后路腰椎椎间融合术（PLIF）是治疗腰椎退行性疾病的主要术式，在稳定脊柱、矫正畸形、促进融合等方面发挥着重要作用^[1]。然而，内固定器械的置入可造成脊柱正常生物力学的改变，引起固定节段近端交界区应力集中及代偿性活动度增加，导致近端交界区椎间盘退行性变加速、椎体滑移及螺钉松动、脱出等^[2]。骨质疏松主要表现为骨量减少和骨组织微结构破坏，导致骨骼的力学性能显著下降。对于同时合并骨质疏松的腰椎退行性疾病患者，PLIF术后其椎体难以抵抗脊柱活动的集中负荷，情况严重者可能导致术后近端交界区椎体骨折（PJVF）的发生^[3]。已有研究^[4]表明，骨质疏松或低骨密度（BMD）是PJVF发生的主要危险因素，但这些研究对BMD的评估大多是通过双能X线吸收测定法（DXA），可能因为腰椎退行性变对结果的准确性产生影响。已有研究^[5]证明，CT可选择性测量松质骨区域的HU值，用于评价BMD，具有良好的准确性。然而，将HU值应用于PLIF术后PJVF的预测的研究较少。基于此，本研究分析HU值与PLIF术后PJVF的相关性，旨在为术后PJVF的发生提供预测依据，现报告如下。

纳入标准：①年龄 > 55岁；②病变节段为L₁ ~ S₁的腰椎退行性疾病，首次接受PLIF治疗；③手术前后影像学及临床资料完整；④随访时间 > 2年。排除标准：①脊柱结核或肿瘤史；②手术后因暴力外伤导致的椎体骨折；③既往脊柱骨折史；④存在自身免疫系统疾病或其他严重基础疾病无法配合手术及随访。根据上述标准，纳入2013年1月—2015年12月采用PLIF治疗的241例腰椎退行性疾病患者资料，其中男111例、女130例，年龄为（66.2±3.9）岁，根据是否发生PJVF分成PJVF组（n=23）和non-PJVF组（n=218）。既往研究^[6]提示，长节段脊柱矫形术后近端交界区发生的骨折多为上端固定椎（UIV）或UIV+1的骨折，本研究扩大选择范围，把PJVF定义为UIV ~ UIV+2的骨折。PJVF组骨折节段分布：T₁₂ 6例，L₁ 7例，L₂ 6例，L₃ 3例，L₄ 1例；骨折类型：UIV 6例，UIV+1 12例，UIV+2 5例。本研究经本院伦理委员会审核备案。

所有患者均进行术前腰椎CT检查，所有图像均从影像数据管理系统（PACS）中获取，在椎体横断面影像上避开皮质骨和后静脉丛选择感兴趣区域（ROI）^[5]，ROI中的平均HU值由PACS自动测量（图 1），由2名经验丰富的脊柱外科医师独立测量L₁的HU值并取平均值。本研究组采用L₁的平均HU值来评价腰椎的整体BMD。

图 1

Fig. 1

图 1 CT结合PACS系统测量腰椎HU值 Fig. 1 HU value of lumbar spine measured by CT combined with PACS

通过电子病历系统收集患者以下相关资料：年龄、性别、体质量指数（BMI）、糖尿病史、高血压病史、美国麻醉师协会（ASA）分级、校正钙磷乘积、固定节段数、是否固定至S₁。校正钙磷乘积（mg²/dL²）^[7]=[4×校正血钙（mg/dL）]×[3.1×血磷（mg/dL）]。随访时间为术后1、3、6和12个月，此后每隔1年进行随访，每次随访均复查腰椎X线片，必要时行腰椎CT或MRI检查，以评估是否发生PJVF并记录骨折节段和类型。

采用SPSS 27.0软件对数据进行统计分析。符合正态分布的计量资料以x±s表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以例数和百分数（%）表示，组间比较采用χ²检验；以P < 0.05为差异有统计学意义。差异有统计学意义的因素进一步纳入logistic回归分析，通过比值比（OR）和95%置信区间（CI）绘制受试者工作特征（ROC）曲线，通过计算ROC曲线下面积（AUC）明确L₁平均HU值对PJVF的预测能力。

