肥胖和正常体质量腰椎融合患者并发症的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.22.010

摘要/Abstract

摘要：

背景：肥胖可使脊柱尤其是腰椎退化，随着肥胖发病率的增加，肥胖患者发生腰椎外科的手术日益增多，有关的研究表明，肥胖可能增加腰椎融合的并发症，尤其是伤口感染。
目的：分析肥胖是否改变接受腰椎融合患者并发症的概率。
方法：纳入行腰椎单节段融合的患者(包括正常体质量和肥胖患者) 268例为样本，将腰椎融合了分为两种类型：前路腰椎融合和后路腰椎融合，用切除自体的髂前上棘的松质骨行椎间植骨，美敦力枢法模的钛棒固定，探查硬膜前方无碎骨屑后移，切口放置引流，逐层关闭。腰椎融合后预防感染对症治疗，分别就患者的不同并发症方面的数据进行统计学分析。
结果与结论：268例中104名为肥胖患者。肥胖患者的并发症包括有心脏、肾、肺、伤口并发症等，以伤口并发症和肺部并发症为主，与正常体质量患者比较，差异均有显著性意义(P < 0.05)，但前后路方式之间并发症发生率比较，差异无显著性意义(P > 0.05)。说明肥胖增加了腰椎融合手术并发症的风险，但在前后路腰椎不同融合方法中对患者的影响差别不大。

关键词: 骨关节植入物, 脊柱植入物, 肥胖, 腰椎融合, 腰椎退化, 椎间植骨, 钛合金, 内固定, 前路腰椎融合, 后路腰椎融合, 体质量指数, 并发症, 省级基金

Abstract:

BACKGROUND: Morbid obesity can result in lumbar and spinal degeneration, especially the lumbar spine degeneration. Related studies have shown that morbid obesity may increase complications of the lumbar fusion, especially wound infection.
OBJECTIVE: To analyze whether morbid obesity can alter the rates of complications in patients undergoing lumbar fusion.
METHODS: 268 patients (including normal weight patients and morbid obese patients) undergoing lumbar single segment fusion were selected as samples. The lumbar and spinal fusion was divided into two types: anterior lumbar fusion and posterior lumbar fusion. The cancellous bone with autologous anterior superior iliac spine was treated with intervertebral bone grafting, and fixed with Medtronic Sofamor titanium rod. The detection found that there was no bone fragments crumbs backward in the anterior dura mater, then the drainage was placed in the incision and closed layer by layer. Symptomatic treatment was performed to prevent infection after lumbar fusion, and the data of the different complications were statistically analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: Among total 268 patients, 104 patients were morbidly obese. The complications of morbidly obese patients included cardiac, renal, pulmonary and wound complications, among them, wound and pulmonary complications were the main complications. There were significant differences in the complications between normal weight patients and morbidly obese patients (P < 0.05). There were no significant differences in the rates of complications between anterior lumbar fusion and posterior lumbar fusion (P > 0.05). Morbid obesity increases the risk of complications in lumbar and spinal fusion surgery, but has no different effects between the patients with anterior lumbar fusion and posterior lumbar fusion.

Key words: bone and joint implants, spinal implants, morbid obesity, lumbar spinal fusion, lumbar degeneration, intervertebral bone grafting, titanium alloy, internal fixation, anterior lumbar fusion, posterior lumbar fusion, body mass index, complications, provincial grants-supported paper

