影响经皮椎体后凸成形术矫正骨折椎体后凸畸形的多元线性回归分析

俞宇， 贾其余， 程晓东， 王林， 郭万根， 吴瑞祥

相关研究报道20%的老年骨质疏松症患者同时患有骨质疏松椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)[1]，OVCF易导致脊柱生理曲度改变而发生不同程度的脊柱后凸畸形。经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)能够矫正椎体后凸畸形并恢复骨折椎体高度，是治疗OVCF的主要方法之一[2]。目前临床主要通过判断患者疼痛的缓解程度来评价PKP的疗效而忽视了后凸畸形的矫正程度[3,4]。最新研究发现PKP对后凸畸形的矫正程度并不稳定，部分未成功矫正的椎体后凸畸形可引起慢性的腰背疼痛，邻近椎体易发生再骨折，降低患者生活质量[5,6]，提示需要提高PKP对OVCF后凸畸形矫正程度的重视。刘法敬等[7]的研究发现骨密度与PKP疗效有关；马宗军等[8]的研究发现术前、术后椎体前缘及中间高度的变化与后凸畸形矫正程度成正比。然而现有研究仅分析了后凸畸形矫正程度与骨密度、后凸角度等因素的相关性，并没有深入研究后凸畸形的矫正程度与各因素之间的相互作用。因此，本研究对影响OVCF后凸畸形矫正程度的相关因素进行多元线性回归分析，以期更好地指导临床运用PKP对OVCF进行治疗。

材料与方法

1.研究对象

选择2015年1月-2019年2月发生单个椎体OVCF，并于我院行PKP治疗的患者作为研究对象。病例纳入标准：①无或轻微外伤所致的伴有疼痛症状的胸椎、腰椎椎体压缩性骨折；②脊柱X线片提示椎体发生楔形压缩性改变，椎体前缘压缩程度大于20%；③T1WI、T2WI提示椎体信号改变，尤以脂肪抑制图像上见椎体高信号。病例排除标准：①曾有高能量暴力外伤史；②椎体骨折合并神经损伤；③良、恶性肿瘤引起的椎体病理性骨折；④患者手术部位出现感染症状或有凝血功能障碍；⑤既往有椎体骨折病史。本研究经我院临床试验伦理委员会批准，所有研究对象均知情同意并签署知情同意书。

2.诊断工具及方法

术前所有患者测量身高、体重并计算体质量指数(body mass index,BMI)，采用视觉模拟评分(visual analogue score,VAS)评价患者疼痛情况[9]。采用EXA-3000型双能X线骨密度仪对患者胸椎、腰椎骨密度(bone mineral density，BMD) 进行测量并记录T值。采用GE飞天8000机型DR机对患者行X线脊柱正侧位检查，确定患者骨折椎体位置，测量骨折椎体前缘高度(Anterior vertebral height, Ha)，即骨折椎体上下终板前缘间的距离/骨折椎体上下各一正常椎体的前缘高度之和的平均值；中间高度(Middle vertebral height, Hm)，即骨折椎体上下终板中点间的距离/骨折椎体上下各一正常椎体的中间高度之和的平均值。计算椎体局部后凸角，即骨折椎体邻近上一个椎体上终板和邻近下一个椎体下终板之间的夹角(图1)[10]。根据Genant分型[11]对患者骨折椎体压缩的严重程度进行分级：1级，<25%;2级，<40%;3级，<67%;4级，>67%。采用西门子1.5T Avanto磁共振成像系统，TSE快速自旋回波序列行矢状面和轴面T1WI(TR、TE分别为450 ms、11 ms)、T2WI(TR、TE分别为2890 ms、100 ms)扫描，扫描层厚4 mm，层间距1 mm，矩阵320×256，并取矢状面STIR T2像，判断椎体骨折性质及特点。

3.手术方法

患者取俯卧位，初步定位后在透视指引下经进针点直接置入工作套管进入椎体后方，置入可扩张球囊，加压撑开，当椎体复位满意时停止加压，吸出球囊液体并退出球囊，将骨水泥缓慢注入椎体内。注入完成后，待骨水泥凝固后拔出骨水泥填充器及工作套管，缝合切口。

4.术后及随访疗效评估

术后24h及随访6个月复查VAS评分以及X线脊柱正侧位。复查内容包括患者术后责任椎体Ha、Hm以及后凸角，观察术后及随访X线片有无出现骨水泥渗漏。

5.统计学分析

图1 骨折椎体前缘高度(Ha)、中间高度(Hm)及椎体后凸角示意图。 图2 OVCF后凸畸形患者(男，73岁)PKP治疗前后的X线侧位片。a)术前X线片示后凸角为16°；b)PKP术后后凸角为9°，患者后凸角矫正7°。

