椎间盘置换与前路减压植骨融合修复单节段颈椎病：中期效果评价

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.48.003

摘要/Abstract

摘要：

背景：脊柱融合是治疗颈椎病的经典方案，非融合理念的椎间盘置换为颈椎病的治疗方法增添了新的活力。颈椎间盘置换的近期疗效稳定已获国内外学者认可，但是中期疗效如何尚无定论，并且该方案与融合手术相比在融合邻近节段退行性变问题上有无差异及其原因亦值得探讨。
目的：比较前路减压植骨融合内固定与颈椎间盘置换修复单节段颈椎病的中期疗效。
方法：回顾性收集新疆医科大学第一附属医院脊柱外科2008年1月至2010 年12月收治的114例单节段颈椎病患者，86例行前路减压植骨融合内固定，28例行人工颈椎间盘置换。比较两组患者手术时间、出血量、日本矫形外科协会(JOA)评分、颈部及上肢目测类比评分、颈椎残障功能指数(NDI)及邻近节段退变情况。根据Odom标准与JOA改善优良率评定临床疗效。
结果与结论：①两组患者末次随访时JOA评分、目测类比评分、NDI均较治疗前明显改善(P < 0.05)。组间比较两组患者手术时间、出血量、治疗前及末次随访时JOA评分、目测类比评分、NDI及其差值差异无显著性意义(P > 0.05)。JOA优良率前路减压植骨融合组为86%，颈椎间盘置换组为89%；根据Odom标准优良率前路减压植骨融合组为83%，颈椎间盘置换组为93%，差异均无显著性意义(P > 0.05)。②末次随访时前路减压植骨融合组有22例手术邻近节段出现退变，其中上位节段15例，下位节段7例，22例中有3例因出现临床症状再次手术；颈椎间盘置换组有2例出现相邻节段退变，上位节段与下位节段各1例，无再次手术病例。提示两种方案修复单节段颈椎病的中期疗效相当，颈椎间盘置换后邻近节段退变发生率更低，颈前路减压融合后上位节段更易退变。

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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关键词: 植入物, 脊柱植入物, 颈椎病, 前路减压植骨融合, 颈椎间盘置换, 邻近节段退行性改变

Abstract:

BACKGROUND: Spinal fusion is a classical surgical therapy for cervical spondylosis. The concept of non-fusion disc replacement added new vitality for cervical spondylosis. In short-term stable efficacy of anterior cervical disc replacement has been recognized by scholars. However, interim efficacy is inconclusive. What’s more, it is a worth exploring problem about the different adjacent segment degenerative changes between replacement and fusion.
OBJECTIVE: To compare mid-term curative effects of anterior cervical decompression and fusion and anterior cervical disc replacement for single-level cervical spondylosis.
METHODS: A total of 114 cases of single-level cervical spondylosis, who were treated in the Department of Spinal Surgery, First Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University from January 2008 to December 2010, were
retrospective reviewed. Of them, 86 cases underwent anterior cervical decompression and fusion fixation, and 28 cases received artificial cervical disc replacement. Operation time, blood loss, Japanese Orthopaedic Association score, neck and upper limb visual analog scale score, neck disability index and adjacent segment degenerative changes were compared. Odom criterion and improved excellent and good rate of Japanese Orthopaedic Association score were used to evaluate the clinical effect.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Japanese Orthopaedic Association scores, visual analog scale score and neck disability index were significantly improved during final follow-up than before treatment in patients of both groups (P < 0.05). There were no significant differences in operation time, blood loss, Japanese Orthopaedic Association score before treatment and during final follow-up, visual analog scale score and neck disability index between the two groups (P > 0.05). The excellent and good rate of Japanese Orthopaedic Association score was 86% in the anterior cervical decompression and fusion group and 89% in the anterior cervical disc replacement group. According to Odom criterion, the excellent and good rate was 83% in the anterior cervical decompression and fusion group and 93% in the anterior cervical disc replacement group, showing no significant difference (P > 0.05). (2) Adjacent segment affected degeneration in 22 cases in the anterior cervical decompression and fusion group during final follow-up. There were 15 cases of upper segment and 7 cases of lower segment. Of the 22 cases, 3 cases had clinical symptoms, and received secondary surgery. In the anterior cervical disc replacement group, two cases suffered from adjacent segment degeneration, including one case of upper segment and one case of lower segment. None of them received secondary surgery. Above results suggested that the mid-term curative effects are identical between anterior cervical decompression and fusion and anterior cervical disc replacement. The incidence of adjacent segment degeneration is low in anterior cervical disc replacement. The upper segment easily affected degeneration after anterior cervical decompression and fusion.

