椎体融合经皮椎弓根钉内固定术后邻近节段退行性变的发病机制

匡敬勇,匡正达

椎体融合经皮椎弓根钉内固定术后邻近节段退行性变的发病机制

匡敬勇1，2,匡正达2

目的 分析椎弓根钉内固定术患者邻近节段退行性变(adjacent segment degeneration, ASD)的发生特点，探索其发病机制。方法 选取2010-01至2013-12因脊柱疾病在接受手术治疗的患者72例为研究对象，均接受MRI和X线正、侧位检查，根据诊断标准计算ASD的发生率。分别采用视觉模拟评分法(VAS)和Oswestry功能障碍指数问卷表(ODI)对患者的疼痛和功能障碍情况进行评估。结果 本组ASD发生率为26.39%。术前疼痛感明显，多种活动功能因疼痛而受到影响，VAS评分为5.20±1.19，ODI评分为0.43±0.12；末次随访时VAS评分为2.11±0.82，ODI评分为0.22±0.08，术前术后比较差异均有统计学意义(P<0.001)。结论 椎弓根钉内固定术是引起ASD的原因之一，其机制可能与手术改变了邻近节段的受力和活动度变化有关。

椎弓根钉；内固定；邻近节段；退行性变

椎弓根钉内固定治疗脊柱损伤或脊柱退行性病变后邻近节段退行性变(adjacent segment degeneration, ASD)逐渐受到重视。但是，关于椎弓根钉内固定治疗是否会导致ASD尚存争论。有研究认为椎弓根钉内固定后改变了脊柱受力和邻近节段活动度而导致ASD；也有观点认为退行性变化本身客观存在，只是椎弓根钉内固定术加速了进程。笔者旨在通过观察椎弓根钉内固定术后ASD发生情况，探索ASD的发病机制。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2010-01至2013-12因脊柱疾病在我院接受椎弓根钉内固定术的患者72例为研究对象，其中男43例，女29例，年龄17～76岁，平均(54.16±8.92)岁。该组患者中外伤(压缩骨折、爆裂骨折、旋转损伤和椎体后部骨折)62例，其中胸椎外伤在T8～T12，腰椎外伤L1～L5均有病例；椎间盘疾病及其他退行性病变10例，均为腰椎疾病。所有入选本次研究的患者均接受MRI和X线正、侧位检查。

1.2 手术方法 首先采用全麻或者是连续硬膜外麻醉的模式对患者进行麻醉，并取俯卧位，待减压术后，根据椎管两侧骨折的情况来确定保留椎板；其次采用 AF 钉固定系统对骨折和其他需要固定部位进行内固定，其钻孔固定深度为 2.5～3.5 cm，再选用椎弓根钉进行固定，并保证椎弓根钉固定在椎弓根的内部，以此支撑套筒杆；最后将位于棘间韧带部位的螺帽拧紧，并采用X线对其固定效果进行检测。其中，单侧固定8例，其余均为双侧固定。

1.3 退行性变化判断标准 术后2年，参照文献[1]，如果MRI检查显示椎间盘或者临近节段回声减弱则判断为发生了退行性变化。X线检查结果与治疗前相比，如果椎间隙高度狭窄>20%，或动态位移>3 mm，或头端体滑移超过10%宽度，也认为发生了ASD。

1.4 VAS和ODI评分 术前和术后2年，分别采用视觉模拟评分法(VAS)和Oswestry功能障碍指数问卷表(ODI)对接受椎弓根钉内固定治疗患者的疼痛和功能障碍情况进行评估。

2 结 果

2.1 一般情况 均顺利完成手术，达到临床治愈并出院，术后恢复良好，均获得2年随访。在随访期间8例自述存在腰背疼痛、腿部疼痛，行走障碍等，其中2例因术后压迫症状进行了二次手术。

2.2 ASD发生情况 19例发生ASD，发生率为26.39%。MRI和X线检查结果发现回声减弱3例(15.79%)，椎间隙高度下降12例(63.16%)，动态位移3(15.79%)，头端体滑移1例(5.26%)。其中8例自述腰背或腿部疼痛，发生率为11.1%，5例存在跛行等现象。其余发生ASD的患者，均未有明显症状，临床观察也未见异常，但在随访结束时的影像学检查中，发现ASD的发生。

2.3 VAS和ODI评分 在接受手术前患者疼痛感明显，多种活动功能因疼痛而受到影响，VAS评分为2～8，平均5.20±1.19，ODI评分为0.43±0.12。术后疼痛状况和功能障碍显著改善，末次随访时VAS评分为0～5，平均2.11±0.82，ODI评分为0.22±0.08。术前术后比较差异有统计学意义(tVAS=19.138，P<0.001；tODI=11.297，P<0.001)。