表1 PKP治疗前后OVCF后凸畸形患者椎体影像学指标及疼痛情况变化

注：与术前相比，*P<0.05

结 果

本研究最终纳入符合标准的患者116例，其中男25例，女91例，年龄55～85岁，平均年龄(69.97±9.59)岁，平均BMI为(21.54±3.12)kg/m2，平均骨密度为(-2.91±0.94)。患者骨折时间1～15个月，平均(6.29±3.87)个月。骨折严重程度方面：1级20例，2级43例，3级46例，4级7例。所有患者均接受PKP治疗，平均骨水泥注入量为(5.17±1.23) mL，术后24例出现了轻微骨水泥渗漏，无明显临床症状，未出现神经及脊髓压迫等并发症。

1.OVCF后凸畸形患者PKP治疗前后影像学及疼痛变化情况

OVCF后凸畸形患者PKP治疗前后椎体Ha、Hm以及后凸角度均得到不同程度改善，但不同患者椎体Ha、Hm以及后凸角度改善程度不同(图2)。统计学分析结果显示，患者椎体Ha、Hm在术前、术后和随访中逐渐上升，椎体后凸角度在术前、术后和随访中逐渐下降，单因素重复测量分析结果显示差异均具有统计学意义(P值均<0.05)。进一步的两两比较结果显示，治疗前与治疗后椎体Ha、Hm以及后凸角度的差异均具有统计学意义(P值均<0.05)，术后与随访三项指标差异不明显，差异均无统计学意义(P值均>0.05)。疼痛方面，患者VAS评分在术前、术后和随访中逐渐下降，差异有统计学意义(P值<0.05)，其中治疗前后VAS评分变化明显，差异有统计学意义(P<0.05)，而治疗后与随访的VAS评分差异无统计学意义(P>0.05，表1)。

2.影响治疗前后△VAS的相关因素分析

相关性分析结果显示，治疗前后△VAS与骨密度呈正相关(r=0.189，P=0.042)，与骨折严重程度、骨水泥注入量、骨水泥渗漏以及术前VAS评分呈负相关(r=-0.329、-0.202、-0.552、-0.289，P=0.000、0.030、0.000、0.002)，与年龄、性别、BMI、骨折时间、术前椎体Ha、Hm以及后凸角无明显相关性(P值均>0.05，表2)。

表2 治疗前后△VAS与各指标的相关性分析

3.潜在因素与△VAS的多元线性回归分析

将相关性分析中存在线性相关的因素进一步引入多元线性回归方程，结果显示骨折严重程度、骨水泥渗漏、术前VAS评分与△VAS相关，骨密度、骨水泥注入量与△VAS不存在线性关系(P值均>0.05)，其拟合方程为△VAS=4.124-0.554×骨折严重程度-1.359×骨水泥渗漏+0.319×术前VAS评分，回归方程的R2为0.399(表3)。

表3 潜在因素与△VAS的多元线性回归分析

4.影响治疗前后△后凸角的相关因素分析

相关性分析结果显示，治疗前后△后凸角与骨密度、术前椎体Ha、术前椎体Hm、术前后凸角呈正相关(r=0.506、0.253、0.334、0.642，P=0.000、0.006、0.000、0.000)，与骨折严重程度、骨水泥注入量呈负相关(r=-0.161、-0.206，P=0.003、0.027)，与年龄、性别、BMI、骨折时间以及骨水泥渗漏无明显相关性(P值均>0.05，表4)。

表4 治疗前后△后凸角与各指标的相关性分析

5.潜在因素与△后凸角的多元线性回归分析

将相关性分析中存在线性相关的因素进一步引入多元线性回归方程，结果显示骨密度、术前后凸角与△后凸角存在线性关系，骨折严重程度、骨水泥注入量、术前椎体Ha、术前椎体Hm、术前VAS评分与△后凸角不存在线性关系(P值均>0.05)，其拟合方程为△后凸角=6.236+1.375×骨密度+0.199×术前后凸角，回归方程的R2为0.795(表5)。

讨 论

PKP是目前治疗OVCF后凸畸形较广泛的微创治疗方法之一[12,13],然而临床判断PKP疗效多关注

表5 潜在因素与△后凸角的多元线性回归分析

患者主观疼痛程度的改善而忽视了后凸畸形的矫正程度，未合理矫正的后凸畸形将使邻近椎体发生再骨折的危险性增高[14]，因此评估PKP对后凸畸形的矫正程度非常重要。目前研究发现，后凸畸形的矫正程度主要与患者骨折时间、骨密度以及影像学指标相关。刘飞飞等[15]研究证实PKP对脊椎后凸畸形矫正程度与手术前后椎体Ha、椎体Hm变化有关。王梁[6]认为椎体Ha恢复程度与PKP纠正椎体后凸畸形疗效成正比，且后凸畸形角度减小则疗效更佳。然而，目前研究多是围绕影响后凸角矫正程度因素的相关性分析，而忽略了因素间存在的共线性问题。因此本研究以我院近5年行PKP治疗的OVCF患者为研究对象，搜集可能影响PKP疗效的数据，运用多元线性回归分析模型探讨各影响因素间潜在的关系，探讨各因素对后凸畸形矫正的影响程度，以期指导临床早期干预并提高PKP治疗疗效。

