王 杰,郭 帥,蔡 璇,徐嘉偉,李浩鵬

(西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨二科,西安 710004;*通訊作者,E-mail:lhp-3993@163.com)

無骨折脫位型頸脊髓損傷(cervical spinal cord injury without fracture and dislocation,CSCIWFD)是指由于外傷所導(dǎo)致的影像學(xué)上不伴有頸椎骨折脫位的頸脊髓損傷,是一類特殊類型的脊髓損傷[1,2]。這一類型的頸脊髓損傷隨著近年來影像學(xué)診斷技術(shù)的日益發(fā)展逐漸被大家所關(guān)注,常繼發(fā)于有頸椎管狹窄、頸椎間盤突出、后縱韌帶骨化、黃韌帶肥厚等病理基礎(chǔ)上[3-6]。當(dāng)輕度外力引起急性脊髓損傷,而頸椎又無骨折或脫位,頸椎側(cè)位片顯示椎管與椎體中矢狀徑比值小于0.75時(shí),應(yīng)當(dāng)高度懷疑為這種損傷[7-10]。雖然國內(nèi)外有學(xué)者發(fā)表過有關(guān)無骨折脫位型頸脊髓損傷的相關(guān)文獻(xiàn)[11,12],但是對于無骨折脫位型頸脊髓損傷的臨床治療預(yù)后模型方面的研究卻很少。本研究旨在建立一個(gè)臨床預(yù)后模型用于對無骨折脫位型頸脊髓損傷患者的臨床預(yù)后評估。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2012-09～2018-03在我院骨科治療的頸椎外傷病例62例,本組中男34例,女28例;年齡33-64歲,平均51.0±9.1歲(第25百分位數(shù)為43歲,第75百分位數(shù)為59歲);病程約5-29 d,平均病程為(15.2±7.6)d,病程2周以上者32例。術(shù)前JOA評分0-17分,平均(9.7±2.1)分;術(shù)后6月JOA評分0-17分,平均(13.5±1.6)分;術(shù)后JOA評分改善率≥60%共21例。

納入標(biāo)準(zhǔn):①入院前有明確的頸椎外傷史;②患者年齡≥20歲;③頸椎MRIT2WI有明顯的脊髓信號改變[13,14];④MRI顯示后縱韌帶或黃韌帶增厚、骨化或椎間盤突出者;⑤隨訪時(shí)間大于6月。

排除標(biāo)準(zhǔn):①X線或CT影像學(xué)上顯示存在頸椎結(jié)構(gòu)性改變(頸椎椎體骨折、頸椎關(guān)節(jié)脫位、椎弓根骨折或脫位、椎板骨折等)者;②外傷前患有頸椎病或有嚴(yán)重的脊髓神經(jīng)損傷癥狀者;③伴有顱腦外傷者;④患有任何有可能影響神經(jīng)功能評估的疾病(如神經(jīng)系統(tǒng)方面的疾患等)。

1.2 臨床表現(xiàn)及診斷

全部患者有頸椎管狹窄。頸椎生理曲度改變23例。致傷外力輕微37例,較重25例。本組所有患者均表現(xiàn)有不同程度的頸髓損傷癥狀[15],其中頸部疼痛47例,頸部活動(dòng)受限50例,肢體感覺障礙45例,肢體運(yùn)動(dòng)障礙41例,病理反射陽性38例,傷后四肢不能運(yùn)動(dòng)39例,排便功能障礙15例。根據(jù)國際脊髓損傷神經(jīng)分類標(biāo)準(zhǔn)(ISNC-2013),B級5例,C級37例,D級20例。

本組患者診斷主要依據(jù)影像學(xué)資料進(jìn)行診斷,患者頸部受外傷作用后出現(xiàn)一系列癥狀,在頸椎正側(cè)位片或頸椎CT未見頸椎骨折征象,在頸椎側(cè)位片上可見明顯頸椎管狹窄,而在頸椎MRIT2WI上可見頸髓信號發(fā)生改變。

