经皮与开放椎弓根螺钉内固定术治疗胸腰椎骨折疗效的Meta分析

余铖灏,成伟益,刘 盾 ,杨洪平,胡 冰

1.武汉科技大学附属天佑医院骨科,武汉 430064;2.湖北省妇幼保健院骨科,武汉 430070

胸腰椎骨折是最常见的脊柱骨折,后路椎弓根螺钉固定术能够提供三柱固定，生物力学理想，在临床上被作为胸腰椎骨折的安全有效治疗手段。但传统开放椎弓根螺钉内固定术(OPSF)往往涉及大范围剥离及牵拉椎旁软组织，引起椎旁肌组织失神经、缺血坏死及纤维化，导致术后患者腰背部僵硬和顽固性疼痛，严重影响患者预后[1]。近年来，经皮椎弓根螺钉内固定术(PPSF)避免了开放手术的上述问题，操作简单，术中失血少，术后恢复快[2-3]。然而，OPSF与PPSF在治疗胸腰椎骨折的临床疗效及安全性方面对比研究的文献数量有限，且样本量均不大，研究局限性明显。本研究拟通过系统综合现有中英文文献进行Meta分析，为PPSF治疗无神经损伤的胸腰椎骨折提供循证学依据。

资料与方法

1 文献筛选

纳入标准：(1)随机对照研究、病例对照研究和队列研究；(2)采用PPSF和OPSF；(3)需接受后路椎弓根螺钉内固定术治疗的胸腰椎骨折成年患者；(4)主要结果包括手术时间、术中失血量、住院时间、视觉模拟评分(VAS)、后凸Cobb角、椎体前缘高度(AVH)和并发症。

排除标准：(1)研究中病例少于10例；(2)平均随访时间<4个月；(3)因出现神经功能缺损需直接椎管减压；(4)有骨质疏松性骨折或病理性骨折；(5)脊柱手术史；(6)合并严重内科疾病或精神类疾病；(7)临床数据提供不规范或者不完整，无法完成Meta分析；(8)无法获得全文的文章以及摘要、评论、综述、会议文件、专家意见、手术技巧等。

2 检索策略

使用计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library等外文数据库的中英文文献，时间为建库至2020年5月，检索词为“thoracolumbar fractures”、“ lumbar fractures ”、 “thoracolumbar trauma”、 “percutaneous pedicle screw”、 “minimally invasive”、“open pedicle screw”、“traditional”、“conventional”。

3 文献质量评价

两名研究者审查每篇文章的标题和摘要,符合纳入标准的文章全文经联合审查，以确定纳入研究的一致意见。如果出现分歧，则由第三位研究者参与讨论，直到达成一致意见为止。对于随机对照研究，采用《Cochrane干预系统评价手册5.0》完成质量评估。对于非随机对照研究，则采用非随机研究方法学评估指标(methodological index for non-randomized studies，MINORS)进行评估。

4 数据提取和分析

两名研究者使用标准数据提取表单从每个研究中独立提取以下数据，包括标题、作者、研究设计、样本量、年龄、性别、手术方式、随访时间和结果。如有必要，将联系研究的作者以获取缺失的数据或进一步的信息。本次研究的数据统计和分析主要通过Cochrane协作网提供的Review Manager 5.3版本完成。对于连续性结果，如VAS和手术时间，均数和标准差合并为加权平均差(weighted mean difference，WMD)和95%置信区间(CI)。而二分类变量，如术后感染的发生率，用优势比(odds ratios，OR)作为疗效分析效应量并获取其95%CI。当I2< 50%，P>0.05时，认为各研究间无明显异质性，采用固定效应模型分析；否则，将采用随机效应模型。通过亚组分析探究各研究设计和固定水平对综合评估的影响。敏感性分析则通过调整Meta分析中涉及的假设和单次删除研究。

结 果

1 筛选流程

共检索621篇中英文文献，首先根据纳入和排除标准排除文献556篇，排除无法获取全文的文献3篇，删除重复文献31篇，剔除提供数据不规范文献1篇，最终获得30篇文献[4-33]，包括16篇英文文献[4-13,23,27-31]和14篇中文文献[14-22,24-26,32-33]，涉及4篇随机对照研究[13,19,21,24]和26篇非随机对照研究[4,6-10,12,14-15,17-33]。

2 文献评估结果

30篇文献中，样本量较小，病例数21～120例。4篇随机对照研究中3篇偏倚风险较低，1篇风险较高，其余26篇非随机对照研究由于研究设计的限制，偏倚风险较高。随机对照研究的方法学质量评估见图1。与随机对照研究相比，非随机对照研究的MINORS质量分数见表1。平均得分13.7分(范围为13～18分)，对应57%的分数。该结果表明，本Meta分析的证据基础具有相当大的可变性。每个研究组的患者特征具有可比性(表2)，共纳入1 913例患者，随访时间4.65～60个月。有3篇文献包含多个比较研究[4,9,11]。

表1 非随机对照研究的MINORS评分(分)

