钩椎关节植骨在 Zero-P 固定融合术中的应用及效果观察

刘浩 段宇辰 戎鑫 洪瑛 孟阳 王贝宇 陈华

经前路颈椎间盘切除减压植骨融合术 (anterior cervical discectomy and fusion，ACDF) 于 1958 年由Smith 等[1]和 Cloward[2]提出，是治疗颈椎间盘突出症的“金标准”。随着 ACDF 技术的发展，为了提高其术后手术节段的即刻稳定性，提高融合率，颈前路接骨板被广泛应用[3]。然而，颈前路接骨板对椎前软组织的刺激会导致软组织损伤、吞咽困难等一系列问题[4]。零切迹椎间融合器 (Zero-P 椎间融合器) 由聚醚醚酮材质的 (polyetheretherketone，PEEK) 椎间 cage 和 4 枚螺钉组成，可在提供 ACDF术后即刻稳定性的同时避免颈前路接骨板的使用，减少对颈前软组织刺激，于 2008 年被 FDA 批准上市并应用于临床。Meta 分析研究表明[5]，与使用传统颈前路接骨板＋cage 相比，在 ACDF 术中使用Zero-P 椎间融合器具有更好的临床疗效和影像学表现，并可减少对椎前软组织的刺激，降低吞咽困难等并发症的发生率。良好的植骨融合是 ACDF 成功的重要标志之一，而早期融合与术后临床疗效息息相关。经典 ACDF，术者会将填充了植骨材料的椎间融合器 (cage) 放置于手术间隙中，通过终板间骨融合以重获手术节段稳定性。植骨材料多种多样，包括人工骨、自体髂骨植骨、减压骨赘等。传统的自体髂骨移植被认为是“金标准”，但其应用伴随着一系列并发症的发生，因此促进了人工骨等的发展。据文献报道，ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器术后 1 年及以上融合率达 83.3% 以上[5]，但对于早期(3 个月和 6 个月) 人工骨终板间植骨融合率则报道较少。回顾性分析 2014 年 2 月至 2015 年 10 月，我科采用 ACDF 使用 Ze ro-P 椎间融合器并进行单侧钩椎关节植骨患者共 38 例，以探究 ACDF 使用 Zero-P椎间融合器钩椎关节植骨对融合情况的影响。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1) 症状和体征显示单节段神经根或脊髓受压并经颈椎 MRI 等影像学检查确诊；(2) 正规保守治疗至少 6 周无效或反复发作，有脊髓症状者不需要治疗满 6 周。

2.排除标准：(1) 既往有颈椎外伤史或颈椎手术史；(2) 多个节段椎间盘病变；(3) 患有脊柱结核、脊柱肿瘤等非退变性脊柱疾病。

二、一般资料

本组共 38 例，其中男 22 例，女 1 6 例；年龄 34～77 岁，平均 (50.8±14.9) 岁。手术节段位于 C3～7节段，分别为：C3～44 例，C4～57 例，C5～623 例，C6～74 例。

三、手术方式

所有手术均由同一名主刀医生完成。全麻后，患者取仰卧位，将一圆柱形软枕置于颈后以维持颈椎生理曲度，用胶带固定头部以防止术中颈部活动。用 C 型臂 X 线机行正侧位透视，确定颈椎无旋转侧偏，且颈椎前凸角度满意。采取颈前路标准右侧 Smith-Robinson 入路充分暴露手术节段，再次透视并借助金属标志物确认手术节段无误。用尖刀片切开目标椎间盘前方纤维环，用髓核钳清除髓核组织，用刮匙刮除上、下软骨终板，刮除钩椎关节软骨终板，使用 Caspar 撑开器撑开椎间隙以更好地暴露术野，清除后方残余纤维环和软骨终板以暴露后纵韧带。切开后纵韧带，用枪式钳咬除椎体后方和钩椎关节处骨赘，取出突出髓核组织，见硬脊膜膨隆良好，双侧神经根出口无压迫。用高速磨钻打磨上、下骨性终板，透视下采用 Zero-P 专用试模器确定置入椎间融合器型号，Zero-P 椎间融合器采用人工骨进行填充并置入目标椎间隙，在 Zero-P 椎间融合器的 4 个钉道中钻孔并拧入适当长度的螺钉。用吸收性明胶海绵填入一侧钩椎关节间隙后份，将术中减压得到的骨赘置入钩椎关节间隙中。再次使用C 型臂 X 线机行正侧位透视以确定 Zero-P 椎间融合器位置。创面彻底止血，生理盐水冲洗后放置引流管 1 根，逐层缝合关闭切口。要求所有的患者术后常规佩戴颈托 6 周。患者常规于术后 3、6、12 个月于门诊随访。

