王江南 黃干 葛紹勇 曹家俊

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折 ( osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF ) 在老年人中非常常見，全世界每年估計有 140 萬新發(fā) OVCF 患者[1-2]。保守治療，如臥床休息、阿片類鎮(zhèn)痛藥、外固定支撐等不能有效快速緩解腰背部疼痛癥狀，反而因長期臥床導致肺功能惡化、壓瘡、深靜脈血栓形成、進行性后凸畸形、骨質(zhì)脫礦和整體生活質(zhì)量下降[3-4]。經(jīng)皮椎體成形術(shù) ( percutaneous vertebroplasty，PVP )是一種采用經(jīng)皮經(jīng)椎弓根入路將聚甲基丙烯酸甲酯( polymethyl methacrylate，PMMA ) 骨水泥注入傷椎中從而有效治療癥狀性 OVCF 的方法。PVP 可以快速緩解腰背部疼痛、減少對止痛藥需求、改善腰背功能以及提高 OVCF 患者健康相關(guān)的生活質(zhì)量[4]。然而，PVP 也存在臨床相關(guān)不良事件，如骨水泥滲漏、肺栓塞、血腫、脊髓壓迫、神經(jīng)根病變、感染和術(shù)后椎體新發(fā)壓縮性骨折 ( new vertebral compression fractures，NVCF )[5-6]。關(guān)于 NVCF 是單純性骨質(zhì)疏松自然進展結(jié)果還是因 PVP 增加其風險，尚存在爭議[6-7]。與保守治療相比，PVP 術(shù)后NVCF 發(fā)生率增加[7-8]。因此，最近幾項研究開始探討 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的危險因素[9-11]。但是，上述研究均缺乏有效預測模型。

Nomogram 模型通過整合不同變量生成一個直觀評分系統(tǒng)來優(yōu)化個體預測精度，目前，被廣泛應用于許多疾病患者預后評估。但是，PVP 術(shù)后發(fā)生NVCF 的 Nomogram 模型開發(fā)尚處于空白期。本研究引入 2016 年 1 月至 2018 年 2 月收治的 215 例 OVCF患者入院時的相關(guān)臨床資料、影像學資料，試圖建立預測 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的 Nomogram 模型。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1. 納入標準：( 1 ) 經(jīng) X 線片、CT、MRI 等影像學檢查確診為 OVCF；( 2 ) 首次 OVCF 患者；( 3 )腰背部疼痛與 OVCF 在影像學上的位置一致；( 4 )傷椎雙側(cè)椎弓根完整，無骨折；( 5 ) 本地居住人員( 24 個月內(nèi)無外出久住傾向 )；( 6 ) 隨訪資料齊全。

2. 排除標準：( 1 ) 陳舊性壓縮性骨折；( 2 ) 其它原因引起椎體骨折；( 3 ) 腰椎脊髓受壓或有神經(jīng)根損傷癥狀患者；( 4 ) 凝血功能障礙患者；( 5 ) 患有嚴重心臟、肝臟、腎臟或肺部疾病患者；( 6 ) 溝通障礙患者。

二、一般資料

本研究共納入 215 例。在隨訪過程中，5 例失訪，3 例出現(xiàn)股骨頸骨折，2 例診斷出惡性腫瘤，2 例因外傷致椎體爆裂性骨折，1 例發(fā)生腦卒中，1 例因外傷致脛腓骨雙骨折，1 例死亡。剔除上述患者后最終納入 200 例 OVCF 患者，隨訪時間29～720 天，平均 ( 701.7±58.5 ) 天。

三、手術(shù)方法

PVP 技術(shù)方法：手術(shù)操作均由 1 位經(jīng)驗豐富的醫(yī)師進行。在傷椎單側(cè)經(jīng)椎弓根 C 型臂 X 線機透視下注入 PMMA 骨水泥。骨水泥制備嚴格按照制造商規(guī)定。在“牙膏樣”階段時開始混合后 4～8 min 注射到傷椎。術(shù)后患者臥床后 12 h 嘗試下床行走。根據(jù)傷椎大小，PMMA 骨水泥注入量在 2～8 ml。術(shù)中發(fā)現(xiàn)水泥滲漏時，暫時停止注入?；颊哂谑中g(shù)監(jiān)護室觀察 1 h 確認生命體征平穩(wěn)后返回病房，術(shù)后常規(guī)對癥處理，包括消腫、止痛，術(shù)后 2 天可佩帶腰圍下床輕微活動。