1.3 倫理學(xué)審核

本研究經(jīng)西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)進(jìn)行。由于本研究為回顧性研究,患者均已出院,故在倫理委員會(huì)的準(zhǔn)許及監(jiān)督下使用臨床資料并對涉及患者隱私的部分進(jìn)行保密。

1.4 臨床治療方式

所有手術(shù)均由本文的通訊作者主刀完成。手術(shù)方式根據(jù)患者癥狀及其影像學(xué)特點(diǎn),全部手術(shù)病人均采用“頸后路單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)”手術(shù)術(shù)式。所有患者術(shù)前均行頸椎正側(cè)位X線攝影或頸部CT平掃及MR平掃。目的是全面了解椎骨、頸髓及軟組織的情況,未發(fā)現(xiàn)明顯的椎骨骨折或脫位,全面評價(jià)病變。術(shù)后予頭頸支具外固定,指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練,術(shù)后1周再次拍頸椎正側(cè)位片評判頸椎管擴(kuò)大及內(nèi)固定效果,出院后繼續(xù)頭頸支具外固定3個(gè)月并于術(shù)后6個(gè)月復(fù)查并再次行頸椎JOA評分。

1.5 觀察指標(biāo)

本研究采用頸椎側(cè)位片Pavlov比值來評估頸椎管狹窄程度,頸椎側(cè)位片Pavlov比值=頸椎管矢狀徑b(mm)/頸椎椎體矢狀徑a(mm),相關(guān)數(shù)據(jù)由三位研究人員測得,并將測得的三組數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,如差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),取三組數(shù)據(jù)的均值作為最終測量數(shù)據(jù)。否則,重新測量。當(dāng)Pavlov比值≤0.75時(shí),則為頸椎管狹窄。手術(shù)治療前后進(jìn)行JOA評分以及計(jì)算術(shù)后6個(gè)月JOA評分術(shù)后改善率=(術(shù)后評分-術(shù)前評分)/(17-術(shù)前評分)×100%。頸椎生理曲度測量采用Borden法[16]:自樞椎齒突后上緣到C7椎體后下緣畫一直線為A線,沿頸椎各椎體后緣畫一連線為B線,在A-B線間最寬處的垂直橫交線為C線,即為頸椎生理曲線的深度(見圖1),測量數(shù)值均以絕對數(shù)值表示。根據(jù)患者受傷外力及機(jī)制將致傷外力分為輕微外力(行走摔倒、自行車事故等)、較重外力(高處墜落、車禍等)[17]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

1.6.1 建模 采用二分類Logistic回歸分析[18]。候選納入的7個(gè)影響因素為:年齡、性別、致傷外力大小、病程、頸椎管狹窄程度、術(shù)前JOA評分、頸椎生理曲度。年齡因素用患者實(shí)際年齡來度量。性別分為2組:(男為0,女為1)。致傷外力大小分為2組:輕微外力(行走摔倒、自行車事故等)為0;較重外力(高處墜落、車禍等)為1。病程分為2組:<2周、≥2周。頸椎管狹窄評價(jià)用Pavlov比值來度量。術(shù)前JOA評分以患者術(shù)前實(shí)際JOA評分?jǐn)?shù)值來表示。頸椎生理曲度用Borden法C線實(shí)測值來評估。手術(shù)療效以術(shù)后6個(gè)月的JOA評分術(shù)后改善率為閾值,分為2組:改善率≥60%可認(rèn)為治療顯效,癥狀明顯緩解甚至消除;改善率<60%則認(rèn)為治療無效,癥狀改善不佳或不明顯。以JOA評分術(shù)后改善率分組為二分類因變量,7個(gè)影響預(yù)后的因素為自變量,變量篩選使用逐步選擇法,由此得到回歸模型。分析時(shí)由于多重回歸方程中偏回歸系數(shù)存在單位,不可直接比較大小,因此先用標(biāo)準(zhǔn)化偏回歸系數(shù)消除度量衡的影響。再通過OR(odds ratio,優(yōu)勢比值)比較各個(gè)自變量的相對貢獻(xiàn)大小。