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Key words: cervical vertebrae, intervertebral disk, spinal fusion

中图分类号:

R318

罗浩，王健，梁卫东，盛伟斌. 椎间盘置换与前路减压植骨融合修复单节段颈椎病：中期效果评价[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(48): 7719-7725.

Luo Hao, Wang Jian, Liang Wei-dong, Sheng Wei-bin. Anterior cervical decompression and fusion versus anterior cervical disc replacement for single-level cervical spondylosis: evaluation of mid-term outcomes[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(48): 7719-7725.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析共9例患者失访，其中前路减压植骨融合组失访6例，人工颈椎间盘置换组失访3例，均为随

访1年后失访。随访完成的114例患者中前路减压植骨融合组随访30-61个月，人工颈椎间盘置换组随访35-58个月。

2.2 基线资料比较两组患者一般资料相比，差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性，见表1。

2.3 术中及术后基本情况前路减压植骨融合组手术时长(132±21) min，术中出血(127±39) mL，随访时间30-61个月。人工颈椎间盘置换组手术时间(123±21) min，术中出血(130±30) mL，随访时间35-58个月。两组患者手术时长、术中出血量、随访时间差异均无显著性意义 (P > 0.05)。

2.4 临床疗效前路减压植骨融合组末次随访时JOA改善优良率为86%；按照Odom疗效评定标准：优38例，良33例，可9例，差6例，优良率为83%。人工颈椎间盘置换组末次随访时JOA改善优良率为89%；按照Odom疗效评定标准：优23例，良3例，可2例，优良率93%。两组患者治疗前及末次随访时JOA评分、目测类比评分及NDI如表2所示，组内比较差异均有显著性意义(P < 0.05)。

两组患者JOA评分、目测类比评分及NDI末次随访时

与治疗前差值如表3所示，组间比较差异无显著性意义 (P > 0.05)。

2.5 手术邻近节段退行性改变前路减压植骨融合组与人工颈椎间盘置换组两组退变情况见表4-6。前路减压植骨融合组有22例出现邻近节段退变，其中15例发生在上位节段(2例出现临床症状者椎间盘退变指标均出现，另有3例出现椎间盘退变加重患者同时出现异位骨化)，7例发生在下位节段(1例出现临床症状者椎间盘退变指标均出现，另有1例出现椎间盘退变加重患者同时出现异位骨化)。人工颈椎间盘置换组有2例邻近节段退变，上位节段与下位节段各1例。两种修复方式退变情况差异有显著性意义(P < 0.05)；前路减压植骨融合后邻近节段退变患者退变发生部位差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.6 并发症情况两组患者均无术中大出血(大于 500 mL)，脑脊液漏、神经症状、声音嘶哑、食管瘘、吞咽困难、脊髓损伤、死亡病例。无新发呼吸道感染、泌尿系感染、脑血管意外、心血管意外病例，术后3年内无再次手术。前路减压植骨融合组有7例围手术期切口感染，加强换药后痊愈出院；2例因邻近节段退行性改变分别于术后72，79个月再次手术。人工颈椎间盘置换组有2例围手术期切口感染，换药处理后痊愈出院；虽有影像学退变但未出现临床症状至随访结束时无患者再次手术。

