经椎间孔腰椎椎间融合后融合器后移的危险因素分析

doi:10.12307/2023.785

中国组织工程研究 ›› 2024, Vol. 28 ›› Issue (9): 1394-1398.doi: 10.12307/2023.785

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经椎间孔腰椎椎间融合后融合器后移的危险因素分析

席金涛，鲁齐林，汪洋，王小娟，吕鹏，陈龙，石震，谢维，竺义亮，李绪贵

湖北六七二中西医结合骨科医院/武汉体育学院附属医院，湖北省武汉市 430070

收稿日期:2022-10-13 接受日期:2022-12-28 出版日期:2024-03-28 发布日期:2023-07-25
通讯作者: 竺义亮，主任医师，湖北六七二中西医结合骨科医院/武汉体育学院附属医院，湖北省武汉市 430070
作者简介:席金涛，男，1993年生，湖北省当阳市人，汉族，2020年湖北中医药大学毕业，硕士，医师，主要从事脊柱外科的研究。
基金资助:

Risk factors for cage retropulsion following transforaminal lumbar interbody fusion

Xi Jintao, Lu Qilin, Wang Yang, Wang Xiaojuan, Lyu Peng, Chen Long, Shi Zhen, Xie Wei, Zhu Yiliang, Li Xugui

Hubei 672 Orthopedics Hospital of Integrated Chinese & Western Medicine/Affiliated Hospital of Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan 430070, Hubei Province, China

Received:2022-10-13 Accepted:2022-12-28 Online:2024-03-28 Published:2023-07-25
Contact: Zhu Yiliang, Chief physician, Hubei 672 Orthopedics Hospital of Integrated Chinese & Western Medicine/Affiliated Hospital of Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan 430070, Hubei Province, China
About author:Xi Jintao, Master, Physician, Hubei 672 Orthopedics Hospital of Integrated Chinese & Western Medicine/Affiliated Hospital of Wuhan Institute of Physical Education, Wuhan 430070, Hubei Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

融合器后移：融合器与原位置相比移位超过2 mm即认为融合器后移。
经椎间孔腰椎椎间融合术：经椎间孔入路腰椎椎间融合术(TLIF)是通过切除部分关节突关节从外侧暴露神经，从而减少神经根的牵拉，避免潜在神经损伤的一种安全有效的腰椎融合手术。

背景：既往文献报道融合器与原位置相比移位超过2 mm即认为融合器后移。目前临床观察发现导致融合器移位的因素较为复杂，这些因素与融合器后移的关联目前还无法明确。

目的：探讨经椎间孔腰椎椎间融合后融合器后移的危险因素。
方法：回顾性分析 2020年2月至2022年2月采用椎间融合器行经椎间孔腰椎椎间融合手术的200例患者，根据术后(拔除引流管第2天)及术后1，3，6，12个月椎体融合器后缘距椎体后缘距离，将患者分为融合器后移组(≥2 mm)与融合器未后移组(< 2 mm)，对可能影响融合器后移的因素如年龄、性别、体质量指数、骨密度、手术时间、出血量、终板损伤、术前术后椎间隙高度、cage置入深度、cage大小、节段性前凸角等进行单因素与Logistic回归分析。

结果与结论：①15例发生融合器后移(15/200)；两组患者年龄、体质量指数、手术时间等差异无统计学意义；②单因素分析结果为椎间隙高度差、佩戴支具时间、节段性前凸角差、骨密度、年龄与融合器后移有关；③Logistic回归分析结果为cage大小、终板损伤情况及cage置入的位置是融合器后移的危险因素；④结果说明，融合器后移受节段性前凸角差、骨密度、cage大小、终板损伤情况、佩戴支具时间及cage置入的深度等因素影响。

https://orcid.org/0000-0001-7969-2967 (席金涛)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 经椎间孔腰椎椎间融合术, 融合器, 后移, 腰椎, 危险因素

