骨质疏松性椎体压缩性骨折患者PKP治疗后发生邻近椎体骨折的危险因素分析

黄永恒，刘星，尚显文

1 贵州医科大学附属医院骨科，贵阳550004；2 贵州医科大学附属医院检验科

骨质疏松症是一种以骨量减少和质量改变，导致骨折风险增加为特征的全身性骨骼疾病，全球约16%的绝经后妇女存在骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCFs）［1］。近几十年来，经皮椎体后凸成形术（PKP）因其微创、手术时间短、安全性高、镇痛快等优点被广泛应用于OVCFs 的治疗中。部分患者在接受PKP 及正规抗骨质疏松治疗后再次新发骨折，大致可分为术椎再骨折、术椎邻近节段及非邻近节段椎体骨折，其中邻近节段骨折占50%～70%［2-3］。椎旁肌肉作为脊椎稳定结构的重要组成部分，其退变与许多脊椎疾病的发生有关，如腰椎滑脱症、椎间盘突出症等［4-6］。本研究将椎旁肌肉相关影像学参数纳入分析范围，观察了OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的危险因素。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入标准：①临床及影像学诊断为OVCFs，为单一节段、首次新发骨折，MRI 提示伤椎T1WI 呈低信号、T2WI 呈高信号；②入院后行PKP 治疗，手术由同一年资的医师完成；③最终完成随访，病历资料、影像学数据完备。排除标准：①椎体压缩＞75%，爆裂性骨折、椎间隙损伤严重；②合并脊髓和神经根受损症状及体征；③术后存在过敏性休克、椎间盘及椎管内无骨水泥渗漏、术后无神经功能缺损等手术并发症；④有精神病史或近期使用抗抑郁药、类固醇激素；⑤合并恶性肿瘤、免疫、血液系统疾病。收集2018年8月—2020年8月于我院行PKP并符合上述标准的OVCFs患者113例，术后3 d内复查X 线，出院后规律抗骨质疏松治疗至少3 个月（口服钙片0.6 g/次、2 次/d，鲑鱼降钙素喷鼻剂喷鼻20 μg/次、2 次/d，3 月内静脉输注唑来膦酸注射液5 mg）。术后随访至2021年3月，根据是否发生邻近椎体新发骨折将患者分为邻椎骨折组18 例与无邻椎骨折组95例。邻椎骨折组双椎体再骨折（包括上下邻椎、1 个邻椎合并1 个远节椎体）6 例、单一邻椎骨折12例、无术椎再骨折。

1.2 术后骨折可能的影响因素收集方法 ①基本资料：记录两组年龄、性别、体质量、BMI、骨水泥用量、骨密度。②伤椎压缩率、伤椎椎体高度恢复率、Cobb 角矫正值：于医院HIS 系统上选取患者手术前后伤椎侧位X 线片，测量椎体高度、后凸Cobb角。椎体楔形压缩骨折患者选取椎体前缘测量伤椎手术前后的椎体高度，双凹型骨折患者选取椎体中间部凹陷处测量手术前后的椎体高度，后凸Cobb 角为伤椎上位椎体上终板垂线及下位椎体下终板垂线夹角。伤椎压缩率=术前椎体高/邻近上、下椎体高度的平均值×100%。伤椎椎体高度恢复率=（术后椎体高度-术前椎体高度）/邻近上、下椎体高度的平均值×100%。Cobb 角矫正值=术前脊柱后凸Cobb 角-术后脊柱后凸Cobb 角。③椎旁肌肉相关影像学参数：获取患者术前CT 及MRI 扫描数据，以DICOM 文件格式保存后导入Image J 软件。取MRI 中T1加权像L3下终板横断面为测量层面，测量两侧椎旁肌肉（多裂肌、竖脊肌、腰大肌，因竖脊肌及多裂肌在功能和解剖位置上相似，可将其合并为背伸肌群）的相对横截面积（RCSA）、脂肪浸润率（FF）。测量FF 时，以皮下脂肪灰阶值为基准，将图像中相同灰阶值的部分“染色”，圈选出双侧椎旁肌范围，测定圈选范围内被染色部分所占的面积比例，即为FF。选择CT 中L3椎体所测得椎体横断面积作为参照比较，以消除患者体型差异，RCSA=肌肉横截面积/椎体横截面积。 在所有图像圈选测量的过程中，图片数据自配原始比例尺，无需矫正图片比例。 在图片圈选测量时应注意避免将骨赘、小关节突等结构选入测量范围，测量过程由一位影像科医师及一位骨科医师完成，以组内相关系数（ICC）判定测量者之间测量数据的一致性，ICC＞0.75 说明一致性可。

1.3 统计学方法 采用SPSS23.0 统计软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用秩和检验；计数资料以例或率表示，组间比较采用χ2检验。选择两组比较有意义的数据进行多因素Logistic 回归分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床参数比较 邻椎骨折组男2例、女16例，无邻椎骨折组男13 例、女82 例，两组比较P＞0.05。两组其他临床参数比较见表1。