圖1 Borden法測量頸椎生理曲度Figure 1 The measurement of the physiological curvature of the cervical spine was performed using the Borden method

1.6.2 缺失值處理 若缺失值極少,對于缺失值可假定其為完全隨機(jī)缺失,采用多重插補(bǔ)[19],否則應(yīng)修改分析方案。

1.6.3 評價(jià) 對于臨床預(yù)后模型的評價(jià),主要從模型的擬合優(yōu)度、吻合力以及分辨力三個(gè)方面來評價(jià)。所謂Logistic回歸模型的擬合優(yōu)度是通過比較模型預(yù)測的與實(shí)際觀測的事件發(fā)生和不發(fā)生的頻數(shù)有無差別來進(jìn)行檢驗(yàn)。此處用Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)來描述與評價(jià)臨床預(yù)后模型的擬合優(yōu)度的好壞。所謂吻合力即臨床上所觀察到的觀測陽性值與根據(jù)臨床預(yù)后模型所得出的預(yù)測陽性值的符合程度,此處用吻合線指標(biāo)來描述與評價(jià)臨床預(yù)后模型的吻合力的好壞。所謂分辨力即臨床預(yù)后模型分辨陽性結(jié)果及陰性結(jié)果的能力,此處用受試者曲線下面積(AUC)來描述與評價(jià)臨床預(yù)后模型的分辨力的好壞。由于臨床所收集病例數(shù)有限,此處采用自助法抽樣,抽樣次數(shù)為10 000次,將所得的抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并將所得數(shù)據(jù)秩次由小及大大致分為10組,以預(yù)測概率為橫坐標(biāo),觀測比例為縱坐標(biāo)繪制吻合線。將所得抽樣數(shù)據(jù)分析繪制受試者曲線(ROC曲線),并計(jì)算受試者曲線下面積(AUC)。若所得AUC呈現(xiàn)正態(tài)分布時(shí),將采用正態(tài)分布的方法直接計(jì)算95%置信區(qū)間,否則將采用百分位數(shù)法計(jì)算[20,21]。

上述統(tǒng)計(jì)分析過程均在IBM SPSS Statistics 22(IBM Corp.,Armonk,NY,USA)和SAS Proprietary Software 9.4(SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA)中用自編程序?qū)崿F(xiàn)。

2 結(jié)果

2.1 預(yù)后模型的建立

相關(guān)資料缺失極少,已采用多重插補(bǔ)補(bǔ)充。經(jīng)過篩選以及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果如下,3個(gè)影響因素的P值小于0.05,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,故可認(rèn)為此3個(gè)影響因素與患者臨床預(yù)后存在關(guān)聯(lián),3個(gè)影響因素分別為病程、術(shù)前JOA評分以及頸椎管狹窄程度(頸椎管Pavlov比值)(見表1)。

表1無骨折脫位型頸脊髓損傷預(yù)后模型入選自變量的估計(jì)值

Table1Independentvariablesinasurgicalprognosticmodelforcervicalspinalcordinjurywithoutfractureanddislocation

參數(shù)自由度估計(jì)值e標(biāo)準(zhǔn)誤差WaldPOR95%置信區(qū)間病程1-4.32231.73634.87530.0358?0.03260.0016-0.6614術(shù)前JOA評分11.31580.58036.83240.0087?3.37371.3422-8.4799頸椎管Pavlov比值120.52659.56235.6365<0.0001?17.062315.2926-19.0367

與其他4個(gè)影響因素組比較,*P<0.05

2.2 預(yù)后模型的評價(jià)

本預(yù)后模型的Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)結(jié)果顯示,卡方值5.903 2,自由度為8，P=0.658 1。

