骨水泥灌注椎体强化后相邻节段再发骨折的预测因素

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0350

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

椎体强化：包括经皮椎体成形和经皮椎体后凸成形，通过微创通道向骨折椎体内灌注骨水泥进行强化，是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的效果良好的微创手术方法。

骨质疏松性椎体压缩骨折：是骨质疏松症的严重并发症，常见于老年女性，表现为轻微外伤或没有明显外伤即发生腰背部疼痛，可通过X射线、CT、MRI、骨扫描等确诊。保守治疗方法包括卧床休息、支具固定、止痛药物、抗骨质疏松药物、物理康复、中医药治疗等。近年来，椎体强化成为治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的效果良好的微创手术方法。

摘要

背景：椎体强化是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折应用普及的有效方法，但有研究认为椎体强化会导致强化椎体相邻节段发生再骨折。

目的：分析骨质疏松性骨折行椎体强化后，再发相邻椎体骨折和非相邻椎体骨折的临床特点和预测因素。

方法：回顾性分析187例接受骨水泥椎体强化治疗单节段椎体压缩骨折患者的临床资料，记录患者的病历信息和手术相关数据，使用卡方检验、独立样本t检验、Mann Whitney U 检验进行单因素分析，将P < 0.2的变量纳入多因素logistic回归分析。

结果与结论：①187例患者中，共41例患者发生其他节段的再次骨折，再骨折发生率21.9%；41例再骨折患者中，相邻椎体再骨折23例，占56.1%；非相邻椎体再骨折18例，占43.9%；②初次骨折为胸腰段骨折是强化椎体相邻节段再骨折发生的独立预测因素(P=0.017)；年龄、性别、身高、体质量、有无糖尿病、有无抗骨质疏松治疗、有无既往骨折病史、有无骨水泥渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、注入骨水泥量、术式为椎体成形或椎体后凸成形、术后椎体前缘高度恢复的比例、术后区域后凸角改变、骨密度T值、再骨折位于强化椎体上方或下方，这些因素均不能预测再骨折发生在强化椎体的相邻节段或非相邻节段。

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
ORCID: 0000-0002-7638-8553(黄天霁)

关键词: 骨折, 压缩性, 脊柱骨折, 相邻椎体, 再骨折, 骨质疏松, 生物材料

Abstract:

BACKGROUND: Percutaneous kyphoplasty (PKP) and percutaneous vertebroplasty (PVP) are effective treatments for osteoporotic vertebral compression fractures (OVCF), but studies have suggested that augmented vertebrae may lead to refracture located in adjacent vertebrae.

OBJECTIVE: To identify the characteristics and predictive factors of the adjacent and non-adjacent refractures after PKP and PVP.

METHODS: A retrospective analysis of 187 single-segment OVCF patients undergoing PKP or PVP was conducted. Clinical, imaging and surgical data were recorded and analyzed by chi-square, t test and Mann Whitney U test. The variants with P value < 0.2 were used for multiple logistic regression analysis.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Among 187 cases, 41 patients suffered refractures, and the total refracture rate was 21.9%. Twenty-three patients (56.1%) had refractures in the adjacent vertebrae, and 18 patients (43.9%) had refractures in the non-adjacent vertebrae. (2) The first fracture in thoracolumbar segment was the independent predictive factor for adjacent refratures in augmented vertebrae (P=0.017). Others (age, sex, height, body mass, presence or absence of diabetes mellitus, anti-osteoporosis treatment, history of fractures, cement leakage into interbody, cement diffusion, the bone cement volume injected, performed PKP or PVP, the percentage of anterior vertebral height restoration, the correction of the Cobb angle, bone mineral density, above or below of the refractured vertebrae compared to the augmented one) are not associated with the adjacent or non-adjacent refractures.

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Key words: Fractures, Compression, Osteoporotic Fractures, Vertebroplasty, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

黄天霁，张施洋，鲁超. 骨水泥灌注椎体强化后相邻节段再发骨折的预测因素[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(27): 4342-4347.

