GAP评分可作成人脊柱畸形矢状面评价新坐标吗?

2017-11-19   文章来源:潘爱星 海涌    点击量:271 我要说

骨科在线版权所有,如需转载请注明来自本网站.

脊柱的应力分布主要取决于矢状面的序列,脊柱畸形矫形手术后机械性失败,很大程度上是由于矢状面序列恢复不理想所导致的。目前,评估脊柱畸形矢状面序列的主流标准是SRS(Scoliosis Research Society)-Schwab分型。

该分型系统定义脊柱矫形术后理想的矢状面目标是:1.术后腰椎前凸(lumbar lordosis,LL)与骨盆指数(pelvic incidence,PI)相差小于10°;2.骨盆倾斜(pelvic tilt,PT)小于20°;矢状面平衡(sagittal vertical axis,SVA)在4cm以内。Schwab标准是基于患者健康生活质量(health-related quality-of-life,HRQOL)总结得出的一般规律。

但是该标准的不足之处在于,其不能有效地预测矫形术后机械性并发症发生的可能性。既往研究报道脊柱矢状面矫形不足或过度矫形均是术后发生机械性失败的主要危险因素。在临床中,即使符合Schwab矢状面矫形标准的患者出现机械性失败者并不少见。在一项多中心研究中,应用Schwab标准矫形的脊柱畸形患者,术后内固定相关并发症发生率高达31.7%,其中52.6%的患者行翻修手术。那么问题来了:到底什么样的矢状面序列才是正常而安全的呢?

为探索能够预测成人脊柱畸形矫术后机械性并发症发生概率的方法,建立并验证一种全新的脊柱矢状面序列评估标准,来自土耳其的Gaglar Yilgor医生在2017年提出了脊柱整体(矢状面)序列及比例评分(Global Alignment and Proportion Score, GAP Score),研究成果发表于JBJS杂志(the Journal of Bone and Joint Surgery)。(Yilgor C, et al. Global Alignment and Proportion(GAP) Score: Development and Validation of a New Method of Analyzing Spinopelvic Alignment to Predict Mechanical Complications After Adult Spinal Deformity Surgery. J Bone Joint Surg Am. 2017, 99(19):1661-1672)

与Schwab标准不同之处在于,GAP评分系统更加注重脊柱矢状面参数实际与理想的差值,并将各参数进行赋值整合,获得脊柱矢状面序列GAP得分。该评分系统不仅能够全面地评估脊柱矢状面平衡情况,同时可以有效地预测矫形术后机械性并发症的发生风险。

该研究由欧洲脊柱研究学组(European Spine Study Group, ESSG)完成,回顾分析了欧洲6个中心的连续病例,纳入标准为:

1)冠状面Cobb角≥20°或SVA≥5cm或PT≥25°或胸椎后凸(thoracic kyphosis, TK)≥60°且年龄不小于18岁的患者;

2)行后路融合术≥4个节段;

3)随访时间≥2年。

机械性并发症定义为:

近端交界区后凸(proximal junctional kyphosis, PJK)或近端交界区失败(proximal junctional failure, PJF);

远端交界区后凸(distal junctional kyphosis, DJK)或远端交界区失败(distal junctional failure, DJF);

断棒和内固定相关并发症。

患者生活质量评估方法为:ODI(Oswestry Disability Index), COMI(Core Outcomes Measures Index),SRS-22(Scoliosis Research Society-22 spinal deformity questionnaire)和SF-36(Short Form-36)。

影像学评估内容有PI,SS,L1-S1腰椎前凸,L4-S1腰椎前凸,躯干整体倾斜(global tilt,GT),以及实际SS与理想SS差值(relative pelvic version, RPV),实际LL与理想LL差值(relative lumbar lordosis, RLL),LL分布比率(lordosis distribution proportion,LDR),实际GT与理想GT差值(relative spinopelvic alignment, RSA)。其中理想SS,LL,GT值的计算是由大样本无症状成人志愿者中总结得出。具体测量方法可见图1-4。

图1.实际SS与理想SS差值=实际SS-(PI*0.59+9)

图2.实际LL与理想LL差值=实测LL-(PI*0.62+29)

图3.LL分布比率=(L4-S1腰椎前凸角)/(L1-S1腰椎前凸角)*100%

图4.实际GT与理想GT差值=实际GT-(PI*0.48-15)

最终研究纳入了222例患者,平均年龄为52.2±19.3岁(18-84),平均随访时间为28.8±8.2月(24-62)。患者按2:1的比例随机分配至推导组(148,66.7%)和验证组(74,33.3%)。患者资料可见下表。


统计学方法:两组间患者特点比较应用t检验和方差分析。在推导组,首先应用方差分析对有/无机械性并发症发生的两组患者进行亚组分析,如下表。应用单因素回归分析计算机械并发症发生预测值,再通过多因素回归分析得出各个因素的加权值,通过曲线下面积验证GAP评分系统的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值以及机械性并发症预测准确度。

在验证组,应用受试者工作曲线和Cochran-Armitage趋势测试验证GAP评分系统对机械性并发症发生的预测能力。

图5.根据GAP评分系统计算的术后机械性并发症发生率(GAP-P=平衡,GAP-MD=中度不平衡,GAP-SD=重度不平衡)