四、數(shù)據(jù)收集

收集年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù) ( body mass index，BMI )、腰椎 T 評分、股骨頸 T 評分等一般資料及椎體后凸角、椎體內(nèi)裂隙樣變、傷椎部位及數(shù)量、術(shù)前椎體壓縮程度 ( 前緣、中央 )、傷椎高度恢復比 ( 前緣、中央 )、骨水泥滲漏、骨水泥分布模式、傷椎高度恢復比 ( 前緣、中央 ) 等影像學資料。其它資料包括入院時及術(shù)后 1 個月腰背部功能及腰背部疼痛程度、住院期間止痛藥次數(shù)、抗骨質(zhì)疏松癥藥物。

椎體后凸角定義為直線 a 與直線 b 之間的夾角。術(shù)前前緣椎體壓縮程度定義為 c 與 e 比值的百分比 ( % )。術(shù)前中央椎體壓縮程度定義為 d 與 e 比值的百分比 ( % ) ( 圖 1 )。骨水泥分布模式：( 1 ) 側(cè)位 X 線片顯示傷椎內(nèi)充填團狀致密 PMMA 骨水泥，定義為致密型；( 2 ) 側(cè)位 X 線片顯示傷椎內(nèi)充填海綿樣 PMMA 骨水泥，定義海綿型。傷椎前緣高度恢復比定義為 [ ( n-f ) / ( e+i ) / 2 ]。傷椎中央高度恢復比定義為 [ ( o-g ) / ( e+i ) / 2 ]。上述影像學數(shù)據(jù)測量方法詳見圖 1。

腰背部功能采用功能獨立測評 ( functional independence measure，F(xiàn)IM )，F(xiàn)IM 評分滿分 91 分，評分越高，腰背部功能越好。采用疼痛視覺模擬評分( visual analogue scale，VAS ) 評估腰背部疼痛程度。該量表滿分 10 分，分數(shù)越高表示疼痛越重。0～2 分為良好，3～5 分為輕度，6～8 分為中度，＞8 分為重度。

五、隨訪管理及 NVCF 定義

所有患者每個月進行電話隨訪并建立相關(guān)微信群，以便可以準確得到患者或其家屬的反饋。選擇術(shù)后 24 個月作為隨訪結(jié)束時間或診斷為 NVCF 停止隨訪。隨訪過程中如果患者腰背部疼痛突然加重，將要求該患者進行 MRI 檢查，以確定是否存在 NVCF。NVCF 的納入標準如下：( 1 ) 首次 PVP術(shù)后腰背部疼痛突然加重；( 2 ) 腰椎 MRI 上存在NVCF 證據(jù)；( 3 ) 影像學顯示為初始傷椎骨折相鄰的 NVCF。根據(jù)有無 NVCF，將本組 200 例分為無NVCF 組及 NVCF 組。

六、統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。計數(shù)資料用百分比表示，采用χ2檢驗進行比較；等級資料采用非參數(shù) Mann-Whitney U 檢驗。計量資料采用 ROC曲線分析，計算最佳截斷值。采用多因素 COX 風險回歸分析骨水泥 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 獨立危險因素。Nomogram 模型根據(jù)多因素 COX 風險回歸分析結(jié)果和 R 版 3.5.2 中的“rms”軟件包繪制并進行內(nèi)部驗證。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

一、NVCF 患者臨床特點

在隨訪期間，200 例 OVCF 患者中有 26 例( 13% ) 被診斷為 NVCF 并接受了后續(xù)治療。其中5 例 NVCF 患者采取保守治療，21 例再次采取 PVP治療。26 例 NVCF 患者詳細資料見表1。典型病例見圖 2、3。

圖1 a：側(cè)位 X 線片顯示傷椎內(nèi)充填團狀致密 PMMA 骨水泥，定義為致密型；b：側(cè)位 X 線片顯示傷椎內(nèi)充填海綿樣 PMMA 骨水泥，定義海綿型；c～d：影像學數(shù)據(jù)測量方法 ( E：傷椎上緣，I：傷椎下緣，F(xiàn)～G：傷椎前緣、中央椎體高度，H：傷椎后緣高度 [ h =( k + m ) / 2 ]，J～K：傷椎上鄰近椎體前緣、后緣椎體高度，L～M：傷椎下鄰近椎體前緣、后緣椎體高度，N～O：PVP 術(shù)后傷椎前緣、后緣椎體高度 )Fig.1 a: Lateral X-ray film showed dense PMMA bone cement in the injured vertebra; b: Lateral X-rayfilm showed the injured vertebra was filled with sponge-like PMMA bone cement; c - d: Imaging data measurement ( E: Upper edge of the injured vertebra; I: Lower edge of the injured vertebra; F - G: Anterior edge of the injured vertebra, central vertebral height; H: Posterior height of the injured vertebra [ h = ( k + m ) / 2 ]; J - K: Upper anterior and posterior heights of the adjacent vertebra; L - M: Lower anterior and posterior heights of the adjacent vertebra; N - O: Anterior and posterior heights of the injured vertebra after PVP )

