脊柱外科杂志  2011, Vol. 9 Issue (5): 279-282   PDF    
引用本文
周非非, 赵衍斌, 孙宇. 单节段Bryan人工椎间盘置换术后异位骨化形成对置换节段活动度的影响[J]. 脊柱外科杂志 ,2011,9(5):279-282.
ZHOU Fei-fei, ZHAO Yan-bin, SUN Yu. Hetrotopic ossification influences postoperative segmental range of motion after Bryan artificial cervical disc replacement[J].Journal of Spinal Surgery ,2011,9(5):279-282.
单节段Bryan人工椎间盘置换术后异位骨化形成对置换节段活动度的影响
周非非, 赵衍斌, 孙宇     
100191 北京, 北京大学第三医院骨科
收稿日期: 2011-6-14
作者简介：周非非（1982- ），博士，主治医师
通信作者：孙宇 sunyuor@vip.sina.com
摘要：目的 探讨单节段Bryan人工椎间盘置换术后异位骨化（heterotopic ossification，HO）形成及其对置换节段活动度（range of motion，ROM）的影响。方法 回顾分析2003年12月~2009年8月期间接受单节段前路减压及Bryan人工椎间盘置换术的患者40例。患者平均随访38.8个月。应用医学影像存储与传输系统观察随访时的HO形成情况并测量手术前后置换节段ROM。利用独立样本t检验分析HO形成与否以及不同HO分级与置换节段ROM间的关系。结果 本组研究中单节段Bryan人工椎间盘置换术后HO的发生率为37.5%，对发生HO的患者采用McAfee分级：Ⅰ级2例，Ⅱ级3例，Ⅲ级8例，Ⅳ级2例。所有患者术前颈椎ROM平均为8.82°，随访时为8.52°。其中未发生HO的患者随访时ROM平均为9.77°，发生HO的患者随访时ROM平均为6.43°，差异有统计学意义（P<0.05）。Ⅰ级和Ⅱ级的HO患者随访时ROM平均为8.76°，Ⅲ级和Ⅳ级的患者为5.26°，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 Bryan人工椎间盘置换术后形成HO会导致置换节段ROM的减少，McAfee分级Ⅲ、Ⅳ级的HO患者较之Ⅰ、Ⅱ级更加明显。
关键词： 颈椎     椎间盘     人工关节     关节成形术, 置换     活动范围, 关节    
Hetrotopic ossification influences postoperative segmental range of motion after Bryan artificial cervical disc replacement
ZHOU Fei-fei, ZHAO Yan-bin, SUN Yu     
Department of Orthopaedics, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China
Abstract: Objective To evaluate the formation of heterotopic ossification (HO) after Bryan artificial cervical disc replacement and its effect on the postoperative segmental range of motion (ROM). Methods A total of 40 patients undergoing single segment anterior decompression and Bryan disc replacement from December 2003 to August 2009 were reviewed retrospectively. There were 18 males and 22 females, with a mean age of 42.6 years (ranging 20-54 years). All cases were followed up for more than 1 year (ranging 12-69 months, mean 38.8 months). The occurrence of HO was defined by the McAfee's classification, and segmental ROM was measured in picture archiving and communication system (PACS). Independent sample t-test was used to investigate whether the occurrence and grading of HO had a correlation with the segmental ROMs. Results The occurrence rate of HO after single segment replacement was 37.5% (15/40) in this study, and the classification of HO by McAfee's criteria distributed as follows: grade Ⅰ 2 cases, grade Ⅱ 3 cases, grade Ⅲ 8 cases, and grade Ⅳ 2 cases. For all the patients, the mean segmental ROM was 8.82° before operation and maintained at 8.52° at the final follow-up. The mean ROM of the patients with and without HO at the final follow-up were 6.43° and 9.77°, respectively, and the difference with statistical significance was found between them (P<0.05). The mean ROM of HO patients at McAfee grade Ⅰ and Ⅱ was 8.76°, that of those at grade Ⅲ and Ⅳ was 5.26° at the final follow-up, and the difference was statistically significant (P<0.05).Conclusion HO after single segment Bryan disc replacement reduces postoperative segmental ROM, especially for the McAfee grade Ⅲ and Ⅳ.
Key words: Cervical vertebrae     Intervertebral disk     Joint prosthesis     Arthroplasty, replacement     Range of motion, articular    

人工颈椎椎间盘置换术的核心理念是保留置换节段的运动功能，进而达到防止或减少相邻节段发生继发性退变的目的。置换节段术后形成的异位骨化(heterotopic ossification，HO)理论上无疑与非融合技术的理念相悖，但是在临床实践中对于“HO将导致置换节段活动度(range of motion,ROM)的减少”的论点却有着不同的看法，有学者发现术后出现HO的患者没有发生置换节段ROM的丢失[1]。本文通过回顾分析本院40例Bryan颈椎人工椎间盘置换术患者术后HO的发生情况和术前及末次随访时置换节段的ROM，以期阐释HO形成与否及不同分级对置换节段ROM的影响。 1 资料与方法 1.1 一般资料