图6.GAP评分系统,包含评分项目、赋值标准和总分归类

GAP评分系统包含5个维度:

第一个维度是相对骶骨倾斜,指实际SS与理想SS之差。差值小于-15°定义为重度后旋(3分),-15°至-7.1°定义为中度后旋(2分),-7°至5°定义为平衡(0分),大于5°定义为前旋(1分)。

第二个维度是相对腰椎前凸,指实际LL与理想LL之差。差值小于-25°定义为重度前凸不足(3分),-25°至-14.1°定义为中度前凸不足(2分),-14°至11°定义为平衡(0分),大于11°定义为前凸过大(3分)。

第三个维度是腰椎前凸分布比率,指L4-S1腰椎前凸角占L1-S1腰椎前凸角的比例。该比例小于40%定义为重度腰前凸分布不均(2分),40%至49%定义为中度腰前凸分布不均(1分),50%至80%定义为平衡(0分),大于80%定义为下腰椎前凸过大(3分)。

第四个维度是相对躯干倾斜,指实际GT与理想GT之差。差值大于18°定义为重度正失平衡(3分),10.1°至18°定义为中度正失平衡(1分),10°至-7°定义为平衡(0分),小于-7°定义为负失平衡(1分)。

第五个维度是年龄。小于60岁赋值0分,大于等于60岁赋值1分。总分0-2分为平衡脊柱,3-6分为中度失平衡脊柱,≥7分为重度失平衡脊柱。

应用该评分系统预测成人脊柱矫形术后机械性并发症发生的敏感度为93.8%,特异度为73.8%,阳性预测值为73.9%,阴性预测值为93.9%,预测准确度为82.4%。

将GAP评分系统在验证组患者中进行应用。该组患者共74人,32例(43%)出现一种及以上的机械性并发症,其中8例(11%)出现PJK,11例(15%)出现PJF,14例(19%)出现断棒,6例(8%)出现其他内固定并发症,3例(4%)出现DJK或DJF。17例(23%)患者因此行翻修手术。在本组患者术后早期进行盲法GAP评分,平均GAP分值为4.0分(0-13)。结合末次随访结果,GAP评分预测系统表现出很高的预测效能,曲线下面积为0.92(SE=0.034, p<0.001, 95% CI=0.85-0.98)。具体来说,GAP平衡的脊柱术后机械性并发症发生率为6%,中度失平衡脊柱为47%,重度失平衡脊柱为95%。三组行翻修手术的比例分别为3%、21%和55%。Cochran-Armitage检验也显示GAP分值与机械性并发症发生率和再手术率呈线性相关。

与此同时,GAP评分系统还与患者健康相关生活质量评分密切相关,越是平衡的脊柱,患者术后HRQoL评分越理想(SF-36 MCS除外)。

图7.一例60岁女性脊柱畸形患者(PI:26°),术前(A),术后6周(B),术后6月(C)和术后2年(D)。按Schwab分型,术前PT:19°(),PI-LL:24°(++),SVA:5.4cm(+)。术后6周矫形至PT:17°(),PI-LL:9°(),SVA:2.3cm ()。但是按GAP评分系统患者为13分(重度失平衡脊柱)。术后2年患者出现进展性PJK

图8.一例80岁男性脊柱畸形患者(PI:77度),术前(A),术后6周(B),术后6月(C)和术后2年(D)。按Schwab分型,术前PT:34°(++),PI-LL:21°(++),SVA:-0.6cm()。术后6周PT:30°(++),PI-LL:15°(+),SVA:-2.3cm()。但是按GAP评分系统患者为2分(平衡脊柱)。术后2年患者未出现任何机械性并发症

这一研究表明,对于成人脊柱畸形手术矢状面的评估,GAP评分系统提出了一个全新的概念和视角。该标准能够较全面地评估全脊柱-骨盆在矢状面的平衡情况,也能有效地预测矫形术后机械性并发症的发生。在制定矫形计划时,按照GAP标准恢复患者脊柱矢状面序列,能够有效地减少患者术后机械性并发症的发生率,提高患者健康生活质量。

当然,该研究仍属回顾性分析,GAP的外部有效性尚未进行评估,未来仍需更进一步临床实践验证。同时,该评分通过五个维度来进行脊柱整体的矢状面情况,使用上也略显繁琐。期待该评分标准的完善,或许能够成为我们评估成人脊柱侧凸矢状位平衡的新坐标。

参考文献:

1. Glassman SD, Bridwell K, Dimar JR, HortonW, Berven S, Schwab F. The impact of ositive sagittal balance in adult spinal deformity. Spine (Phila Pa 1976). 2005 Sep 5;30(18):2024-9.

2. Schwab F, Patel A, Ungar B, Farcy JP, Lafage V. Adult spinal deformity-postoperative tanding imbalance: how much can you tolerate? An overview of key parameters in ssessing alignment and planning corrective surgery. Spine (Phila Pa 1976). 2010 ec 1;35(25):2224-31.