Abstract: BACKGROUND: Previous literature reported that the fusion cage moved more than 2 mm from its original position, which means that the fusion cage moved backward. At present, clinical observation has found that the factors leading to the displacement of the fusion cage are complex, and the relationship between these factors and the cage retropulsion is not clear.
OBJECTIVE: To explore the risk factors related to cage retropulsion after lumbar interbody fusion.
METHODS: Retrospective analysis was conducted in 200 patients who underwent transforaminal lumbar interbody fusion surgery with a polyetheretherketone interbody fusion from February 2020 to February 2022. According to the distance from the posterior edge of the vertebral fusion cage to the posterior edge of the vertebral body after the operation (the second day after the removal of the drainage tube) and 1, 3, 6 and 12 months after the operation, patients were divided into cage retropulsion group (≥ 2 mm) and cage non-retropulsion group (< 2 mm). The factors that may affect cage retropulsion, such as age, gender, body mass index, bone mineral density, operation time, bleeding, endplate injury, preoperative and postoperative interbody height, cage implantation depth, cage size, and segmental anterior convexity angle, were analyzed by univariate and logistic regression analysis.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Posterior displacement of the fusion cage occurred in 15 cases (15/200). The differences in basic information such as age and body mass index between the two groups were not statistically significant. (2) The results of the univariate analysis were that gap height difference, time to wear a brace, segmental anterior convexity angle difference, bone mineral density, and age were related to posterior migration of the cage. (3) The results of logistic regression analysis were that cage size, endplate injury condition, and depth of cage implantation were risk factors for cage retropulsion. (4) These findings suggest that cage retropulsion after lumbar interbody fusion is caused by multiple factors, including segmental anterior convexity angle difference, bone mineral density, cage size, endplate damage, time to wear a brace, and depth of cage implantation.

Key words: transforaminal lumbar interbody fusion, cage, retropulsion, lumbar vertebra, risk factor

中图分类号:

席金涛, 鲁齐林, 汪洋, 王小娟, 吕鹏, 陈龙, 石震, 谢维, 竺义亮, 李绪贵. 经椎间孔腰椎椎间融合后融合器后移的危险因素分析[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(9): 1394-1398.

Xi Jintao, Lu Qilin, Wang Yang, Wang Xiaojuan, Lyu Peng, Chen Long, Shi Zhen, Xie Wei, Zhu Yiliang, Li Xugui. Risk factors for cage retropulsion following transforaminal lumbar interbody fusion[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2024, 28(9): 1394-1398.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析所有患者术后拔出引流管当天及术后1，3，6，12个月复查腰椎正侧位X射线片及必要时行三维CT检测。纳入研究的200例患者中包括185融合器未移位者和15例出现移位者，全部进入结果分析。
2.2 两组患者基本资料分析见表2。患者分组试验流程图见图1。

2.3 各项指标结果分析显示术前术后椎间隙高度差、术前术后节段性前凸角差、骨密度、术后佩戴支具时间、cage大小、终板损伤情况及cage位置是融合器的危险因素。与融合器未后移组比较，融合器后移组骨质情况明显较差(P < 0.05)；融合器后移组患者体质量指数略高于融合器未后移组(P > 0.05)；融合器后移组术前术后椎间隙高度差明显高于融合器未后移组(P < 0.01)；融合器后移组术前术后节段性前凸角差与融合器未后移组差异有显著性意义(P < 0.01)；融合器后移组终板损伤率明显高于融合器未后移组(P < 0.05)；融合器后移组融合器置入不良率明显高于融合器未后移组(P < 0.05)；男性术后不愈合概率略高于女性，差异无显著性意义(P > 0.05)；融合器后移组佩戴支具时间明显低于融合器未后移组(P < 0.05)；融合器后移组与融合器未后移组融合器大小情况存在差异(P < 0.01)。
2.4 logistic回归分析结果佩戴支具时间、术前术后前凸角度差、骨密度、cage大小、终板损伤情况及cage置入的位置均是独立的危险因素，见表3。

2.5 典型病例图片 5例患者术后X射线片见图2-6。

2.6 并发症所有患者均顺利完成手术，无患者出现大血管损伤、脊髓损伤、食道损伤及气管阻塞等并发症。
2.7 生物相容性所有患者植入材料均无不良反应发生；无全身反应；植入物无降解及分解、腐蚀、断裂等情况发生。