表2 纳入研究的一般特点

图1 随机对照研究的文献方法学质量评估

3 Meta分析结果

3.1手术时间 30篇文献[4-33]中有35项研究报告了手术时间，各研究之间显示出异质性(I2=93%)，采用亚组分析，删除12项研究后异质性消失(非导航亚组I2=46%，导航亚组I2=14%)，亚组之间存在高度异质性(I2=95.4%)，合并结果显示:常规透视辅助PPSF组手术时间比OPSF组少(MD-0.56，95%CI： -0.68～-0.43，P<0.001,图2) ；导航辅助下PPSF组与OPSF组手术时间比较差异无统计学意义(MD：0.22，95%CI： -0.08～0.52，P=0.160,图2)。

图2 两组手术时间的Meta分析

3.2术后VAS 20篇文献[4-6,8-10,12-18,21,23-25,30-32]共24项研究报告了术后1周内VAS，各研究之间有高度异质性(I2=80%)，删除7篇文献后异质性消失(I2=46%)，合并结果显示PPSF组明显比OPSF组术后1周内VAS低(MD：-1.09，95%CI：-1.24～-0.95，P<0.001,图3a)。共9篇文献[4,5,12,17,21,23,25,30-31]10项研究报告了术后8个月以后VAS，各研究之间不存在异质性(I2=0)，采用固定效应模型，合并结果显示PPSF组比OPSF组术后8个月以后VAS评分低(MD：-0.34，95%CI：-0.50～-0.19，P<0.001,图3b)。

图3 两组术后VAS的Meta分析。a.术后1周内；b.术后8个月后

3.3术后Cobb角 21篇[4,8,10,12-26,31-33]文献共22项研究报告了术后1周内Cobb角，各研究之间显示无异质性(I2=6%)，采用固定效应模型，合并结果显示两组在术后1周内Cobb角差异无统计学意义(MD：0.04，95%CI：-0.06～0.15，P=0.450,图4a)。14篇文献[5,7-8,12-14,16-17,19,21,25,27,31-32]14项研究报告了术后8个月后Cobb角，各研究之间显示无异质性(I2=35%)，采用固定效应模型，合并结果显示两组术后8个月后Cobb角差异无统计学意义(MD：-0.04，95%CI： -0.17～0.09，P=0.580,图4b)。共5篇文献[7,9,15-16,30]8项研究报告了术后Cobb角矫正量，各研究之间显示无异质性(I2=20%)，故采用固定效应模型，合并结果显示PPSF组的术后Cobb角矫正量明显小于OPSF组(MD：-0.34，95%CI： -0.52～-0.16，P<0.001，图4c)。5篇文献[4,9,11,16,31]10项研究报告了术后Cobb角矫正量丢失，各研究之间异质性较低(I2=29%)，故采用固定效应模型，合并结果显示PPSF组在术后Cobb角矫正量丢失小于OPSF组(MD：-0.26，95%CI：-0.42～-0.09，P=0.003，图4d)。

图4 两组术后Cobb角的Meta分析。a.术后1周内；b.术后8个月后；c.术后Cobb角矫正量；d.术后Cobb角矫正量丢失

3.4AVH 17篇文献[4,10,12-15,18-20,22-26,31-33]共18项研究报告了术后1周内AVH，各研究之间异质性较低(I2=43%)，因而采用固定效应模型，合并结果显示两组术后1周内AVH差异无统计学意义(MD：-0.11，95%CI：-0.23～0，P=0.060，图5a)。8篇文献[5,12-14,19,25,31-32]8项研究报告了术后8个月以后AVH，各研究之间异质性较低(I2=50%)，采用固定效应模型，合并结果显示两组术后8个月后AVH差异无统计学意义(MD：-0.10，95%CI：-0.27～0.07，P=0.260，图5b)。共3篇文献[4,9,31]7项研究报告了术后AVH矫正量丢失，各研究之间显示无异质性(I2=0%)，故采用固定效应模型，合并结果显示两组术后AVH矫正量丢失差异无统计学意义(MD：-0.11，95%CI：-0.32～0.10，P=0.290，图5c)。

图5 两组椎体前缘高度(AVH)的Meta分析。a.术后1周内AVH；b.术后8个月后AVH；c.AVH矫正量损失

3.5感染发生率 13篇文献[4,6,8-9,14-16,24-25,27,29-30,32]包括17项研究报告了术后感染发生率，各研究之间显示无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型，合并结果显示相比OPSF组，PPSF组术后感染发生率更低(MD：0.33，95%CI：0.11～0.98，P=0.050，图6)。

图6 两组感染发生率的Meta分析

3.6置钉不当发生率 22篇文献[4-6,8-11,13-15,17-18,20-26,29-31]共27项研究报告了置钉不当发生率，各研究之间显示明显异质性(I2=54%)，采用亚组分析，非导航亚组异质性消失(I2=32%)，导航亚组仍显示明显异质性(I2=63%)，删除1项研究后异质性消失(I2=18%)，合并结果显示：常规透视辅助下PPSF组与OPSF组置钉不当发生率差异无统计学意义(MD：0.77，95%CI： 0.49～1.21，P=0.260，图7)；导航辅助下PPSF组置钉不当发生率明显低于OPSF组(MD：0.12，95%CI：0.05～0.26，P<0.001,图7)。