四、术后评估指标

记录手术时间，术中出血量，切口感染、脑脊液漏等并发症发生情况。

1.影像学评估：所有的患者在术前、术后 3 天及术后 3、6、12 个月拍摄颈椎正侧位 X 线片和颈椎 CT 三维重建以评估颈椎曲度、椎间隙高度和植骨融合情况。将颈椎椎间隙分为四个部分：两侧钩椎关节、终板间以及椎间融合器后方 (图1)。通过 CT三维重建评价术后手术节段椎间隙四个不同部位的融合率。有连续的骨小梁桥连通椎间隙即判定为融合[6]。Cobb’s 角的测量方法为：颈椎侧位 X 线片上，C2椎体的下终板和 C7椎体的下终板所成的角度。所有测量工作通过 Canvas 11.0 和 Mimics 17.0 软件完成。

2.临床疗效评估：术前、术后 3 天及术后 3、6、12 个月用日本骨科协会 (J apanese orthopaedic association，JOA) 评分、颈椎功能障碍指数 (neck disable index，NDI) 和疼痛视觉模拟评分 (visual analogue scale，VAS) 评价手术疗效。术后 1 周以及3、6、12 个月用 Bazaz 评价标准[7]对患者吞咽困难情况进行评估。

图1 钩椎关节植骨和椎间隙分区示意图 a：将颈椎椎间隙分为四个部分：两侧钩椎关节 (A，B)、终板间 (C) 以及椎间融合器后方(D)；b：在单侧钩椎关节处进行自体植骨；c：术后 1 年复查颈椎 CT 三维重建Fig.1 Visual representation of the partition of the intervertebral space and uncovertebral joint with bone graft a: The cervical intervertebral space was divided into four parts: both uncovertebral joints with or without bone graft (A, B), space between end plates (C), space behind cage (D); b:ACDF using Zero-P implant with bone graft in the uncovertebral joint; c: CT-3D examination showed fusion of the uncovertebral joint with bone graft 1 year postoperatively

五、统计学处理

采用 SPSS 19.0 软件进行统计学分析。连续型变量采用±s表示，两两比较采用配对t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

38 例皆顺利完成手术及至少 1 年随访。手术时间 (96.6±9.9) min，术中出血量 (65.1±12.4) ml。未出现伤口感染、脑脊液漏、血肿形成、气管食管瘘、声音嘶哑、神经根或脊髓损伤等并发症。术后第 3 天行颈椎正侧位 X 线摄片及颈椎 C T 三维重建，所有患者的内植物在位，位置理想。术后 1 年随访时，所有患者均未出现螺钉松动、螺钉断裂、植入物移位或下沉等情况。所有患者在术前均无吞咽困难症状，术后 1 周时，2 例出现轻度吞咽困难，在术后 3 个月，其吞咽困难症状均消失。术后各次随访时间点椎间隙高度、C2～7Cobb’s 角、JOA、VAS 及 NDI 评分与术前相比差异均有统计学意义 (P＜0.05，表1、2)。患者术后 3、6、12 个月随访融合率分别为 15.8%、63.2%、97.4%。植骨侧钩椎关节处术后 3、6、12 个月随访融合率分别为 10.5%、47.4%、86.8%，终板间人工骨植骨处术后 3、6、12 个月随访融合率分别为 2.6%、23.7%、78.9%，未植骨侧钩椎关节处术后 3、6、12 个月随访融合率分别为 2.6%、13.2%、34.2%，椎间融合器后方术后 3、6、12 个月随访融合率分别为 2.6%、10.5%、28.9% (表3)。