Huang Tian-ji, Zhang Shi-yang, Lu Chao . Predictive factors of refractures located in adjacent vertebrae after bone cement augmentation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(27): 4342-4347.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 187例患者均进入结果分析。

2.2 试验流程图 见图1。

2.3 再骨折发生情况 187例患者中，共41例患者发生其他节段的再次骨折，再骨折发生率为21.9%(41/187)，其中相邻椎体再骨折23例，占56.1%(23/41)；非相邻椎体再骨折18例，占43.9%(18/41)。

41例再发骨折患者首次压缩骨折节段分布为：胸段(T₁₀及以上)10例，占24.4%(10/41)；胸腰段(T₁₁至L₂)22例，占53.7%(22/41)；腰段(L₃及以下)9例，占22.0%(9/41)。对于多次再骨折患者，仅统计首次再骨折的节段，以便进行统计学分析。

41例再骨折节段分布为：胸段(T₁₀及以上)8例，占19.5%(8/41)；胸腰段(T₁₁-L₂)25例，占61.0% (25/41)；腰段(L₃及以下)8例，占19.5%(8/41)。

再骨折距离首次椎体强化时间最短为7 d，最长为 1 580 d；3个月内再骨折15例，占36.6%(15/41)；1年内再骨折28例，占68.3%(28/41)；再骨折椎体位于强化椎体上方19例，位于强化椎体下方22例。

2.4 统计学分析 使用卡方检验、独立样本t 检验、Mann Whitney U 检验进行单因素分析，将P < 0.2的变量，即骨水泥是否渗入椎间隙、初始骨折是否为胸腰段、骨水泥用量、术后椎体前缘高度恢复比例纳入多因素logistic回归分析，结果显示：初次骨折为胸腰段骨折是再骨折发生于强化椎体相邻节段的独立预测因素(P=0.017)，年龄、性别、身高、体质量、有无糖尿病、有无抗骨质疏松治疗、有无既往骨折病史、有无骨水泥渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、注入骨水泥量、术式为椎体成形或椎体后凸成形、术后椎体前缘高度恢复的比例、术后区域后凸角改变、骨密度T值、再骨折位于强化椎体上方或下方均不能预测再骨折发生在强化椎体的相邻节段或非相邻节段，见表1-3。

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性病例对照分析。

1.2 时间及地点 试验于2009年3月至2016年5月在重庆医科大学附属第一医院骨科完成。

1.3 对象 纳入2009年3月至2016年5月诊断为单节段椎体压缩骨折，接受椎体成形或椎体后凸成形治疗，并获得完整随访的患者187例。

纳入标准：诊断为单节段骨质疏松性椎体压缩骨折，并行椎体强化治疗者。除外脊柱爆裂骨折，病理性骨折，存在脊髓、马尾或神经根受损者，临床及影像学资料不完整者。除外既往因椎体压缩骨折曾行椎体成形者，但既往存在椎体压缩骨折行保守治疗者符合纳入标准。

1.4 方法 通过查阅病历资料及随访，记录患者的年龄、性别、身高、体质量、有无糖尿病、有无抗骨质疏松治疗、有无既往骨折病史、有无骨水泥渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、注入骨水泥量、术式为椎体成形或椎体后凸成形、术后椎体前缘高度恢复的比例、术后区域后凸角改变、骨密度T值、再骨折时间与节段。存在既往骨折病史定义为首次压缩骨折行椎体强化术前，因高能量或低能量暴力、无明显外伤造成的脊柱或四肢非病理性骨折病史。骨水泥是否渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、椎体前缘高度恢复的比例、术后区域后凸角的改变均从术后正侧位X射线片上读片认定。

椎体前缘高度恢复比例的测量方法：在术前侧位X射线片上，测量骨折椎体前缘高度为a，其上下相邻椎体前缘高度分别为c和d；在术后侧位X射线片上，测量骨折椎体前缘高度为b，则椎体前缘高度纠正的百分比定义为(b-a)/[(c+d)/2]×100%。

术后区域后凸角改变定义为术前与术后骨折椎体相邻上、下椎体上、下缘为界的矢状位Cobb角度差值^[17]。

再骨折定义为首次椎体强化术后疼痛明显减轻一段时间后再次腰背部疼痛加重，并经影像学对比证实有非强化椎体的新发骨折。

1.5 主要观察指标 患者的年龄、性别、身高、体质量、有无糖尿病、有无抗骨质疏松治疗、有无既往骨折病史、有无骨水泥渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、注入骨水泥量、术式为椎体成形或椎体后凸成形、术后椎体前缘高度恢复的比例、术后区域后凸角改变、骨密度T值、再骨折时间与节段。

