吳麗 梁治平 熊玉超 何潔 賈嫵懿 吳迪朗 曾旭文 陳松

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折（osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF）是老年人的常見疾病之一，對這種疾病的治療及療效評估受到臨床醫(yī)生的廣泛關(guān)注。經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty，PVP） 是治療 OVCF 最常用的方法[1]。但近年有研究[2-3]發(fā)現(xiàn)PVP 與安慰劑治療的效果無差異，這可能是由于術(shù)中出現(xiàn)骨水泥滲漏、肺栓塞、術(shù)后鄰近椎體骨折、術(shù)后同椎體再發(fā)骨折等并發(fā)癥影響臨床療效所致。目前，有關(guān)PVP 后同一椎體再發(fā)骨折的危險因素、相關(guān)手術(shù)前后MRI 和數(shù)字X 線攝影（digital radiography，DR）的影像表現(xiàn)報道較少。因此，本研究旨在探討PVP 后同椎體再發(fā)骨折的危險因素及相關(guān)影像表現(xiàn)，進而構(gòu)建列線圖模型來預測PVP 后再發(fā)骨折的風險，以期為減少同椎體再發(fā)骨折、提高手術(shù)療效及改善預后提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性納入2012 年1 月—2020年1 月于廣州市紅十字會醫(yī)院行PVP 治療的急性O(shè)VCF 病人 93 例，其中男 18 例、女 75 例，年齡 57～94 歲，平均（78.99±7.57）歲。納入標準：①確診 OVCF并行單節(jié)段PVP 手術(shù)；②PVP 前進行骨密度（bone mineral density，BMD）檢查；③至少隨訪 2 年，出現(xiàn)再發(fā)骨折時終止隨訪；④術(shù)前、術(shù)后1 周內(nèi)及最后一次隨訪均行X 線及MRI 檢查。排除標準：①有惡性腫瘤、椎體感染、凝血功能障礙；②爆裂性骨折；③胸腰椎骨折并明顯移位。根據(jù)是否再發(fā)骨折將病人分為 2 組，再發(fā)骨折組[48 例，男 8 例、女 40 例，平均年齡（79.65±7.90）歲]和無再發(fā)骨折組[45 例，男10 例、女 35 例，平均年齡（78.29±7.21）歲]。

1.2 設(shè)備與方法 X 線檢查采用Philips DR 設(shè)備，常規(guī)行胸/腰椎正位及側(cè)位投照攝片。胸/腰椎MRI檢查采用德國Siemens Avanto 1.5 T 超導MR 設(shè)備，脊柱8 通道相控陣線圈。病人取仰臥位，頭先進，掃描范圍包括完整的胸/腰椎。掃描序列及參數(shù)：①矢狀面 T1WI，TR 535 ms，TE 11 ms；②矢狀面 T2WI，TR 3 500 ms，TE 90 ms；③矢狀面T2-頻率衰減反轉(zhuǎn)恢復（spectral attenuated inversion recovery，SPAIR）抑脂序列，TR 3 500 ms，TE 90 ms。上述 3 種序列均采用層厚4.0 mm，層間距1.2 mm，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm，矩陣 320×320。

1.3 觀察指標

1.3.1 影像特征 由2 名分別具有6 年和8 年骨肌影像診斷經(jīng)驗的影像科醫(yī)師獨立閱片，意見不一致時經(jīng)協(xié)商確定。對影像特征進行分析，包括：①椎體內(nèi)裂隙（intravertebral cleft,IVC），X 線檢查顯示椎體上橫向、線性或半月形的透亮區(qū)，在MRI 上表現(xiàn)為T1WI 低信號，T2WI 及T2-SPAIR 序列上呈高信號或低信號[4（]圖1A）；②骨水泥周圍積液，術(shù)后骨水泥周圍存在液體信號影，在MRI 上表現(xiàn)為T1WI 低信號，T2WI 及T2-SPAIR 序列上呈高信號（圖1B）；③延伸至終板的骨折線，X 線或MRI 顯示椎體上/下終板的骨皮質(zhì)不連續(xù)（圖1C）；④骨水泥泄露，在正/側(cè)位X 線片和MRI 影像上，骨水泥超出手術(shù)椎體范圍（圖1D）；⑤椎體楔形角，術(shù)椎上終板與下終板之間的夾角（圖1E）；⑥骨水泥-終板未接觸（non-PMMA-endplate-contact,NPEC）[5]，骨水泥未與終板接觸，分為未與上終板接觸、未與下終板接觸、上下終板均未接觸（圖1F）；⑦椎體高度恢復率和椎體高度進展率[6]，椎體高度恢復率=[2a0（/b0+c0）-2a1（/b1+c1）]×100%，椎體高度進展率=[2a1（/b1+c1）-2a2（/b2+c2）]×100%[其中 a、b、c 分別代表壓縮椎體的最大壓縮高度，術(shù)椎鄰近上、下椎體的高度；0、1、2 分別代表術(shù)前、術(shù)后1 周內(nèi)、術(shù)后最后一次隨訪]（圖2）。