Logistic回歸模型的擬合優(yōu)度是通過比較模型預(yù)測的與實(shí)際觀測的事件發(fā)生和不發(fā)生的頻數(shù)有無差別來進(jìn)行檢驗(yàn)。如果預(yù)測值與實(shí)際觀測值相近,說明模型的擬合效果好,統(tǒng)計(jì)量的值偏小,對應(yīng)的P值較大。本預(yù)測模型的Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)結(jié)果為P值>0.05,提示模型的擬合效果較好。

吻合線圖以及ROC曲線圖,見圖2,圖3。由于各AUC呈正態(tài)分布,故算得AUC=0.882 3(95%CI=0.753 0-0.983 2)。

圖2 無骨折脫位型頸脊髓損傷預(yù)后模型吻合線圖Figure 2 Fitness line of a surgical prognostic model for cervical spinal cord injury without fracture and dislocation

圖3 無骨折脫位型頸脊髓損傷預(yù)后模型ROC曲線圖Figure 3 ROC curve of a surgical prognostic model for cervical spinal cord injury without fracture and dislocation

吻合線以預(yù)后模型的預(yù)測概率為橫坐標(biāo),縱坐標(biāo)為觀測比例。圖中散點(diǎn)落在對角線上時(shí),提示模型預(yù)測能力最為理想,散點(diǎn)圖對于對角線的偏離程度所代表的是預(yù)測的準(zhǔn)確性。圖2提示模型的吻合力尚可,預(yù)測結(jié)果偏于樂觀。

ROC是以1-特異度為橫坐標(biāo)、靈敏度為縱坐標(biāo)繪制而成的曲線。曲線下面積(AUC)用于綜合評價(jià)診斷的準(zhǔn)確性。圖3所得AUC≥0.8,提示該預(yù)后模型的分辨力基本理想,取最左上方的點(diǎn)(升序第18個(gè)點(diǎn))作為最佳的閾值。

3 討論

無骨折脫位型頸脊髓損傷在臨床上并不少見,患者受傷前多無任何神經(jīng)癥狀,致傷外力多為較輕的外力,這也與本研究過程中所遇到的病患相符。此類頸脊髓損傷患者的傷后癥狀較為明顯,常伴有感覺、運(yùn)動(dòng)等功能的改變,脊髓損傷多為不完全性損傷。此類患者在X線或者CT影像上常為陰性表現(xiàn)即無椎體的骨折、移位征象,而在MRI上則為陽性表現(xiàn),在T2WI上常顯示脊髓內(nèi)信號不均,提示存在有脊髓損傷。單因素不足以評估疾病的預(yù)后,用多因素進(jìn)行評估疾病的預(yù)后更具有可行性,因此能夠從眾多因素中確定影響預(yù)后的重要因素的臨床預(yù)后模型受到歡迎。預(yù)后模型可以根據(jù)不同因素的組合來大致預(yù)估疾病的預(yù)后,所采用納入的因素為臨床上易于獲得的指標(biāo),旨在通過對多因素的分析來較為準(zhǔn)確地預(yù)測預(yù)后,在這些因素中不全都是與所研究疾病存在有因果關(guān)系,與病因?qū)W研究相比存在著不同,預(yù)后模型的主要目的是預(yù)測臨床預(yù)后以及發(fā)現(xiàn)與所研究疾病相關(guān)的保護(hù)性或危險(xiǎn)性因素,并對臨床預(yù)后工作提供一定的指導(dǎo)。

本預(yù)后模型提示頸椎管狹窄程度、病程以及術(shù)前JOA評分是影響預(yù)后的3個(gè)因素,術(shù)前JOA評分是保護(hù)性因素,其每增加1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位,logit(P)增加0.256 5,標(biāo)準(zhǔn)化的OR為e0.256 5;頸椎管狹窄程度是其危險(xiǎn)性因素,Pavlov比值越大,頸椎管狹窄程度越輕,當(dāng)Pavlov比值每增加1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位時(shí),logit(P)增加81.537 6,標(biāo)準(zhǔn)化的OR為e81.537 6;病程是其危險(xiǎn)性因素,當(dāng)其增加時(shí),logit(P)減少2.317 6,標(biāo)準(zhǔn)化的OR為e-2.317 6。