表1 术前、术后随访 VAS、NDI 和 JOA 评分情况 (±s，n = 38)Tab.1 VAS scores, NDI scores and JOA scores preoperatively and 3,6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

表1 术前、术后随访 VAS、NDI 和 JOA 评分情况 (±s，n = 38)Tab.1 VAS scores, NDI scores and JOA scores preoperatively and 3,6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

注：a术后 VAS、NDI 及 JOA 评分与术前比较，P＜0.05Notice: aCompared with the VAS scores, NDI scores and JOA scores preoperatively,P ＜ 0.05

随访时间 VAS NDI JOA术前 6.7±1.6 31.8±5.4 9.6±1.4术后 1 周 3.3±1.1a 18.6±3.3a 13.5±1.6a术后 3 个月 2.1±0.9a 11.9±3.0a 14.5±1.1a术后 6 个月 1.6±0.9a 8.5±3.0a 14.6±1.0a术后 12 个月 1.4±0.7a 7.7±2.6a 15.3±0.8a

表2 术前、术后随访椎间隙高度和 C2～7 Cobb’s 角 (±s，n = 38)Tab.2 Intervertebral disc height and C2-7 Cobb’s angle preoperatively and 3, 6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

表2 术前、术后随访椎间隙高度和 C2～7 Cobb’s 角 (±s，n = 38)Tab.2 Intervertebral disc height and C2-7 Cobb’s angle preoperatively and 3, 6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

注：a术后椎间隙高度和 C2～7 Cobb’s 角与术前比较，P＜0.05Notice: aCompared with the intervertebral dis c height and C2-7 Cobb’s angle preoperatively, P ＜ 0.05

随访时间 椎间隙高度 (mm) C2～7 Cobb’s 角 (°)术前 5.2±1.5 14.7±2.3术后 1 周 6.0±1.1a 17.8±2.1a术后 3 个月 5.9±1.0a 18.9±2.0a术后 6 个月 5.8±1.0a 19.6±1.7a术后 12 个月 5.8±1.0a 19.3±1.3a

表3 术前、术后随访总融合率和不同部位融合率情况 (±s，n = 38)Tab.3 Total fusion rate and fusion rate of different parts preoperatively and 3, 6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

表3 术前、术后随访总融合率和不同部位融合率情况 (±s，n = 38)Tab.3 Total fusion rate and fusion rate of different parts preoperatively and 3, 6, 12 months postoperatively (±s, n = 38)

注：椎间隙分为植骨侧钩椎关节、未植骨侧钩椎关节、终板间区域和椎间融合器后方，如图1a 所示Notice: The cervical intervertebral s pace was divided into four parts: both uncovertebral joints with or without bone graft, space between endplates, space behind cage, as shown in Fig 1a

总融合率(%)术后 3 个月 10.5 2.6 2.6 2.6 15.8术后 6 个月 47.4 13.2 23.7 10.5 63.2术后 12 个月 86.8 34.2 78.9 28.9 97.4随访时间 植骨侧钩椎关节 (%)未植骨侧钩椎关节 (%)终板间(%)椎间融合器后方 (%)

讨 论

当保守治疗效果不佳时，ACDF 因其临床效果优良而被广泛应用于临床，并得到了大部分脊柱外科医生的认可，是治疗颈椎间盘突出症的经典方法[8]。

在 Zero-P 椎间融合器问世之前，颈前路接骨板＋cage 是 ACDF 的经典手术方式，其具有减少假体脱位、提高融合率、降低假体下沉发生率、提供即刻稳定性以及改善颈椎曲度等优点[9-10]。但颈前路接骨板存在一定的厚度，对颈前软组织造成一定的刺激，可导致食管气管瘘、吞咽困难等并发症的发生。既往研究表明，颈前路接骨板的厚度与吞咽困难的发生率呈正相关，接骨板越厚，吞咽困难的发生率就越高[11]。尽管随着技术的发展，接骨板的设计越来越轻薄，但由于其面积较大，术后吞咽困难仍难以避免。研究表明其早期吞咽困难的发生率为 1%～70%，3 个月后仍有 3.0%～35.1% 的患者症状缓解不佳[7,11-15]。