1.6 统计学分析 将再骨折的患者分为相邻节段再骨折组和非相邻节段再骨折组。应用SPSS 21.0统计学软件进行分析，将分类变量如性别、骨水泥是否渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、有无抗骨质疏松药物治疗、术式、有无糖尿病、有无既往骨折病史、再骨折位于强化椎体上方或下方、初次骨折是否位于胸腰段采用χ²检验。将数值变量如年龄、身高、体质量、骨水泥量、术后椎体前缘高度恢复比例、术后区域后凸角改变、骨密度、再骨折距首次椎体强化术间隔时间先采用KS检验，符合正态分布者采用独立样本t 检验，不符合正态分布者采用Mann Whitney U检验。将单因素分析中P < 0.2者纳入多因素logistic回归分析，采用进入法，显著性水平设为0.05。

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

讨论

椎体压缩骨折是老年人群中常见的骨质疏松性骨折。很多作者报道了椎体强化术后非强化椎体发生再骨折，并深入探讨了其危险因素和发生机制。文献认为，椎体强化术后发生再骨折是骨质疏松症的自然病程和椎体强化术导致局部生物力学改变共同作用的结果，但究竟哪种原因起到更为重要的作用尚有争议。既往文献多通过比较再骨折病例和无再骨折病例来分析再骨折的危险因素，从而推测再骨折的发生机制。比较强化椎体相邻节段再骨折病例和非相邻节段再骨折病例的文献较少^[16^，^18-19]。研究通过分析再骨折出现于强化椎体相邻节段或非相邻节段的预测因素，进一步探讨再骨折的发生机制。

研究结果显示，相邻椎体再骨折占总的再骨折比例高于非相邻椎体再骨折，这与多数作者报道结果一致^[16^，^18]。研究数据显示，相邻椎体和非相邻椎体再骨折距离首次椎体强化术的间隔时间上无显著差异，这与Lin等^[16^，^20]的报道一致，但也有文献认为相邻椎体再骨折发生时间早于非相邻椎体再骨折^[21]。

很多作者对椎体强化术后发生再骨折的危险因素进行了研究，但分析椎体强化术后相邻节段和非相邻节段再骨折危险因素的研究较少^[22-29]。Li等^[18]通过比较相邻椎体再骨折和非相邻椎体再骨折病例发现，骨水泥注入量多和椎体高度恢复比例更大者再骨折更易发生于相邻节段。Movrin等^[30]认为，术后后凸角≥9°是相邻椎体发生再骨折的危险因素。有文献研究认为相对于椎体成形，椎体后凸成形是术后相邻椎体再骨折的危险因素^[31-32]。有研究认为骨水泥渗漏至椎间盘是相邻椎体再骨折的危险因素^[33]，但也有研究持相反意见^[34]。Wang等^[35]研究发现高龄、低骨密度、椎体裂隙征是椎体强化术后相邻节段再骨折的危险因素。文献发现低体质指数是相邻椎体再骨折的危险因素^[33^，^36]。分析椎体强化术后非相邻椎体再骨折的危险因素的文献较少。Yoo等^[37]研究发现低骨密度、椎体高度恢复过多和骨水泥渗漏是非相邻椎体再骨折的危险因素。Ahn等^[33]认为临椎相对活动度较小是非相邻椎体容易发生再骨折的危险因素。

椎体强化术后发生再骨折是骨质疏松症自然病程和椎体强化术导致局部生物力学改变共同作用的结果，但究竟哪种原因起到更为重要的作用尚有争议。Ahn等^[33]认为椎体成形术后强化椎体相邻节段再骨折和非相邻节段再骨折的发生机制不同。相邻椎体再骨折是由于“支柱效应”，即当强化椎体与邻近椎体的刚度差距较大时，则起到如同“鸡蛋碰石头”的作用，引起相邻椎体发生再骨折；非相邻椎体再骨折是由于“动力锤效应”，即当强化椎体与相邻椎体之间的活动度较小且相邻椎体的刚度较强，则应力会像远处传递，导致非相邻椎体骨折，此种情况下，可将强化椎体和刚度较强且相对活动度较差的临椎看成一个统一的“石头”，活动度较好且刚度较差的临椎成为了容易骨折的“鸡蛋”，理论上，当临椎相对活动度仍然较差且刚度较好，这种效应会继续再向远节段传递，导致远节段的骨折，但尚未见再骨折节段与强化椎距离、再骨折椎体骨密度、再骨折椎体相对活动度3者关系的研究^[33]。有研究支持动力锤效应并发现腰椎平均骨密度低、椎体高度恢复过多和骨水泥渗漏容易发生非相邻节段再骨折，但均不是相邻节段再骨折的危险因素，不过此文献未分析强化椎体相邻节段的相对活动度^[37]。

