改良腰椎皮下指数预测经椎间孔入路腰椎椎体间融合术早期疗效的研究

目的    探讨改良腰椎皮下指数（modified subcutaneous lumbar spine index，MSLSI）预测经椎间孔入路腰椎椎体间融合术（transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF）治疗腰椎退变性疾病（lumbar degenerative disease，LDD）早期疗效的效果。

方法    将 2014 年 2 月—2019 年 10 月收治并接受单节段 TLIF 的 450 例 LDD 患者纳入研究。基于术前腰椎 MRI 测量的 MSLSI，从小到大排序后将患者均分为 3 组（n=150）。其中，A 组 MSLSI 0.11～0.49，B 组 0.49～0.73，C 组 0.73～1.88。3 组患者性别、年龄、病程、病变类型、手术节段及改良 Charlson 合并症指数比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；L₄椎体水平皮下脂肪厚度、BMI 组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。比较 3 组患者手术时间、术中出血量、切口长度，以及术后引流管放置时间、术后第 1 天引流量、术后第 2 天引流量、总引流量、术后抗生素使用时间、术后下地时间、住院时间；以及手术及非手术相关并发症发生情况。采用 Pearson 相关分析 MSLSI 与 BMI 相关性，用偏相关分析研究 MSLSI、BMI、改良 Charlson 合并症指数、L₄椎体水平皮下脂肪厚度与并发症发生的相关性，采用 ROC 曲线分析 SLSI 以及 MSLSI 对 TLIF 术后并发症发生的预测价值。

结果    3 组患者手术时间、切口长度以及术后抗生素使用时间、下地时间、引流管放置时间、第 1 天引流量、第 2 天引流量、总引流量比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。C 组术中出血量多于 A、B 组，住院时间长于 B 组，差异均有统计学意义（P<0.05）。A、B、C 组分别有 22 例（14.7%）、25 例（16.7%）、39 例（26.0%）发生手术相关并发症；3 组发生率差异无统计学意义（χ²=0.826，P=0.662）。其中，C 组神经根损伤及切口无菌性并发症发生率高于 A、B 组，B 组神经根损伤发生率高于 A 组，差异均有统计学意义（P<0.05）。A、B、C 组分别有 13 例（8.7%）、7 例（4.7%）、11 例（7.3%）发生非手术相关并发症，3 组发生率差异无统计学意义（χ²=2.128，P=0.345），且心血管系统、泌尿系统、中枢系统、呼吸系统并发症发生率组间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。450 例患者MSLSI 与 BMI 成正相关（r=0.619，P=0.047）；偏相关分析示 MSLSI 与切口无菌性并发症相关（r=0.172，P=0.032），与其余手术及非手术相关并发症均无相关性（P>0.05）；BMI、改良 Charlson 合并症指数、L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度与手术及非手术相关并发症之间均无相关性（P>0.05）。ROC 曲线分析显示 MSLSI 的 AUC 值为 0.673（95%CI 0.546～0.761, P=0.025），SLSI 的 AUC 值为 0.582（95%CI 0.472～0.693，P=0.191）。

结论    MSLSI 能预测 TLIF 治疗LDD 的早期疗效，高 MSLSI 患者术中出血更多、住院时间更长，且神经根损伤及术后切口并发症发生率较高。

研究表明肥胖是加速腰椎退变的一个重要因素^[1-2]。经椎间孔入路腰椎椎体间融合术（trans-foraminal lumbar interbody fusion，TLIF）是治疗腰椎退变性疾病（lumbar degenerative disease，LDD）常用术式之一，肥胖是影响疗效的重要因素^[3]。既往研究大多选择体质量指数（body mass index， BMI）来评价患者是否肥胖^[4-6]。但 BMI 没有考虑脂肪分布，且不能区分身体肌肉与脂肪组织，因此以其作为肥胖判定标准可能直接影响研究结论准确性^[7-8]。之后，有学者提出以手术部位皮下脂肪厚度作为肥胖判定标准，并用于预测腰椎手术临床疗效^[9-10]。但 Shaw 等^[11]认为该测量方法未考虑棘突高度对腰椎手术疗效的影响，所以尽管部分患者皮下脂肪厚度正常，但因棘突过低，TLIF 手术中仍存在显露难度大的问题，势必增加手术创伤。为此， Shaw 等^[11]提出了腰椎皮下指数（subcutaneous lumbar spine index，SLSI）概念，即腰椎手术部位最大皮下脂肪厚度与对应椎体棘突高度的比值，该比值每增加 1 ，手术并发症发生风险上升 29.2%。但SLSI 测量较繁琐，常需在多个节段测量并对数值进行筛选，同时因脂肪厚度测量受患者年龄、性别、身高、体质量、体位等因素影响较大，致使实际应用中存在较大变异且重复性差。

