椎体强化术治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩性骨折早期疼痛缓解不佳的列线图预测模型构建

田 龙，胡 萌，卢俊松，龙俊任

阆中市人民医院骨科，南充 637400

骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF）是骨质疏松常见并发症，随着国内老龄化进程的加剧，此类病例呈逐年增加的趋势［1］。椎体强化术是指通过各种技术手段加强椎体强度与结构，此类术式因创伤小、安全性及有效性高等优势在OVCF 的治疗中得到广泛应用，经皮椎体成形术（PVP）及经皮椎体后凸成形术（PKP）为临床常用的椎体强化术式，虽然椎体强化术治疗OVCF 总体满意度较高，但仍有部分患者疼痛得不到明显缓解［2-3］。翻身疼痛是OVCF的典型表现，尤其在咳嗽或深呼吸时疼痛加重，若疼痛得不到及时有效的缓解将严重影响患者生活质量，使患者睡眠质量下降进而影响术后康复［4］。本研究通过分析椎体强化术治疗胸腰椎OVCF 早期疼痛缓解不佳的影响因素，并建立列线图模型以预测患者术后早期疼痛不缓解的风险，旨在为椎体强化术的顺利开展和制订个体化治疗方案提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2020年1月—2022年4月采用椎体强化术治疗的OVCF患者228例进行研究。纳入标准：①符合《急性症状骨质疏松性胸腰椎压缩骨折椎体强化术临床指南》［5］中OVCF的相关诊断标准；②采用PVP或PKP治疗；③椎体平均骨密度T值＜ -2.5或QCT 值＜ 80 mg/cm3；④术前有严重的腰背痛表现，疼痛视觉模拟量表（VAS）评分［6］＞ 6 分；⑤神志清醒，无沟通障碍。排除标准：①椎体爆裂性骨折；②肿瘤、血管瘤等引起的病理性脊柱压缩性骨折；③合并心、肝、肾等重要脏器疾病；④椎体强化术后再骨折；⑤有脊柱手术治疗史。患者及家属对本研究知情同意，均签署知情同意书。

1.2 资料收集

①一般资料：性别、年龄、体质量指数（BMI）。②基础疾病：高血压、糖尿病、高脂血症、既往腰伤史。③疾病及手术相关因素：骨折部位、骨折类型、骨折严重程度、椎体内裂、皮质断裂、手术入路、骨水泥-椎体百分比、椎体前缘高度恢复情况、椎体中间高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型、骨折椎体数、软组织封闭、CT 值。骨折部位包括胸段、胸腰段及腰段，骨折类型包括楔形、双凹及挤压。骨折严重程度根据脊柱压缩程度进行评估，压缩15% ～ 25%为轻度，＞ 25%且＜ 40%为中度，＞ 40%为重度［7］。手术入路包括单侧与双侧。骨水泥-椎体百分比指注入伤椎骨水泥体积与伤椎体积的比值。恢复高度=术后高度-术前高度。骨水泥渗漏指术后CT示椎间盘、椎旁或椎管内有骨水泥［8］。CT 值测量：采用西门子64 排螺旋CT 机进行椎间隙平行横断位扫描，扫描参数为层厚2 mm、层间距2 mm、电压130 kV、电流140 mA，对伤椎骨皮质与松质左上、右上、左下、右下4 个点位的CT 值进行检测，取平均值。

1.3 分组

术后1 个月对患者进行疼痛缓解程度评估，以疼痛缓解程度＜ 70%为早期疼痛缓解不佳。疼痛缓解程度（%）=（术前VAS 评分-术后VAS 评分）/术前VAS 评分×100%［9］。根据术后早期疼痛缓解情况将患者分为疼痛缓解组（n=193）和疼痛缓解不佳组（n=35）。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0 软件对数据进行统计分析。计数资料以例数和百分数表示，组间比较采用χ2检验；符合正态分布的计量资料以x±s表示，组间比较采用独立样本t检验。采用R 4.1.3 软件glmnet包进行LASSO 回归分析以筛选协变量，在此基础上采用多因素logistic 回归模型分析椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解情况的影响因素。采用R 4.1.3 软件rms 包构建OVCF 早期疼痛缓解不佳的列线图模型，绘制ROC 曲线以评价该列线图模型的区分度，采用Bootstrap 法重复抽样1 000 次进行内部验证，采用H-L 拟合优度检验、校准曲线对列线图模型进行评价和校准，绘制决策曲线评价列线图模型的临床有效性。以P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 2 组患者各项因素比较

