Hybrid术中融合对邻近置换节段的影响

胡凌云，吴廷奎，刘浩*，杨毅，孟阳，王贝宇，丁琛

(1.四川大学华西医院骨科，四川 成都 610041；2.川北医学院第二临床医学院，南充市中心医院骨科，四川 南充 637000)

多节段颈椎病临床较为常见。虽然多节段颈椎间盘置换(cervical disc replacement，CDR)在处理此类问题时，具有保留局部活动度(range of motion，ROM)、减少邻近节段异常应力和预防邻近节段退变(adjacent segment degeneration，ASD)等理论优势，相较于多节段融合来说可能是一种较理想的手术方式[1-2]。但是，CDR的手术指征相较于前路椎间盘切除减压融合术(anterior cervical discectomy and fusion，ACDF)更窄，不是所有病变节段都适合CDR手术。而且，多节段CDR可能增加技术上的难度、假体有关的并发症以及医疗费用[1，4]。结合了传统ACDF和CDR各自优势的Hybrid(融合+非融合)技术能在ACDF和CDR之间提供一个平衡[3-5]，从而为多节段颈椎病的治疗提供一种手术方式选择。但是，在Hybrid手术中融合节段对其相邻置换节段的影响还不清楚。本研究回顾性分析我院2012年3月至2015年9月行单独CDR与Hybrid手术患者的临床资料，比较两种手术在人工间盘动力学和假体并发症上的差异，探讨Hybrid术中融合节段对其相邻置换节段的影响。

1 资料与方法

1.1 纳入排除标准 2012年3月至2015年9月在我院行单节段CDR或单节段CDR+ACDF的Hybrid术患者，纳入标准：诊断为单节段或连续双/三节段有神经根和/或脊髓症状及体征的颈椎病，且至少保守治疗6周无效；CT及MRI检查证实脊髓和/或神经根受压；C3～7节段之间；所有病例至少完成了4年随访。排除标准：跳跃节段需要手术的颈椎病；大于1个CDR组合的其他Hybrid方式；先前有颈椎手术史；先前有C3～7创伤史；后纵韧带骨化造成的压迫和椎管狭窄；骨质疏松；类风湿性关节炎；合并糖尿病、肿瘤及感染。在Hybrid术中行融合或行CDR的节段选择由术前影像学检查来决定，CDR手术适合于无节段不稳、无节段ROM丧失(<2°)、无间盘高度丢失>50%以及无明显小关节退变和畸形的节段；如果节段存在不稳、较重的颈椎退变和活动度明显丢失的影像学征象，则行ACDF手术。

1.2 一般资料 本研究共纳入68例患者，其中男27例，女41例；平均年龄(44.97±7.05)岁，单节段CDR42例，Hybrid术26例。单节段CDR患者的平均年龄要稍小于Hybrid患者(P=0.056)；两组之间一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。两组患者中手术节段的分布见表2。

1.3 手术方法和术后处理 全麻后患者颈部置于中立位，定位薄膜结合C型臂定位后，常规消毒铺巾，采用标准的右侧颈前方切口显露目标椎间隙。C型臂透视再次确认目标椎间隙无误后，切除椎间盘组织、后纵韧带和骨赘，予以充分减压，在多节段颈椎病中对退变较严重的节段先行减压。减压后，对于CDR术，用磨钻、试模和终板轨道切割器按程序依次处理终板和椎间隙，彻底冲洗骨屑后，选择合适大小的Prestige-LP间盘沿着终板开槽植入；对于ACDF术，终板打磨准备后试模，选择装有人工骨和来自于椎体骨赘制成的自体骨粒的Zero-P植入椎间隙，然后拧入螺钉以固定Zero-P融合器。C型臂透视证实假体或椎间融合器位置正常后，逐层关闭切口，对行Hybrid术的患者在关闭切口前植入1根引流管并于术后第2天拔出。在术后功能锻炼方面，对于单节段CDR患者，术后鼓励患者佩戴颈托尽早下地，并指导其在去颈托状态下进行颈部功能锻炼，4周后去掉颈托并逐渐增加活动量；对于Hybrid术患者，在术后前3周指导患者行颈部功能锻炼，术后4周～3个月，建议患者佩戴颈托保持颈部不活动，3个月后去掉颈托恢复颈部功能锻炼。

