椎间融合术后脊柱椎间融合状态评价方法的研究进展

椎间交融术后脊柱椎间交融状态评价方法的研究进展〔〕:

摘要：椎间交融术是治疗脊柱疾病的常用方法，旨在使交融节段到达骨性交融，重建脊柱稳定性。准确判断交融状态不仅可对各种椎间交融器、植骨替代物和交融技术进展比拟和评价，而且对椎间交融术后仍有病症而需要外科干预的患者更为迫切。椎间交融术后脊柱椎间交融状态的评价方法有很多种，包含开放式手术探查、X线检查、CT检查、MRI检查、同位素骨扫描等。然而，每种检查手段都有各自独特的方法、特点，从而导致了它们在特异性、敏感性等方面存在很多不同。开放式手术探查是评估交融状态的金标准，但宏大的有创性使其不能普遍推广。X线平片检查是最根本的评价方法，但评价交融的准确性有限。相较于X线平片，CT检查的评价结果更加可靠，然而CT费用较高，患者承受放射线剂量大。MRI检查、骨扫描等其他影像学检查无法准确、直接的对交融进展评价。因此，综合判断病症、体征和各种影像资料是更为合理的交融评价策略。

关键词：脊柱植入物；椎间交融；颈椎交融；腰椎交融；评价方法

本文引用格式：简杰坤,胡斌,毛亚婷,等.椎间交融术后脊柱椎间交融状态评价方法的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2022,19(76):113-115.

ProgressinTheEvaluationofSpinalFusionStatusafterIntervertebralFusion

JIANJie-kun,HUBin,MAOYa-ting,ZOUGuo-yao*

〔GuilinMedicalUniversity,GuilinGuangxi)

ABSTRACT:Intervertebralfusionisamonmethodforthetreatmentofspinaldiseases.Itaimstoachieveosseousfusionofthefusedsegmentsandrestorethestabilityofthespine.Accuratefusionstatuscannotonlypareandevaluatevariousintervertebralfusiondevices,bonegraftsubstitutesandfusiontechnologies,butalsobemoreurgentforpatientswhostillhavesymptomsafterintervertebralfusionandneedsurgicalintervention.Therearemanymethodstoevaluatethestatusofspinalintervertebralfusionafterintervertebralfusion,includingopensurgicalexploration,X-rayexamination,CTexamination,MRIexamination,isotopebonescan,etc.However,eachexaminationmethodhasitsownuniquemethodsandcharacteristics,leadingtomanydifferencesinspecificity,sensitivityandotheraspects.Opensurgicalexplorationisthegoldstandardforassessingfusionstatus,butitistooinvasivetobewidelyused.X-rayplainexaminationisthemostbasicevaluationmethod,buttheaccuracyofevaluationfusionislimited.paredwithX-rayplainfilms,theevaluationresultsofCTexaminationaremorereliable,butCTisexpensiveandpatientsreceivelargedoseofradiation.MRI,bonescanandotherimagingexaminationscannotaccuratelyanddirectlyevaluatethefusion.Therefore,prehensivejudgmentofsymptoms,signsandvariousimagingdataisamorereasonablefusionevaluationstrategy.

KEYWORDS:Spinalimplant;Intervertebralfusion;Cervicalspinefusion;Lumbarfusion;Evaluationmethod

0引言

在治疗椎体疾患上，越来越多脊柱外科医生选择椎间交融技术为患者减轻病痛。与以前的后外侧交融技术相比，椎间交融因为有着更多的终板与植骨界面和更为丰富的血液供给植入物，所以可进步交融率；因此，准确评估椎间是否交融、交融程度等，不仅可以对不同脊柱交融手术方式和各种椎间交融器进展评价和比拟，还有利于判断患者病情转归并指导后续治疗【1】。现就对椎间交融术后脊柱椎间交融状态评价方法的研究进展作一综述。