二、無 NVCF 組與 NVCF 組患者臨床特點比較

無 NVCF 組 ( 入院時 )、NVCF 組 ( 入院時 ) 及NVCF 傷椎分布見圖 4。傷椎主要集中在胸-腰交界處 ( T11～L2)。NVCF 組患者年齡、椎體內(nèi)裂隙樣變比例、胸-腰交界處 ( T11～L2) 比例、椎體骨折數(shù)量、骨水泥滲漏比例、骨水泥分布模式 ( 致密型 )、傷椎高度恢復比 ( 前緣、中央 ) 高于無 NVCF 組患者 (P＜0.05 )；而 BMI、腰椎 T 評分低于無 NVCF 組患者 (P＜0.05 )。其余各指標比較差異無統(tǒng)計學意義 (P＞0.05 ) ( 表2 )。

三、無 NVCF 組與 NVCF 組患者功能、背部疼痛及治療方式比較

NVCF 組術(shù)后 1 個月 FIM 評分低于無 NVCF 組患者 (P＜0.05 )，其余各指標比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05 ) ( 表3 )。

表1 26 例 NVCF 患者臨床資料特點Tab.1 Clinical data of 26 patients with NVCF

圖2 表1 序號 1 病例，女，76 歲 a：初入院 X 線片示 T12 椎體壓縮性骨折，b：術(shù)后側(cè)位 X 線片示骨水泥充填 T12 傷椎，為致密型骨水泥分布模式，c：術(shù)后 210 天發(fā)生腰背部疼痛，腰部功能受限，腰部 MRI 示 T12 椎體 PVP 術(shù)后狀態(tài)，L1 椎體壓縮性骨折；d：術(shù)后側(cè)位X 線片示骨水泥充填 L1 傷椎Fig.2 Tab. 1, No. 1, female, 76 years old a: Initial X ray film showed T12 vertebral compression fracture; b: Postoperative lateral X ray film showed T12 bone cement filling, dense distribution; c: Low back pain and lumbar function limitation 210 days after operation, lumbar MRI showed L1 vertebral compression fracture; d: Postoperative lateral X-ray film showed L1 bone cement filling

四、PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的多因素 COX 風險回歸結(jié)果

將單因素有差異變量納入多因素 COX 風險回歸分析中，術(shù)后 1 個月 FIM 評分不納入，納入的變量均是初始入院時的變量，結(jié)果顯示，椎體內(nèi)裂隙樣變 ( 是 )、椎體骨折數(shù)量 ( ≥ 3 個 )、骨水泥滲漏( 是 )、骨水泥分布模式 ( 致密型 )、傷椎高度恢復比 ( 前緣 ) 是 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的獨立危險因素(P＜0.05 ) ( 表4 )。

圖3 表1 序號 11 病例，男，76 歲 a：初入院 X 線片示 L3 / L5 椎體壓縮性骨折；b：術(shù)后側(cè)位 X 線片示骨水泥充填 L3 / L5 傷椎，為致密型骨水泥分布模式；c：術(shù)后 310 天發(fā)生腰背部疼痛，腰部功能受限，腰部 MRI 示 L3 / L5 椎體 PVP 術(shù)后狀態(tài)，L1 / L2 椎體壓縮性骨折；d：術(shù)后側(cè)位 X 線片示骨水泥充填 L1 / L2 傷椎Fig.3 Tab. 1, No. 11, male, 76 years old a: Initial X ray film showed L3 / L5 vertebral compression fracture; b: Postoperative lateral X ray film showed L3 / L5 bone cement filling, dense distribution; c: Low back pain and lumbar function limitation 310 days after operation, lumbar MRI showed L3 / L5 vertebral compression fracture; d: Postoperative lateral X-ray film showed L1 / L2 bone cement filling

圖4 無 NVCF 組 ( 入院時 )、NVCF 組 ( 入院時 ) 及 NVCF 傷椎分布圖Fig.4 Non-NVCF group ( on admission ), NVCF group ( on admission ), and vertebra injury distribution of NVCF

