Abstract
目的
探讨改良推管用于单侧椎弓根穿刺经皮椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）的可行性及疗效。
方法
2012 年 1 月—2016 年 1 月，将收治并符合选择标准的 60 例（68 个椎体）骨质疏松椎体压缩性骨折（osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF）患者随机分为两组：常规组 30 例（34 个椎体）及改良组 30 例（34 个椎体），分别采用常规推管及改良推管行单侧椎弓根穿刺 PKP。两组患者性别、年龄、病程、骨折节段及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、椎间高度等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。记录并比较两组手术时间、骨水泥注入量，术前及术后 2 d、末次随访 VAS 评分，术前及术后 2 d、1 年椎体高度，术后 2 d 骨水泥弥散系数。
结果
术后两组患者穿刺点均愈合良好，均无严重并发症发生。两组手术时间以及骨水泥注入量比较，差异均无统计学意义（t=0.851，P=0.399；t=1.672，P=0.101）。两组各 2 例术中发生骨水泥渗漏。常规组骨水泥弥散系数低于改良组（t=13.049，P=0.000）。患者均获随访，随访时间 12～36 个月，平均 19 个月。两组术后两时间点 VAS 评分、椎体高度与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；组内术后两时间点间比较，差异无统计学意义（P>0.05）。两组间术后两时间点以上指标比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。X 线片复查示，常规组 6 例、改良组 1 例患者随访期间发生其他节段椎体压缩性骨折。
结论
单侧椎弓根穿刺 PKP 术中，采用改良推管注射骨水泥可以改善骨水泥在椎体内的弥散，恢复椎体高度，有效加强椎体内稳定，减少再骨折发生，疗效满意。
Keywords: 骨水泥, 经皮椎体后凸成形术, 骨质疏松椎体压缩性骨折, 改良推管
Abstract
Objective
To research the feasibility and effectiveness of percutaneous kyphoplasty (PKP) by improved injecting tube through unipedicular puncturing.
Methods
Between January 2012 and Junuary 2016, 60 cases (68 vertebrae) of osteoporotic vertebral compression fractures (OVCF) were treated. PKP was performed through unipedicular puncturing with routine injecting tube in 30 cases (34 vertebrae, routine group), and with improved injecting tube in 30 cases (34 vertebrae, improved group). There was no significant difference in age, gender, disease duration, fracture level, preoperative visual analogue scale (VAS), or vertebral height between 2 groups (P>0.05). The operation time, the volume of bone cement injected, preoperative and postoperative VAS, and preoperative and postoperative vertebral height, and postoperative distribution coefficient of bone cement were recorded and compared between 2 groups.
Results
Good healing of puncture points was achieved in 2 groups after PKP, and no serious complication occurred. There was no significant difference in operation time and the volum of bone cement injected between 2 groups (t=0.851, P=0.399; t=1.672, P=0.101). Bone cement leakage was observed in 2 cases of 2 groups respectively. The distribution coefficient of bone cement in routine group was significantly less than that in improved group (t=13.049, P=0.000). All patients were followed up 12-36 months (mean, 19 months). The postoperative VAS and vertebral height were significantly improved when compared with preoperative ones in 2 groups (P<0.05), but there was no significant difference in VAS between at 2 days after operation and at last follow-up, in vertebral height between at 2 days after operation and at 1 year after operation, and between 2 groups after operation (P>0.05). X-ray films showed vertebral compression fractures in 6 cases of routine group and in 1 case of improved group during follow-up.
Conclusion
PKP by improved injecting tube through unipedicular puncturing can improve the distribution of bone cement, restore the height and strength of vertebral body, and reduce the incidence of re-fracture.
