颈椎手术安全指南：如何避免融合器下沉的风险

钩椎关节(UP)肥大通常伴随退行性颈椎病，并可通过压迫神经孔根部引起神经根病。在这种情况下，通过UP切除术直接减压神经孔优于通过前路颈椎椎间盘切除融合术(ACDF)间接减压。然而，UP切除术后的颈椎稳定状态仍然存在争议。

融合器下沉是ACDF的主要并发症。各种因素，包括融合器的型号和位置、牵引力、终板准备情况，特别是小程度的节段不稳定(失稳)，都可能影响融合器下沉。

钩椎关节由于其解剖特性，在限制颈椎后平移和侧屈方面起着重要作用。它们包括一个突、相应的隐窝和周围的韧带。切除这些结构可能会减弱限制机制并导致颈椎不稳定。Kotani等人证明，即使使用骨移植植入物，增加UP切除术(UPR)的切除面积也会逐渐降低功能脊柱单位的稳定性。此外，由于前路颈椎椎间盘切除融合术(ACDF)与前路钢板不足以支持稳定性，移植物与非椎体关节的接合对于提供融合的刚性环境很重要。

为了验证更大的UPR是否会导致更大的节段不稳定性，该研究团队设计了一种测量UPR的方法，并研究了UPR与融合器下沉的关系，以明确钩椎关节安全切除面积的阈值。

该研究团队假设UPR会导致颈椎不稳，并导致术后融合器下沉 (图1)。

图1：方案说明了颈椎前路椎间盘切除融合术(ACDF)联合钩椎关节切除术(UPR)和融合器下沉之间的关系。上面的线表示没有UPR的ACDF。由于完整的非椎体关节，节段达到刚性稳定。下面的线表示ACDF联合UPR，UPR通过破坏骨结构和韧带，引起更多的失稳，从而导致融合器下沉增加。UP：钩椎关节；VB：椎体。

在2011年1月至2016年6月期间，收集了来自同一机构接受ACDF治疗颈椎病的190例患者的数据。21例患者行单节段融合术，17例行两节段融合术。没有患者接受超过三个节段的ACDF。

图2：描述患者纳入过程的流程图。ACDF：颈椎前路椎间盘切除融合术，CT：计算机断层扫描，UPR：钩椎关节切除术，TDR：全椎间盘置换术。

所有患者均采用标准的Smith-Robinson左前内侧入路。在将终板取出椎间盘后，使用高速磨钻和Kerrison通过去除裸露关节和椎体后唇上过度生长的骨赘来减压神经根。该研究团队进行了双侧UP切除术，即使患者有单侧症状，以消除残余骨赘再生。UPR向外侧推进，直到神经根得到充分减压。充分的减压是由神经探钩容易通过神经孔的能力证实的。减压完成后，该研究团队通过透视检查确定融合器大小、螺钉轨迹和钢板角度。同种异体骨填充椎间融合器，前路钢板在透视下应用。该研究团队试图将融合器固定在上椎体的前缘以防止下沉。松开Caspar牵张器后，进行手动拉出测试，确认了操作段的稳定性。所有患者术后2个月均佩戴软颈托。

术前常规影像学检查包括X线平片(站立正位、侧位中立、侧屈位、侧伸位和双侧斜位)、CT和磁共振成像。椎间隙高度(TIH)定义为从头椎上终板中点到尾椎下终板最近点的距离。术后第7天的平片和侧位片计算患者站立时的TIH变化。融合器下沉被定义为椎间隙高度减小≥3mm。考虑了以下可能的融合器下沉危险因素：术前和术后颈椎前凸角和节段Cobb角、椎间盘高度、融合器大小以及融合器与上位椎体前缘的距离。融合状态通过在屈伸X线片上椎体之间缺乏不稳定性，或椎间隙以及融合器周围存在骨桥来评估。假关节被定义为节段不稳定，在最近的随访中，在屈伸侧位上，棘间距离增加≥2mm或节段角度增加≥2°。

所有受试者术前及术后约1年接受CT检查。重新格式化的图像(轴状、冠状和矢状，厚度均为2mm)被倒置以清晰显示结构边界。为了计算双侧UP和椎体(VB)面积，该研究团队从最后方的椎体获得三幅连续的前向图像(图3)。为了测量UP面积，该研究团队首先定义UP基底。当在最后方的图像中看到双侧椎弓根轮廓时，使用连接两个椎弓根上缘的一条线作为UP基础。如果在最后方的图像中看不到椎弓根，则将UP基部定义为与VB上终板平行。然而，在术后UPs病例中，由于术中终板准备或术后融合器下沉，上终板被破坏。因此，为了可靠地识别术后UP基底，该研究团队测量了术前UP的最短顶点到基底的距离，并将其应用于同一冠状面对应的术后图像，并将术后UP基底定义为与术后双侧UPs顶点等距的两点连接的一条线(图4)。术前和术后使用专业软件测量了以下区域：1) VB尾侧处UPs和2)VB尾侧双侧UPs。由于不同颈椎水平的UP和VB不同，该研究团队测量了UPR和UPR的比例(pUPR)，定义为UPR与术前UP的比例。