五、PVP 術(shù)后 NVCF 發(fā)生風險的 Nomogram 模型構(gòu)建與內(nèi)部驗證

根據(jù)是否發(fā)生 NVCF，對傷椎中央高度恢復比進行 ROC 曲線分析，結(jié)果顯示：AUC 為 0.824 ( 95%CI：0.725～916 )，最佳截斷值為 7.23%。將多因素COX 風險回歸結(jié)果中獨立危險因素作為構(gòu)建預測PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的 Nomogram 模型指標 ( 圖 5 )。采用內(nèi)部數(shù)據(jù)進行驗證，C-index 為 0.729 ( 95%CI：0.622～0.897 )，該 Nomogram 模型預測與實際觀測結(jié)果吻合度較好 ( 圖 6 )。

表2 無 NVCF 組與 NVCF 組患者臨床資料、影像學特點比較Tab.2 Comparison of clinical data and imaging characteristics between the non-NVCF group and NVCF group

討 論

PVP 治療 OVCF 患者的短期效果令人滿意[4]。然而，許多回顧性研究報道了 PVP 術(shù)后 NVCF 并發(fā)癥，其發(fā)生率在 12%～52%[12-13]。本研究中 NVCF發(fā)生率為 13%。因此，對 NVCF 的臨床關(guān)注可能更有利于開展 PVP 技術(shù)，提高 OVCF 患者的治療效果。這項研究旨在構(gòu)建 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的Nomogram 模型。本研究是首次構(gòu)建相關(guān) Nomogram模型。該模型中的指標均為臨床中易獲得的，以便運用于臨床。根據(jù)本研究構(gòu)建的 Nomogram 模型，對初始 PVP 治療的 OVCF 患者使用該模型進行早期篩查可以有效識別日后具有 NVCF 高發(fā)生風險患者，這為盡早診斷、預防及干預提供一定基礎，更能實現(xiàn)個性化隨訪。

表3 無 NVCF 組與 NVCF 組患者功能、背部疼痛及治療方式比較Tab.3 Comparison of function, back pain and treatment between the non-NVCF group and NVCF group

表4 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的多因素 COX 風險回歸結(jié)果Tab.4 Multivariate COX risk regression results of NVCF after PVP

圖5 PVP 術(shù)后 NVCF 發(fā)生風險 Nomogram 模型Fig.5 Nomogram model of NVCF risks after PVP

圖6 Nomogram 模型校正曲線Fig.6 Nomogram model calibration curve

無 NVCF 組 ( 入院時 )、NVCF 組 ( 入院時 ) 及NVCF 傷椎分布主要集中在胸-腰交界處 ( T11～L2)。這是由于在脊柱屈伸過程中，T11～L2椎體呈現(xiàn)動態(tài)變化，因此 T11～L2椎體易出現(xiàn)骨折。T11～L2椎體本身屬于骨折高發(fā)區(qū)[13]。初始入院椎體骨折分布在此區(qū)，那么 NVCF 分布區(qū)應該遠離此區(qū)[14]。因此，NVCF 就不能用 PVP 技術(shù)影響所致來解釋。正如本研究結(jié)果顯示一樣，在多因素 COX 風險回歸分析結(jié)果中也未發(fā)現(xiàn)胸-腰交界處 ( T11～L2) 是 NVCF 的獨立危險因素。但這一結(jié)果提示建議 OVCF 患者術(shù)后佩戴腰部固定裝置以減少脊椎屈伸及降低體力活動的重要性。

椎體內(nèi)裂隙樣變、椎體骨折數(shù)量 ( ≥ 3 個 )、骨水泥滲漏、骨水泥分布模式 ( 致密型 )、傷椎前緣高度恢復比是 PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的獨立危險因素。OVCF 患者中椎體內(nèi)裂隙樣變發(fā)生率在 10%～48%[15]。椎體內(nèi)裂隙樣變是嚴重椎體塌陷、進行性椎體后凸、頑固性背痛和神經(jīng)功能缺損的重要危險因素[16-17]。有幾項研究發(fā)現(xiàn)椎體內(nèi)裂隙樣變會增加NVCF 風險[9,18-19]。椎體內(nèi)裂隙樣變改變了 PVP 術(shù)后骨水泥分布模式。當將 PMMA 骨水泥注入存在椎體內(nèi)裂隙樣變的傷椎時，低壓下注入骨水泥主要以團塊填充為主。由于松質(zhì)骨與周圍松質(zhì)骨之間沒有相鄰交錯，團塊狀骨水泥既可以將應力集中在周圍脆性椎骨上，又可以阻斷周圍松質(zhì)骨的機械互鎖效應。因此，在 PMMA 骨水泥不支持的骨質(zhì)區(qū)域，在日?；顒又泻苋菀装l(fā)生再骨折。正如本研究結(jié)果顯示骨水泥致密性分布模式會增加 NVCF 風險。此外，椎體內(nèi)裂隙樣變?nèi)菀讓е?PMMA 骨水泥易經(jīng)終板滲漏至椎間盤[19]。