吻合力方面,根據(jù)模型所得的吻合線圖(見圖2)提示吻合力尚可,其中有兩點(diǎn)位于對角線上,其余大部分點(diǎn)位于對角線右下側(cè)提示本模型預(yù)測概率高于實(shí)際觀測。預(yù)測結(jié)果偏于樂觀。

分辨力方面,根據(jù)模型所得的ROC曲線圖(見圖3),曲線下面積(AUC)用于綜合評價(jià)診斷的準(zhǔn)確性。其取值范圍為0≤AUC≤1。當(dāng)AUC=0.5時(shí)說明模型完全不起作用即不能區(qū)別患者預(yù)后結(jié)局的好壞。在AUC>0.5的情況下,AUC越接近1說明模型的分辨力越好,一般認(rèn)為AUC≥0.8時(shí)模型較為理想。本圖所得AUC≥0.8,提示該預(yù)后模型的分辨力基本理想,取最左上方的點(diǎn)(升序第18個(gè)點(diǎn))作為最佳的閾值,該點(diǎn)處的logit(P)=-2.620 3,當(dāng)logit(P)≥-2.620 3時(shí)可認(rèn)為患者手術(shù)后預(yù)后較好,提示手術(shù)治療有效。

病程方面,一些專家建議應(yīng)對已存在有椎管狹窄的病人盡早進(jìn)行手術(shù)治療,因?yàn)槌掷m(xù)的脊髓壓迫可能會(huì)阻礙神經(jīng)系統(tǒng)的改善[22-24]。La Rosa[25]認(rèn)為與患者在損傷很長一段時(shí)間后才接受手術(shù)治療相比,患者在損傷后24h內(nèi)接受椎管減壓術(shù),術(shù)后患者的預(yù)后相對較好。然而Kawano等[26]認(rèn)為患者在急性期接受手術(shù)治療與患者在急性期之后接受手術(shù)治療,其臨床預(yù)后差異并無明顯差異。病程對于無骨折脫位型頸脊髓損傷預(yù)后的作用,眾多學(xué)者爭論不一。本研究通過建立模型進(jìn)行預(yù)后分析,發(fā)現(xiàn)較長的病程是患者預(yù)后的危險(xiǎn)性因素,這與La Rosa的觀點(diǎn)相同。可能是因?yàn)轭i髓損傷主要表現(xiàn)為頸髓直接受壓以及頸髓受壓而繼發(fā)的頸髓水腫、出血等,早期行減壓手術(shù)不僅有助于解除頸椎管對于頸髓的直接壓迫作用,也減少或減輕頸髓水腫、出血等頸髓繼發(fā)性損害。因此,盡早行頸椎管減壓手術(shù)有助于患者術(shù)后恢復(fù)。

在評價(jià)頸椎管狹窄程度方面,Herzog等[27]認(rèn)為頸椎側(cè)位片上狹窄節(jié)段矢狀徑測量是最為精確的測量方法。但是Suk等[28]認(rèn)為X線片測量存在放大誤差,不建議采用此方法進(jìn)行頸椎管狹窄程度的測量評估,而Pavlov比值這一測量方法可以消除放大誤差等干擾因素,是進(jìn)行頸椎管狹窄程度的測量評估更為理想的方法。Takao等[29]和他的團(tuán)隊(duì)研究人員認(rèn)為頸椎管狹窄在創(chuàng)傷性頸椎管狹窄所引起的無骨折脫位型頸脊髓損傷過程中是一個(gè)重要危險(xiǎn)性因素。Aebli等[30]及其研究人員認(rèn)為Pavlov比值為0.7時(shí),患者存在有外傷后發(fā)生急性頸脊髓損傷的風(fēng)險(xiǎn)。本研究模型發(fā)現(xiàn)椎管狹窄是影響其預(yù)后的一個(gè)危險(xiǎn)性因素。結(jié)合臨床病例分析,我們認(rèn)為椎管狹窄使得椎管儲備容積相對減小,而外力的作用雖未造成頸椎的骨折與脫位,但卻使得本已相對減小的椎管儲備容積情況更加惡化,這也與查閱既往文獻(xiàn)[31,32]所得結(jié)論相吻合。因此,患者的影像學(xué)上雖未呈現(xiàn)出頸椎骨折或者脫位,但其臨床癥狀卻十分明顯。