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计分组对照观察，回顾性分析。两组间比较采用独立样本t检验或秩和检验，计数资料采用χ2 检验或Fisher精确检验，等级资料两组比较采用Mann-whitney U检验，并进行多因素逻辑回归分析。
1.2 时间及地点病例来源于2020年2月至2022年2月湖北六七二中西医结合骨科医院/武汉体育学院附属医院应用TLIF治疗的下腰椎病变患者。
1.3 对象纳入应用TLIF治疗的下腰椎病变患者200例，分为融合器未后移组(≥2 mm)185例和融合器后移组(< 2 mm)15例。
1.3.1 纳入标准[4-5] ①腰椎间盘退行性病变、腰椎管狭窄症、腰椎退行性滑脱、腰椎椎弓峡部裂等伴腰椎退行性疾病接受腰椎椎体间融合并行椎间融合器置入的患者；②所有患者均进行相关影像学检查，使用短融合器(12 mm×22 mm)；③术前手术节段终板及相关附件无损伤；④依从性较好，能完成 12 个月以上定期随访。
1.3.2 排除标准 ①合并腰椎畸形、骨折、肿瘤及既往有腰椎创伤、手术史者；②腰椎感染等；③临床资料及影像学资料不全者。
该临床研究的实施符合《赫尔辛基宣言》和湖北六七二中西医结合骨科医院/武汉体育学院附属医院的相关伦理要求。患者及家属均对治疗过程完全知情同意，在充分了解治疗方案的前提下签署了“知情同意书”。手术主刀医师为主任医师，武汉体育学院附属医院/湖北六七二中西医结合骨科医院为三级甲等骨科医院，符合腰椎融合手术治疗的资质要求。

1.4 材料植入物见表1。

实验主要仪器：显微扫描电镜(JEOL公司)；实时荧光定量反转录PCR仪(上海司)。
1.5 方法
1.5.1 手术方式(以L4/5为例) ①全麻麻醉理想后，患者取俯卧位，常规消毒、铺巾。②以L4/5段为中心作一长约6 cm正中切口，依次切开皮肤、皮下组织、双侧棘上韧带，钝性剥离双侧棘旁肌，充分显露责任节段双侧椎板间隙、上下关节突关节。③依次于各椎体椎弓根后缘中点开口、攻丝，探针探查位置正确后依次拧入4枚椎弓根螺钉。术中透视各螺钉位置良好。④先切除L4/5左侧下关节突及部分椎板，潜行减压左侧神经根管；再切除右侧L4部分椎板充分减压神经，见神经根松弛无卡压后，于L4/5左侧切除椎间盘并送病检；将切下的关节突、椎板剪碎成碎骨块，混入庆大霉素后，先将部分骨块填充于L4/5椎间，打压、夯实，再将部分骨块填充于大小合适cage内并将cage由L4/5左侧置入L4/L5椎间。⑤术中探查神经根松弛无卡压后，再上入2根纵棒，拧紧螺帽；再次透视见内固定位置良好，固定牢靠；清点棉片、纱布、器械无误后，冲洗切口，以明胶海绵、止血粉止血；留置引流管2条于切口内，依次缝合切口。⑥患者术中麻醉满意，出血约100 mL，术中生命体征平稳，术毕双下肢活动可，安全返回病房。
1.5.2 术后处理根据具体引流量，多数病例在24-72 h拔出，并在支具保护下活动。
1.6 主要观察指标 ①拔除引流管后及术后1，3，6 和 12 个月分别摄腰椎正、侧位X射线片，观察融合器后移的进展情况；②两组患者的年龄、性别、体质量指数；③术前骨密度：采用 Schreiber 等[6]描述的方法测量椎体松质骨HU值，分别在CT矢状位的上终板下缘、椎体中部及下终板上缘的3个层面进行测量；④术前术后椎间隙高度差：术前侧位X射线片上测量椎间隙前缘高度与后缘高度的平均值-术后首次复查侧位X射线片上测量椎间隙前缘高度与后缘高度的平均值；⑤术后首次复查Cage大小[7]：标准值=(上位椎间隙中间终板间的距离+下位椎间隙中间终板间距离)/2，融合器超过这个尺寸1.3 mm属于偏大，小于标准值则偏小；⑥节段性前凸角差：术前上固定椎上终板延长线与下固定椎下终板延长线的夹角-术后首次复查上固定椎上终板延长线与下固定椎下终板延长线的夹角；⑦佩戴支具时间；⑧cage的位置：将腰椎椎体中心矢状面从前至后分为Ⅰ-Ⅳ区，融合器放置在Ⅱ-Ⅲ区为良好，Ⅰ、Ⅳ区为差[8]；⑨终板损伤：定义为术后CT三维重建显示终板的高密度线条后缘部分缺损，即终板后缘损伤[9]。
1.7 统计学分析应用SPSS 17.0 (SPSS公司)统计软件包进行统计分析，计量资料以x±s表示，资料呈正态分布时，两组间比较采用独立样本t检验；资料非正态分布时，采用秩和检验。计数资料采用χ2 检验或Fisher精确检验。等级资料两组比较采用Mann-whitney U检验。两组间单项因素比较，以是否内固定失败的二分变量为因变量，其他因素为自变量行二元逻辑回归分析。P < 0.05为差异有显著性意义。该文章的统计学方法已经武汉体育学院专家审核。