2.7 典型病例

典型病例1：患者男性，51岁，以“颈肩部活动受限伴右上肢疼痛麻木3年”为主诉入院，诊断为C_5/6椎间盘突出症，见图1。

典型病例2：患者女性，44岁，以“颈部疼痛3年伴左上肢疼痛麻木1年”为主诉入院，诊断为C_5/6椎间盘突出症，见图2。

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引言

颈椎病是多种原因所致的以椎间盘变性及颈椎生物力学改变压迫颈部脊髓、血管、神经等组织产生相应临床症状的疾病^[1]。目前，前路减压植骨融合与人工颈椎间盘置换是目前治疗单节段颈椎病的最常用方法。前路减压植骨融合是彻底解除脊髓前方压迫后以融合为目的的治疗技术，它最早是1958年由Smith-Robison和Cloword率先开展，去除病变椎间盘及上下椎体终板后采用自体髂骨植骨获得融合，目前自体髂骨大多已被颈前路Cage所替代。前路减压植骨融合适用范围广，但近来的生物学研究与临床研究显示其能加速邻近节段退行性改变，术后患者轴性疼痛，多节段融合时易出现假关节形成、植骨不融合、颈部僵硬等并发症^[2]。人工颈椎间盘置换是近10年新兴发展起来的一种非融合治疗颈椎病技术，它有效维持了颈椎的生理功能，减少颈椎术后的非生理学应力。国内外文献报道其近期疗效可靠^[3-4]。但是其要求颈椎自身具备一定的活动度及椎间隙高度，此外，内置物的使用年限、长期的安全性与有效性也受到了质疑，因此其临床应用略有局限^[5]。

虽然这两种修复方式是完全不同的手术理念，但是这两种修复方式近期疗效相当已获得学术界的共识。但是，两种方案的中期甚至远期疗效有无差异目前尚不明确。有研究表明，椎间盘置换能有效降低手术邻近节段退变^[6]，但是，邻椎病的发病机制尚不明确。不过大多数学者认为其与患者年龄、颈椎的生理活动度、术前邻近节段是否存在退变、手术节段的位置、手术融合节段的数目以及疾病的自然进程有关^[7]。椎间盘置换与融合手术相比在融合邻近节段退行性变问题上有无差异及其原因亦不明确，且鲜有学者进行相关方面研究并深究其原因^[8]。

文章对新疆医科大学第一附属医院脊柱外科2008年1月至2010年12月施行单节段手术的86例颈椎前路减压融合患者与28例颈椎间盘置换患者的中期疗效进行回顾性分析，探讨融合与非融合手段治疗颈椎病的中远期疗效是否相同，以及非融合的手术方式能否降低邻近节段退行性改变的风险，并对其原因进行分析探讨。

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材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

设计：对比观察试验。

时间及地点：于2008年1月至2010年12月在新疆医科大学第一附属医院脊柱外科完成。

对象：共纳入114例单节段颈椎病患者。

86例患者行前路减压植骨融合内固定，其中男54例，女32例；年龄38-72岁，平均(55.0±8.5)岁；病程9-84个月，平均(37.7±19.3)个月；神经根型68例，脊髓型18例；术前日本矫形外科协会(Japanese Orthopaedic Association，JOA)评分、目测类比评分及颈椎残障功能指数(neck disability index, NDI)分别为6.4±2.2，6.3±1.7，28.4±9.1。

28例患者行人工颈椎间盘置换，其中男18例，女10例；年龄38-65岁，平均(52.0±9.6)岁；病程8-72个月，平均(34.6±17.0)个月；神经根型22例，脊髓型6例；术前JOA评分、目测类比评分及NDI分别为5.8±2.3，6.7±1.3，30.6±9.2。

纳入标准：①患者保守治疗3个月无效或者症状无明显缓解需手术治疗者。②单节段神经根型颈椎病。③因颈椎间盘突出或脱出压迫脊髓者。④颈椎间盘突出或脱出。⑤患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准者。

排除标准：①多节段神经根型或脊髓型颈椎病。②因后纵韧带骨化或椎体后缘骨化压迫导致的脊髓型颈椎病。③一般状况差、合并糖尿病、慢性肾病、恶性肿瘤、局部或全身感染等。④正在或需长期服用类固醇类药物者。⑤合并骨质疏松、类风湿关节炎、强直性脊柱炎等骨科疾病者。