3. Schwab F, Ungar B, Blondel B, Buchowski J, Coe J, Deinlein D, DeWald C, ehdian H, Shaffrey C, Tribus C, Lafage V. Scoliosis Research Society-Schwab adult pinal deformity classification: a validation study. Spine (Phila Pa 1976). 2012 May 0;37(12):1077-82.

4. Schwab FJ, Blondel B, Bess S, Hostin R, Shaffrey CI, Smith JS, Boachie-Adjei O, urton DC, Akbarnia BA, Mundis GM, Ames CP, Kebaish K, Hart RA, Farcy JP, Lafage ; International Spine Study Group (ISSG). Radiographical spinopelvic parameters nd disability in the setting of adult spinal deformity: a prospective multicenter nalysis. Spine (Phila Pa 1976). 2013 Jun 1;38(13):E803-12.

5. Bridwell KH, Baldus C, Berven S, Edwards C 2nd, Glassman S, Hamill C, Horton , Lenke LG, Ondra S, Schwab F, Shaffrey C, Wootten D. Changes in radiographic nd clinical outcomes with primary treatment adult spinal deformity surgeries from two years to three- to five-years follow-up. Spine (Phila Pa 1976). 2010 Sep 15;35 (20):1849-54.

6. Yagi M, Rahm M, Gaines R, Maziad A, Ross T, Kim HJ, Kebaish K, Boachie-Adjei O; Complex Spine Study Group. Characterization and surgical outcomes of proximal junctional failure in surgically treated patients with adult spinal deformity. Spine (Phila Pa 1976). 2014 May 1;39(10):E607-14.

7. Cho KJ, Suk SI, Park SR, Kim JH, Kang SB, Kim HS, Oh SJ. Risk factors of agittal decompensation after long posterior instrumentation and fusion for degenerative umbar scoliosis. Spine (Phila Pa 1976). 2010 Aug 1;35(17):1595-601.

8. Soroceanu A, Diebo BG, Burton D, Smith JS, Deviren V, Shaffrey C, Kim HJ, undis G, Ames C, Errico T, Bess S, Hostin R, Hart R, Schwab F, Lafage V; International pine Study Group. Radiographical and implant-related complications in adult spinal deformity surgery: incidence, patient risk factors, and impact on healthrelated uality of life. Spine (Phila Pa 1976). 2015 Sep 15;40(18):1414-21.

9. Iyer S, Lenke LG, Nemani VM, Fu M, Shifflett GD, Albert TJ, Sides BA, Metz LN, Cunningham ME, Kim HJ. Variations in occipitocervical and cervicothoracic alignment arameters based on age: a prospective study of asymptomatic volunteers sing full-body radiographs. Spine (Phila Pa 1976). 2016 Dec 1;41(23):1837-44.

10 Iyer S, Lenke LG, Nemani VM, Albert TJ, Sides BA, Metz LN, Cunningham ME, im HJ. Variations in sagittal alignment parameters based on age: a prospective tudy of asymptomatic volunteers using full-body radiographs. Spine (Phila Pa 976). 2016 Dec 1;41(23):1826-36.

作者简介:

潘爱星

首都医科大学大学附属北京朝阳医院骨科,住院医师,在读博士研究生。师从著名脊柱外科专家海涌教授,研究方向:脊柱畸形(早发性脊柱侧凸、青少年特发性脊柱侧凸、退行性脊柱侧凸)的治疗与并发症预防、脊柱退行性疾病、脊柱创伤的微创治疗。参与研究课题6项,发表SCI及核心期刊论文9篇。2017年参加AOSpine海外进修项目赴英国University Hospital of Wales学习。

海涌

主任医师、教授、博士及硕士研究生导师,享受国务院政府津贴专家。

首都医科大学骨外科学系主任、附属北京朝阳医院骨科主任。

从事骨科脊柱外科近30余年,擅长各种脊柱疾患的诊治,主刀成功完成手术6000余例。

主持承担国家及省部级科研情况10余项,基金800余万元,获得多项省部级科研奖励,第一/责任作者发表各类专业学术文章150余篇(SCI文章40余篇),主编/译学术专著8部,获得国家发明及实用新型专利7项。

现担任多项国际国内学术任职:中华医学会骨科分会委员、脊柱学组和创新转化学组委员;中华预防医学会骨科委员会常委;中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会副主委、腰椎研究学组主任委员、脊柱畸形研究学组副组长;中国医师协会骨科分会委员;中国医疗保健国际交流促进会骨科分会常委、脊柱学组副组长;中国老年学会脊柱关节分会常委;北京医学会骨科分会副主任委员、北京医师协会骨科分会理事、北京康复医学会副会长;国际腰椎研究学会ISSLS常委亚洲首席代表、国际脊柱侧凸研究学会SRS理事、北美脊柱外科学会NASS理事、AOSpine亚太区理事;中国骨与关节杂志副主编、中华医学杂志、中华外科杂志、中华骨科杂志、中国脊柱脊髓杂志编委、SCI杂志Orthopedic Surgery、The Spine Journal编委等。

分享到:
已有 0 条评论
登录|注册后发表评论!