Keywords: Bone cement, percutaneous kyphoplasty, osteoporotic vertebral compression fracture, improved injecting tube
随着社会发展和人口老龄化的加快，老年骨质疏松症越来越受到关注。由于骨量降低、强度下降、骨脆性增加，日常活动中的轻微损伤即可导致骨折，骨质疏松椎体压缩性骨折（osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF）是骨质疏松症最常见并发症。OVCF 患者主要临床症状为腰背部疼痛、活动受限，可合并下肢神经受压症状和体征。由于老年患者骨折愈合能力降低，不仅治疗难度增加，而且预后欠佳，致残率及致死率较高。
经皮椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）是目前临床广泛应用的治疗 OVCF 微创术式，疗效确切[1]。标准 PKP 采用双侧椎弓根穿刺球囊扩张骨水泥注射法。但老年患者常合并不同程度心肺疾病，术中长时间俯卧位会限制胸廓扩张和静脉回流，从而影响呼吸和循环功能，增加了围手术期风险[2]。单侧椎弓根穿刺 PKP 手术时间短，围手术期风险小，但椎体内骨水泥分布多局限于一侧，对侧弥散较少，生物力学功能恢复不佳。分析原因为目前术中采用的推管开口位于推管前端，多数骨水泥通过管道进入前方，两侧弥散较少，特别是向对侧弥散更少。为此，我们将推管开口方向改为侧方，前端封闭，开口方向与推管手柄垂直，通过改变骨水泥推注方向，增加对侧骨水泥弥散。为探讨改良推管的可行性及优势，我们对常规推管及改良推管行单侧椎弓根穿刺 PKP 的疗效进行比较分析。报告如下。
1. 临床资料
1.1. 患者选择标准
纳入标准：① 具有典型临床表现的 OVCF 患者，包括严重胸、腰背部疼痛，脊柱活动受限，受累节段有明显压痛和叩击痛。② X 线片提示脊椎退行性变，骨质疏松明显，病变椎体存在不同程度压缩。③ MRI 提示病变椎体内 T1 加权像呈低信号，T2 加权像呈高信号。④ 骨密度检查（双能 X 线吸收法）T 值≤–2.5。排除标准：① 陈旧性骨折已愈合者。② 怀疑椎体原发或转移性病变。③ 多发性骨髓瘤、代谢性骨病患者。
2012 年 1 月—2016 年 1 月共收治 OVCF 患者 60 例（68 个椎体），随机分为两组：常规组 30 例（34 个椎体）采用常规推管行单侧椎弓根穿刺 PKP，改良组 30 例（34 个椎体）采用改良推管行单侧椎弓根穿刺 PKP。本研究通过蚌埠市第三人民医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。
1.2. 一般资料
常规组：男 12 例，女 18 例；年龄 71～84 岁，平均 76.6 岁。病程 2～22 d，平均 6.4 d。27 例有轻微外伤史。单节段 26 例，双节段 4 例；胸椎 20 个，其中 T7 1 个、T9 2 个、T10 3 个、T11 4 个、T12 10 个；腰椎 14个，其中 L1 9 个、L3 1 个、L4 4 个。骨密度检查 T 值为–4.36 ± 0.93。
改良组：男 14 例，女 16 例；年龄 70～86 岁，平均 75.8 岁。病程 2～30 d，平均 6.7 d。28 例有轻微外伤史。单节段 26 例，双节段 4 例；胸椎 18 个，其中 T8 2 个、T10 3 个、T11 3 个、T12 10 个；腰椎 16 个，其中 L1 9 个、L2 2 个、L3 2 个、L4 2 个、L5 1 个。骨密度检查 T 值为–4.35 ± 0.73。
两组患者性别、年龄、病程、骨折节段及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、椎间高度等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；见表 1、2。
表 1.
Comparison of VAS between 2 groups at pre- and post-operation（n=30，
）
两组手术前后 VAS 评分比较（n=30，
）
| 组别
Group |
术前
Preoperative |
术后 2 d
Two days after operation |
末次随访
Last follow-up |
统计值
Statistic |
| 常规组
Routine group |
6.58±1.57# | 2.33±1.56* | 2.78±1.24* |
F = 76.623
P = 0.000 |
|
*与术前比较 P<0.05，# 与术后 2 d 比较 P<0.05
*Compared with preoperative value, P<0.05;#compared with the value at 2 days after operation, P<0.05 | ||||
| 改良组
Improved group |
6.39±0.97# | 2.02±1.47* | 2.56±1.38* |
F = 102.348
P = 0.000 |
| 统计值
Statistic |
t =0.586
P=0.561 |
t =0.794
P=0.431 |
t =0.661
P=0.511 |
|
表 2.