材料：颈椎前路钢板采用MEDTRONIC研制ZEPHIR^TM前路钢板置入系统，它具有以下几个优点：①钢板是目前国内最窄、最薄的板，符合国人体型，并且内置制动片锁紧结构，操作方便，有效预防内固定螺钉松动、节省手术时间。②动力加压设计，植骨块预加压，终板接触紧密，有效促进植骨融合。③钛合金材质，具有良好的生物相容性，更贴合颈椎生理曲度。④椎体螺钉为自攻螺钉，具有良好的抗拔出和抗折断的平衡，皮质固定，确保手术的安全可靠。

人工cage为预装人工骨chronOS的cervios椎间融合器，它无需自体取髂骨有效减少供骨区并发症，并且节省手术时间。其主要成分为chronOS-人工合成的β-磷酸三钙松质骨替代物，可于术后6-18个月完成骨组织转换，其设计有具有特定规格的相互联通的微型孔道，促进骨组织长入，可通过灌注系统简便快捷充入血液或骨髓，产生骨诱导作用，进一步促进骨融合。

人工颈椎间盘材料为prodisc-C人工颈椎间盘，该产品由钛合金材料制成的上下终板(包括两个矢状面中央嵴与上下接触面)与其关节部分构成，头端接触面下有固定的凹陷部件，其与固定在尾端接触面的高分子量聚乙烯材料共同构成内衬，内衬是prodisc-C人工颈椎间盘的关节部分，它能进行旋转、左右侧屈及过伸过屈运动。上下终板及其中央嵴表明为全钛涂层，有利于假体与人体的自体骨融合贴合紧密。

方法：

颈椎前路减压植骨融合：患者取仰卧位，常规消毒铺巾，取左颈前横切口，切开皮肤和皮下组织，定位颈动脉鞘，钝性分离颈内脏鞘和颈动脉鞘，然后用拉钩将气管、食管向中线牵拉，颈动脉鞘稍向左侧牵拉，显露手术节段椎体与椎间盘间隙。定位针头透视定位准确后切开前纵韧带，向两侧剥离，显露椎间盘的纤维环外层。椎体撑开器适当扩张椎间隙，用尖刀切开纤维环，用髓核钳由浅入深分次摘除髓核，咬除两侧钩椎关节与椎体后方的骨赘，接近椎体后缘时改用刮匙，将残余的椎间盘组织和软骨板刮除。用神经剥离器探查，至椎体后缘与硬膜外间隙通畅，无残余致压物，此时减压已彻底。将椎间隙上下方的终板软骨刮除，放置合适大小椎间融合器，松开椎间撑开器，放置颈前路钢板固定并锁死。术区彻底止血。冲洗完毕后逐层缝合术区，若术中渗血较多，冲洗前放置负压吸引球引流。

人工颈椎间盘置换：患者体位、显露路径、减压方式同颈椎前路减压植骨融合相同，在减压彻底后用合适大小试模器试模，处理上下终板使之相互平行，开槽器开槽，放置合适型号的人工颈椎间盘器械，透视定位假体位置良好后冲洗术区，逐层缝合。

围手术期处理：①治疗前：所有患者均完善颈椎正侧位、颈椎过伸/过屈位X射线及颈椎MRI。②治疗后：治疗后24-48 h颈托保护下离床活动，治疗后第2至3天拍摄颈椎正侧位、颈椎过伸/过屈位X射线片。负压引流少于 10 mL/d时拔除。治疗后佩戴颈托3至4周。根据电话及门诊随访患者各项评分指标，并拍摄颈椎正侧位、颈椎过伸/过屈位X射线。

主要观察指标：临床疗效根据JOA评分、NDI以及颈部与上肢的目测类比评分评估患者病情；根据JOA改善率与Odom标准评定疗效。①JOA评分：采用JOA评分法评估患者术前与随访时的神经功能状态，满分17分(上、下肢运动功能各4分共8分，上、下肢及躯体感觉功能各2分共6分，膀胱功能3分)。分数越低表明患者颈椎功能障碍越明显。术后JOA评分改善率=(术后评分一术前评分)/(17-术前评分) ×100%。②NDI：评估患者颈部疼痛所造成功能障碍的。包含疼痛强度、个人护理(穿衣、洗漱)、提物、阅读、工作、驾驶、娱乐、睡觉、集中注意力、头痛10项，每项6个问题评分共10分，总分100分。③颈部及上肢疼痛采用目测类比评分：0分：无痛；0-3分：有轻微的疼痛，能忍受；4-6分：患者疼痛并影响睡眠，尚能忍受；7-10分：患者有渐强烈的疼痛，疼痛难忍，影响食欲，影响睡眠。④Odom标准：优，术前颈椎病症状全部缓解，可进行日常活动；良，仍残留很少的不适症状，但没有明显影响工作；可，术前症状有部分改善，但日常活动显著受到限制；差，症状无改善或临床状况恶化。

