文章来源：中华骨科杂志, 2024,44(11)：740-747.
作者：杨宏浩 李章富 张瀚文 张希诺 海涌
资料与方法
一、研究对象
纳入标准：（1）年龄≥50岁；（2）影像学参数满足下列条件之一：主弯Cobb角≥20°、脊柱矢状面轴向距离（sagittal vertical axis，SVA）≥50 mm、骨盆倾斜度（pelvic tilt，PT）≥25°、胸椎后凸（thoracic kyphosis，TK）≥60°；（3）接受后路长节段脊柱融合内固定术（固定椎体≥5个）；（4）经双能X线骨密度仪测量，诊断为骨质疏松症（T值≤-2.5 SD）。
排除标准：（1）特发性脊柱畸形、神经肌肉型脊柱畸形、先天性脊柱畸形、强直性脊柱炎及休门病史；（2）脊柱肿瘤病史；（3）脊柱结核病史；（4）脊柱手术史；（5）卧床状态；（6）临床及影像学资料不完整，术后随访时间不足24个月。
二、一般资料
2013年6月至2019年12月在北京朝阳医院骨科接受后路长节段脊柱融合内固定术治疗合并骨质疏松症的成人脊柱畸形患者165例，根据纳入及排除标准共76例患者纳入本研究。男19例、女57例，年龄（66.26±6.10）岁（范围54~78岁），体质指数（body mass index，BMI）为（25.47±2.31） kg/m 2（范围20.31~29.97 kg/m 2）；骨密度T值≤-2.5 SD。其中38例主弯Cobb角≥20°、23例SVA≥50 mm、28例PT≥25°、16例TK≥60°。41例合并高血压、32例合并糖尿病、8例合并冠状动脉粥样硬化性心脏病、3例合并慢性阻塞性肺疾病。
根据随访时是否发生PJK将患者分为PJK组（21例）和非PJK组（55例）。
本研究通过首都医科大学附属北京朝阳医院伦理委员会审批（2022-科-521），并豁免患者知情同意。
三、手术参数
手术参数包括上端固定椎（upper instrumented vertebra，UIV）及下端固定椎（lower instrumented vertebra，LIV）、固定椎体数量、椎体间融合节段数量、是否使用截骨及连接棒材质。
四、脊柱骨盆参数
于术前、术后2周及末次随访时摄站立位脊柱全长正侧位X线片，使用影像存储与传输系统（picture archiving and communication system，PACS）测量脊柱-骨盆参数。
1．主弯Cobb角：
冠状面主弯上端倾斜度最大的椎体上终板与下端倾斜度最大的椎体下终板之间的夹角。
2．腰椎前凸角（lumbar lordosis，LL）：
L 1椎体上终板与S 1椎体上终板之间的夹角。
3．腰骶椎前凸角（lumbosacral lordosis，LSL）：
L 4椎体上终板与S 1椎体上终板之间的夹角。
4．SVA：
通过C 7椎体中心的铅垂线与S 1椎体后上角的水平距离。
5．T 1骨盆角（T 1 pelvic angle，TPA）：
T 1椎体中心至双侧股骨头中心连线与S 1椎体上终板中点至双侧股骨头中心连线之间的夹角。
6、PT：
经S 1上终板中点的铅垂线与S 1椎体上终板中点至双侧股骨头中心连线之间的夹角。
7．骶骨倾斜角（sacral slope，SS）：
S 1椎体上终板与水平线之间的夹角。
8．骨盆入射角（pelvic incidence，PI）：
S 1椎体上终板垂线与S 1椎体上终板中点至双侧股骨头中心连线之间的夹角。
9．近端交界角（proximal junctional angle，PJA）：
UIV下终板与其近端第2个椎体上终板的夹角。
五、椎体HU值测量