Comparison of injured vertebral height between 2 groups at pre- and post-operation（n=30，mm，
）
手术前后两组伤椎椎体高度比较（n=30，mm，
）
| 组别
Group |
术前
Preoperative |
术后 2 d
Two days after operation |
术后 1 年
One year after operation |
统计值
Statistic |
|
*与术前比较 P<0.05，# 与术后 2 d 比较 P<0.05
*Compared with preoperative value, P<0.05;#compared with the value at 2 days after operation, P<0.05 | ||||
| 常规组
Routine group |
20.6±4.3# | 29.7±3.2* | 28.4±3.2* |
F=56.161
P = 0.000 |
| 改良组
Improved group |
21.3±3.5# | 30.7±4.0* | 29.0±3.1* |
F=60.074
P = 0.000 |
| 统计值
Statistic |
t =0.650
P=0.518 |
t =1.010
P=0.289 |
t =0.806
P=0.423 |
|
1.3. 手术方法
两组手术均由同一组医师完成。两组患者取俯卧位，首先 C 臂 X 线机透视确定病变椎体，标志两侧椎弓根体表投影。穿刺点选在疼痛剧烈或椎体压缩较重一侧；若两侧症状相似，选择左侧便于术中操作。局部浸润麻醉后，于椎弓根体表投影略外上方行椎弓根穿刺，透视确认穿刺点和穿刺方向合适后，穿刺针进入椎体后缘，去除穿刺针芯，插入导引针至椎体后缘前方 0.5 cm 处；去除穿刺针，在导引针引导下置入工作通道管至椎体后缘连线前方 0.5 cm 处；去除导引针，透视监视下手钻钻至接近椎体前缘。插入球囊，注入造影剂行球囊扩张至椎体高度恢复良好。调和骨水泥至拉丝期备用。常规组直接插入前端开口的常规推管推注骨水泥。改良组首先插入改良推管至接近椎体前缘（侧位透视接近椎体前缘，正位透视接近或越过椎体中线），旋转手柄使推管开口朝向对侧，推注骨水泥，透视下监测骨水泥弥散情况；然后改用前端开口的常规推管推注骨水泥，根据弥散情况调整推管进入椎体深度；推注骨水泥至椎体内弥散满意。骨水泥硬化后，旋转折断骨水泥柱，拔出工作通道，穿刺点直接加压包扎即可。根据椎体内骨水泥分布和患者个体情况决定骨水泥注入量；一般胸椎注入骨水泥 3.0～4.5 mL，腰椎 4.5～6.0 mL。
1.4. 术后处理
两组患者术后处理方法一致。常规给予抗骨质疏松、抗凝药物治疗，除确定合并感染性疾病，一般不使用抗生素。患者术后卧床，次日即在腰围保护下床活动。
1.5. 疗效评价指标
记录两组手术时间、骨水泥注入量以及手术相关并发症发生情况。采用 VAS 评分评价疼痛缓解程度。复查正侧位 X 线片，观察有无其他节段椎体压缩性骨折；于侧位片测量病变节段椎体高度（椎体上、下终板中点连线），正位片测算骨水泥弥散系数，即病变椎体内骨水泥分布宽度/病变椎体中点水平宽度×100%。
1.6. 统计学方法
采用 SPSS11.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；组间比较采用独立样本 t 检验；计数资料采用χ2 检验；检验水准 α = 0.05。
2. 结果
术后两组患者穿刺点均愈合良好，无感染、神经损伤、下肢深静脉血栓形成等并发症发生。常规组手术时间（36.0±8.54）min，骨水泥注入量为（4.18±0.32）mL；改良组手术时间（34.3± 6.85）min，骨水泥注入量（4.38±0.58）mL；两组手术时间以及骨水泥注入量比较，差异均无统计学意义（t=0.851，P=0.399；t=1.672，P=0.101）。
患者均获随访，随访时间 12～36 个月，平均 19 个月。两组术后 2 d 及末次随访时 VAS 评分与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后 2 d 与末次随访时比较，差异无统计学意义（P>0.05）。两组间术后 2 d 及末次随访时 VAS 比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1。
两组各 2 例术中发生骨水泥渗漏，其中 2 例渗漏至椎间隙，1 例渗漏至椎体侧方，1 例渗漏至椎体前方，术后均无明显不适症状发生。随访期间 X 线片和 MRI 检查提示，常规组 6 例、改良组 1 例发生其他节段椎体压缩性骨折，其中 4 例为邻近节段，3 例为跳跃节段。2 例经卧床制动，抗骨质疏松止痛对症治疗后症状缓解，5 例保守治疗无效后再次予 PKP 治疗后症状缓解。两组术后 2 d 及术后 1 年时椎体高度与术前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；术后 2 d 及术后 1 年比较，差异无统计学意义（P>0.05）。两组间术后 2 d 及术后 1 年椎体高度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；见表 2。术后 2 d 常规组骨水泥弥散系数为 47.3%±8.7%，改良组为 74.7%±7.6%，比较差异有统计学意义（t=13.049，P=0.000）。
3. 典型病例
改良组患者，男，85 岁。因胸背部疼痛活动受限 15 d 入院，有扭伤史。入院检查：胸背部明显压痛、叩击痛，胸椎活动受限，不能下地行走。VAS 评分为 8 分。X 线片示脊柱退行性变，骨质疏松明显，T12 椎体轻度压缩性改变，椎体高度 24.5 mm；MRI 示 T12 椎体 T1 加权像呈低信号，T2 加权像呈高信号。临床体征和影像学表现相符。诊断为 OVCF（T12）。局麻下，采用改良推管行单侧穿刺 PKP。手术操作顺利，手术时间 45 min，骨水泥注入量 4.5 mL。患者获随访 14 个月，症状体征明显缓解，术后 2 d 及末次随访时 VAS 评分分别为 2、3 分；X 线片复查示伤椎高度基本恢复，术后 2 d 及末次随访时伤椎高度为 34.5 mm 和 32.0 mm；骨水泥两侧弥散良好，术后 2 d 骨水泥弥散系数为 84%。见图 1。
图 1.