邻近节段退行性改变：①椎间盘退变采用Hilibrand放射线退行性变化的分级标准进行评价^[9]：0级：正常；1级：轻度(< 50%的椎间隙变窄且无骨赘形成）；2级：中度(50%-75%椎间隙变窄和后部骨赘形成)；3级：重度： (> 75%的椎间隙狭窄）。②异位骨化形成采用Park’s分级标准评估^[10]：0级：无；1级：轻度(骨化跨越延长< 椎间隙的50%)；2级：中度(骨化延伸横跨> 50%椎间隙)；3级：重度(相邻椎间隙的完整桥接)。与术前状态相比，当椎间盘退变或椎体异位骨化等级增加则被视为放射性变性的进展。③根据患者的矢状位前-后位移> 3 mm或过伸/过屈位改变大于20°诊断椎体不稳^[11]。

统计学分析：本文所有数据收集均由第一、二作者共同完成，数据统计由第一作者采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行处理，计量资料采用t 检验，计数资料采用行X列表χ²检验，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

前路减压植骨融合与人工颈椎间盘置换均能有效解除椎管前方压迫、缓解症状，都是目前治疗颈椎病的常用术式。但是两者各有利弊，目前，虽然人工颈椎间盘置换术在临床的应用越来越多，但是，并不意味着人工颈椎间盘置换就可以完全替代传统的前路减压植骨融合术^[12]，且新近流行的人工颈椎间盘置换本身手术适应证与禁忌证就导致了患者选择的局限性^[13-18]，对患者颈椎活动度、椎间隙高度要求高，对于一些较为严重的颈椎病，已经丧失一半以上椎间隙高度的患者并不适用^[12]。而传统的前路减压植骨融合虽然适应证广，且能多节段融合，但是大量临床资料显示，其近期出现植骨不融合、假关节形成。远期随访显示手术邻近节段退变严重影响患者生活质量，严重时需要二次手术^[19]。相关生物力学研究表明，前路减压植骨融合后融合节段的相邻节段椎间盘压力较术前显著增加，并且融合后手术节段活动度丢失会加速相邻节段的退变^[20]。曾有文献报道邻近节退变发生率为12.6%-92%，再次手术率为2.1%-6.7%^[21]，这可能与目前国际上尚无明确的“邻椎病”诊断标准有关。Hilibrand等^[9]对374例经颈椎前路减压融合患者进行最长达21年随访结果表明：每年大约有2.9%的经该术式治疗的患者邻近节段会出现退变并产生相应的临床症状，并且，预计术后10年内，大约有25.6%的患者手术相邻节段将出现新的退行性改变症状。

近10年来，随着人工颈椎间盘器械的飞速发展，采用非融合手段治疗的人工颈椎间盘置换保留了病变节段部分活动度，相邻节段椎间盘应力改变小，近期疗效稳定，其在临床应用越来越多。王岩等^[3]对28例行Bryan人工关节置换与31例前路减压植骨融合患者进行为期2年的前瞻性研究表明，术后1，2年两种手术方式的临床疗效都相差无几。Phillips等^[22]对189例行PCM人工椎间盘置换与153例前路减压植骨融合患者进行2年的前瞻性研究表明两种治疗方案临床疗效相当，再次手术率差异无显著性意义(PCM组5.4%，前路减压植骨融合组为5.2%)。