表1 两组一般资料比较

表2 两组手术节段分布

1.4 随访方案 分别于术前、术后即刻(1周内)、术后3个月、6个月、1年及末次随访时进行数据采集。术前和术后即刻在病房采集，其余时间点在门诊进行采集。影像学检查常规包括前后位、侧位和动力位X线片，影像学数据测量由两位独立的外科医生在ACDSee Canvas 12软件上执行。

1.5 评价指标影像学评估指标 (1)节段曲度及变化节段曲度：目标椎间隙上下终板的夹角，前凸为正值，后凸为负值。Δ曲度：为术后即刻和末次随访时的曲度值之差，即术后即刻曲度-末次随访曲度。(2)节段ROM间盘置换节段和其邻近节段的ROM定义为动力位X线片上节段曲度的差异。如果动力位X线片上置换节段ROM<2°，则被视为假体功能丢失。(3)异位骨化(heterotopic ossification，HO)在末次随访的X线片上按照McAfee HO分级系统[6]评定。(4)ASD的影像学表现定义为至少存在下列一项：前纵韧带新出现的或扩大的钙化；新出现的或增加的椎间盘间隙狭窄；新出现的或扩大的骨赘[7]。(5)假体稳定性由测量假体前后移位和下沉来评定[8]，如果前后移位量>3 mm定义为移位，如果下沉量>2 mm定义为下沉。临床功能评估指标：包括疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、颈部功能障碍指数(neck disability index，NDI)、日本骨科协会评分(Japanese orthopaedic association，JOA)以评估颈肩部疼痛、颈部功能以及脊髓功能情况。

2 结 果

2.1 两组置换节段曲度变化的比较 相较于术前，两组在术后即刻的置换节段前凸均显著增加(P<0.05)，在末次随访时逐渐减小到接近术前水平(P>0.05)，两组之间各随访时间点的比较，差异无统计学意义(P>0.05)。Hybrid组中置换节段的Δ曲度大于单节段CDR组，但差异无统计学意义(P>0.05)。与术前相比，单节段CDR组在末次随访时有6例出现置换节段后凸增加>2°，而Hybrid组中有9例出现后凸增加>2°，差异有统计学意义(P<0.05，见表3)。

表3 两组置换节段前凸的变化

2.2 两组置换节段ROM的变化比较 与术前ROM相比，两组置换节段的ROM均在术后即刻显著减小，然后逐渐恢复；末次随访时，两组中置换节段的ROM虽较术前均有下降，但差异无统计学意义(P>0.05)。与Hybrid组相比，单节段CDR组在术后3个月和6个月时的置换节段ROM呈现出更快的恢复速度(P<0.05，见图1)。

图1 两组置换节段ROM的变化趋势比较

2.3 两组椎间盘置换邻近节段ROM比较 与术前相比，两组的椎间盘置换相邻节段在末次随访时均能维持其ROM(P>0.05)；除了Hybrid组中下位邻近节段的术前ROM小于单节段CDR组外(P<0.05)，两组之间差异无统计学意义(P>0.05，见表4)。

表4 间盘置换相邻节段ROM比较

2.4 两组假体前后移位和下沉的比较 Hybrid组中假体的平均下沉量稍大于单节段CDR组(P>0.05)，而Hybrid组中假体的平均移位量显著大于单节段CDR组(P<0.05)。两组中各有1例假体下沉>2 mm，Hybrid组中有1例假体移位>3 mm，差异无统计学意义(P>0.05，见表5)。

2.5 两组中HO与ASD的比较 Hybrid组HO的发生率(12/26，46.2%)稍高于单节段CDR组(14/42，33.3%)，P>0.05；两组在临床相关HO和假体活动度丢失的发生率上差异均无统计学意义(P>0.05)。单节段CDR和Hybrid组分别有17个和6个邻近节段出现了影像学ASD，两组之间比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表5)。