圖1 OVCF 病人PVP 后同椎體再發(fā)骨折的影像表現(xiàn)。A-B 圖為矢狀面T2-SPAIR。A 圖，椎體壓縮骨折內(nèi)存在明顯的高信號，提示存在IVC；B 圖，椎體壓縮骨折內(nèi)可見團片狀低信號影，低信號影邊緣見條狀高信號，提示存在骨水泥周圍積液。C 圖，矢狀面T2WI 示壓縮骨折伴有上終板骨皮質(zhì)不連續(xù)，即存在延伸至終板的骨折線。D-F 圖為側(cè)位X 線片。D 圖，高密度骨水泥進入椎間盤，提示存在骨水泥泄露；E 圖，椎體壓縮骨折，上下虛線的連線的夾角為椎體楔形角度；F 圖，PVP 后改變伴有骨水泥與上下終板未接觸（即存在NPEC）。

圖2 椎體高度恢復率及椎體高度進展率計算示意圖。A 圖為術(shù)前側(cè)位X 線片，B 圖為術(shù)后1 周內(nèi)的首次側(cè)位X 線片，C 圖為術(shù)后最后一次隨訪側(cè)位X 線片。

1.3.2 臨床及手術(shù)資料 記錄病人性別、年齡、BMD、骨水泥體積（為骨水泥術(shù)中的注射量）、手術(shù)入路（右側(cè)/左側(cè)/雙側(cè)）、骨折水平[分為胸腰段椎體（T10-L2）與非胸腰段椎體（T6-T9和 L3-L5）]及是否存在其他椎體骨折。

1.3.3 椎體再發(fā)骨折診斷標準 ①術(shù)后MRI 檢查過程中出現(xiàn)骨髓水腫范圍增大或者重新出現(xiàn)骨髓水腫；②在X 線平片上，術(shù)后首次與最后一次椎體高度進展率的差值＞15%[7]。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0 軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標準差（）表示，2 組間比較采用t 檢驗；計數(shù)資料以例表示，2 組間比較采用χ2檢驗。對2 組間比較差異有統(tǒng)計學意義的指標進行多因素Logistic 回歸分析，確定PVP后再發(fā)骨折的危險因素。采用R 軟件（3.6.0 版本）進行數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建列線圖模型并繪制其校準曲線。采用受試者操作特征（ROC）曲線評估列線圖模型的預測效能，計算ROC 曲線下面積（AUC）、敏感度和特異度。應用校準曲線對列線圖模型進行驗證。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組間臨床資料及影像特征比較 再發(fā)骨折組椎體高度恢復率、延伸至終板的骨折線、IVC、骨水泥周圍積液及NPEC 與無再發(fā)骨折組的差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。2 組間其他參數(shù)的差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。詳見表1。

表1 同椎體再發(fā)骨折組與無再發(fā)骨折組臨床資料及影像特征比較 例

2.2 多因素Logistic 回歸分析 多因素Logisitic 回歸分析結(jié)果顯示，存在延伸至終板的骨折線、IVC、NPEC 及較高的椎體高度恢復率為同椎體再發(fā)骨折的獨立危險因素，見表2。

表2 同椎體再發(fā)骨折危險因素的多因素Logistic 回歸分析

2.3 再發(fā)骨折危險因素相關(guān)影像表現(xiàn)的比較 存在延伸至終板骨折線的椎體前份前移距離[（3.12±2.62）mm]大于無延伸者[（1.67±2.18）mm]（t=6.561，P=0.005）。存在IVC 的病人的椎體高度恢復率（12.63%±11.81%） 大于無 IVC 的病人（7.19%±8.60%）（t=4.271，P=0.042），NPEC 發(fā)生率[94.74%（18/19）]也高于無IVC 病人的[78.38%（58/74）]（t=34.471，P＜0.001）。