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 2

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引言

肥胖已经在世界范围内不断增加，1997年世界卫生组织宣布其为全球性的流行病，肥胖也被世界卫生组织称为Ⅲ类肥胖。随着中国经济的高速发展，肥胖人群一直特别快速的增加，并由此带来了诸多不良影响。肥胖可使腰椎尤其是腰椎退化^[1-2] ，汲长蛟等^[3]分析828例经手术治疗的腰椎间盘突出症患者的临床资料中发现：体质量指数超常，可能额外地增加了腰椎间盘的负荷，从而加速了腰椎间盘的退变过程，有可能是成年人腰椎间盘突出症的一个重要诱发因素。随着腰椎外科手术在肥胖的患者中日益增多，肥胖患者腰椎融合术后的并发症^[4-5] ，尤其是伤口感染越来越重视^[6-7] ，肥胖所带来的围手术期的风险也可能增加^[8-9] 。Patel等^[10]指出肥胖可提高围手术期并发症的发生，在他们的分析中，体质量的增加与腰椎后并发症风险的增加呈相关性，术前评估和选择的患者对于减少肥胖患者腰椎的围手术期并发症有重要的帮助，因此这些患者需要术前的建议来减少腰椎融合后并发症的风险，Kalanithi等^[11]指出肥胖增加多个脊柱融合后的并发症类型，尤其是颈椎前路和后路腰椎融合上。椎间融合主要有以下优点，包括符合脊柱生物力学机制，可以保证最大的植骨融合面积，有利于恢复椎间高度和椎间孔直径，有助于重建腰椎生理前凸。尽管椎间融合具有许多优点，但在没有坚强内固定装置保护的情况下，由于缺乏足够的机械强度和即刻稳定性，植骨块经常塌陷、移位和脱出^[12-13] 。目前大多数的研究只是提及其术后并发症的影响，但没有提及不同手术方法对于肥胖患者腰椎融合后并发症的影响，而实验提出了腰椎前路和腰椎后路手术下肥胖对腰椎融合并发症的影响及差异。

材料方法

设计：对比观察。
时间及地点：2007年1月至2010年1月在无锡第二人民医院骨科完成。
对象：纳入接受腰椎单节段融合手术的患者共268例，正常体质量患者(正常组)164例、肥胖患者(肥胖组)104例，其中男132例，女136例，年龄41-72岁。正常体质量患者中男84例，女80例，平均年龄40-74岁；肥胖患者中男48例，女56例，年龄42-72岁。患者分别进行两种腰椎融合方式：前路腰椎融合和后路腰椎融合。两组患者在年龄、性别、诊断、手术方式、单节段的融合、手术医师及麻醉方法等方面差异均无显著性意义。
诊断标准^[14] ：根据国际上通常用世界卫生组织(WHO)制定的体质量指数界限值，即体质量指数在25.0- 29.9 kg/m2为超重，≥30 kg/m2为肥胖，根据这标准给样本分组，患者的肥胖指单纯性肥胖，排除继发性肥胖和特殊性肥胖。
纳入标准： ①接受单节段腰椎融合的患者，无继发性肥胖和特殊性肥胖。②所有参与者均自愿参与研究，并签署知情同意书，实验过程经医院实验伦理委员会批准。
排除标准： ①脊柱先天性畸形的患者，存在感染，妊娠，肿瘤及创伤的患者。②既往有炎性腰椎病患的患者。③多节段脊柱融合的患者。
材料：椎弓根和钛棒钉选用的是美国美敦力枢法模，材质均为钛合金，其中椎弓根直径4.5-5.5 mm，长25-35 mm，钛棒直径2 mm，强度、抗疲劳度、刚度、柔度及生物相容性良好，不可吸收。
实验方法：
腰椎融合过程：腰椎融合前与患者及家属充分沟通并签署知情同意书，常规备皮、备血400-800 mL，融合前30 min预防性使用抗生素。均在麻醉前开通深静脉通路及动脉血压监测。采用全身麻醉。手术方法患者根据不同的融合方式采取相应的体位，全身麻醉后，切除相应得椎间盘和软骨板，用切除自体的髂前上棘的松质骨行椎间植骨，用美国美敦力枢法模的钛棒固定，探查硬膜前方无碎骨屑后移，切口放置引流，逐层关闭伤口。腰椎融合后预防感染对症治疗，拆线后胸腰支具保护3个月。
分组观察示意图：

主要观察指标：内固定融合后的并发症包括：肾，心脏及神经系统的并发症，深静脉血栓，肺栓塞，伤口的感染。
统计学分析：收集患者人口统计学信息、内固定后合并症、死亡率等信息进行t 检验及卡方检验。使用SPSS 13.0统计软件进行分析，P < 0.05为差异具有显著性意义。