2组患者既往腰伤史、骨折严重程度、皮质断裂、椎体前缘高度恢复情况、椎体中间高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型、骨折椎体数、软组织封闭、CT值差异均有统计学意义（P＜ 0.05，表1）。

表1 2组患者一般资料、基础疾病、疾病相关因素和手术相关因素Tab.1 General information，basic diseases，diseases and surgery related factors of 2 groups

2.2 椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳因素的筛选

将椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解情况作为因变量，将一般资料、基础疾病、疾病相关因素、手术相关因素作为自变量，通过LASSO 回归模型的三折交叉验证确定最佳惩罚项系数λ，最终筛选出9个潜在的影响因素，分别为既往腰伤史、骨折严重程度、皮质断裂、骨水泥-椎体百分比、椎体前缘高度恢复情况、椎体中间高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型、CT 值（图1）。

图1 LASSO回归Fig.1 LASSO regression

2.3 椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳的多因素分析

将LASSO 回归筛选的协变量作为自变量行多因素logistic 回归分析，结果显示，既往腰伤史、骨折严重程度、皮质断裂、骨水泥-椎体百分比、椎体前缘高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型为椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的独立影响因素（P＜ 0.05，表2）。

表2 椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的多因素logistic回归分析Tab.2 Multivariant logistic regression analysis of poor early pain relief of OVCF treated with vertebral augmentation

2.4 列线图模型的建立与验证

基于上述影响因素构建椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳的列线图模型（图2）。ROC 曲线分析结果显示，该列线图模型预测椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的曲线下面积为0.900（95%置信区间为0.824 ～ 0.976，图3a）；采用Bootstrap 法重复抽样1 000 次，结果显示，该列线图模型预测概率与实际概率基本吻合（图3b）；H-L 拟合优度检验结果显示，该列线图模型预测概率与实际概率差异无统计学意义（χ2=1.952，P＞0.05）。

图2 预测椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的列线图模型Fig.2 Nomogram model predicting poor early pain relief of OVCF treated with vertebral augmentation

图3 预测椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳的列线图模型验证Fig.3 Validation of nomogram model predicting poor early pain relief in OVCF treated with vertebral augmentation

2.5 列线图模型的临床有效性

决策曲线分析结果显示，当该列线图模型预测椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的概率阈值为0.10 ～ 0.90 时，患者的净受益率＞ 0（图4）。

图4 决策曲线评估列线图模型预测椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳的临床有效性Fig.4 Clinical effectiveness of Nomogram model predicting poor early pain relief in OVCF treated with vertebral augmentation by decision curve

3 讨 论

骨质疏松人群随着人口老龄化加剧而快速扩增［10］，导致OVCF 患者逐年增加［1］。椎体强化术因创伤小、恢复快等优势在临床广泛应用，但临床实践发现，OVCF 患者术后早期疼痛缓解不佳时有发生，本研究中228 例患者术后1 个月疼痛缓解不佳者35 例，占15.4%，与相关研究结果［11］一致。术后疼痛持续存在，不仅严重影响患者术后生活质量，还影响康复进程。本研究采用列线图模型将各因素对椎体强化术治疗OVCF 患者早期疼痛缓解不佳的影响进行量化，以便为患者个体化治疗措施的制订提供参考。

本研究采用LASSO回归模型筛选协变量，克服了传统筛选方式对多重共线性因素无法筛选的缺点，并在此基础上行多因素logistic回归分析，筛选出的变量更具代表性，预测能力更强［12］。本研究将LASSO回归筛选的协变量作为自变量行多因素logistic回归分析，结果显示，既往腰伤史、骨折严重程度、皮质断裂、骨水泥-椎体百分比、椎体前缘高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型为椎体强化术治疗OVCF早期疼痛缓解不佳的独立影响因素。