2.4 列線圖模型的建立及校準曲線分析 基于延伸至終板的骨折線、IVC、椎體高度恢復率和NPEC構(gòu)建列線圖模型，結(jié)果顯示椎體高度恢復率得分最高，IVC、NPEC 和延伸至終板的骨折線的得分依次降低（圖3）。校準曲線顯示列線圖預測概率與實際概率一致性尚可（圖4）。

圖3 OVCF 病人PVP 后同椎體再發(fā)骨折風險的列線圖模型。模型納入延伸至終板的骨折線、IVC、椎體高度恢復率和NPEC。該模型預測再發(fā)骨折的概率為各影像特征相應預測概率的總和。

圖4 列線圖模型預測OVCF 病人PVP 后同椎體再發(fā)骨折風險的校準曲線。X 軸代表預測的同椎體再發(fā)骨折風險，Y軸代表實際診斷的同椎體再發(fā)骨折，實際曲線與理論曲線越接近對角線表示預測能力越好。

2.5 列線圖模型的預測效能 列線圖模型預測OVCF病人PVP 后同椎體再發(fā)骨折風險的ROC 曲線分析結(jié)果顯示，列線圖模型的AUC 為0.860（95%CI：0.786～0.934），敏感度 0.792，特異度 0.844，詳見圖5。

圖5 列線圖模型預測OVCF 病人PVP 后同椎體再發(fā)骨折風險的ROC 曲線

3 討論

PVP 是治療OVCF 最常用的手術(shù)方式之一，其并發(fā)癥的出現(xiàn)會影響手術(shù)療效，但同椎體再發(fā)骨折并發(fā)癥的影響因素尚不清晰，因此探究其危險因素對提高手術(shù)療效至關(guān)重要。既往一些研究報道了PVP 后骨水泥椎體再發(fā)骨折的危險因素及相關(guān)影像表現(xiàn)，但對術(shù)后同一椎體再發(fā)骨折的診斷標準差異較大，且沒有構(gòu)建列線圖模型預測。本研究探討了PVP 后同椎體再發(fā)骨折的危險因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在延伸至終板的骨折線、IVC 和NPEC 以及較高的椎體高度恢復率是PVP 后同椎體再發(fā)骨折的獨立危險因素，并成功構(gòu)建了列線圖模型，為預防和減少PVP 后同椎體再發(fā)骨折提供了可靠依據(jù)。

3.1 存在延伸至終板的骨折線與同椎體再發(fā)骨折的關(guān)系 筆者先前的研究[8]表明存在NPEC 和延伸至終板的骨折線可增加同椎體再發(fā)骨折的風險。本研究進一步表明，延伸至終板的骨折線是同椎體再發(fā)骨折的獨立危險因素。首先，由于骨折的愈合不可能達到完全對位對線，當有延伸至終板的骨折存在時，對抗軸向壓力的能力減弱，故會增加再發(fā)骨折的風險；其次，術(shù)中注射骨水泥可能會造成椎體前份前移，導致軸向壓力向四周遷移，也可增加再發(fā)骨折的風險；此外，本研究顯示存在延伸至終板的骨折線的椎體前份前移距離（3.12 mm）大于不存在延伸至終板骨折線的（1.67 mm），也進一步證實了這一點。

3.2 術(shù)前存在IVC 與同椎體再發(fā)骨折的關(guān)系 Heo等[9]對患OVCF 并行PVP 的病人進行研究，結(jié)果顯示存在IVC 的病人椎體再發(fā)骨折的發(fā)生率（28.57%）高于不存在IVC 病人的（1.24%）。本研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前椎體存在IVC 病人進行PVP 后同椎體再發(fā)骨折的發(fā)生率（94.74%，18/19）高于不存在IVC 病人的（40.54%，30/74），這與 Heo 等[9]研究結(jié)果基本一致。本研究還顯示，存在IVC 是PVP 后同椎體再發(fā)骨折的獨立危險因素，其再發(fā)骨折的風險是不存在IVC病人的27 倍（OR=27.117），且比延伸至終板的骨折線（OR=3.232）、椎體高度恢復率（OR=2.943）及NPEC（OR=1.993）的都高，表明存在 IVC 在同椎體再發(fā)骨折中起主要作用。