而本研究也證實骨水泥滲漏會增加 NVCF 風險。這研究結(jié)果與 Liang 等[9]、Lei 等[10]、Zhong等[11]學者一致。骨水泥滲漏是 PVP 最常見的并發(fā)癥，發(fā)生在傷椎阻力較小位置。骨水泥滲漏到椎間盤引起生物力學變化，稱為“支柱效應”，通過降低椎體間緩沖效果來增加相鄰椎體機械壓力，最終導致相鄰椎體終板骨折[20]。傷椎椎體高度高恢復比被認為與 NVCF 有關(guān)[13]。本研究采用 ROC 曲線獲得傷椎前緣高度恢復比最佳截斷值為 7.23%。傷椎高度恢復過高會導致椎旁軟組織張力增加，加劇相鄰椎體負荷或傷椎相鄰上下椎體階段不穩(wěn)定性[21]。值得一提的是，本研究未發(fā)現(xiàn)傷椎中央高度恢復比與 NVCF 存在關(guān)聯(lián)。脊柱力傳遞研究顯示脊柱主要依靠前緣承受壓力，所以胸腰椎骨折多累及脊柱前緣，導致椎體壓縮性或爆裂性骨折，造成前縱韌帶相對松弛[22]。這結(jié)果提示在進行 PVP 過程中不要一味追求恢復傷椎高度，根據(jù)本研究結(jié)果將傷椎前緣高度恢復比控制在 7.23% 以下，有利于降低 NVCF發(fā)生風險。本研究還證實椎體骨折數(shù)量 ( ≥ 3 個 ) 是PVP 術(shù)后發(fā)生 NVCF 的獨立危險因素。這與宋潔富等[14]學者研究結(jié)果一致。值得一提的是，NVCF 組患者術(shù)后 1 個月 FIM 評分低于無 NVCF 組患者，表明較 NVCF 組患者，無 NVCF 組患者術(shù)后的腰背部功能恢復程度更好，考慮臨床資料收集時間點應設置在住院期間，因此本研究在進行多因素 COX 回歸中并未納入術(shù)后 1 個月 FIM 評分。

既往關(guān)于 PVP 術(shù)后 NVCF 發(fā)生危險因素分析已有較多報道。正如本研究中椎體內(nèi)裂隙樣變、椎體骨折數(shù)量 ( ≥ 3 個 )、骨水泥滲漏、骨水泥分布模式( 致密型 )、傷椎前緣高度恢復比六個獨立危險因素均在其他學者研究中被證實。但上述危險因素在臨床中并未很好運用。主要原因在于缺乏有效統(tǒng)計學方法。Nomogram 模型是基于各個預測因子并對每個預測因子賦予一定分值，本研究基于上述六個獨立危險因素成功構(gòu)建出 Nomogram 模型，該模型可以有效預測 PVP 術(shù)后 NVCF 發(fā)生風險。采用內(nèi)部數(shù)據(jù)進行驗證，得出 0.729 ( 95%CI：0.622～0.897 )。葛紹勇等[23]學者構(gòu)建的預測骨水泥滲漏 Nomogram 模型中 C-index 為 0.785。

Zhang 等[24]學者構(gòu)建的老年髖部骨折患者術(shù)后譫妄 Nomogram 模型中 C-index 為 0.67 ( 0.62～0.72 )。本研究報道的 C-Index 位于上述研究報道結(jié)果之間。表明本研究構(gòu)建的 Nomogram 模型預測效能較好。

本研究存在幾個局限性。首先，本研究納入患者數(shù)量較少。因此，需要繼續(xù)納入病例擴大樣本量。其次，臨床收集數(shù)據(jù)過程中很難獲得患者抗骨質(zhì)疏松藥物治療史。因此，本研究僅僅考慮住院期間抗骨質(zhì)疏松癥藥物在無 NVCF 組及 NVCF 組間的差異。最后，本研究采用內(nèi)部數(shù)據(jù)進行驗證。因此，未來研究可能在外部數(shù)據(jù)集中進行驗證以提高該模型合理性、有效性進而廣泛推廣。

綜上所述，本研究基于椎體內(nèi)裂隙樣變、椎體骨折數(shù)量、骨水泥滲漏、骨水泥分布模式、傷椎前緣高度恢復比六個獨立危險因素成功構(gòu)建出預測PVP 術(shù)后 NVCF 發(fā)生風險的 Nomogram 模型。該模型臨床運用有助于指導臨床醫(yī)生完善圍術(shù)期治療方案及隨訪計劃，為 OVCF 患者提供個體化早期預防及診斷 NVCF 作用。