Zero-P 椎间融合器的问世大大降低了吞咽困难的发生率，其设计的初衷是通过移除颈前路接骨板减少对食管的刺激，从而降低吞咽困难的发生率。本研究显示，有 5.3% 的患者出现了早期的吞咽困难，该症状在其 3 个月随访时均得到缓解。既往研究亦支持这一观点，发现 ACDF 使用 Ze ro-P 椎间融合器组其吞咽困难发生率均低于颈前接骨板＋cage组[16]。笔者团队前期 Meta 分析结果表明，ACDF使用 Zero-P 固定融合器短期和长期吞咽困难发生率均显著低于使用颈前接骨板联合椎间融合器[5]。Zero-P 固定融合术可以显著降低吞咽困难发生率，明显改善患者术后的生活质量。

颈椎间盘突出症手术的目的是切除突出的椎间盘，解除其对脊髓或神经根的压迫，从而缓解临床症状。彭爱明等[17]纳入了 ACDF 使用 Zero-P椎间融合器和颈前接骨板联合椎间融合器患者各55 例，两组术后 12 个月 JOA 和 NDI 评分相比，结果相似，差异无统计学意义。沈红雷等[18]行随机对照试验对 Zero-P 椎间融合器的临床疗效进行研究，并进行了 3 年随访，颈前接骨板联合椎间融合器组和 Zero-P 椎间融合器组各有患者 47 例，两组术后 3 年随访时 J OA 评分分别为 15.54±1.06 和15.62±1.10 (P＞0.05)。Nemoto 等[19]表明 Zero-P 椎间融合器组和颈前接骨板联合椎间融合器上臂和颈部 VAS 评分结果相似，差异无统计学意义，并且均较术前明显改善，且随每一次随访逐渐改善，同时两组间 Odom 评分亦无统计学差异。Qi 等[20]对比ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器和人工颈椎间盘置换术 (artificial cervical disc replacement，ACDR)，结果表明两组 JOA 和 NDI 评分无统计学差异。此外，还有多项研究均表明 ACDF 使用 Ze ro-P 椎间融合器术后患者的临床症状改善与传统颈前路接骨板＋cage相当[21-23]。本研究结果显示，Zero-P 椎间固定融合术后各个随访时间点 VAS、JOA 及 NDI 评分均较术前明显改善，且各随访时间点之间均有统计学差异，临床症状具有逐步改善的趋势，这可能与减压后神经功能恢复较缓慢有关，同时，也与随访期间口服药物配合颈部肌肉功能锻炼有关。以上研究结果表明，ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器是一种安全有效的治疗颈椎病的手术方式。

本研究结果表明，随着随访时间的延长，椎间隙高度稍有丢失，后逐渐趋于稳定，术后 3、6 及12 个月随访与术后 1 周相比无明显差异，而颈椎曲度则随着随访时间的延长逐渐改善，其可能原因为，患者术后临床症状逐渐缓解，颈部功能逐渐恢复，术后 3 个月开始，患者在笔者团队医生的指导下进行颈部肌肉功能锻炼，逐渐改善由于长期佩戴颈托导致的颈肩部僵硬疼痛等症状，帮助颈椎曲度的进一步恢复。笔者团队前期 Meta 分析结果表明，单节段和双节段手术中 Zero-P 椎间融合器组颈椎前凸维持与颈前接骨板＋cage 相比差异无统计学意义，三节段手术中，Zero-P 椎间融合器组颈椎前凸维持则明显弱于颈前接骨板＋cage (P＜0.05)[5]。本研究结果提示，ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器在单节段颈椎退变性疾病的患者中应用，可以有效地恢复并维持颈前凸角度。