临床统计数据表明 LDD 好发于 L_3、4 或 L_4、5 节段^[12-13]，手术重建脊柱稳定性的相关操作步骤均需在 L₄ 水平完成^[14]。同时，L₄ 椎体皮下脂肪厚度与 L₄椎板至皮肤距离的比值，是术后临床疗效的重要影响因素^{[15- 17]}。由此，本课题组提出了改良 SLSI （modified SLSI，MSLSI），即 L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度与 L₄ 椎体椎板至棘突的高度的比值。本研究通过回顾性分析接受 TLIF 治疗的单节段 LDD 患者临床特征、术中和术后临床指标，探讨 MSLSI 预测TLIF 临床疗效的效果以及与 SLSI 相比是否存在优势。报告如下。

1.1    患者选择标准

纳入标准：① 结合病史、症状、体征及影像学表现诊断为 LDD，包括腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症及腰椎滑脱症；② 经正规保守治疗 3～6 个月后临床症状缓解不满意，严重影响患者工作和生活；③ BMI≥18.5 kg/m²；④ 术前影像学检查提示单节段病变，并接受单节段 TLIF，手术节段为 L_3、4或 L_4、5。

排除标准：① 临床资料或影像学资料不完整；② 合并严重腰椎退行性侧弯，Cobb 角≥30°。

2014 年 2 月—2019 年 10 月，共有 450 例 LDD患者符合选择标准纳入研究。于患者术前腰椎MRI 矢状位 T2 图像上，使用 Neusoft 影像存储传输系统（沈阳东软集团股份有限公司）测量 L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度（a）、L₄ 椎体椎板至棘突高度（b），并计算两者比值，即为 MSLSI，见图1。同时测量SLSI。所有测量由 3 名脊柱外科医生完成，取均值作为最终结果。450 例患者 MSLSI 为 0.11～1.88，平均 0.64；按 MSLSI 从小到大排序后将患者均分为 3 组（n=150）。其中，A 组 MSLSI 0.11～0.49，B组 0.49～0.73，C 组 0.73～1.88。450 例患者 SLSI 为0.13～1.92，平均 0.73。

1.2    一般资料

A 组：男 75 例，女 75 例；年龄 35～77 岁，平均 61.7 岁。病程 14 d～20 年，中位数 1.0 年。BMI 18.65～31.11 kg/m²，平均 23.15 kg/m²。病变类型：腰椎间盘突出症 57 例，腰椎管狭窄症 48 例，腰椎滑脱症 45 例。手术节段：L_3、4 69 例，L_4、5 81 例。L₄椎体水平皮下脂肪厚度（11.12±3.11）mm。改良Charlson 合并症指数为 0.45±0.84。

B 组：男 78 例，女 72 例；年龄 38～73 岁，平均 59.5 岁。病程 15 d～30 年，中位数 2.0 年。BMI 18.97～31.35 kg/m²，平均 25.62 kg/m²。病变类型：腰椎间盘突出症 58 例，腰椎管狭窄症 46 例，腰椎滑脱症 46 例。手术节段：L_3、4 87 例，L_4、5 63 例。L₄椎体水平皮下脂肪厚度（18.12±2.83）mm。改良Charlson 合并症指数为 0.52±0.81。

C 组：男 67 例，女 83 例；年龄 34～77 岁，平均 60.6 岁。病程 30 d～30 年，中位数 3.0 年。BMI 21.45～39.06 kg/m²，平均 27.58 kg/m²。病变类型：腰椎间盘突出症 48 例，腰椎管狭窄症 47 例，腰椎滑脱症 55 例。手术节段：L_3、4 72 例，L_4、5 78 例。L₄椎体水平皮下脂肪厚度（27.08±6.06）mm。改良Charlson 合并症指数为 0.43±0.81。

3 组患者性别、年龄、病程、病变类型、手术节段及改良 Charlson 合并症指数比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度、BMI组间比较差异有统计学意义（P<0.05）。