3 讨 论

ASD在椎弓根钉内固定椎体融合术中很常见，Park等[2]对文献进行分析发现，腰椎融合术后在影像学上ASD的发生率为8%～100%，而表现出明显症状的ASD发生率为5.2%～18.5%。胡明等[3]随访5年发现ASD的发生率为27.5%，但是仅15%的患者表现出明显的症状。Marsol等[4]对接受椎体融合术经椎弓根内固定患者进行平均长达8.5年的随访，经影像学标准诊断，ASD发生率为17.8%。Cheh等[5]在一项平均7.8年的随访中发现，出现临床症状的ASD发生率达到了约30.3%，在对比症状性ASD和影像学ASD发病情况时发现，症状性ASD患者中同时具有影像学ASD的患者所占的比例较大，而影像学ASD的患者中出现相应临床症状的患者比例较小。本次随访中ASD的发生率为26.39%，与文献[2-4]报道相比，发病率处于较高水平，但是出现临床症状的患者仅为11.1%，尚不足ASD的一半。因此影像学检查对ASD的诊断有较高的价值。

目前关于ASD的发病机制主要有两种假说：(1)一种认为椎弓根钉内固定术改变了邻近节段的生物力学特点而导致ASD的发生。支持者认为椎弓根内固定导致邻近节段的活动度增加，进而导致关节突的肥大和黄韧带增厚，这些因素会导致间盘破裂，进而产生神经根压迫症状[5]。Zencica等[6]认为，腰椎融合后经皮椎弓根内固定导致了邻近节段腰椎活动异常和生物力学异常。融合导致邻近椎体活动度增加，邻近间盘压力升高，关节突关节受力增加，加速了邻近椎体和椎间盘的退变。(2)另一种认为退行性变客观存在并随着年龄的增大发生率增高。椎弓根钉内固定术仅加速了退变的进程，而并非导致了退变的发生。Dekutoski等[7]建立了狗的L3～L7融合模型，他们对融合前后的腰椎活动度进行测量，发现融合术后邻近椎体的活动度有1°～3°的增大，但随访12周后并未发现明显的ASD。在其他研究中发现椎体融合经皮椎弓根内固定术增加了ASD的发生，而且其发生与固定节段的多少有关[8,9]。年龄是椎体融合经皮椎弓根内固定术后ASD发生的影响因素，年龄越大，术后发生ASD的概率越大[10]。

笔者通过分析椎弓根内固定术后患者ASD发生情况及文献研究，认为椎弓根钉内固定术是引起ASD的原因之一，其机制可能与手术改变了邻近节段的受力和活动度变化有关。

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(2015-03-24收稿 2015-05-10修回)

(责任编辑 武建虎)

A study on degeneration of adjacent vertebra after pedicle screw fixation for vertebral fusion

KUANG Jingyong1and KUANG Zhengda2.

1.Xuzhou Medical College, Xuzhou 221004, China; 2. The Third Department of Orthopedics, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces, Beijing 100039, China

Objective To study the occurrence of adjacent segment degeneration in patients who underwent pedicle screw fixation, and further inquire into the pathogenesis of adjacent segment degeneration. Methods Seventy-two patients with spinal diseases underwent surgical treatment in this hospital from January 2010 to December 2013 were recruited as the study objects, all the patients underwent MRI and X ray examination, the ASD was diagnosed according to the findings of MRI and X-rays, the incidence of ASD was calculated. Visual analog scale (VAS) and Oswestry disability index questionnaire (ODI) were used to assess the pain and functional disability of patients. Results The incidence of ASD was 26.39%. The preoperative pain was significant and a variety of activity functions were affected by pain before the treatment, VAS score was 5.20±1.19, ODI score was 0.43± 0.12. At the last follow-up, VAS score was 2.11±0.82, ODI score was 0.22±0.08, there was statistically significant difference between preoperative and postoperative scores (P<0.05). Conclusions Pedicle screw fixation can induce the occurrence of adjacent segment degeneration. The mechanism may be related to changes of pressure and activity degree of the adjacent segment.

pedicle screw; internal fixation; adjacent segment; degeneration

匡敬勇，硕士研究生，E-mail:517664397@qq.com

1.221004，徐州医学院;2.100039 北京，武警总医院骨三科

匡正达，E-mail:kuangzd@.sina.com

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