術(shù)前JOA評分方面,患者的術(shù)前JOA評分在一定程度上反映了患者術(shù)前的頸髓狀況,本研究結(jié)果顯示在術(shù)前JOA評分中較高的JOA評分是患者預(yù)后的一個(gè)保護(hù)性因素。術(shù)前JOA評分相對高者提示頸髓的狀況較好,其頸髓受到的機(jī)械性壓迫以及繼發(fā)的頸髓水腫、出血等情況較輕,其術(shù)后的預(yù)后情況相對較好。

本研究中有1例患者術(shù)前JOA評分僅為8分,病程20 d,頸椎管Pavlov比值為0.75,當(dāng)時(shí)術(shù)前預(yù)計(jì)手術(shù)療效較不理想,但根據(jù)模型預(yù)測logit(P)=-2.527 6>-2.620 3,最終患者手術(shù)治療有效,術(shù)后JOA改善率為0.716,這與模型的預(yù)測結(jié)果相近。這體現(xiàn)出了臨床醫(yī)生主觀評測結(jié)果與模型預(yù)測結(jié)果的差異性,并也突出了臨床預(yù)后模型的重要性。除此之外,另有1例患者的預(yù)測結(jié)果卻并不理想,患者術(shù)前JOA評分為12分,病程18 d,頸椎管Pavlov比值為0.61,根據(jù)模型預(yù)測logit(P)=-1.768 3>-2.620 3,但實(shí)際上預(yù)后不佳,術(shù)后JOA改善率為0.5。這體現(xiàn)出模型尚有不足之處,還需更多的病例以及更全面的檢驗(yàn)與評估來進(jìn)一步完善模型的預(yù)測能力。

另一方面,本模型對于患者的基礎(chǔ)疾病并未納入,有5例患者由于患有糖尿病以及術(shù)前長期的營養(yǎng)不良致使傷口愈合時(shí)間較長,影響到了患者的預(yù)后。這些因素是本模型所未能納入考慮的。這提示今后的預(yù)后模型研究中應(yīng)當(dāng)將患者所患基礎(chǔ)疾病納入考慮范圍內(nèi)以求全面、詳細(xì)地評估患者預(yù)后。

本研究旨在建立一個(gè)外科預(yù)后模型用于對無骨折脫位型頸脊髓損傷患者的預(yù)后評估。這是臨床工作中所缺乏的。但是本研究存在有局限性與不足之處,主要體現(xiàn)在:①本研究為回顧性研究且樣本量較少,納入的影響因素也相對較少,不夠全面;②采用JOA評分術(shù)后改善率作為術(shù)后療效評判指標(biāo),其尚存在有爭議,需在今后能夠達(dá)到共識;③本模型對于患者本身所存在的基礎(chǔ)疾病并未納入考慮,對于預(yù)后的評估不夠全面,有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。

本預(yù)后模型為logit(P)=-26.352 3+20.526 5VALUE+1.315 8SCORE-4.322 3TIME。本預(yù)后模型的吻合力和分辨力較好,頸椎管狹窄以及病程是影響無骨折脫位型頸脊髓損傷的外科預(yù)后的危險(xiǎn)性因素;術(shù)前JOA評分是無骨折脫位型頸脊髓損傷的外科預(yù)后的保護(hù)性因素。當(dāng)logit(P)≥-2.620 3時(shí)可認(rèn)為預(yù)后良好。但模型也存在著些許不足之處,但從總體上來看模型對于無骨折脫位型頸脊髓損傷的臨床預(yù)后評價(jià)具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。