1开放式手术探查

开放式手术探查因为是唯一可以直接检查交融的方法，所以被认为是评估椎间交融的金标准。假设椎间有连续的骨桥从一个椎体连至另一个椎体，可以判断为交融；假设出现交融界面或者交融器内、植骨间、植骨内有活动及间隙，那么说明有假关节形成；而且，开放式手术探查对其他无创影像学评价的准确性和预测性有参考价值;然而，手术探查的有创性使其在椎间交融评价上不能普遍推广;因此，开放式手术探查虽然是理想的评价椎间交融的方法，但是目前在临床应用上很有限【2】。

2X线检查

2.1静态X线平片检查

由于侧位及前后位X线平片的本钱和放射剂量较低，所以是评估脊柱交融术后的交融情况的一种常规方法。很多学者认为交融成功的标准为交融器前、后、侧方或交融器之间有连续性骨桥连接上下软骨终板，同时软骨终板和移植骨或交融器之间不存在空隙、交融界面不出现移植骨周围硬化、移植骨下沉等情况。

虽然静态X线平片检查是一种重要的评价脊柱椎间交融的方法，但是仍然有一定的局限性。Brodsky【3】等人对214例腰椎交融术患者进展回忆性研究，发现术前平片与手术探查的相关性为64%。平片对预测实体交融有89%的敏感性和60%的特异性。

静态X线片显示交融有76%的阳性预测值(PPV)。预测假关节的阴性预测值(NPV)为78%。另外，Blumenthal等人【4】对49例承受体间交融术治疗的患者进展研究，比拟了正位和侧位X线平片与手术探查时交融的情况，结果显示69%的X线诊断与手术结果一致。因此静态X线平片在评估腰椎交融方面的准确性和有效性很有限。另外，内固定器械和椎间交融器也可阻碍观察。这些均说明，静态正位和侧位X线片并不能作为退行性疾病腰椎交融手术后交融成功与否的独立根据。

2.2屈伸动力位X线片检查

1948年，Cleveland等人【5】提倡使用屈伸X线片而不是静态X线片来判断腰椎交融手术后的假关节。其他作者也提出侧位腰椎屈伸x线片在腰椎交融状态评估中具有实用价值。Burkus等人【6】认为既可通过测量成角角度，也可以通过测量棘突间距来评价是否交融，成角角度测量方法有Hurter法、Simmon法和Cobb法，3种测量方法之间各不一样，这就使得研究结果繁多，互相之间缺乏相应的可比性。

OshinaM等学者【7】研究报道，最常见的交融标准是，主观上，在终板之间桥接骨小梁并且在移植物和终板之间没有射线可透过的间隙，客观上，建议在伸展和屈曲的棘突之间使用

2.3RSA检查

伦琴立体摄影分析(RSA)是一种实用技术。首先，在手术时使用不透明的0.8毫米钽标记植入每个椎体的植入物，然后使用两根40°角的x线管检查患者。患者在不同的位置(如仰卧位和直立位)进展影像学检查，以检测运动。ParkSoo-An等人[9]对16名承受多级颈椎前路椎间盘切除交融术〔ACDF〕的患者进展研究。在术中，将3至5个钽珠插入每个椎体中。在1年随访期间内，用RSA测量手术节段的矢状运动范围〔ROM〕。结果显示，假关节组显示出比交融组明显更大的运动〔P=0.005〕;在3点分级方法和矢状ROM之间存在显着相关性〔Pearson系数，r=0.561，P=0.001〕。因此，证明了RSA在评估ACDF后节段性运动中有价值，并证明了有假关节证据的节段与有交融证据的节段之间存在显著差异。RSA是一种可以协助评估交融的定量技术。HumadiA等人[10]在9只绵羊中进展3个不相邻的ALIF〔L1-L2，L3-L4和L5-L6〕。将绵羊分为三组，每组三只绵羊。在最后一次进展RSA检查后立即人道地杀死所有动物。取出腰椎并进展体外精细切割CT和组织病理学检查。结果显示，与CT检查相比，RSA具有更高的敏感性和特异性。此外，与精细切割CT相比，RSA具有更低辐射暴露的优点。RSA的精度和精度优于其他评价技术。然而，这种技术也有一些缺点，RSA是一种侵入性技术，需要经皮手术来植入标记物。这是一个劳动密集型的过程，需要受过训练的人员具有特定的知识来处理数据和解释结果，并且它是相对耗时和昂贵的；是通过测定交融节段活动度间接判断交融状态，判断评估方法较复杂，故其临床广泛应用受到一定限制[11]。