1.3    手术方法

3 组手术均由同一组医生完成。全麻后，患者取俯卧位，C 臂 X 线机透视定位手术节段。取后正中切口入路，显露双侧“人”字嵴后植入万向椎弓根螺钉，透视确认植钉位置满意。利用椎弓根螺钉适度撑开椎间隙，根据患者术前临床症状及影像学检查结果行开窗减压，充分显露该侧硬膜囊及其上、下位神经根，彻底清除椎间盘和软骨终板。然后植入单枚合适高度的椎间融合器，探查神经根减压彻底、无损伤后，放入剪裁并预弯的钛棒，加压固定。放置引流管后逐层缝合切口。

1.4    观测指标

① 记录手术时间、术中出血量、切口长度，以及术后引流管放置时间、术后第 1 天引流量、术后第 2 天引流量、总引流量（手术当天及术后引流量总和）、术后抗生素使用时间、术后下地时间、住院时间。

② 记录术中及术后并发症发生情况。其中，手术相关并发症定义为手术直接造成的并发症，包括硬膜撕裂或术后脑脊液漏、神经根损伤、硬膜外血肿、短暂性下肢疼痛或麻木、下肢血栓形成、手术切口感染、切口无菌性并发症（脂肪液化、无菌性渗出、皮下血肿）、二次手术、输血、感染性休克；非手术相关并发症定义为非手术操作造成的并发症，包括心血管系统、泌尿系统、中枢系统、呼吸系统并发症。

1.5    统计学方法

采用 SPSS22.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 LSD 检验；计数资料组间比较采用 χ² 检验或 Fisher 确切概率法。采用 Pearson 相关分析 MSLSI 与 BMI 相关性；在控制年龄、性别、病程及疾病类型、MSLSI、BMI、改良 Charlson 合并症指数、L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度等因素下，分别对MSLSI、BMI、改良 Charlson 合并症指数、L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度与并发症之间相关性进行偏相关分析。采用 ROC 曲线分析 MSLSI 和 SLSI 对术后并发症发生的预测价值。检验水准 α=0.05。

2.1    临床指标比较

3 组患者手术时间、切口长度以及术后抗生素使用时间、下地时间、引流管放置时间、第 1 天引流量、第 2 天引流量、总引流量比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。C 组术中出血量多于 A、B组，住院时间长于 B 组，差异均有统计学意义（P<0.05）；其余组间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1、2。

并发症发生情况：A、B、C 组分别有 22 例（14.7%）、25 例（16.7%）、39 例（26.0%）发生手术相关并发症，3 组发生率差异无统计学意义（χ² = 0.826，P=0.662）。其中，C 组神经根损伤及切口无菌性并发症发生率高于 A、B 组，B 组神经根损伤发生率高于 A 组，差异均有统计学意义（P<0.05）；其他手术相关并发症发生率组间差异均无统计学意义（P>0.05）。见表3。

A、B、C 组分别有 13 例（8.7%）、7 例（4.7%）、 11 例（7.3%）发生非手术相关并发症，3 组发生率差异无统计学意义（χ²=2.128，P=0.345），且心血管系统、泌尿系统、中枢系统、呼吸系统并发症发生率组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表4。

 2.2    相关性分析

450 例患者 BMI 为18.65～39.06 kg/m²，平均25.45 kg/m²；MSLSI 与 BMI 成正相关（r=0.619， P=0.047）。偏相关分析示 MSLSI 与切口无菌性并发症相关（r=0.172，P=0.032），与其余手术及非手术相关并发症均无相关性（P>0.05）。而 BMI、改良Charlson 合并症指数、L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度与手术及非手术相关并发症之间均无相关性（P>0.05）。见表5。ROC 曲线分析显示 MSLSI 的AUC 值为 0.673（95%CI 0.546～0.761，P=0.025）， SLSI 的 AUC 值为 0.582（95%CI 0.472～0.693， P=0.191）。见图2。

3.1    MSLSI 预测 TLIF 治疗 LDD 早期疗效

LDD 经正规保守治疗效果不佳后，常需行TLIF 治疗^[18]。目前多数研究认为，肥胖 LDD 患者行腰椎融合术时术中出血量较非肥胖患者多，且术后住院时间也更长^{[11, 19-20]}。本研究结果也显示 C 组患者术中出血量较 A、B 组增多、住院时间延长，差异有统计学意义（P<0.05）。分析原因，首先 C 组患者皮下脂肪层相对较厚，术中组织结构暴露困难，在相同手术视野暴露情况下，与 A、B 组低 MSLSI患者相比，手术切口长、层次深、组织损伤大，造成术中失血多；有研究表明增加的手术创伤会延长患者住院时间^[21]。其次，MSLSI 涉及椎体棘突高度，棘突越低，术中越不易显露，影响植钉准确性，进而延长手术时间、增加术中出血量，提升围术期不良事件发生风险，延长住院时间^{[7, 22]}。皮下软组织的切开分层和椎体棘突的暴露减压，是 TLIF 关键步骤并且联系紧密，均显著影响临床疗效，两者的比值能准确反映机体实际情况。综合本研究结果提示 MSLSI 可有效预测 TLIF 治疗 LDD 术后早期疗效。