2.6 两组中临床效果评分的比较 与术前相比，两组末次随访时的JOA、NDI和VAS评分均显著改善(P>0.05)，且两组之间比较差异无统计学意义(P>0.05，见表6)。

2.7 典型病例 (1)51岁男性患者，因“颈肩部不适5年，加重伴右侧肢体活动不便7个月”入院，术前诊断为混合型颈椎病、C4～5和C5～6椎间盘突出，行C4～6Hybrid手术，术后患者症状明显好转，术后48个月侧位X线片示置换节段后凸相较于术前增加>2°(4.78°)。手术前后影像学资料见图2～5。(2)47岁男性患者，因“颈部不适2年，加重伴双上肢疼痛、麻木3个月”入院，术前诊断为神经根型颈椎病、C5～6和C6～7椎间盘突出，行C5～7Hybrid手术，术后患者症状明显好转，末次随访侧位X线片示假体下沉3.17 mm。手术前后影像学资料见图6～9。(3)40岁女性患者，因“颈肩部不适1年，右上肢麻木5个月”入院，术前诊断为混合型颈椎病、C4～5和C5～6椎间盘突出，行C4～6Hybrid手术，术后患者症状明显好转，末次随访侧位X线片示假体前移位3.28 mm。手术前后影像学资料见图10～13。

3 讨 论

由于ACDF术后其邻近节段的ROM和间盘内压力均会增加[9]，因此，相较于单独CDR，Hybrid手术中融合节段可能会影响其邻近间盘假体的动力学表现，继而出现假体相关的并发症、影响CDR的效果。Martin等[10]和Gandhi等[11]在尸体标本上的研究就提示邻近融合的CDR相对于单独CDR需要承受一个更具挑战的生物力学环境。但是体内的实际情况如何目前仍不清楚。

表5 两组椎间盘假体相关并发症的比较

表6 两组临床效果评分比较分)

图2 术前X线片示节段曲度1.38° 图3 术后即刻X线片示曲度为2.2° 图4 术后48个月X线片示置换节段后凸4.78° 图5 末次随访动力位X线片示置换节段ROM 5.67°

图6 术前侧位X线片示颈椎退变示假体下沉3.17 mm 图7 术后即刻X线片示假体位置良好末次随访动力位X线 图8 术后57个月X线片 图9 片示假体活动度受限

图10 术前X线片示颈椎退变 图11 术后即刻X线片示假体位置良好 图12 术后61个月X线片示假体前移位3.28 mm 图13 末次随访动力位X线片示假体活动度7.68°

3.1 置换节段曲度的变化 恢复和维持生理性矢状曲度和平衡被认为是CDR成功的必要条件[12]。尽管先前的一些研究显示2节段或多节段的Hybrid手术能维持、甚至增加颈椎整体前凸，但是很少有研究关注Hybrid术中置换节段的局部曲度变化，因为邻近节段会代偿局部前凸的丢失[12]。

本研究中，与术前相比，单节段CDR和Hybrid两组中的置换节段在末次随访时总体上都维持了局部矢状前凸，但是Hybrid术后即刻增加的节段前凸在末次随访时更趋向于丢失，因此有更多的病例出现了置换节段后凸增加>2°。我们推测可能是由于Hybrid组中的ACDF具有恢复和维持矢状前凸的优势，从而导致置换节段局部前凸的减少以维持颈椎整体曲度的平衡。再者，Hybrid组中置换节段所处的生物力学环境与单节段CDR不同，以及与假体的设计特点[13]，都可能是影响术后置换节段局部曲度的重要因素。

