人群做好預(yù)防是很有必要的。美國國家骨質(zhì)疏松基金臨床指南指出，低骨量的人群包括有脆性骨折病史、白色人種、高齡、吸煙、低體重、女性、癡呆、身體脆弱[28]。對于這些人群，需要做好骨質(zhì)疏松的篩查，一方面有利于抗骨質(zhì)疏松治療，一方面也為手術(shù)做好準(zhǔn)備。骨質(zhì)疏松患者手術(shù)適應(yīng)證的選擇應(yīng)十分慎重，脊柱失平衡導(dǎo)致的嚴(yán)重機(jī)械性疼痛、脊柱不穩(wěn)、多節(jié)段椎管狹窄、神經(jīng)功能缺損等規(guī)律保守治療無效者可考慮行內(nèi)固定手術(shù)[10]。隨著內(nèi)固定器械的發(fā)展，已經(jīng)有不少內(nèi)固定技術(shù)可以加強(qiáng)骨質(zhì)疏松患者的固定，其中包括椎板下鈦纜捆綁技術(shù)、椎弓根螺釘骨水泥強(qiáng)化技術(shù)、椎弓根椎板鉤固定、圓錐形椎弓根釘、羥磷灰石涂層椎弓根釘、膨脹椎弓根釘?shù)萚10]。

4.1 抗骨質(zhì)疏松

AVCF 的發(fā)生與骨質(zhì)疏松癥密切相關(guān)，合并骨質(zhì)疏松癥的患者發(fā)生AVCF 的概率明顯增加[29]。對于一些骨質(zhì)疏松的高危人群，需要完善骨密度監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室檢查及影像學(xué)檢查[30]。骨質(zhì)疏松癥治療周期較長，采用目前標(biāo)準(zhǔn)的激素替代結(jié)合二膦酸鹽療法，從治療開始到骨密度開始上升至少需6 個月[31]，且每年骨密度上升僅1%～2%[32]，如先治療骨質(zhì)疏松癥再行腰椎內(nèi)固定融合術(shù)，長期疼痛可導(dǎo)致活動度降低，從而進(jìn)一步加重骨質(zhì)疏松，骨質(zhì)疏松癥本身并非腰椎內(nèi)固定融合術(shù)的禁忌證[10]，因此是否優(yōu)先治療骨質(zhì)疏松癥需充分權(quán)衡利弊決定。術(shù)后抗骨質(zhì)疏松治療已被證實(shí)有效，術(shù)后常規(guī)抗骨質(zhì)疏松治療可以降低AVCF發(fā)生率[33]。

4.2 手術(shù)治療

4.2.1 延長固定節(jié)段：AVCF 后最常見的手術(shù)選擇是延長固定節(jié)段[34]。DeWald等[10]對47例65歲以上行腰椎內(nèi)固定融合術(shù)的患者進(jìn)行了5年以上的隨訪，3例患者發(fā)生AVCF，其中2例為術(shù)后3個月內(nèi)發(fā)生的早期并發(fā)癥，其中1例固定節(jié)段為L1-S1，AVCF發(fā)生于頭端鄰近椎體即T12，另1 例固定節(jié)段為T11-骨盆，頭端鄰近3個椎體發(fā)生連續(xù)性壓縮性骨折（T8-T10），以上2 例患者無相關(guān)癥狀，影像學(xué)檢查僅提示輕微VCF，無需再次手術(shù)干預(yù)。此外1例AVCF發(fā)生于術(shù)后3 個月以后，位于胸腰段后凸頂點(diǎn)處，并導(dǎo)致交界性后凸，采用延長固定融合節(jié)段治療，跨越后凸頂點(diǎn)，最終取得滿意療效。最后固定椎（last instrumented vertebrae,LIV）指固定融合節(jié)段的最后一個椎體，發(fā)生壓縮性骨折概率更高，本研究共報道5例，發(fā)生率10.6%，LIV壓縮性骨折傾向于通過再次手術(shù)不同程度延長固定融合節(jié)段，但術(shù)后可能再次發(fā)生骨折，本研究中1 例患者初次手術(shù)固定節(jié)段為T12-S1，術(shù)后發(fā)生LIV 即T12 VCF，再次手術(shù)延長固定融合節(jié)段至T11，但T11椎體再次出現(xiàn)壓縮性骨折，因骨折穩(wěn)定，無進(jìn)行性加重，未發(fā)生進(jìn)行性后凸，遂采取保守治療。