2组在年龄、性别、校正钙磷乘积、固定节段数、L₁平均HU值5个方面差异有统计学意义（P < 0.05，表 1）。将差异有统计学意义的指标作为潜在危险因素纳入logistic回归分析，结果显示，年龄、校正钙磷乘积、固定节段数、L₁平均HU值是PLIF术后发生PJVF的独立危险因素（表 2）。

表 1(Tab. 1)

表 1 2组患者统计数据 Tab. 1 Statistical data of 2 groups of patients 组别 Group n 年龄/岁 Age/year 性别 Gender BMI/（kg·m-2） 糖尿病 Diabetes 高血压 Hypertension 男 Male 女 Female PJVF 23 70.8±8.4* 6（26.09%）* 17（73.91%）* 22.0±1.1 5（21.74%） 6（26.09%） non-PJVF 218 65.7±3.8 105（48.17%） 113（51.83%） 22.1±2.2 43（19.72%） 60（27.52%） 组别 Group ASA分级 ASA classification 校正钙磷乘积/（mg2·dL-2） Corrected calcium-phosphorus product/（mg2·dL-2） 固定节段数 Number of fixed segments 固定至S1 Fixed to S1 L1平均HU值 Average HU value of L1 是 Yes 否 No PJVF 1.7±0.5 29.57±2.94* 2.8±0.7* 10（43.48%） 13（56.52%） 103.3±8.5* non-PJVF 1.6±0.6 32.30±2.61 2.2±0.8 69（31.65%） 149（68.35%） 117.1±8.3 注：* 与n-PJVF组相比，P < 0.05。 Note：* P < 0.05，compared with non-PJVF group.

表 1 2组患者统计数据 Tab. 1 Statistical data of 2 groups of patients

表 2(Tab. 2)

表 2 PJVF危险因素的logistic回归分析 Tab. 2 Logistic regression analysis of risk factors for PJVF 变量 Variable OR 95% CI P 下限 Lower limit 上限 Upper limit 年龄 Age 1.773 1.313 2.394 < 0.001 性别 Gender 1.571 0.266 9.281 0.618 校正钙磷乘积 Corrected calcium-phosphorus product 0.456 0.270 0.771 0.003 固定节段数 Number of fixed segments 15.669 2.698 90.995 0.002 L1平均HU值 Average HU value of L1 0.699 0.577 0.847 < 0.001

表 2 PJVF危险因素的logistic回归分析 Tab. 2 Logistic regression analysis of risk factors for PJVF

通过绘制ROC曲线并计算AUC，得出L₁平均HU值预测PJVF的效果良好，AUC为0.871（图 2）。根据约登指数，最佳临界值为109.3，具有高灵敏度（83%）和高特异度（80%）。

图 2

Fig. 2

图 2 L1平均HU值预测PJVF的ROC曲线 Fig. 2 ROC curve of L1 average HU value predicting PJVF

骨质疏松与腰椎融合术后的各种并发症密切相关。Wagner等^[8]的报道提示，接受腰椎融合手术治疗的患者约50%处于低骨量状态，近20%的患者符合骨质疏松症的诊断标准。骨质疏松增加了脊柱术后不良结局的发生率，包括椎间融合器下沉、椎间融合不良、相邻节段退行性变、螺钉松动脱出等^[9]。既往研究^[10]表明，椎间融合术至少固定了2个椎体，固定节段的刚度和强度增加，同时也造成固定节段近端交界区的应力集中及代偿性活动度增加，而骨质疏松椎体内部骨小梁相对稀疏，椎体难以抵抗脊柱活动的集中负荷，术后继发PJVF的风险增加。目前，DXA仍是BMD测量的金标准，然而，基于DXA的BMD评估准确性受到腰椎退行性改变、脊柱畸形、椎体压缩性骨折等的影响^[11]，且DXA不能明确区分骨皮质和骨小梁^[12]，这些原因均可能导致最终测量数据不准确。与DXA不同，基于CT的HU值测量通过将ROI放置在椎体的松质骨区域，使得HU值受腰椎退行性改变的影响较小^[11]。有研究^[5]显示，基于CT的HU值测量对于骨质疏松症诊断的一致性和可重复性良好，并与T值有很强的相关性，选择HU值进行BMD评估可能更有助于得到因脊柱退行性疾病行腰椎融合术患者的真实BMD。此外，行腰椎手术的患者几乎均需接受术前腰椎CT扫描，HU值的测量可提供更多的BMD信息，同时无须增加额外费用或辐射暴露。因此，基于CT测量的HU值在理论上是腰椎手术后BMD相关并发症的有效预测指标。