理论上，“支柱效应”可能发生于首次行椎体强化中骨水泥发生椎间隙内渗漏、骨水泥注入过多和相邻椎体骨密度较低时，此种情况下强化椎体和临椎刚度差较大。但有研究只发现骨水泥椎间隙内渗漏与相邻椎体再骨折有相关性，并未发现骨水泥注入量与相邻椎体再骨折有相关性，未分析单个椎体骨密度与相邻椎体再骨折的相关性。如果椎体强化导致的局部生物力学改变是再骨折的主要原因，那么手术相关因素则是导致再骨折、(或)相邻节段再骨折和(或)非相邻节段再骨折的危险因素，但此次研究未发现其相关性。Wang等^[35]研究也认为相邻节段再骨折是骨质疏松症自然病程的体现。有研究发现进行抗骨质疏松治疗可减少椎体强化术后再骨折的风险^[22]。Han等^[38]通过荟萃分析认为相对于保守治疗，椎体强化不会增加相邻椎体再骨折的风险。有作者通过建立T₁₂-L₁的有限元模型分析得出，椎体后凸成形术后相邻节段的应力改变小于正常皮质骨和松质骨的损伤阈值，故认为相邻节段椎体再骨折与手术本身无关^[39]。有Meta分析认为，椎体强化治疗并不会导致相邻阶段椎体再骨折的概率增加^[40]。有研究比较了椎体强化术后相邻椎体再骨折和非相邻椎体再骨折的病例，发现是否吸烟、体质指数、是否长期应用激素均不能预测再骨折位于强化椎体相邻节段或非相邻节段^[16]。

研究中，相邻节段再骨折组、非相邻节段再骨折组手术相关因素(如骨水泥有无渗入椎间隙、骨水泥弥散好坏、注入骨水泥量、术式为椎体成形或椎体后凸成形、术后椎体前缘高度恢复比例、术后区域后凸角改变)均无明显差异，也不支持椎体强化术后再骨折主要是手术相关因素导致这一观点。故根据此次研究推测，椎体强化术后再发椎体骨折可能主要是骨质疏松症的自然病程导致。

研究结果显示，初次骨折为胸腰段骨折是再骨折发生于强化椎体相邻节段的独立预测因素(P=0.017)，而其他因素均不能预测再骨折发生于相邻节段还是非相邻节段，这与文献报道相符^[21^，^34]。原因可能为胸腰段活动度大，为整个脊柱应力集中的部位，本身即为骨质疏松性压缩骨折的最常见部位^[41-43]，再骨折位于胸腰段的可能性也是最大的，故跟初次骨折椎体成为相邻的可能性也更大。对于初次骨质疏松性压缩性骨折位于胸腰段的患者，除了进行椎体强化术治疗外，务必进行规律的抗骨质疏松药物治疗，最大限度地减少其发生再次骨折的可能，对此类患者进行密切随访，以便更早期发现再次压缩骨折^[44]。

研究的不足之处在于病例数有限，未纳入多节段骨折的患者，未分析临椎相对活动度。有研究发现，对于椎体强化术后再骨折的患者行二次椎体强化治疗，能起到与首次手术相同的疗效，相邻椎体再骨折组行二次椎体强化术后再次发生骨折的发生率远高于非相邻再骨折组^[45]。研究未纳入曾经行椎体强化治疗的患者，今后的研究中可进行二次椎体强化方面的研究，有助于进一步了解压缩骨折的发生机制。

总的来说，初次骨折位于胸腰段是再骨折发生于强化椎体相邻节段的独立预测因素，其他因素均不能预测再骨折发生于相邻节段或非相邻节段。对于初次骨折位于胸腰段的患者，术后需进行规律抗骨质疏松药物治疗和更密切的随访。

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