图3：从最后侧椎体向前方向连续获得三个切片。A：术前C6-7轴位图像。B：术后同一水平轴位像。A1-3：术前冠状图像。B1-3：术后冠状位图像，编号与轴位图像(A、B)对应。

图4：面积测量(钩椎关节和椎体)。A：术前(op)， B：术后C5/6冠状面重构CT图像。C和D：图像是颠倒的。后置UP的基础被定义为连接前置UP高度两点的一条线。E和F：双侧UPs和VB测量值。G和H：UP和VB的模式。I=预操作右(左)UP， J=预操作左(左)UP， K=预操作VB， L=后操作左(左)UP， M=后操作左(右)UP， N=后操作VB。Rt. pUPR=1−L/I， VB差值=K−N。CT：计算机断层，UP：钩椎关节，VB：椎体，pUPR：UPR与pre-UP的比例。

钩椎关节切除面积计算公式：

上述公式中，UP(post)n =冠状CT上UP的术后面积；UP(pre)n =术前冠状CT上UP的面积。基于这些测量，该研究团队计算了1)右侧UPR和pUPR， 2)左侧UPR和pUPR， 3)双侧UPR和双侧pUPR之和(sum UPR)和双侧pUPR之和(总 pUPR)， 4)切除VB (VBR)。

随访时重复颈部失能指数(NDI)和颈部疼痛(VAS-neck)、手臂疼痛(VAS-arm)视觉模拟量表总结的临床评价，并比较术前和术后数据。最后随访时，根据奥多姆临床疗效评价标准，并根据该标准对患者进行从优到差的评分。

本研究共纳入38例患者(53个节段)。分段分为两组：融合器下沉组(S组；n=18)和融合器未下沉组(n组；n=35)。两组在年龄、性别、糖尿病(DM)状况、体重指数(BMI)、吸烟史等方面均无显著差异。

观察者间一致性的类内相关系数UP区域为0.91，VB区域为0.93，UPR为0.92，pUPR为0.81。18个节段(34%)的TIH缺损大于3mm。8例(15.1%)患者发生假关节，不同融合器下沉程度假关节发生率无差异。

S组和N组在序列简单X线扫描图像上测量的因素或颈椎曲度相关因素(颈椎前凸角、节段Cobb角、节段间活动范围)均无显著差异。

S组左侧UPR明显高于n组，S组术后左侧UP面积、UPR之和、pUPR之和、左侧pUPR、VBR均显著高于n组。

通过Pearson相关分析，术后左侧UP面积、双侧pUPR、VBR和总pUPR与融合器下沉显著相关。进行多元线性回归分析以消除数值因素的干扰。虽然VBR与融合器下沉有较强的相关性，但由于两者反映的是同一现象，并非相互独立，故未纳入多元线性回归分析。偏相关分析表明，在不受VBR影响的情况下， pUPR与融合器下沉的相关性具有统计学意义。根据逐步选择，只有和pUPR有统计学意义，根据下面公式：融合器下沉=1.522+2.7×总pUPR(图5)。

图5：融合器下沉与双侧pUPR之和的简单散点图及回归分析(p=0.007；R2 = 0.133；调整R2 = 0.116)。

通过受试者工作特征曲线(ROC)分析确定引起显著融合器下沉的总 pUPR的临界值(图6)，表明总pUPR≥0.38可以作为融合器下沉风险显著增加的阈值(p=0.005，曲线下面积=0.737，灵敏度=94%，特异性=51%)。利用该值将总pUPR转化为一个分岔变量(总pUPR<0.38， 总pUPR≥0.38)，并进行logistic回归分析，结果表明，该阈值与融合器下沉显著相关(p=0.009，比值比=8.471，95%置信区间=1.689 ~ 42.483)。

图6：进行受试者工作特征(ROC)分析，确定引起显著融合器下沉的总pUPR的临界值。总 pUPR大于0.38可作为融合器下沉风险显著增加的阈值(p=0.005， AUC=0.737，敏感性=94%，特异性=51%)。

记录了VAS -颈、VAS -臂和NDI的平均值。末次随访时评分明显下降(p<0.01)。尽管有明显的下降，但根据奥多姆临床疗效评价标准的结果和VAS的平均改善，S组的NDI与N组没有差异。