本研究纳入的241例患者中有23例（9.54%）发生了PJVF，与既往研究^[13-15]报道的PJVF发生率（3.86% ~ 25.00%）相似。与单纯骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF）类似，PJVF同样好发于胸腰段，本研究中PJVF发生在胸腰段的比例为56.52%。此外，本研究结果还显示，PJVF的发生与初次手术固定节段的数量和UIV所在节段密切相关，且多发生在UIV+1（12/23，52.17%）节段。考虑可能原因：①手术固定节段越多，所形成的力学杠杆的力臂越长，对邻近节段的作用力越大^[3]，而UIV+1是离内固定节段最近的椎体，受到足够且直接的应力集中作用。②腰椎退行性疾病好发于L_4~5，因此，相对来说UIV+1更接近胸腰段，而胸腰段是胸、腰椎生理曲度的交汇处，也是由较大活动范围的腰段向较小活动范围的胸段的过渡区，当下方的腰椎固定融合后，强大的应力集中作用导致这一特殊区域骨折的风险增加。这种临床现象为PJVF的诊疗及预防提供了重要的参考价值。近年来，对近端交界处的椎体进行骨水泥强化以防止PJVF的发生已逐渐得到普遍认可^[16]。本研究的结论对强化的节段给出了进一步建议，对于术后发生PJVF风险较高的患者，进行预防性的椎体强化可能是一种值得采纳的方法。

本研究结果显示，高龄、骨质疏松和多节段固定是PJVF的危险因素，与既往研究^{[15, 17-18]}结果一致。尽管2组在性别比例上存在显著差异，但根据logistic回归分析结果，女性并不是PJVF的独立危险因素，可能原因为女性患者绝经后BMD下降较男性更快^[19]，BMD才是PJVF的独立危险因素。在既往关于校正钙磷乘积预测OVCF的研究^[7]基础上，本研究进一步证实了校正钙磷乘积与PJVF的发生密切相关，为预测PJVF的发生提供了一种新思路。既往有研究^[20]表明，固定至S₁是发生PJVF的危险因素，但本研究并未发现2组在是否融合至S₁方面有显著差异。不可忽视的是，内固定导致的应力集中不仅可以使相邻节段的应力和活动度增加，还会导致邻近椎体BMD的下降^[21]，形成一种恶性循环，术前合并骨质疏松则进一步放大了这一效果，这可能是腰椎术后PJVF发生的机制之一。尽管先前研究^{[13-14, 19, 22]}已表明，较低的BMD是腰椎融合术后PJVF的危险因素，但这些研究大多缺乏包括其他常见危险因素的logistics回归分析以及进一步的ROC曲线验证。本研究结果表明，患者平均HU值越低，PLIF术后发生PJVF的概率越高，L₁平均HU值可独立预测PJVF的发生。PJVF的其他危险因素包括高龄、更多的固定节段数和更低的校正钙磷乘积。对于术前椎体HU值较低的患者，临床医师应加强术前、术后宣教，进行积极、合理、有效的抗骨质疏松治疗，以避免或减少术后PJVF等并发症的发生。

本研究的局限性：①测量HU值的ROI是手动选择的，结果的可重复性可能受到影响。②为回顾性研究，且只分析了部分常见的PLIF术后发生PJVF的危险因素，未来需要更多的前瞻性研究来检验腰椎平均HU值与PJVF之间的相关性。