既往研究显示，Zero-P 固定融合术后 1 年及以上融合率为 83.3%～100.0%[23-24]。有研究表明，3 个月随访时融合率为 83.3%，但其中 cage 填入的是减压骨赘和人工骨的混合物[23]。随着 Zero-P 椎间融合器的应用，已有较多文献对 Zero-P 椎间融合器中植入自体髂骨、减压骨赘或减压骨赘混合磷酸三钙的融合情况进行研究，但对单纯植入 β-磷酸三钙人工骨的融合情况研究较少，尤其是对早期融合情况的影响尚不清楚。Vanek 等[25]研究发现 ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器终板间人工骨植骨术后 2 年融合率为 93.2%，而对于术后 3 个月、6 个月的融合率尚未见报道。Li 等[26]对 ACDF 使用 Zero-P 椎间融合器和颈前接骨板＋cage 使用 β-磷酸三钙人工骨的患者进行研究，发现其实现融合的时间为 (7.78±0.17) 个月和 (7.97±0.17) 个月，该研究选择的判定融合的标准为动力位 X 线片活动度 ≤ 4°，同时移植骨和骨面间透亮影少于 50%，判定标准较为宽松。笔者团队前期研究发现，进行传统终板间人工骨植骨的患者，早期融合率较低，常在术后 12 个月随访时才实现融合，分析其原因可能是：首先，人工骨成骨能力差，与上下终板接触面积小，cage 存在应力遮挡；其次，从解剖结构上来看，终板间植骨的爬行距离较长，导致植骨融合时间延长；此外，下颈椎椎体的血供主要来自于滋养动脉，其在椎体的上、下缘为终末血管，血供相对不足。因此，于终板间行植骨融合，易造成植骨融合速度减慢或质量下降，而钩椎关节上下关节面之间距离较近，爬行距离较短，且其周围存在较多的软组织，血运丰富，是 ACDF 植骨融合的理想部位。本研究纳入患者除了终板间人工骨植骨外，还采用了减压骨赘进行钩椎关节植骨，植骨侧钩椎关节早期融合率高于终板间植骨融合率，有效提高了植骨融合的效率和质量。Liu 等[27]的研究结果表明，自体髂骨植骨和减压骨赘植骨两组间末次随访融合率无统计学差异。减压骨赘植骨可避免自体髂骨植骨伴随的髂嵴骨折、血肿、疼痛、感染等并发症[28-29]，因此，其可良好的替代自体髂骨植骨用于 ACDF。本研究采用自身对照研究的方法，发现植骨侧钩椎关节融合率显著高于终板间区域，但钩椎关节植骨使用的是自体减压骨，融合器内使用的则是人工骨，植骨材料存在差异，人工骨虽然具有生物相容性和可吸收性良好等优点，但与自体骨相比，人工骨成骨能力较差，在接下来的研究中，笔者团队下一步将在钩椎关节和融合器内均采用自体减压骨，进一步对钩椎关节植骨的作用进行研究。

同时，为保证植骨颗粒不移位，确保患者的安全，在钩椎关节植骨前，钩椎关节处用吸收性明胶海绵填入后份，防止植骨颗粒进入椎管压迫脊髓；缝合两侧颈长肌筋膜，行程前方阻挡；术后颈托制动，避免早期活动可能造不稳，导致植骨颗粒移位。目前为止，所有患者均未出现植骨颗粒移位并压迫脊髓或神经根的情况，但远期是否会有新的增生压迫脊髓或神经根的情况发生尚不可知，将继续跟踪随访。

综上所述，Zero-P 椎间植骨融合术中进行钩椎关节植骨可有效提高融合率，是一种安全有效的手术方式。但本研究为自身对照研究，且终板间植骨采用的是人工骨，而钩椎关节植骨采用的是减压骨赘，同时病例数有限，其临床疗效有待大样本量研究进一步观察明确。