研究对象为2003年12月~2009年8月在本院接受单节段Bryan颈椎人工椎间盘(Bryan disc,Sofamor Danek,USA)置换术的患者。

1.1.1 入选标准

手术适应证：造成脊髓或神经根损害的原因以椎间盘退变、突出等软性压迫为主,不伴有明显的骨性压迫,同时颈椎屈伸活动良好、无节段性不稳定，无明显骨质疏松，年龄≤55岁。手术操作由同一位主刀医师完成。手术前及随访时均在本院医学影像存储与传输系统(PACS，GE Healthcare Centricity)中保存有完整的影像学资料。 1.1.2入选患者资料

收集到符合入选标准的患者共计40例，其中男18例，女22例；年龄为20~54岁，平均42.6岁。患者置换节段为C3/C4 3例，C4/C5 6例，C5/C6 30例,C6/C7 1例；术后随访12~69个月，平均38.8个月。 1.2 椎旁HO的判断

观察术后颈椎侧位X线片，根据McAfee分级法[2]将术后椎体前缘或后缘HO分为5级：0级，无HO；Ⅰ级，HO未侵入椎间隙； Ⅱ级，HO侵入椎间隙但不影响假体ROM；Ⅲ级，HO侵入椎间隙且在屈伸运动时影响假体ROM；Ⅳ级，关节融合。 1.3 节段ROM

观察患者手术前及随访时的颈椎侧位过伸过屈位X线片，在PACS系统上采用White法[3]测量，即上一椎体后缘连线A及下一椎体后缘连线B的夹角,屈曲时为b1,过伸时为b2,相邻椎体之间总ROM为b，b=b1+b2(见图 1)。

图 1 颈椎节段ROM测量方法 Fig. 1 Measurement of cervial segmental ROM A： C4椎体后缘连线 B： C5椎体后缘连线 b1：屈曲位C4与C5椎体后缘连线夹角 b2：过伸位C4与C5椎体后缘连线夹角 b：C4/C5节段ROM

A： Line along posterior margin of C4 B: Line along posterior margin of C5 b1: Included angle of 2 lines along posterior margin of C4 and C5 in cervical flexion roentgenograph b2: Included angle of the 2 lines along with posterior margin of C4 and C5 in cervical extension roentgenograph b: C4/C5 ROM
1.4 统计方法

根据术后HO形成与否将本组病例分为发生HO组和未发生HO组，比较2组手术前及随访时的置换节段ROM。使用SPSS 15.0软件对结果进行独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。进一步将发生HO组患者根据McAfee分级不同分为Ⅰ+Ⅱ级和Ⅲ+Ⅳ级2组，同样采用SPSS 15.0软件进行独立样本t检验，比较HO的不同程度(分级)对置换节段术后ROM的影响，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果 2.1 术后HO形成情况

15例术后发生HO，发生率为37.5%。McAfee分级为：Ⅰ级2例，Ⅱ级3例，Ⅲ级8例，Ⅳ级2例。15例HO病例中，2例出现在椎间隙前方，13例在后方。典型病例影像学资料见图 2，3。

图 2 典型患者影像学资料(McAfee Ⅱ级) Fig. 2 Radiologic data of a typical patient(McAfee Ⅱ grade) a,b: 术前过屈过伸位X线片(ROM=7.5°) c: 术后16个月随访X线片示HO形成(箭头) d,e: 术后16个月随访时过屈过伸位X线片(ROM=8.0°)

a,b: Preoperative flexion and extension roentgenographs(ROM=7.5°) c: Postoperative 16 months roentgenograph shows HO (arrow) d,e: Postoperative flexion and extension roentgenographs after 16 months (ROM=8.0°)

图 3 典型患者影像学资料(McAfee Ⅳ级) Fig. 3 Radiologic data of a typical patient(McAfee Ⅳ grade) a,b: 术前过屈过伸位X线片(ROM=13.0°) c: 术后24个月随访X线片示HO形成(箭头) d,e: 术后24个月随访时过屈过伸位X线片(关节融合，ROM=2.6°)

a,b: Preoperative flexion and extension roentgenographs(ROM=13.0°) c: Postoperative 24 months roentgenograph shows HO (arrow) d,e: Postoperative flexion and extension roentgenographs after 24 months (joint fusion,ROM=2.6°)
2.2 HO形成与否对术后置换节段ROM的影响

所有患者置换节段ROM得到了较好保留，术前为8.82°±4.38°，随访时为8.52°±3.33°。发生HO组患者随访时的ROM为6.43°±3.23°，明显低于未发生HO组的9.77°±2.74°，差异有统计学意义(P＜0.05，见表 1)。

表 1 HO组与未发生HO组患者随访的置换节段ROM比较 Tab. 1 Comparison of ROMs between HO group and non-HO group at pre-operation and final follow-up
2.3 HO不同分级对置换节段ROM的影响

McAfeeⅢ+Ⅳ级组(5.26°±2.64°)明显低于McAfeeⅠ+Ⅱ级组(8.76°±3.40)，差异有统计学意义(P＜0.05，见表 2)。

表 2 不同HO分级患者随访时置换节段术后ROM的比较 Tab. 2 Comparison of ROMs between 2 different McAfee grading groups at pre-operation and final follow-up
3 讨论 3.1 术后置换节段的ROM及其影响因素