術(shù)前椎體存在IVC 引起的改變包括病理改變和繼發(fā)改變。IVC 的病理改變?yōu)楣侨毖獕乃溃赑VP術(shù)后，椎骨骨缺血壞死會繼續(xù)進展，導致椎體進一步壓縮[10]。IVC 的繼發(fā)改變包括NPEC 和椎體高度過大的恢復率。本研究中存在IVC 的病人進行PVP后出現(xiàn) NPEC 的比例高于不存在 IVC 的病人（94.74%和78.38%），這表明IVC 會影響骨水泥的分布。筆者認為在注射骨水泥的過程中，骨水泥首先進入低壓區(qū)（IVC 區(qū)），由于骨水泥常常形成固體塊，因而更容易出現(xiàn)NPEC。Teng 等[11]研究表明存在IVC 時，椎體高度恢復更為顯著。本研究結(jié)果顯示存在IVC 的病人椎體高度恢復率高于不存在IVC 病人的（12.63%和 7.19%），這與 Teng 等[11]研究結(jié)果基本相符，表明IVC 會造成椎體高度恢復率過高。

Zhang 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與上下終板存在NPEC 的病人相比，無NPEC 的病人再發(fā)骨折的風險更低。Hou 等[13]研究發(fā)現(xiàn)骨水泥與終板之間的距離越小，再發(fā)骨折的發(fā)生率越低，與本研究中NPEC 是再發(fā)骨折的獨立危險因素的結(jié)果基本相符。當骨水泥與上下終板接觸時，能為椎體提供很好的支撐，軸向壓力能夠通過上下終板傳導；而存在NPEC 時，軸向壓力通過無骨水泥區(qū)傳導時，產(chǎn)生應力屏蔽效應，應力集中在周圍脆弱的骨質(zhì)上，易導致再發(fā)骨折。Lin 等[14]研究發(fā)現(xiàn)PVP 后椎體高度恢復過大的骨水泥椎體容易再發(fā)骨折。本研究表明椎體高度恢復率較高是再發(fā)骨折的危險因素，與Lin 等[14]研究結(jié)果一致。過多的椎體恢復可能造成椎旁軟組織的張力增加，導致術(shù)椎椎體上的機械負荷增加，從而引起再發(fā)骨折。綜上，是否存在IVC 可以影響NPEC和椎體高度恢復率。

3.3 其他影響再發(fā)骨折的因素 既往研究[15-18]表明，BMD 是術(shù)椎椎體再發(fā)骨折的危險因素。而本研究顯示BMD 不是椎體再發(fā)骨折的危險因素，與上述研究結(jié)果相駁。本研究采用術(shù)椎出現(xiàn)骨髓水腫及椎體高度丟失作為診斷標準，在盡量提高術(shù)椎再發(fā)骨折診斷標準特異性的條件下，未發(fā)現(xiàn)BMD 會增加再發(fā)骨折的風險。Villarraga 等[17]研究認為術(shù)椎椎體高度降低是骨質(zhì)疏松癥的自然發(fā)展趨勢，而骨質(zhì)疏松導致術(shù)椎椎體高度降低可能不會引起骨髓水腫。本研究與其他研究結(jié)果不一致的原因可能是使用了骨髓水腫作為再發(fā)骨折的診斷標準。

3.4 列線圖模型結(jié)果分析 本研究使用了列線圖模型預測PVP 后同椎體再發(fā)骨折的風險，列線圖模型的 AUC 為 0.860，敏感度 0.792，特異度 0.844，表明該模型有較高的臨床價值。列線圖以簡單易懂的圖形展示再發(fā)骨折危險因素的權(quán)重，從而可以更加直觀地制定OVCF 病人的臨床診治方案。

3.5 局限性及小結(jié) 本研究尚存在以下不足之處：①納入病例中再發(fā)骨折椎體數(shù)較少，可能會造成統(tǒng)計分析結(jié)果的誤差。②沒有通過CT 來評估骨水泥的分布，可能造成結(jié)果欠準確。③目前尚無術(shù)椎椎體再發(fā)骨折的金標準。總之，基于影像學征象建立的列線圖預測模型可以作為PVP 后評估同一椎體再發(fā)骨折的輔助方法，該方法有助于臨床醫(yī)生制定個體化治療方案，適當調(diào)整手術(shù)方式，從而提高手術(shù)療效。