3.2 假体稳定性 本研究我们发现Hybrid组中假体下沉和前后移位的平均量要大于单节段CDR。有如下几种可能：(1)Hybrid组中置换节段前凸的丢失趋势可能会影响椎间隙高度的维持。Kowalczyk等[14]揭示了局部前凸的丢失与椎间隙高度的减少存在联系。(2)融合使邻近间盘假体的生物力学应力增加可能是最重要的因素。Chung等[15]的有限元研究显示，与连续双节段CDR相比，Hybrid术中ACDF可以使近端(对于CDR+ACDF结构)和远端(对于ACDF+CDR结构)的CDR所承受的应力分别增加10.8%和16.1%。假体与终板骨界面上的过度应力和剪切力可能会导致骨质吸收，进而出现界面不稳定，发生假体下沉和移位[16-17]。随着骨的长入，板-骨界面逐渐稳定下来，所以最终两组在假体出现明显下沉和移位的病例数上差异并无统计学意义。

3.3 置换节段及其相邻节段的ROM 理论上，Hybrid术中的融合节段可导致其相邻置换节段的应力增加，从而导致间盘假体的活动度增加。但是文献关于Hybrid术后其置换节段ROM变化的报道却存在很大差异。几个生物力学研究显示在Hybrid术中由于融合节段ROM的减少，而置换节段ROM就会增加以利于维持颈椎整体的ROM[1，11，18-19]。相反，其他生物力学研究则显示在Hybrid术中置换节段的ROM不会出现明显变化[20-21]，甚至还有减小[10]。本研究显示在术后早期随访中，相较于单节段CDR组，Hybrid组中置换节段的ROM呈现出更慢的恢复速度。这可能和两组在术后的颈部功能锻炼方式有关，为了保护融合节段，我们建议Hybrid组中的患者在经过头3周的锻炼后，从术后第4周到术后3个月用颈托固定颈部。即便如此，Hybrid组中置换节段的ROM仍能恢复到一定程度。

有体外研究表明与完整脊柱相比，Hybrid结构中相邻节段的ROM仅有较小的变化[1，20]。Liu等[22]在尸体标本的研究中显示CDR+ACDF结构并没有显著改变其相邻节段的ROM，但ACDF+CDR结构却使下位邻近节段的ROM显著增大。另一个生物力学研究显示在双节段融合基础上的间盘置换，其上位正常邻近节段的ROM显著增加[10]。目前仍没有临床研究去关注在Hybrid术中置换节段相邻正常节段的ROM变化情况。本研究提示Hybrid与单节段CDR类似，能够维持置换节段的上/下相邻节段的术前ROM，但Hybrid组中间盘置换的下位相邻节段术前ROM显著低于单节段CDR，考虑主要是由于Hybrid组中下位相邻节段主要位于C7/T1，因此其生理性ROM本身就较小。

3.4 ASD和HO 影像学和生物力学评估提示融合增加了邻近节段的应力，可能加速退变过程。但是，Park等[23]研究显示双节段Hybrid和双节段CDR似乎都比双节段的融合具有减轻邻近节段椎间盘压力的优势。Mo等[21]发现在Hybrid模型中，与置换节段相邻的间盘压力与假体设计相关。本研究发现Hybrid组中ASD和HO发生率均高于单节段CDR组，但不显著。Wang等[24]也报道Hybrid和CDR在治疗双节段颈椎病中其ASD和HO并发症无显著性差异。但是，Hybrid中假体若发生微动则可促进HO的形成与发展，因为HO有利于不稳定的颈椎重新稳定[25]。另外，单节段CDR中术后局部前凸维持得更好也有助于减少ASD[7，12]。因此，继续通过更长期的随访去证实此结论非常必要。

与先前报道Hybrid在治疗2节段或多节段颈椎病时能提供相当的临床效果一致[24]，本研究显示Hybrid与单节段CDR在临床功能评分上差异无统计学意义，提示术后症状的缓解主要与术中神经彻底的减压密切相关[12]。

综上，与单独CDR相比，Hybrid术中的融合节段影响了其邻近间盘置换的部分动力学，但是并没有明显增加假体并发症和引起不良临床效果。然而，由于本研究相对小的病例量和回顾性研究的特点可能影响相关结论的准确性，关于Hybrid术中融合对其邻近间盘置换的影响还需大样本和更长期的随访去证实。