3CT检查

计算机断层扫描技术自20世纪70年代出现以来，已逐渐成为评价椎间交融的重要手段。CarreonLY等人[12]报道了一项回忆性研究，93例PLF患者在开放手术前进展了CT成像检查。在每个程度上，评分者评估左右后外侧沟和左右侧面是否存在交融。当双侧交融在CT上显示时，手术中交融的可能性比不愈合高8.31倍。在单侧PLF发现时，交融的可能性是不愈合的5.37倍。然而，单侧关节突交融的影像学评估不能预测手术时的交融(0.55似然比)。在预测骨不连方面，双侧关节突交融缺失比双侧PLF缺失(2.90似然比)更能预测假关节(5.19似然比)。该研究证明CT成像在评估PLF术后交融状态方面有应用价值。

近年来，薄层螺旋CT扫描已成为评估交融较可靠的方法。SantosERG等人[13]对使用碳纤维笼和自体骨的前腰椎椎间交融术后5年的32名患者〔49个程度〕进展静态X射线平片检查，屈伸X线片和螺旋CT扫描。放射科医师使用Hutter方法评估交融以检测运动，而脊柱外科医生使用Simmons方法测量以度为单位的运动。结果显示在使用碳纤维笼进展椎体间交融的放射学评估中，使用平片和屈伸X射线照片产生的交融率远高于薄切片螺旋计算机断层扫描评估。薄切片螺旋计算机断层扫描研究清楚地证明了存在或不存在桥接骨，这是静态X射线平片检查或屈曲和伸展X线光片无法看到的特性。OuchidaJ等学者[14]通过对功能性X线检查和术后6个月和12个月的功能性CT扫描，评估59例颈椎前路交融患者的交融状况和临床病症。结果显示CT图像上检测到的交融率显着低于在每个时期的X射线检查的交融率。术后6个月，CT不完全愈合的患者比CT完全愈合的患者更容易出现颈部疼痛。〔46.2VS13.3％，P<0.05〕因此，CT可以比X线检查更清楚地检测不愈合。CT可以准确检测颈椎前路交融后的病症性骨不连。GOTFRYDAO等[15]的研究也说明在评价脊柱椎间交融方面，相对于X线平片，CT检查有明显的优越性。CT检查对骨组织具有良好的分辨率，可以清楚地显示出椎间交融骨性构造的变化，以及是否有桥接骨小梁形成。

近些年来，随着高分辨力、冠状及矢状面重建CT的开展，研究者们采用多种指标和方法来评价椎间交融[16]。Lee等人[17]研究建议采用交融器内交融率、交融器与骨接触面积比值及交融器外移植骨交融率等指标来评价交融状态。尽管相较于X线平片而言，CT检查的评价结果更加可靠。但是CT检查有费用较高，患者承受放射线剂量大等缺点。综上所述，CT检查是评估椎间交融的较好的无创性检查方法。

4MRI检查

近些年来，人们逐渐应用MRI检查来评价椎间交融情况。MRI检查对软组织具有良好分辨率，可以清楚地显示肌肉、肌腱、筋膜等软组织构造，具有多方位任意切层的优势，而且没有放射线的危害。Kroner等学者[18]研究报道，认为椎间隙与两边终板相连并有通过交融器的连续性骨桥是交融有力证据，并清楚地用MRI检查观察到了交融器内外的骨桥。另外，MRI检查还能发现部分椎管是否有狭窄，以及椎间盘是否有突出等情况，这有助于诊断腰椎术后综合征的直接原因。ImagamaS等学者[19]在对52名患者的研究中，发现与X线平片相比，MRI更频繁地检测到腰椎椎体间交融椎弓根螺钉内固定术后5年的小关节及邻近节段的退变。另外，KanayamaM等学者[20]对1445例腰椎后路交融术后患者的研究说明，MRI图像可用于评估交融术后椎骨和椎间脓肿的存在与否。