表1 两组临床参数比较［-x ± s/M（P25，P75）］

2.2 OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的多因素Logistic回归分析结果 因已将竖脊肌、多裂肌纳入后伸肌群，同时进行多因素分析存在共线性问题，最终将年龄、骨密度、后伸肌群RCSA、后伸肌群FF共4 项指标进行多因素Logistic 分析。结果显示，骨密度降低（OR=0.157，95%CI：0.035～0.713）、后伸肌群RCSA 降低（OR=0.109，95%CI：0.018～0.667）及后伸肌群FF 升高（OR=1.273，95%CI：1.112～1.458）是OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的独立危险因素（P均＜0.05）。见表2。

表2 OVCFs患者PKP术后发生邻近椎体骨折的多因素Logistic回归分析结果

3 讨论

PKP 因微创、手术时间短、效果明显，逐渐成为治疗OVCFs 的一种常用术式，但再发骨折仍是术后常见问题，主要分为术椎再骨折、邻椎骨折以及非邻近椎体骨折。邻椎骨折作为最常见的一种，其发生的原因主要分为两方面；①脊柱应力传导的不均衡分布，影响因素包括骨水泥的弹性模量、骨质、骨水泥渗漏及分布情况、椎间盘严重退变、整体脊椎退变带来的矢状位失衡等。②椎体骨质强度降低相关因素，如性别、年龄、骨密度、术后是否行抗骨质疏松治疗等。本研究结果发现，邻椎骨折组年龄、竖脊肌、多裂肌、后伸肌群FF 均高于无邻椎骨折组，邻椎骨折组骨密度、竖脊肌、多裂肌、后伸肌群RCSA 均小于无邻椎骨折组；提示高龄、低骨密度可能是PKP后发生邻椎骨折的危险因素，同时椎旁退变，如椎旁肌RCSA 较少、FF 增加也可能是PKP 后邻椎骨折的危险因素。

年龄是影响骨量的确定因素，年龄越大，骨密度越低，发生骨折的可能性也就越大。但本研究多因素Logistic回归分析结果显示，年龄并不是OVCFs患者PKP 后发生邻近椎体骨折的独立危险因素，但考虑其与骨密度密切相关，且本研究两组比较亦体现出显著差异，我们仍认为高龄是PKP 后邻椎骨折的危险因素。骨密度是公认的骨折危险因素，骨质疏松症越严重的椎体，其所能够承受的压力和负荷就越小。本研究多因素Logistic 回归分析结果显示，骨密度是OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的独立危险因素，骨密度值每提高1%，相应椎体发生骨折的风险就降低0.85%。与既往文献结论一致［7］。

本研究两组性别构成、BMI 无显著差异。对于女性而言，绝经后生理变化及雌激素下降，随之而来的是骨密度降低，使之成为了OVCFs 易发人群。但本研究结果显示，性别不是OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的危险因素。关于BMI 对OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的影响，之前的文献报道结论不一。魏永杰等［8］研究发现，BMI＞24 kg/m2或＜18.5 kg/m2均是新发椎体骨折的危险因素。然而，也有研究显示，性别、BMI 对OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折无显著影响［9-10］。对女性而言，BMI过低意味着脂肪含量的减少。而脂肪组织目前被认为是内分泌器官，除了提供合成性激素的底物外，还分泌脂肪因子，对提高骨密度具有一定作用。脂联素和瘦素是脂肪组织分泌的可提高骨密度的激素，主要通过刺激成骨细胞的增殖和分化来调节骨转换［11］。但过高的BMI将意味着椎体要承受更高的压力。只有适当升高的体质量，可以给予骨组织适当的应力刺激，从而促进骨的合成。可能正是这些复杂因素的相互作用，导致各研究结论不一。

术中骨水泥用量、伤椎高度恢复率、后凸Cobb角的纠正情况也是学者们关注的要点。骨水泥的用量多少可能会影响强化椎体的弹性模量变化、骨水泥在伤椎中的形态及分布，从而影响伤椎的力学特性，而伤椎压缩率在一定程度上可反映伤椎的损伤严重程度。本次研究结果显示，两组骨水泥用量、伤椎椎体高度恢复率、伤椎压缩率、Cobb 角矫正值均无显著差异。YANG 等［10］研究显示，注入过多骨水泥、过高的伤椎椎体高度恢复率将增加PKP 后邻椎骨折的风险。同时，过高的伤椎椎体高度恢复率意味着需要更多的骨水泥填充，加之先前球囊撑开，骨水泥可能更贴近伤椎的上、下终板，结果可导致应力传导的不均衡。球囊过度撑开的同时，可能会使椎体中与球囊壁接触的松质骨压缩变得致密，形成“蛋壳”。而这又将降低骨水泥的弥散效果，团块状的骨水泥更易造成应力传导不均，引发邻椎骨折［12］。