3.2    MSLSI 预测手术并发症发生

本研究 C 组患者术后切口无菌性并发症、神经根损伤发生率明显高于 A、B 组，差异均有统计学意义（P<0.05）。分析原因，首先高 MSLSI 患者皮下脂肪层厚、切口深，为达到足够手术显露需要较大牵引力，而术中组织回缩力增加也会影响血液流动，不仅易导致脂肪层液化，影响切口愈合，也会使神经血管受到牵张性损伤^[23]。同时较深的手术切口在关闭后容易形成较大死腔，组织坏死风险也增加^[24-26]。其次，MSLSI 增高提示皮下脂肪层增厚及椎板至棘突距离减小，手术显露困难，明显提升手术难度，包括内植物植入困难、术中误伤神经根及硬膜撕裂风险上升等^[27-29]。

手术切口并发症是腰椎手术常见且严重的并发症^[30]，肥胖是公认的该并发症发生危险因素，包括患者 BMI 升高、皮下脂肪厚度增加^{[28, 31]}。另外，合并症类型及严重程度（例如糖尿病）也会影响肥胖患者术后感染风险^[32]。因此，我们在控制患者基线因素影响下，进一步分析了 MSLSI 与手术及非手术相关并发症间的相关性。研究显示 MSLSI与切口无菌性并发症间相关（r=0.172，P=0.032），BMI、改良 Charlson 合并症指数、L₄ 椎体水平皮下脂肪厚度均与切口无菌性并发症无相关性。结合 ROC 曲线分析 MSLSI 预测 TLIF 治疗 LDD 患者并发症发生的 AUC 值为 0.673，提示 MSLSI 可有效预测并发症的发生，尤其是切口相关并发症。

TLIF 疗效不良尤其是并发症的发生，可能导致 LDD 患者病情严重，延长住院时间，增加患者心理及经济负担^[33-34]。故 TLIF 术前对患者进行准确、全面的风险评估至关重要。随着对腰椎融合术式的不断改良，保留棘突韧带复合体越来越受到青睐，其可避免肌肉组织萎缩、维持腰椎稳定性及活动度，降低术后出血、脑脊液漏、感染、椎体滑脱、顽固性腰腿痛、僵硬等不良事件发生风险，获得满意疗效^[35-36]。所以术前通过测量 MSLSI 也有助于脊柱外科医生进行术前决策，从而减少术中对棘突韧带的损伤，降低并发症发生率。

3.3    MSLSI 的优势

首先，LDD 好发于 L_3、4 或 L_4、5 节段^[12-13]，作为手术操作核心区域之一，L₄ 椎体水平皮下脂肪组织切口暴露及椎体棘突减压稳定是关键。选择测量 L₄椎体水平皮下脂肪厚度，可反映手术操作部位对疗效的直接影响，在 L₄ 椎体水平构建预测体系可有效地量化 TLIF 治疗 LDD 的疗效^[15]。

其次，MSLSI 评估体系简单，可以从术前影像检查图像中搜集数据并快速计算。并且选择在同一椎体水平正中矢状位测量，易于操作且可重复性强，可控制测量误差。

最后，MSLSI 对于手术患者的针对性强。TLIF涉及视野暴露和对椎体棘突操作，因此预测手术疗效需综合考虑相关多个因素^[11]。而 MSLSI 为预测LDD 患者 TLIF 疗效提供了一个具体标准，也为提高疗效提供了一个参考依据^[37]。因为腰椎皮下脂肪厚度以及其相关因素（如肥胖等）可以通过术前运动和营养治疗等手段进行防治和逆转，进而有利于改善术后疗效，降低并发症发生风险，缩短住院时间。

综上述，MSLSI 可作为 TLIF 治疗 LDD 早期疗效的预测指标。但本研究为一项单中心回顾性研究，还需要多中心前瞻性研究验证 MSLSI 的预测价值。其次，本研究未涉及临床功能评分指标以及患者随访资料，对远期疗效的预测有待进一步分析。最后，本研究纳入指标较多，混杂因素影响较大，虽然选择控制混杂因素影响下进行偏相关分析，但仍存在一定偏倚，将在以后的研究中加以完善。