TohtzSW等学者[21]对338例椎弓根螺钉的椎弓根内位置进展分析。两名放射科医生和两名脊柱外科医生对MRI和CT数据进展了双盲评价。CT分析的准确性是根据观察者之间100%的一致性来计算的。结果显示CT数据的观察者间准确率为89.8%，平均准确率为89.8%MRI数据为86.7%。CT和磁共振评估在一名观察人员中存在显著差异(k50.293)。在所有其他观察者中，结果与k50.328到k50.702之间的kappa值一致。此研究结果说明，人工减影MRI与CT成像在评价脊柱钛棒-螺钉系统的术后效果相当。人工减影MRI可以实现植入体伪影的最小化，从而实现了信号读出的最大梯度幅度。因此，由于MRI在软组织分析方面的优势，因此认为人工减影MRI可以作为CT的替代工具。另外，KaniKK等学者[22]的研究报道在金属植入物存在的情况下应用金属诱导的伪影减少技术，在交融节段上可以看到骨桥。KitchenD等学者[23]对2022年至2022年期间的14名患者使用两种成像方式在冠状和矢状平面中分析交融，结果显示在冠状面〔Kappa;=0.58〕和矢状面〔Kappa;=0.50〕的椎间交融器内的MRI具有最高的观察者一致性。在冠状位〔Kappa;=0.48〕和矢状位〔Kappa;=0.44〕平面内，以及在冠状位〔Kappa;=0.50〕和矢状平面〔Kappa;=0.44〕的笼内，CT显示中度一致。与剩余角度和成像形式相比，使用MRI扫描对椎体间椎间交融器的置信度降低。所以，MRI可能相当于CT在腰椎交融方面的评估。由于较少的辐射计量，以及进一步评估神经元件的才能，在该患者组中，MRI可以被认为是一种替代的成像方式。在腰椎交融常规检查之前，可以进展MRI评估腰椎交融术方面的检查。OBRADOVM等[24]对十八例患者进展单级椎间交融，术前和术后24个月测量ROM和退行性变、椎管狭窄和颈椎曲度。结果显示使用运动MRI，节段运动的颈椎节段的测量精度小于3度。颈椎交融不影响相邻节段的ROM。此外，在术后24个月，接近交融程度的ASP病例数量较多。因此，使用运动MRI，可以准确测量脊柱交融后的ROM。运动MRI不仅可以用于临床理论，也可以用于术后个体患者，也可用于研究干预及其对颈椎术后生物力学的影响。然而，MRI应用时间比拟短，在评价交融方面的有待进一步研究。

5同位素骨扫描检查

从19世纪70年代末期开始，放射性同位素骨扫描逐渐应用于交融术后仍有腰背疼痛的患者，曾因为有极高的假阳性率和假阴性率而一度被放弃使用。随着单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的出现，人们开始重新重视放射性同位素骨扫描检查。近年来，一些学者尝试将正电子发射断层扫描显像(PET)／CT应用于评价椎间植骨交融。HudyanaH等人[25]回忆性分析了48例经历腰椎关节交融术的患者〔中位年龄49岁，范围21-81岁;17名男性〕，将SPECT/CT结果与手术探查结果进展比拟；结果说明，骨质SPECT/CT骨是一种高度敏感和特异性的工具，可用于排除腰椎关节交融术后出现复发性腰痛的患者的螺钉松动情况。此外，它还可以识别该患者群体中复发性腰痛的其他潜在原因。