有既往腰伤史的患者术后早期疼痛缓解不佳发生率更高，可能与既往腰伤引起的局部软组织损伤未得到及时有效的处理，导致局部软组织长期处于慢性炎性状态有关，在椎体强化术后炎性反应仍未得到缓解，因而疼痛未见明显改善。部分PKP 术后疼痛缓解不佳的患者进行软组织封闭后疼痛有效缓解［12-13］。本研究单因素分析结果显示，2 组软组织封闭差异有统计学意义，但多因素分析并未显示具有统计学意义，考虑可能与本研究纳入的患者进行软组织封闭治疗者较少有关，有待于后续增加样本量进一步分析。另外，有既往腰伤史者若未及时治疗可引起后凸或侧凸畸形，若治疗时畸形未得到缓解，易导致术后早期疼痛缓解不佳［14］。本研究发现，骨折严重程度、皮质断裂均为OVCF 患者早期疼痛缓解不佳的独立影响因素，与相关研究结果一致［15］。皮质断裂可导致椎体与椎间盘的连接出现裂隙而在椎体处形成小阻力通道，使骨水泥经该通道进入椎间盘对神经根造成压迫，引起疼痛。骨折越严重意味着伤椎的体积越小，较小的伤椎体积不足以饱和骨水泥，也容易发生骨水泥的渗漏［16］。骨折椎体数虽然在单因素分析时具有统计学意义，但未通过LASSO 回归的筛选，考虑可能是该指标与骨折严重程度等指标存在多重共线性。

既往研究［17］显示，随着骨水泥注入量的增加，患者术后疼痛缓解效果更好，提示骨水泥注入量与疼痛缓解有一定的剂量-效应关系；但随着骨水泥注入量的增加，骨水泥进入椎体间隙，压迫椎管内神经根的风险也相应增加。本研究结果显示，骨水泥-椎体百分比为患者术后早期疼痛缓解不佳的影响因素。《急性症状性骨质疏松性胸腰椎压缩骨折椎体强化术临床指南》［5］也建议骨水泥-椎体百分比应控制在11.6% ～ 30.0%为宜。另外，骨水泥分布情况也对术后疼痛缓解有重要的影响，O 型分布时骨水泥呈团块状进入椎体而分布不均，H 型分布则具有平台支撑作用而使骨水泥分布更均匀，当骨水泥弥散漫过中线至对侧椎弓根时，可使骨水泥与椎体内碎裂的骨小梁结合更牢靠而有效消除碎裂骨小梁的微动而提升镇痛效果［18］。

本研究结果显示，椎体前缘高度恢复情况为椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳的独立影响因素，而椎体中间高度恢复情况则非独立影响因素，与相关研究结果一致［19］。有学者［20］曾对三柱理论进行研究，发现脊柱稳定性与脊柱中柱和前缘均有密切的关系，而前中柱承受应力超过80%，因此，患者术后椎体前缘高度恢复情况对患者脊柱稳定性具有重要影响，前缘高度恢复较差易引起脊柱不稳而增加术后早期疼痛缓解不佳概率。

既往对于OVCF 患者早期疼痛缓解不佳的影响因素虽有相关报道，但并未将独立影响因素整合成预测模型，不利于患者的个体化预测［21-22］。列线图模型是在多因素logistic 回归分析基础上建立的可视化预测模型，将多因素分析中获得的独立影响因素绘制在列线图模型中，对各独立性影响因素进行赋分，实现了不同情况患者的个体化预测，为个体化干预措施的制订提供参考。经ROC 曲线及内部验证校准曲线分析证实，本研究建立的列线图模型具有较高的准确度与区分度，对于高风险患者可考虑在术前采取针对性的干预措施以降低术后疼痛缓解不佳的风险。

综上所述，椎体强化术治疗OVCF 早期疼痛缓解不佳主要受既往腰伤史、骨折严重程度、皮质撕裂、骨水泥-椎体百分比、椎体前缘高度恢复情况、骨水泥渗漏、骨水泥分布类型等因素的影响，根据上述因素建立的列线图模型预测早期疼痛缓解不佳具有较高的准确性与区分度。