颈椎人工椎间盘置换术的基本理念是在椎间隙内放置一个假体以代替被切除的椎间盘并力求最大限度地模拟其功能，保留置换节段的生理运动功能。因此，置换节段ROM是评价人工颈椎椎间盘置换术治疗效果的一个非常重要的指标。多项人工椎间盘置换术与传统前路椎间盘切除、植骨融合术的前瞻性随机对照研究结果均显示置换术后节段ROM得到了良好地保留[4, 5]，同样的结果在离体的实验研究中也得到了证实[6, 7]。本研究中的40例患者随访结果显示置换节段ROM得到了较好地维持。

置换节段ROM的影响因素是多方面的。Kim等[8]分析了多个可能影响术后节段ROM的因素，结果显示：术前脊柱功能单位ROM和假体放置角度与置换节段ROM有显著的关联；Kang等[9]的研究则认为术前病变节段椎间隙高度与术后的节段ROM有关；赵衍斌等[10]也发现，Bryan人工椎间盘置换术后脊柱功能单位高度下降会影响置换节段ROM，建议在术中注意避免对终板的过度打磨及对假体过度的压缩。 3.2 术后HO形成对节段ROM的影响

HO形成也是影响置换节段ROM的重要因素之一。Sola等[11]的研究中16个发生HO的节段中有10个节段ROM明显减少，6个节段完全融合。Leung等[12]对Bryan人工椎间盘置换术后HO的多中心前瞻性研究结果显示，HO可明显减少置换节段ROM；Mehren等[13]则在1年后对Prodisc-C假体的随机前瞻对照研究中得到了相似的结论。本组研究结果也显示，发生HO组患者随访时置换节段ROM显著小于未发生HO组。但是，近来也有学者的研究结果与上述结论相反，认为HO对术后置换节段ROM没有明显影响。Lee等[1]对48例接受单节段人工椎间盘置换术的患者术后平均随访11个月，13例患者出现术后HO，发生率为27.1%，其中11例McAfee分级为Ⅰ级和Ⅱ级，另2例为McAfee Ⅲ级，该组患者没有出现术后节段ROM丢失的情况。McAfeeⅡ级与Ⅲ级的区别在于HO是否影响颈椎的屈伸运动，Lee等的研究中发生HO的病例多为McAfeeⅠ级和Ⅱ级，故没有导致节段ROM的减少。本组15例发生HO的病例中10例为McAfee Ⅲ级和Ⅳ级，与McAfeeⅠ级和Ⅱ级患者末次随访时的节段ROM差异明显。因此，为了使置换节段获得良好的保留，人工颈椎椎间盘置换术后应尽量减少HO的发生率，尤其是McAfee Ⅲ级和Ⅳ级HO的出现。但是McAfee分级Ⅰ级和Ⅱ级的患者是否会最终发展成为Ⅲ级和Ⅳ级，有待于长期的观察研究。 3.3 术后HO形成的预防

HO发生的机理目前尚没有得到明确的阐释，因此目前还没有一种方法能够从根本上预防或减少术后HO的形成。但是，在充分理解颈椎非融合技术理念的前提下，重视手术操作以及围手术期的诸多环节，经历一定的学习曲线[14]，还是能够降低甚至防止术后HO的发生。

首先，术前应严格掌握人工颈椎椎间盘置换术的手术指征，如颈椎ROM、稳定性以及患者年龄等。对于Bryan假体，由于其本身设计的特点，仅适用于术前颈椎退变较轻的患者，要求术前病变节段椎间隙高度较相邻正常椎间隙丢失应＜20%[14]。

其次，应重视手术操作中的一些细节。显露时应注意保护双侧颈长肌，术中不要过度牵拉，以减少局部软组织损伤和炎症反应；术中终板准备时应注意避免过度打磨，并且一定要冲洗彻底，不要残留打磨的骨屑[12]；准确选择假体尺寸,并根据术前CT和术中测量及时调整,做到假体与椎体前缘和后缘完全吻合,从而避免椎体后缘上下终板接触[15]。

再次，非甾体类抗炎药已广泛用于四肢关节置换术后HO形成的治疗，人工颈椎椎间盘置换术后HO形成考虑与置换节段局部的创伤性炎性反应有关，由此认为使用该类药物有助于预防HO的发生。Mehren等[13]选取了2个中心，对Prodisc-C假体置换术后＞1年的患者进行随访发现：常规术后使用非甾体类抗炎药的Munich中心HO发生率显著低于未规律使用该类药物的Liberec中心。目前，围手术期应用非甾体类抗炎药预防术后HO已被越来越多的脊柱外科医生所接受。

综上所述，Bryan人工颈椎椎间盘置换术后HO形成会导致置换节段ROM的减少，尤其McAfee分级中Ⅲ级、Ⅳ级较Ⅰ级、Ⅱ级对节段ROM的影响更大。应重视围手术期的诸多环节以降低术后HO的发生率，使术后节段ROM得到更好地保留。

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