讨论

目前TLIF术是治疗退变性腰椎疾患的最常用手术方法之一，其安全性和有效性已经被很多临床研究所证实[10-12]。但如果在手术适应证的把握、术前的准备和手术操作细节等方面准备不足仍有较大概率出现融合器移位[13]，若融合器突入椎管则会刺激神经导致严重的神经症状[14-16]。此次研究着重对于融合器移位可能的相关因素进行对比及分析。
3.1 椎间隙高度差、前凸角差融合器后移最可能沿原置入通道退出。术中置入融合器后，依靠融合器与终板的摩擦力可以有效阻挡融合器后移。术中椎间隙过度撑开，那么融合器与终板间压应力会变小，融合器移位可能会明显增加。YANG等[17]指出椎间隙过度撑开可导致融合器移位。腰椎前凸角度加大、腰椎后缘高度降低就会形成“关门”效应，这样可以有效阻止融合器后移[18]。常规手术中术者一般会在最后通过对椎弓根螺钉加压，此操作在降低椎间隙高度的同时也恢复了腰椎前凸角度，降低了融合器后移的可能。此次研究中单因素分析显示术前术后手术节段椎间隙高度差、术前后节段性前凸角是融合器后移的危险因素。二元逻辑分析也提示前凸角度差是高位因素，这与相关报道也是符合的。
3.2 术中终板终板损伤大概率出现在融合过程中，这主要是由于在逐级使用铰刀清除椎间盘以及末次打入融合器的时候，试模或融合器可导致终板严重挤压，造成终板损伤。终板的损伤尤其是终板后缘的损伤，会使得融合器后退通道的高度增加，这会使融合器后移的可能性增大[9]。张明彦等[19]研究证明腰椎后路融合术中终板损伤≥5 mm是融合器脱出的危险因素；他建议术中不要反复使用大型号铰刀清理椎间盘，尤其是椎间隙严重窄、病变椎间盘呈梨形的患者。张建锋等[9]通过研究7例融合器后移的患者，发现这7例患者均有终板损伤，这也表明终板损伤与融合器后移有明显相关性。此次所有患者术后均行CT三位重建，其中融合器后移组中终板几乎都有不同程度的后缘损伤，且根据作者观察患者融合器后移大部分发生在术后1-3个月之间，这表明早期终板损伤是融合器后移的高危因素[20]。
3.3 融合器选择及位置融合器大小对手术节段的稳定性起着决定作用[13，21]。融合器的设计是基于“牵张-压缩”原理，即利用融合器置入椎间隙的撑开力量使椎间隙高度以及前凸角度恢复，同时加上融合器表面细齿状螺纹卡压终板的自稳作用，使融合器稳定于椎间隙内[15]。若融合器选择过小则“牵张-压缩”的作用无法有效体现，融合器过大则会有过度撑开损伤神经及融合器下沉的风险。此次研究融合器后移共15例，通过回顾分析也显示两组患者融合器匹配上有统计学差异，表明融合器大小匹配度是融合器后移的影响因素之一。作者认为主要原因在于：融合器置入的目的是恢复椎间隙的高度及曲度，融合器过大则有融合器下沉的风险；融合器型号选择过小，使得终板与融合器之间的接触面不够，进而加大融合器后移可能。PARK等[22]也报道小号融合器的后移率比大号的高。PASION等[23]通过研究建议选择cage临近上一节段椎间隙高度不能大于1.3 mm。
融合器置入深度不够也是后移的一个重要影响因素[19，22] 。MORO 等[8]将腰椎椎体中心矢状面从前至后分为Ⅰ-Ⅳ区。根据生物力学实验Ⅱ-Ⅲ区是放置融合器的最佳位置，但由于手术过程中的不可预测性，融合器往往并不一定能够全部放置在Ⅱ-Ⅲ区。由于椎体终板的解剖结构为穹隆样，椎间隙间Ⅰ区的高度要低于Ⅱ、Ⅲ区，同时骨密度高于Ⅱ、Ⅲ区[4]，因此融合器所放置靠后会导致：①过度后置的融合器会导致椎间隙后缘过度撑开，后部结构没有足够的把持力，同时会挤压损伤终板后缘，从而增加了融合器移位、脱出的风险[24]；②若融合器距离后缘较近就会导致融合器前缘无法与上下终板完全接触，减少了融合器与终板的接触面积，同时还会导致椎间隙出现“后张口”情况，加大了融合器后移的可能。