KhuloodAR等学者[26]对腰椎稳定性手术〔LSSS〕后持续/复发性腰痛的187例患者〔中位年龄56岁，70名男性〕进展了常规成像〔平片，CT和/或MRI〕，承受99mTc-HDP骨SPECT/CT检查，并纳入研究。在腰椎稳定节段和相邻节段中评估SPECT/CT上的示踪剂摄取，作为正在进展或改变的成骨细胞活性的指标。结果显示在187名患者中的160名〔85.6％〕中，SPECT/CT在LSSS区域显示出正性或高示踪剂摄取。超过一半的患者在稳定区段〔56.7％〕和/或相邻区段〔55.6％〕中具有异常示踪剂摄取。所以，骨SPECT/CT是一种敏感的诊断工具，用于识别改变的成骨细胞活性，这可能是腰椎手术后持续/复发性疼痛患者的疼痛原因。PouldarD等学者[27]回忆性研究调查了25名承受18F氟化钠PET/CT成像的成年患者。所有患者在承受脊柱交融手术后的15个月内持续或复发性腰痛。所有患者都有进展了MRI检查。将PET/CT在识别疼痛部位的临床准确性与单独使用CT扫描进展比拟。在所研究的25名患者中，17名患者对18F氟化钠PET/CT交融图像的摄取增加。放射性示踪剂摄取与患者的疼痛发生器有高度相关性。总体而言，88％的研究被认为PET/CT有利于改变患者的临床诊断和治疗方案。证明了18F氟化钠PET/CT是诊断术后患者复杂脊柱病变的方式，在多种情况下，可以观察到代谢活动与患者疼痛源的相关性PetersMarloes等学者[28]通过研究也证明了〔18〕F-氟化物PET/CT可能可以为疼痛性假关节的诊断提供支持，并且可以作为区分病症性和无病症假性关节翻修手术的工具。当然，因为SPECT／CT、PET／CT检查费用非常昂贵，患者需要承受一定剂量的放射线的危害，其作为评价手段的准确性和有效性还有待更深一步探究。

6结语

综上所述，开放式手术探查虽然是理想的判断椎间交融的方法，但是其宏大的有创性使之在脊柱椎间交融评价中应用很有限。X线平片作为常规的评价方法之一，与手术探查结果相比，仅在大约三分之二的病例中可以准确判断交融状态，其准确性有限；屈伸动力位X线片虽然可以进步评价的准确性，但其准确程度易受到测量方法、观察者阅片才能等多方面的影响；RSA检查虽然具有较高的准确性，然而，这种行为是侵入性的，并不能普遍推广；CT成像似乎是确定腰椎交融术后交融状态的最有效的方法，然而CT费用较高，患者承受放射线剂量大[29]；MRI应用时间较短，经历有待积累；骨SPECT/CT是一种敏感的诊断工具，然而，SPECT／CT、PET／CT检查费用非常昂贵，患者需要承受一定剂量的放射线的危害，其作为评价手段的准确性和有效性还有待更深一步探究[30]。因此，在临床及科研工作中大家可以根据详细情况选择合理的影像学检查手段。总之，尽管临床上还未形成统一、方便、准确性高的评价椎间交融的方法，但是研究者们一直在努力寻找最正确的判断方法。

参考文献

【1】高志强,李洋,罗飞.对脊柱椎间交融的影像学评价策略[J].中国组织工程研究,2022,(48):7825-7830.

【2】Starkweather,Angela.PosteriorLumbarInterbodyFusion:AnOldConceptwithNewTechniques[J].JournalofNeuroscienceNursing,2022,38(1):13-30.

【3】BrodskyAE,KovalskyES,KhalilMA.CorrelationofRadiologicAssessmentofLumbarSpineFusionswithSurgicalExploration[J].Spine,1991,16(Supplement):S261-S265.

【4】BlumenthalS.Canlumbarspineradiographsaccuratelydeterminefusioninpost-operativepatients?Correlationofroutineradiographswithasecondsurgicallookatlumbarfusion[J].Spine,1993,19.

【5】ClevelandM,BosworthDM,ThompsonFR.PSEUDARTHROSISINTHELUMBOSACRALSPINE[J].JBJS,1948,30.