讨论

3.1 相关知识点 肥胖在整个世界正在迅速增加，脊柱外科医生可能会看到越来越多的肥胖患者。所以有必要了解肥胖患者可能会经历的风险。多个研究论证了更高伤口的并发症发生在肥胖患者的腰椎手术上^[15-16] 。在这个研究中，一个机构回顾性病例回顾74例患者，发现肥胖和并发症之间没有相关性^[17] 。进一步开展前瞻性数据，需要明确是否这是由于不充分的样本，外科医生选择的偏移或是手术中的操作所引起的。实验回顾性分析一些文献，拟分析肥胖与腰椎间盘之间的相关性，见表4。

3.2 患者前后路融合后并发症分析 为消除选择性偏倚，实验将两组患者按年龄和性别构成进行了1∶1匹配，并进行比较，结果显示两组患者的前后路融合后合并症发生率比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，表明匹配后两组患者融合后存在的风险差异无显著性意义。

在融合后并发症的比较中，肥胖组伤口并发症的发生率较正常体质量组高。融合后肥胖组伤口并发症的发生率为13%和14%，正常体质量组为5%和6%，两组之间差异存在显著性意义，但进一步分析实验结果发现，无论是前路融合还是后路融合，融合后发生伤口并发症的差异并无显著性意义。这与一些研究结果一致，Chrastil等^[21]也得出了相同的结论。由此可见如发现患者术前存在肥胖，必须注意伤口并发症。脊柱后路内固定后1年以上在原手术部位出现窦道流脓的现象，是脊柱后路内固定手术一种少见的晚期并发症，发生率各家报道不一，一般认为在0.2%-4.7%^[22] 。迟发性感染可能的发生途径有血源性种植和术中种植，本研究对比报道中未发现迟发性感染的个例报告。

实验中肥胖患者的肺部并发症比正常体质量患者高，差异有显著性意义(P < 0.05)，因患者长期卧床致肺炎等相关并发症增加，梗阻性睡眠呼吸暂停和肥胖性通气不足综合征肯定与肥胖本身有关，其他肺功能异常亦可见于肥胖者的功能性残容量、呼气贮存容量和氧分压减少，而肺泡-动脉氧差则增加。上述改变提示肥胖患者易遭受肺不张和肺炎等问题。Jackson等^[23]提示肥胖者围手术期肺并发症多为限制性肺部疾病、换气不足等，可引起低氧血症和高碳酸血症，必要时需作插管和呼吸支持，且后路融合这种差异性更加明显^[24]。

深静脉血栓形成是一种严重的术后并发症。国外文献报道胸腰椎术后深静脉血栓形成的发生率为0.9%-14.0%^[25] 。胸腰椎内固定手术患者多有肢体活动受限，长时间处于被动体位压迫下肢静脉，再者胸、腰椎的手术创伤相对较大，手术时间长，失血较多，微循环中血流常淤滞或灌流不足，这些因素均有利于血栓的形成[26]。肥胖是术后血栓性静脉炎、深静脉血栓形成和肺栓塞的诱发因素，肥胖者有较高的空腹血浆脂肪酸值，后者加速凝血过程，血中纤溶活性也降低，多数文献未能证实肥胖增加血栓栓塞病的发生率^[27] ，但不少临床医师在肥胖患者仍用预防深静脉血栓形成的处理^[28] 。对于深静脉血栓形成的预防，有人采用扎弹力绷带、穿弹力袜、间歇性气压靴、麻醉中和术后卧床期间电针刺激腓肠肌等机械性措施促进静脉回流，减少静脉淤滞^[29]，口服抗凝药物如华法林，亦是行之有效的选择。另外，截瘫患者应加强被动肢体活动，无瘫痪患者则加强肢体的主动功能锻炼，以期更好地预防深静脉血栓形成的发生^[30] 。虽然本研究中未有这种差异，也有可能是病例选择的偏倚。

3.3 腰椎融合后的生物力学分析 长期以来，坚固的融合已成为重建腰椎稳定性的最终目的。脊柱融合手术的最初目的是为了解除神经压迫，但为此切除了较多的椎骨而造成脊柱的不稳定，另外当脊柱受损时也会出现不稳，植骨融合就显得必要了^[31] 。脊柱功能单位承受的载荷有5种形式，包括压缩、剪切、扭转、拉伸、弯曲，多种载荷的联合作用构成了植骨区域的力学环境^[32-33] 。