行全脊柱CT扫描，扫描参数：电压120 kV，电流320 mA，矩阵512×512，层厚5 mm，层间距10 mm。将获得的CT影像保存为DICOM文件格式，导入OsiriX 13.0.1软件（Pixmeo Sarl，瑞士）。在CT矢状面重建像上调整轴向扫描平面，使其分别与椎体上终板、椎管后缘中点与椎体前缘中点连线、椎体上终板平行，分别获取紧邻椎体上终板、椎体中部及紧邻椎体下终板的轴向扫描图片。分别在上述3张图片的椎体中创建最大的包含椎体松质骨的椭圆形感兴趣区（region of interest，ROI），分别读取HU值。ROI的面积应尽可能大，但不包括骨皮质。3个HU值的平均值作为测量椎体的HU值。本研究分别测量UIV、UIV远端第1个椎体（UIV+1）、UIV远端第2个椎体（UIV+2）的HU值。
六、椎旁肌形态测量
使用Signa HDxt 3.0 T （GE，美国）行胸腰椎MR检查。选择L 4下终板平面的T2WI，将DICOM格式数据导入Image J 1.53t软件（国立卫生研究院，美国），勾画椎旁肌、皮下脂肪及椎体的轮廓（ 图1 ）。按Yang等 [ 12 ]椎旁肌形态测量方法计算椎旁肌相对功能横截面积（relative functional cross-sectional area，rFCSA）和功能肌肉-脂肪指数（functional muscle-fat index，FMFI）。rFCSA的计算方法为无脂肪的肌肉组织横截面积/椎体横截面积。FMFI的计算方法为无脂肪的肌肉组织信号强度/皮下脂肪信号强度。
图1 椎旁肌形态的测量方法 A 勾画椎旁肌、皮下脂肪及椎体的轮廓 B 使用Image J软件计算相对功能横截面积及功能肌肉-脂肪指数，椎旁肌内红色部分为浸润的脂肪组织
七、统计学处理
使用SPSS 25.0（IBM，美国）进行统计学分析。使用Shapiro-Wilk检验评估连续变量是否服从正态分布，对服从正态分布且方差齐的计量资料（年龄、BMI、固定椎体数量、融合节段数量、主弯Cobb角、LL、LSL、SVA、TPA、PT、SS、PI、椎体HU值、椎旁肌rFCSA和FMFI）以
± s表示，组间比较采用独立样本 t检验。计数资料（性别、合并疾病、UIV及LIV选择、截骨、连接棒材质），以频数（例，%）表示，组间比较采用Pearson卡方检验或Fisher精确检验。检验水准α值取双侧0.05。
使用ROC曲线确定椎体HU值及椎旁肌rFCSA和FMFI的最佳截断值，计算每个参数的曲线下面积（area under curve，AUC）。将组间差异有统计学意义的变量进行用二分类变量logistic回归分析，计算比值比（odds ratio，OR）。
结果
一、临床资料
本研究中的76例患者均完成术后24个月随访，随访时间（27.01±2.51）个月（范围24~30个月）。PJK组与非PJK组患者年龄、性别、BMI，以及发生高血压、糖尿病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、慢性阻塞性肺疾病比例的差异均无统计学意义（ P>0.05， 表1 ）。两组患者UIV及LIV的选择、固定椎体数量、融合节段数量、是否使用截骨及连接棒材质比较，差异均无统计学意义（ P>0.05， 表2 ）。
二、脊柱骨盆参数
PJK组与非PJK组术前主弯Cobb角、LL、LSL、SVA、TPA、SS、PI的差异均无统计学意义，术后主弯Cobb角、TPA、PT、SS、PI的差异均无统计学意义（ P>0.05， 表3 ）；两组术前PT和术后LL、LSL、SVA的差异均有统计学意义（ P<0.05， 表3 ）。