本研究的主要目的是观察椎旁肌退变是否是PKP 后邻椎骨折的危险因素。随着人们年龄的增长，椎旁肌肉发生退变，其主要表现是肌肉体积的缩小和肌间脂肪浸润的增加。本研究选择了L3椎体下终板处为观察层面，选取此处的理由是L3/L4多位于腰椎生理曲度的中心，腰椎前凸的顶端，并且此处的椎旁肌横截面积相对较宽。本研究主要观察了竖脊肌、多裂肌、腰大肌三组椎旁的主要肌肉，测量其RCSA 及FF。为排除患者个体体型引起的横截面积对比时的差异，我们选定以本体L3椎体中间水平的横截面积作为参照，计算RCSA。既往一些研究选取肌肉横截面处相应的椎间盘或椎体终板作为参照物，本次研究对象多为老年患者，难以避免椎间盘或椎体终板退变，且椎间盘膨大、椎体终板四周骨赘形成均给我们的测量及参照对比增加了难度及误差。因此，本研究并未选择此两处来作为参照对比。

本研究结果显示，邻椎骨折组多裂肌、竖脊肌RCSA均小于无邻椎骨折组，多裂肌、竖脊肌FF及腰大肌FF均大于无邻椎骨折组，提示邻椎骨折组患者椎旁肌退变较无邻椎骨折组更严重，椎旁肌退变可能是PKP 后邻椎骨折的危险因素之一。本研究两组腰大肌RCSA 无显著差异，可能提示椎旁肌群中，腰大肌退变可能仅表现为FF 增加（两组腰大肌FF比较虽然有统计学差异但仅相差0.65%，因此也未进行多因素分析），而后伸肌群（多裂肌、竖脊肌）退变对OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的影响更大。同时，脊柱退变在整体形态上也主要表现在腰椎前凸丢失，脊柱矢状纵轴前移。JUN 等［13］发现，竖脊肌、多裂肌的FF 与腰椎前凸丢失、矢状位纵轴前移存在正相关关系。另一项研究也发现，矢状位平衡与竖脊肌、多裂肌有关，而与腰大肌并没有显著相关性［14］。综合上述原因，我们考虑椎旁肌退变对OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的影响主要来自椎旁后伸肌群，即竖脊肌和多裂肌。竖脊肌及多裂肌在解剖及功能上近似，将其一起分析更能体现后伸肌群对脊柱退变、矢状位失衡的影响，所以将后伸肌群做指标纳入多因素逻辑回归。但多因素分析时再一起纳入多裂肌和竖脊肌的指标，将存在共线性问题，导致统计学结论不准确。因此，在多因素Logistic 回归分析中我们选择了后伸肌群来进行分析。

本研究多因素Logistic 回归分析结果显示，后伸 肌 群RCSA（β=-2.215，OR=0.109）及FF（β=0.242，OR=1.273）是OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的独立危险因素。即后伸肌群的实际横截面积每增加相应L3椎体横截面积的1%，患者PKP 后邻椎骨折的可能性就降低0.9%；后伸肌群的FF 每增加1%，患者PKP 后邻椎骨折的风险就增加27.3%。这样的结果提示，脂肪浸润可能比肌肉萎缩对PKP 后邻椎骨折的影响更大。本次研究测量是以肌肉整体横截面积作为对比，肌肉中肌纤维萎缩加之脂肪增加可能使肌肉的整体横截面积变化较小。未来考虑对排除肌间脂肪后的RCSA 进行比较，或许会得出不同结论。

椎旁肌做为脊柱稳定的重要结构，其退变不仅与脊柱力学结构失衡、椎间盘退变有关，甚至会影响椎体骨密度［15-17］。椎旁后伸肌群萎缩、FF 增加带来的后果之一可能是矢状位纵轴偏移，即矢状位纵轴前移［15］。这将造成椎体受力前移，躯体呈现前屈姿势，椎体前柱应力增大。邻椎前柱应力的集中会导致骨折风险也随之增加，在矢状轴前移时，部分患者站立位时可能会出现代偿性骨盆后倾（骨盆倾斜角增加），轻度屈髋、屈膝，以改善躯体前屈，以此减少矢状轴前移，减轻腰背部肌肉为维持身体姿势而过度疲劳所引起的腰背疼痛。研究发现，邻椎骨折患者骨盆倾斜角明显大于无骨折患者［18］；这提示为减少矢状位纵轴前移而代偿的骨盆后倾，并不会缓解矢状位失衡，仍可能是邻椎骨折的危险因素之一。如果患者首次椎体骨折前就已存在矢状位失衡，如退行性脊柱后凸，那术后即使纠正了局部骨折引起的后凸畸形，但脊柱整体的失衡状态仍存在，加之骨水泥导致椎体硬度增加，应力可能会更加集中于邻椎前柱，从而导致邻椎骨折的风险加大。

综上所述，骨密度降低、后伸肌群RCSA 降低及后伸肌群FF 升高是OVCFs 患者PKP 后发生邻近椎体骨折的独立危险因素。临床上对此类高危人群需警惕术后邻椎骨折的发生，建议给予合理康复锻炼，以减少邻椎骨折的发生。