有研究显示，病态肥胖症患者进行脊柱融合术后发生并发症的风险是常人的2倍左右。一般认为体质量指数越高则皮下脂肪越厚，因此容易造成手术时间的延长、局部软组织坏死和缝合窗口后软组织死腔的形成。国外相关研究结果显示，高体质量指数并不是发生手术部位感染的相关因素，而肥胖、长节段融合、皮下脂肪过厚及手术时间较长等都会增加椎体后路融合手术部位感染的风险^[34-35] 。那么肥胖患者胸腰椎融合后生物力学变化与正常人的变化是否一致或有什么差异呢？而国内学者张继东等^[36]实验认为单纯前路腰椎椎体间融合后椎间获得即刻稳定性是根据“撑开压缩”原理，前路椎间植入融合器后能够增加除了后伸动作以外的其他各方向稳定性，目前大多数关于前路腰椎椎体间融合的生物力学测试均针对即刻稳定性，然而融合器植入椎间隙后纤维环弹性逐渐丧失及融合器陷入终板内均会使椎间稳定性逐渐降低，因此椎间融合稳定性还取决于界面骨长入速度等术后因素。影响前路腰椎椎体间融合稳定性的因素有预负荷、辅助内固定、相邻椎体骨质量等。体质量是腰椎间盘受累的一种负荷，但未直接研究肥胖是否都影响到融合后生物力学的变化。于琦等^[37]综述了腰椎融合与腰椎退行性变的相关关系，综合各文献可知腰椎融合后邻近节段小关节应力分布将发生改变，这是引起邻近节段及邻近节段椎间盘退变的主要原因。而关于此应力分布改变的具体量化研究，目前尚少见相关报道。关于肥胖是否直接影响腰椎融合后的疗效则未见进一步说明。顾广飞等^[38]对57例微创通道下行减压经椎间孔腰椎椎间融合术联合经皮椎弓根螺钉内固定手术治疗的单节段腰椎管狭窄症并腰椎不稳患者进行回顾性分析，探讨体质量指数对这些患者内固定后单节段腰椎管狭窄症并腰椎不稳的疗效的影响。实验分为正常体质量组、超重组和肥胖组进行观察，结果3组各项指标之间差异均无显著性意义，均无融合器沉降、移位或塌陷，无螺钉断裂及松动。实验结果表明微创减压经椎间孔腰椎椎间融合联合经皮椎弓根螺钉内固定手术是治疗单节段腰椎管狭窄症并腰椎不稳的一种较好手术方法，体质量对其疗效无明显影响。

3.4 实验中纳入文章的偏倚或不足 在文章的对比分析中，由于存在性别，年龄等均为混杂偏倚，采用匹配法消除混杂因素，本实验将两组患者按年龄和性别构成进行了1∶1匹配，并对获得的两组患者进行比较，结果显示两组患者不同融合后合并症的发生率差异无显著性意义。同时应用同一专家，使用统一的标准，消除信息偏倚，在纳入研究的患者268例中有1列脱落，造成的失访偏倚，失访率0.288%，对结果影响不大。实验也存在一定的不足，首先是病例数量可以更大，这样结果更具有普遍性。其次是随访时间不够长，如果平均随访时间能够延长至术后一两年，将使得实验结果更有意义^[39] 。

3.5 提供临床借鉴的意义 尽管并发症的风险增加示威，肥胖似乎并不代表一个外科手术禁忌证^[40] 。事实上，肥胖患者的住院死亡率在这项研究中还不到1%^[41] ，和院内并发症率都低于15%^[42] ，但本项研究提供了有价值的数据在肥胖患者腰椎融合的并发症的影响^[43]。它概述了肥胖作为影响腰椎融合上的并发症为一个庞大的人口,可能更好代表日常临床实践的研究，它证实了之前的研究评估肥胖在腰椎融合的影响^[44] ，确认增加伤口并发症，以及其他风险的并发症[45-46]。总之，这将在未来的研究，改善更合理的公共政策，增强知情同意，改善患者的选择，并最终使更多的患者安全。