4.2.2 經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty,PVP）和經(jīng)皮球囊擴(kuò)張椎體成形術(shù)（percutaneous balloon kyphoplasty,PKP）：針對OVCF的手術(shù)治療經(jīng)驗(yàn)較多，主要包括PVP 和PKP。雖然研究顯示PVP本身并非AVCF 的危險因素[35]，但是術(shù)后同樣存在發(fā)生AVCF 的可能性。有學(xué)者認(rèn)為PVP 術(shù)中采用骨水泥加強(qiáng)、骨密度較低的患者更易于發(fā)生AVCF，其原理與腰椎內(nèi)固定融合術(shù)類似，手術(shù)節(jié)段的活動度越低，椎體骨密度越低，AVCF 發(fā)生率越高，此外，PVP 實(shí)施需盡可能早，如在OVCF 發(fā)生后30 d內(nèi)行PVP，術(shù)后AVCF發(fā)生率為14.1%，而推遲手術(shù)超過30 d 后AVCF 發(fā)生率高達(dá)39.1%[36]。PVP 治療AVCF 另外一個重要的并發(fā)癥是骨水泥滲漏，李厚坤等[37]認(rèn)為骨水泥滲漏的原因有：①骨水泥從椎體裂隙漏出；②骨水泥黏性不夠。因此，對于有裂隙的VCF 應(yīng)術(shù)前完善CT 檢查，明確裂隙的具體位置。有研究報道高黏度的PMMA 可以有效防止骨水泥滲漏[38]。對于椎體前壁滲漏，可以用小劑量面團(tuán)期中期或者后期骨水泥堵住漏口，當(dāng)骨水泥凝固后再用拉絲期骨水泥后期或面團(tuán)期骨水泥前期彌散裂隙內(nèi)[39]。后壁裂隙的椎體可在持續(xù)透視下，當(dāng)骨水泥達(dá)到椎體側(cè)緣或者椎體后壁1/4 的距離時終止注射[40]。PKP 與PVP 不同，采用球囊擴(kuò)張維持椎體形狀，可緩慢注射骨水泥，防止骨水泥漏出進(jìn)入椎間盤，臨床上用于治療OVCF 取得良好效果，且PKP并不增加術(shù)后AVCF發(fā)生率[41]，如出現(xiàn)新發(fā)VCF，可再次行PKP，但對于鄰近節(jié)段椎體骨折的疼痛緩解效果較遠(yuǎn)端椎體骨折稍差[42]。然而，Pirris 和Kimes報道過1例失敗病例，該患者30年前行內(nèi)固定融合術(shù)，術(shù)后逐漸發(fā)生鄰近節(jié)段失穩(wěn)，再次手術(shù)延長固定融合節(jié)段，下端至骨盆，上端至L3，術(shù)后發(fā)生L2椎體AVCF，行椎體成形術(shù)后疼痛未改善，且骨折累及融合區(qū)，造成骨性結(jié)構(gòu)縱裂。長節(jié)段脊柱內(nèi)固定患者延長固定融合節(jié)段需慎重，而PVP 對于此類病例的療效仍需進(jìn)一步驗(yàn)證[43]。

5 總結(jié)

AVCF 是腰椎內(nèi)固定融合術(shù)后一種常見的并發(fā)癥，輕者無明顯癥狀，重者引起進(jìn)行性后凸，其發(fā)生發(fā)展主要與內(nèi)固定融合術(shù)后生物力學(xué)特征改變有關(guān)。已知的危險因素包括年齡、性別、骨質(zhì)疏松癥、脊柱骨盆參數(shù)改變、長節(jié)段固定融合、手術(shù)方式等。AVCF 的預(yù)防主要包括加強(qiáng)圍手術(shù)期抗骨質(zhì)疏松治療，嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證。AVCF 的手術(shù)治療可采取延長固定融合節(jié)段，跨越生理彎曲頂點(diǎn)。PVP、PKP對于OVCF的治療也有一定的療效。