三、椎体HU值
PJK组的UIV、UIV+1、UIV+2椎体的HU值与非PJK组比较，差异均有统计学意义（ P<0.05， 表4 ）。UIV椎体HU值的AUC为0.807[95% CI（0.704，0.911）]，最佳截断值为120.72（ 图2 ）；UIV+1椎体HU值的AUC为0.769[95% CI（0.649，0.889）]，最佳截断值为127.51（ 图3 ）。UIV+2椎体HU值的AUC为0.724[95% CI（0.594，0.855]，最佳截断值为121.50（ 图4 ）。
图2 近端交界性后凸的UIV椎体HU值的ROC曲线，灵敏度为80.0%，特异度为71.4%
图3 近端交界性后凸的UIV+1椎体HU值的ROC曲线，灵敏度87.3%，特异度57.1%
图4 近端交界性后凸的UIV+2椎体HU值的ROC曲线，灵敏度87.3%，特异度52.4%
四、椎旁肌形态
PJK组椎旁肌rFCSA为156.87±48.06，非PJK组为204.87±50.16，差异有统计学意义（ t=3.779， P<0.001）；PJK组椎旁肌FMFI为0.31±0.10，非PJK组为0.23±0.09，差异有统计学意义（ t=3.266， P=0.002）。
椎旁肌rFCSA的AUC为0.772[95% CI（0.651，0.893）]，最佳截断值为175.43（ 图5 ）；椎旁肌FMFI的AUC为0.739[95% CI（0.616，0.862）]，最佳截断值为0.24（ 图6 ）。
图5 椎旁肌rFCSA的ROC曲线，灵敏度76.4%，特异度71.4%
图6 椎旁肌FMFI的ROC曲线，灵敏度71.4%，特异度74.5%
五、PJK的独立危险因素
对术前PT和术后LL、LSL、SVA，及UIV、UIV+1、UIV+2椎体HU值、椎旁肌rFCSA、椎旁肌FMFI进行多因素logistic回归分析。结果显示，术后SVA[OR=1.049，95% CI（1.003，1.097）， P=0.037]、UIV椎体HU值[OR=0.938，95% CI（0.887，0.991）， P=0.024]及椎旁肌rFCSA[OR=0.883，95% CI（0.792，0.983）， P=0.023]为PJK的独立危险因素（ 表5 ）。
讨论
本研究结果显示伴有骨质疏松的成人脊柱畸形患者接受长节段脊柱融合术后矢状面序列恢复不佳、UIV椎体HU值降低、腰椎椎旁肌rFCSA降低是导致发生PJK的独立危险因素。
一、合并骨质疏松症的脊柱畸形长节段融合术后发生近端交界性后凸的危险因素
（一）UIV椎体HU值对PJK的影响
通过CT扫描测量椎体松质骨HU值可以更加准确地测量骨密度，且HU值已被证明与椎体抵抗应力的强度呈线性相关。因此，该方法已被逐渐应用于成人脊柱畸形的骨密度评估和并发症预测。内固定状态的脊柱与尚存一定活动的脊柱在近端交界区交汇，由长节段内固定杠杆力臂产生的应力在该区域应力较为集中，因此易引起脊柱退变和内固定失败。若UIV椎体刚度不足，则会增加PJK发生风险。UIV椎体HU值与PJK的关系已被一些学者报道，一项荟萃分析发现UIV椎体HU值降低是成人脊柱畸形矫形术后发生PJK的独立危险因素 [ 11 ]。Mikula等 [ 13 ]发现UIV的HU值每增加一个单位，发生PJK的风险就降低至原来的0.96倍；同时，该团队发现UIV的最佳截断值为159。对伴有骨质疏松的成人脊柱畸形患者，本研究分别测量了UIV、UIV+1、UIV+2椎体HU值的最佳截断值，并发现UIV椎体HU值可以作为该类患者术后发生PJK的预测因素。