图7 两组置钉不当发生率的Meta分析

讨 论

虽然有相关Meta分析[34-35]报道，但所采纳的数据库代表性不强，且评价指标不够全面，因此，有必要进行新的Meta分析。本研究采用文献质量较高，在技术方面增加了伤椎置钉和导航辅助，评价指标更全面，尤其是影像学方面增加了术后Cobb角矫正量和Cobb角矫正量损失。

治疗胸腰椎骨折，PPSF损伤小、失血少、恢复快已经得到广泛认同[36]。早期文献报道PPSF使用多轴螺钉，且借助工具在体表间接复位，因此矫形效果不及OPSF[5]。然而近年来一些学者认为，相较于OPSF，PPSF在术后及随访中，矫正畸形效果方面差异无统计学意义[37-39]。本研究中，在手术时间方面，常规透视辅助下PPSF组明显优于OPSF组，而导航辅助下PPSF组与OPSF组差异无统计学意义，主要是因为导航系统需要花费注册时间。术后近期和远期的VAS比较结果均显示PPSF在改善术后疼痛方面明显优于OPSF。PPSF组与OPSF组术后近期和远期的Cobb角和AVH无明显差异，这与Phan等[39]的结论相似；PPSF组的术后Cobb角矫正量和Cobb角矫正量损失均小于OPSF组，而术后AVH矫正量损失组间差异无统计学意义。术后Cobb角矫正量均在术后1周内平片上测量得出，而术后Cobb角则进行了长期随访。这说明PPSF后即刻复位能力低于OPSF，但在随访中PPSF的矫正量损失比OPSF小，故远期组间术后Cobb角差异无统计学意义。Cobb角矫正量的损失和后凸的增加是术后一个不可避免的问题。已有报道称，单轴螺钉与多轴螺钉在Cobb角矫正量损失方面没有区别[7]，这是因为在杆与多轴螺旋头之间，杆受到的弯曲载荷和剪切力的联合作用，对旋转滑移有较大的阻力[40]。因此，两组间Cobb角矫正量损失的差异主要归因于椎旁组织的退行性变，而不是螺钉是单轴或多轴；PPSF最大程度减少了对脊柱周围的软组织损伤，保持了后部韧带复合体的完整性，减少了矫正量损失。

纳入研究显示并发症的发生率很低，置钉不当和感染最为常见。本研究选取了这两种并发症进行比较，结果显示：常规透视辅助下PPSF组与OPSF组置钉不当发生率比较差异无统计学意义；导航辅助下PPSF组置钉不当发生率明显低于OPSF组，表明尽管PPSF缺少解剖标志，学习曲线长，早期与螺钉位置相关并发症发生率高,但在克服学习曲线后，在透视辅助下可取得与OPSF相当的置钉精确度。导航技术更减少了人为操作的失误，提高了置钉准确性。PPSF的感染率明显较低，原因很明显，手术创伤的减少可降低入路相关并发症发生率。

MINORS标准包括下列各项:(1)目标明确;(2)纳入连续患者;(3)前瞻性数据收集;(4)符合研究目的的终点指标;(5)研究终点指标的公正评估;(6)符合研究目的的随访期;(7)失访率<5%;(8)样本量是否预先估算;(9)适当的对照组;(10)对照组是否同步;(11)组间基线是否可比;(12)统计分析是否得当。项目得分为:0(未报告);1(已报告但不充分);2(已报告且充分)。满分24分本研究所纳入的大多数研究规模有限，基于单中心经验的回顾性队列研究可能包含较高的偏倚风险。所纳入的非随机对照研究在样本量和数据的前瞻性收集方面信息不足。此外，除了一项使用单盲法的随机对照研究外，所有研究没有明确报道是否对患者和术者进行盲法。综合分析，首先，临床异质性可能是由围术期管理、不同手术技术、手术的复杂性、各研究在设计和完成质量上的差异以及术者的既往手术经验和对PPSF的熟练程度不同造成的。其次，功能恢复的评估结果与骨折类型、康复方案、随访时间、测量时间点和测量方法等密切相关。最后，各研究的患者特征，如性别差异、基础疾病、经济条件、功能需求也可能是混杂因素。

本次研究有局限性:(1)没有区分骨折亚型，因此不能根据损伤严重程度和骨折类型完成亚组分析。Diniz和Botelho[41]指出后路椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎爆发性骨折不需要融合,故是否融合在本Meta分析中没有讨论。(2)影响预后的手术技术和患者术后护理在纳入的试验中存在差异，可能明显影响本研究的综合结果。

综合分析，PPSF在术后疼痛改善、术中失血量、手术时间以及术后感染方面均优于OPSF，但在影像学结果和置钉不当发生率方面，PPSF与OPSF差异无统计学意义。需要进一步高质量的随机对照研究以评估两种术式的长期疗效。