本研究共纳入116例患者，其中大部分为中老年女性患者，这与女性绝经后雌激素水平较绝经前明显下降造成骨质结构破坏和骨量丢失有关。通过对比患者术前、术后以及随访的影像学指标及VAS评分，发现术后和随访患者的影像学指标及疼痛程度较术前明显好转，证明PKP具有良好的治疗效果。值得注意的是，随访期间VAS评分的标准差高于术前及术后的VAS评分，提示有部分患者在随访中出现了疼痛的复发。根据Crandall等[16]和Gaitanis等[17]的报道，PKP对于后凸畸形的矫正程度并不稳定，部分未完全纠正的后凸畸形往往会引起慢性腰背痛，与本研究结果相符。

由于PKP属于姑息性手术，所以疼痛缓解程度是判断PKP疗效的主要指标。笔者以△VAS作为量化指标进行相关性分析，发现△VAS与骨密度呈正相关，与骨折严重程度、骨水泥注入量、骨水泥渗漏以及术前VAS评分呈负相关。但是相关性分析并不能解决各因素间存在的共线性问题，故本研究进一步运用多元线性回归分析了△VAS的影响因素，结果显示骨折严重程度、骨水泥渗漏和术前VAS评分是△VAS的独立影响因素。这说明患者术前痛感越强、骨折程度越轻、骨水泥渗漏越少，则患者疼痛的缓解越明显。这与吴涛等[18]的研究结果相符，该研究认为患者骨折越严重，手术矫正难度越大，骨折椎体越难恢复。值得注意的是，拟合方程的R2较小，说明该方程拟合△VAS的准确性相对较差，笔者认为这是因为VAS评分主要由患者主观感受决定，受患者主观影响的误差较大，所以拟合方程无法准确拟合。

虽然PKP可以有效缓解患者疼痛，但是术后仍有部分患者会出现疼痛复发、邻近椎体再骨折的情况，其原因之一是后凸畸形的矫正程度不够。所以本研究对△后凸角进行了相关性分析。结果显示，骨密度、术前椎体Ha、术前椎体Hm、术前后凸角与△后凸角呈正相关，而与骨折严重程度、骨水泥注入量呈负相关。与△后凸角相关的因素较多，其中多项因素存在共线性，所以进一步的多元线性回归分析非常必要，结果显示仅骨密度和术前后凸角是△后凸角的独立影响因素。这说明患者骨密度越高，骨质情况越好，PKP矫正后凸畸形的程度越好，术后复发可能性越小。而术前后凸角较大的患者椎体自身结构破坏亦较严重，更易通过球囊扩张而复位。多元线性回归结果还提示，骨折严重程度、术前椎体Ha、Hm等因素虽然与△后凸角线性相关，但并非△后凸角的独立影响因素。这是因为此类因素是骨密度和术前后凸角的衍生因素，存在共线性。△后凸角拟合方程的R2优于△VAS，这可能是由于△后凸角是影像学测量并计算得来的，受主观影响较小。较好的R2提示临床可在PKP治疗前通过记录患者骨密度、术前后凸角数据便可相对准确地预测出PKP术后后凸角的矫正程度，有助于PKP治疗疗效的术前评估及进行针对性的干预。

虽然本研究对可能影响PKP对后凸畸形矫正度的因素进行了相关分析，并从患者主观感受及客观的影像学检查结果两方面进行探讨，然而本研究仅通过多元线性回归对△后凸角进行了初步分析，对于术前提高患者骨密度与手术矫正后凸畸形的效果的关系，以及△后凸角矫正度与术后复发率之间的关系等仍有待进一步研究。因此，探究影响PKP对后凸畸形矫正度的影响仍需进一步发掘，以期指导临床提高PKP的治疗效果，提高患者生存质量。

综上所述，通过患者VAS评分评估OVCF后凸畸形患者的疗效往往受主观因素影响误差较大。通过影像学测量并计算得到的△后凸角误差较小，多元线性回归分析结果提示后凸角的改善程度主要与骨密度有关，其拟合方程可以较为准确地预测PKP矫正后凸畸形的程度。这提示我们在临床治疗及预防OVCF时，应注意提高患者的骨密度，缓解骨质疏松，一方面可以降低OVCF的发生率，另一方面有利于降低患者术后的再骨折发生率。