融合器下沉是ACDF的主要并发症，可导致椎间孔狭窄、神经根受压、颈椎不稳定、假关节形成以及颈椎生理前凸丧失，进一步导致邻近节段退变。在本研究中，由于所有病例均由一名外科医生进行手术，术中牵张、终板准备和融合器位置等术中因素对融合器下沉的影响均有所降低。然而，患者因素如DM、BMI、吸烟和颈椎曲度未得到控制，可能限制了pUPR与融合器下沉的相关性(r=0.364；中度正相关)。

据报道，失稳会导致融合器下沉，这让该研究团队怀疑这种失稳是否会随着UPR切除钩椎关节面积的增加而增加。由于不能直接估计失稳，该研究团队使用融合器下沉作为替代。前路钢板会提供更强的固定，并且仅受侧向倾斜、轴向旋转和耦合等小外力的影响，而不受弯曲/伸展等大外力的影响。这些小外力与UP的主要限制机制一致。与前路钢板相比，单独放置融合器的ACDF不能充分支持环切和椎间盘切除术引起的屈伸力，从而减弱了小外力的影响。为了证明这种联系，该研究团队分析了釜山国立大学梁山医院使用独立聚醚醚酮(PEEK)融合器进行ACDF的11例患者(17个节段)，发现融合器下沉与pUPR之间没有相关性，并且与公式2计算的融合器下沉相比，观察到的融合器下沉过大(图7)。这些结果表明，单独使用融合器的ACDF的融合器下沉并不代表依赖于UPR的小外力。

图7：简单散点图：单独使用PEEK融合器ACDF融合器下沉与双侧pUPR之和之间的95%置信区间的线性回归线(R=0.139， p=0.595)。虚线为公式2计算的期望融合器下沉：融合器下沉=1.522+2.7×总 pUPR。ACDF：颈椎前路椎间盘切除融合术，PEEK：聚醚醚酮。

由于钩椎关节的上关节的最后三分之一处提供了大部分钩椎关节的限制机制，该研究团队测量了VB的三个最后冠状位图像。此外，该研究团队计算了三个图像区域的总和，以减少颈椎曲度偏差，因为ACDF后颈椎曲度的变化使得所有患者在术后CT扫描时无法获得相同的图像。

这里描述的UP面积测量方法的一个挑战是确定术后UP的基底，因为终板被处理和融合器下沉的破坏。由于没有手术损伤UP顶点的病例，该研究团队以术后UP顶点作为参考点来估计术后UP的基底。UP面积测量的ICC(2，2)为0.91，表明满意的一致性。融合器下沉与上端板面积缩小密切相关。然而，由于基线估计是一种不完善的方法，因此在术前和术后UP面积测量中包含上终板面积的风险。在这种情况下，观测到的UPR与融合器下沉的关系可能源于上终板的额外包含。为了消除这种可能性，该研究团队进行了偏相关分析。上终板理论上应包含在VB中，但在排除VB的影响后，UPR与融合器下沉的相关性仍然很强。因此，上终板与融合器下沉的相关性与上终板无关。

在PubMed检索关键词为“钩椎”、“非椎体关节”、“切除”和“减压”，可以发现一项关于UPR在体内效果的研究，主要关注切除后的融合率和临床结果。作者指出，如果假设具有相同的临床功能结果，非椎体关节保留将为成功融合提供最佳环境，但不能提供UPR开始引起融合器下沉的可靠阈值。该研究团队的研究结果支持这一观点，并且通过UPR的定量分析，该研究团队进一步能够确定一个值，允许合适的手术视野，而不会对术后稳定性产生负面影响。

与该研究团队的预期相反，手术入路一侧的切除更大，这表明在视野充足的右侧可以进行充分的切除，但在视野有限的左侧可能过度切除。

这项研究有几个局限性。由于该研究是回顾性的，并且纳入了接受随访CT的患者，因此选择偏差可能影响了观察到的融合器下沉率(34%)，高于之前报道的(9.7%)。然而，其他没有这种选择偏差的研究报告了类似的融合器下沉率：30%和33%。为了减少选择偏倚，需要对所有患者进行CT扫描的前瞻性研究。其次，该研究团队使用了术后UP的估计基线。为减少测量偏差，术后立即进行CT扫描。然而，在短时间内重复CT扫描是不现实的。第三，该研究团队对所有节段进行双侧部分UP切除术，没有完整的UP或完全切除的病例。缺乏这样的数据限制了准确的ROC分析。最后，本研究是一项小规模、相对短期的研究，无法证明临床结果、骨融合和颈椎曲度存在差异。融合器下沉对这些因素的影响仍有争议，但有报道称，融合器下沉与长期随访的不良临床结果有关。在这方面，该研究团队提醒需要注意尽量减少融合器下沉，而且仍然需要一个大规模的、长期的研究来阐明它。

双侧钩椎关节总切除面积≥38%时融合器下沉的发生将显著增加。该切除面积阈值亦对进行ACDF联合UPR术时有所启示。