【6】BurkusJK,DorchakJD,SandersDL.RadiographicAssessmentofInterbodyFusionUsingRebinantHumanBoneMorphogeneticProteinType2[J].Spine,2022,28(4):372-377.

【7】OshinaM,OshimaY,TanakaSaetal.RadiologicalFusionCriteriaofPostoperativeAnteriorCervicalDiscectomyandFusion:ASystematicReview.[J].GlobalSpineJ,2022,8:739-750.

[8]FassettDR,ApfelbaumRI,HippJA.parisonoffusionassessmenttechniques:puter-assistedversusmanualmeasurements[J].JournalofNeurosurgerySpine,2022,8(6):544.

[9]ParkS,FayyaziAH,OrdwayNRetal.Correlationofradiostereometricmeasuredcervicalrangeofmotionwithclinicalradiographicfindingsafteranteriorcervicaldiscectomyandfusion[J].Spine,2022,34:680-6.

[10]HumadiA,FreemanB,MooreR,etal.AparisonofRadiostereometricAnalysisandputedTomographyfortheAssessmentofLumbarSpinalFusioninaSheepModel[J].Evidence-BasedSpine-CareJournal,2022,04(02):078-089.

[11]HumadiA,DawoodS,HalldinK,etal.RSAinSpine:AReview[J].GlobalSpineJournal,2022,7(8):811-820.

[12]CarreonLY,DjurasovicM,GlassmanSD,etal.DiagnosticAccuracyandReliabilityofFine-CutCTScansWithReconstructionstoDeterminetheStatusofanInstrumentedPosterolateralFusionWithSurgicalExplorationasReferenceStandard[J].Spine,2022,32(8):892-895.

[13]SantosERG,GossDG,MorRK,etal.RadiologicAssessmentofInterbodyFusionUsingCarbonFiberCages[J].Spine,2022,28(10):997-1001.

[14]OuchidaJ,YukawaY,ItoK,etal.Functionalputedtomographyscanningforevaluatingfusionstatusafteranteriorcervicaldepressionfusion[J].EuropeanSpineJournal,2022,24(12):2924-2929.

[15]GotfrydAO,PomarFDM,CarneiroNetoNJ,etal.Reliabilityanalysisofradiographicmethodsfordeterminationofposterolaterallumbossacralfusion[J].Einstein,2022.

[16]DanielRK,JunYJ,Dong-GuneC,etal.WhatistheMostAccurateRadiographicCriteriontoDetermineAnteriorCervicalFusion?[J].TheSpineJournal,2022:S152994301830648X.

[17]LeeJH,LeeJH,ParkJW,etal.Fusionratesofamorselizedlocalbonegraftinpolyetheretherketonecagesinposteriorlumbarinterbodyfusionbyquantitativeanalysisusingconsecutivethree-dimensionalputedtomographyscans[J].SpineJournalOfficialJournaloftheNorthAmericanSpineSociety,2022,11(7):647-653.

[18]KronerAH,EybR,LangeA,etal.MagneticResonanceImagingEvaluationofPosteriorLumbarInterbodyFusion[J].Spine,2022,31(12):1365-1371.

[19]ImagamaS,KawakamiN,MatsubaraYetal.RadiographicAdjacentSegmentDegenerationat5YearsAfterL4/5PosteriorLumbarInterbodyFusionWithPedicleScrewInstrumentation:EvaluationbyputedTomographyandAnnualScreeningWithMagneticResonanceImaging[J].ClinSpineSurg,2022,29:E442-E451.

[20]KanayamaM,HashimotoT,ShigenobuK,etal.MRI-basedDecision-makingofImplantRemovalinDeepWoundInfectionAfterInstrumentedLumbarFusion[J].ClinicalSpineSurgery,2022.

[21]TaupitzM.Inter-andintraobservervariabilityinthepostoperativeevaluationoftranspedicularstabilization:putedtomographyversusmagneticresonanceimaging[J].SpineJournalOfficialJournaloftheNorthAmericanSpineSociety,2022,10(4):285-290.

[22]KaniKK,ChewFS.Anteriorcervicaldiscectomyan