3.4 骨质疏松骨质疏松是融合器后移的影响因素[25]。骨质疏松可影响椎弓根螺钉的把持力，降低后路内固定稳定性，增加了腰椎的不稳定性，同时由于骨质疏松，术者在手术操作过程中更容易损伤终板，因此也会增加融合器后移的概率。SATAKE等[26]报告骨质疏松患者术中更容易损伤终板。HOU 等[25]通过生物力学试验发现，骨密度与椎体终板的破坏载荷紧密相关，在不改变终板强度分布规律的情况下，骨密度降低可导致终板的破坏载荷降低。术者为了避免术中及术后螺钉剪切，通常都会降低最后一步椎间隙加压的力度甚至会取消最后一步加压过程，使最后的“关门”效应大打折扣，也会增加融合器后移的可能。PARK等[22]的研究表明，骨质疏松可使 cage 发生移位的风险升高7.73 倍，使 cage 后移突入椎管内风险升高6.86 倍。此次研究中融合器后移组患者骨质明显疏松，这符合相关研究结果。因此对于骨质疏松患者建议积极抗骨质疏松治疗后再行手术治疗或者术中采取骨水泥螺钉等方式加强稳定性。
3.5 术后佩戴支具时间术后佩戴支具时间为融合器后移的影响因素。此次研究中，发现融合器后移患者支具佩戴时间明显较正常组短。作者认为患者行腰椎融合术不可避免要损伤三柱结构，使早期脊柱稳定性大幅度下降。腰椎融合的时间大约需要3个月，骨折愈合期间患者主要靠钉棒系统和支具固定来维持脊柱稳定性，若早期去除腰部支具、过早恢复工作或过量的活动，都会影响腰椎的稳定性，进而增加了融合器后移的可能。
3.6 融合器后移的处理策略根据临床疗效的观察与分析，作者总结以下经验：①对于融合器选择，需要在术前做好规划准确观察测量椎间隙形态及大小，一般建议术前测量并明确可选择椎间隙高度范围，建议融合器尺寸 [标准值=(上位椎间隙中间终板间的距离+下位椎间隙中间终板间距离)/2，融合器超过这个尺寸1.3 mm属于偏大，小于标准值则偏小][7]。②术中使用铰刀清除椎间盘时不要过度处理椎体后缘，避免损伤后缘终板，这样可以增加后期“关门”的效果。③在清理髓核及软骨时，建议不要过度用椎间盘处理器纵向刮出软骨，改用刮匙横向处理软骨，横向刮痕可与融合器上下缘齿突相互形成卡槽，增加后移阻力。④在行减压、试模及置入融合器前，建议先行对侧撑开，撑开后可降低终板损伤的风险；置入融合器后仍建议行加压，加压应在原松弛状态下加压两三个刻度。⑤椎间隙尽量增加植骨量，更多的植骨量可以更好地促进椎体融合。植骨颗粒直径不小于黄豆的1/2，过小会加快骨吸收速率影响椎间融合。⑥术后需注意佩戴腰部支具，尤其是体位改变的时候需要使用支具保护，避免脊柱旋转导致移位。⑦由于行腰椎融合术患者均行了神经的背侧减压，所以早期对于轻度后移的患者即使对神经有刺激神经也会有避让空间，因此对于位置轻度改变而无继发症状者可保守治疗，腰部支具保护、降低腰部活动度直到达到骨性融合稳定状态。
综上所述，经椎间孔腰椎椎间融合术后融合器后移仍是目前临床常见的并发症，融合器移位受多种因素影响。但是通过良好的术前规划、精细的术中操作、合理的术后保护及康复锻炼，仍可有效预防融合器后移。此次研究样本量仍较小，结果可能出现偏倚，需要更大样本、多中心的进一步研究。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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Risk factors for cage retropulsion following transforaminal lumbar interbody fusion

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