（二）椎旁肌退变对PJK的影响
近端交界区软组织损伤、退变是成人脊柱畸形术后发生PJK的另一主要原因。由于交界区近端和远端的生物力学特性完全不同，如果椎旁肌的质量和强度无法充分代偿这种局部应力变化，则会出现局部后凸；同时，如果椎旁肌力量不足以维持矫正后的脊柱序列，则会使未固定的脊柱节段产生代偿性变化，发生PJK。2016年，Hyun等 [ 14 ]首次报告了椎旁肌退变与长节段脊柱融合术后发生PJK的关系，他们发现发生PJK的患者胸腰段椎旁肌脂肪化程度高于未发生PJK者，差异有统计学意义；同时还发现椎旁肌退变与术后脊柱矢状面序列矫形丢失显著相关。Yuan等 [ 15 ]对84例退行性脊柱侧凸患者进行了回顾性研究，多变量logistic回归分析显示椎旁肌的rFCSA减小和脂肪化增加是术后发生PJK的独立危险因素。与该研究方法相似，本研究选择使用L 4处而非UIV处测量的椎旁肌参数来反映患者的椎旁肌形态。我们发现对伴有骨质疏松的成人脊柱畸形患者，仅椎旁肌的rFCSA减小是PJK的独立危险因素。这可能是因为纳入患者的皮下脂肪信号强度在个体间差异较大。因此，我们认为当患者合并骨质疏松时，术前应更加关注椎旁肌形态，尤其是对rFCSA的评估。
（三）矢状面序列恢复不佳对PJK的影响
目前，一些学者认为躯干重心前移会增加近端交界区所受载荷，增加PJK的发生风险，但该观点目前仍存在争议 [ 16 ]。在一项纳入了679例成人脊柱畸形患者的多中心回顾性队列研究中，术后SVA在PJK与非PJK患者间的差异无统计学意义 [ 17 ]。然而在另外一项纳入了169例患者的回顾性队列研究中，Pennington等 [ 16 ]发现术后SVA是PJK的独立危险因素，SVA每增加1 cm，发生PJK的风险增加1.13倍。我们的研究同样支持该结论，在伴有骨质疏松的成人脊柱畸形患者中，术后发生PJK患者的SVA大于未发生PJK者，差异有统计学意义。这可能是因为骨质疏松对脊柱矢状面序列的重建效果有一定影响，LL和LSL的恢复不足会降低对SVA的矫正；随访期间对LL的维持效果不佳，会导致SVA逐渐增大，导致PJK的发生。因此，通过手术充分重建LL，术后严密检测LL及SVA的变化对PJK的预防和管理至关重要。
二、PJK的预防措施
针对本研究得出的PJK的三个独立危险因素，脊柱外科医生可以采取以下措施，预防术后PJK的发生：（1）针对UIV椎体HU值降低应适当推迟手术时间，通过药物改善患者骨密度后再行矫形手术，并且在术后继续抗骨质疏松治疗 [ 18 , 19 , 20 , 21 , 22 ]。同时，术前评估时应根据椎体HU值选择骨密度较好的椎体作为UIV，并且应注意使内植物尽量避开HU值较低的区域，必要时使用骨水泥强化近端交界区的椎体。（2）手术中应尽可能地保留UIV的棘上韧带、棘间韧带、上关节突及关节囊，同时可以尝试在此处使用经皮椎弓根螺钉置入技术及交界区韧带增强技术 [ 23 , 24 ]。（3）为了更加有效地恢复矢状面序列，脊柱外科医生可以考虑联合使用侧方腰椎椎体间融合术、前柱重排列技术、后柱Ponte截骨技术及多棒技术 [ 25 , 26 , 27 , 28 ]。
三、研究局限性
首先，本研究只通过MRI进行椎旁肌形态测量，没有考虑肌肉的力量，且MRI所测参数不能像超声剪切波弹性成像一般直接反映椎旁肌功能。第二，脊柱后路手术会对椎旁肌造成损伤，但我院术后不常规行腰椎MR检查，因此无法直接评估椎旁肌术后形态与PJK的相关性。第三，本研究为单中心研究，纳入病例数量有限，缺乏长期随访数据，因此未来需要多中心、大样本的研究对本研究的结果进行验证。
参考文献（略）