本研究发现两组患者末次随访时JOA评分、目测类比评分及NDI差异均无显著性意义，其中期疗效稳定优良。其原因可能为：①颈椎病的主要病理基础是突出的椎间盘与椎体后缘的骨赘对脊髓、神经根、周围血管的压迫。前路减压植骨融合与人工颈椎间盘置换均为基于病变椎间隙的减压处理方法，从根本上去除病因，并获得满意的疗效。②前路减压植骨融合对局部狭窄的椎管进行彻底减压、重建颈椎节段的稳定性并获得有效融合，有效改善颈椎矢状序列，恢复颈椎生理前凸^[23]，人工颈椎间盘置换在彻底减压的基础之上，以非融合手段使颈椎重获运动功能。减压都是两种手术方式成功的前提，前路减压植骨融合以融合为目的构建颈椎稳定性，人工颈椎间盘置换模仿颈椎正常生理功能以非融合手段保留颈椎活动度，异曲同工。

前路减压植骨融合与人工颈椎间盘置换都能获得稳定的临床疗效，但是，人工颈椎间盘置换后邻近节段退变发生率较低。本研究中，从影像学来看，人工颈椎间盘置换组邻近节段退变发生率(7%)显著低于前路减压植骨融合组(26%)。其原因可能为：①前路减压植骨融合后手术节段自由活动范围改变较人工颈椎间盘置换更大。颈椎功能单位是由两相邻颈椎与其椎间盘以及前方、后方韧带共同构成。它是颈椎的最小基本单位，能基本反应颈椎的的生物力学特性与部分生理学功能。②人工颈椎间盘置换后手术邻近节段椎间盘应力改变较前路减压植骨融合更小。生物力学研究表明，人工颈椎间盘置换后邻近节段椎间盘内压力基本保持，融合后手术节段椎间盘被彻底清除，清除后被骨性植入物替代，完全丧失活动度，颈椎功能单位改变。而置换手术虽然同样清除了椎间盘组织，但是其采用的是仿生的材料，不以融合为目的，仿生材料保留了原有颈椎功能单位的绝大部不变，而前路减压植骨融合后邻近节段椎间盘内压力则是术前的1.5-2.0倍。③邻近节段椎间盘应力增加会导致椎间盘受挤压，髓核变形并改变其营养供应及理化因素，形成椎间盘退变的恶性循环，从而加速邻近节段退行性改变。

单纯从影像学退变来讲，前路减压植骨融合后上位节段更易退变。生物力学研究表明，前路减压植骨融合后在不管是屈曲状态还是过伸状态，相邻椎体应力都明显增加，且上位椎间盘应力较下位椎间盘应力增加幅度更大。本研究中前路减压植骨融合后的22例邻近节段退变患者中有15例是上位节段退变，7例下位节段椎间盘退变。上位节段退变的发生率显著高于下位节段，该结果与生物力学研究结果相匹配。虽然影像学退行性改变并不意味着一定需要手术干预治疗，但是，它是否是产生临床症状的先期表现目前尚无定论。

虽然颈椎的自然生理演变过程随着年龄的增加也会发生退行性改变，它会进一步改变患者生理活动度、相邻节段的椎间隙高度，骨赘增生等因素。但是人为的手术干预到底在颈椎病邻近节段退行性改变中起着什么样的作用仍然是急需探明的一个不可忽略的因素。还有手术中的一些处理是否在邻近节段退行性改变中起到相应的作用也受到了一些学者的关注，尽管没有确切证据证明融合手术一定增加邻近节段退行性改变的风险，但是，邻近节段退行性改变仍然值得警惕。

总之，在单节段颈椎病治疗的中期疗效的临床回顾性病例对照分析结果显示，前路减压植骨融合与人工颈椎间盘置换治疗效果相当。颈椎前路减压融合在通过融合获得稳定疗效的同时，也加速了邻近节段的退变，尤其是手术节段的上位节段。但颈椎间盘置换却能保留颈椎功能单位的部分生物学功能，从而邻近节段退变发生率更低。

不足及展望：关于邻椎病的发病机制目前尚不明确，疾病的自然进程、手术干预治疗、术中操作、年龄、个人生活习惯、遗传等因素在邻近节段退行性改变中到底发挥着什么样的作用尚需要相关的随机对照试验或临床队列研究证实。期待未来能有统一的颈椎间盘置换适应证及邻椎病的诊断标准，以及远期随访的研究。

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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