A typical case a. MRI on T1-weighted image before operation; b. MRI on T2-weighted image before operation; c. X-ray film, showing good distribution of bone cement during operation; d. Anteroposterior X-ray film at 2 days after operation; e. Lateral X-ray film at 2 days after operation; f. Anteroposterior X-ray film at 1 year after operation; g. Lateral X-ray film at 1 year after operation
典型病例 a. 术前 MRI T1 加权像； b. 术前 MRI T2 加权像； c. 术中 X 线片示骨水泥弥散满意； d. 术后 2 d 正位 X 线片； e. 术后 2 d 侧位 X 线片； f. 术后 1 年正位 X 线片； g. 术后 1 年侧位 X 线片
4. 讨论
PKP 是通过球囊扩张压缩椎体、骨水泥充填治疗 OVCF，能取得满意疗效[3]。本研究中两组组内 PKP 手术前后 VAS 评分比较差异均有统计学意义，提示采用常规或改良推管经球囊扩张骨水泥注射均可有效缓解疼痛。疼痛缓解系注射骨水泥后，增加了病椎内部稳定，恢复了力学强度；同时由于骨水泥聚合反应导致的热力学效应和细胞毒效应，可以破坏神经感受器，从而明显缓解疼痛[4]。骨水泥注入量主要与球囊扩张后的容积池大小有关[5]，与注射方式无明显联系，因此本研究中两组骨水泥注入量比较差异无统计学意义。OVCF 患者术后疼痛缓解程度与骨水泥注入量有无相关性尚无确切证据。Liebschner 等[6] 认为症状缓解可能与骨水泥与椎体容量比值有关。Rousing 等[7] 研究认为疼痛缓解与骨水泥在椎体内弥散程度成正比。因此维持骨水泥在伤椎内的良好弥散和对称分布是缓解疼痛、减少再骨折发生的关键[8-9]。
骨水泥在椎体内呈立体、三维弥散。矢状面弥散可以通过推管进入椎体深度加以调节，冠状面弥散主要与球囊扩张后形成的容积池高度有关。而骨水泥在冠状面的弥散决定了伤椎术后生物力学强度的恢复程度[10]。长期骨水泥分布不均会导致脊柱向骨水泥填充少的一侧倾斜，导致脊柱不稳，可能是导致再骨折的诱因之一[11]。陈柏龄等[12] 指出若骨水泥弥散不超过椎体中线，对侧刚度会明显低于穿刺侧。因此，骨水泥在伤椎内部冠状面的良好分布是决定手术疗效的重要因素。
单侧椎弓根穿刺可以简化手术操作，缩短手术时间和放射暴露时间[13]，减少医源性损伤和骨水泥渗漏的发生[14]；但是由于穿刺针和工作通道均为硬质器械，穿刺后很难进一步改变方向和角度，因此单侧穿刺后骨水泥弥散很难达到双侧穿刺效果[15-16]，骨水泥多局限于一侧，从而诱发再骨折。为改善骨水泥弥散，王想福等[17] 采用加大穿刺外展角度（胸椎为 28～33°、腰椎为 28～35°），以达到或接近双侧穿刺的弥散效果。但在临床实践中，由于椎弓根解剖特点和实际操作能力限制，即使刻意加大外展角度，也很难达到满意位置；反而因反复穿刺可能破坏椎弓根内壁，增加了损伤神经根硬膜囊和骨水泥渗漏的风险[18-19]。如穿刺路径很难改变，能否通过改良注射方法来提高骨水泥在椎体内的弥散，特别是向对侧的弥散？根据这一思路，我们从一次性配药注射针头设计得到启发：针头有前端开口和侧方开口之分，那么能否通过改变骨水泥推管开口方向，增强骨水泥向对侧弥散。为此，我们将普通推管改良设计为前端封闭，侧方开口，开口大小通常是推管周径的 1/4～1/3，开口方向与推管手柄垂直，便于控制方向。球囊扩张后首先插入侧方开口的改良推管至接近椎体前缘位置（侧位透视接近椎体前缘，正位透视接近或越过椎体中线），旋转末端手柄使推管开口朝向对侧后再推注骨水泥。通过改变推注方向，增加侧向推注压力，达到增强骨水泥向对侧弥散的目的。本研究中常规组术后测量骨水泥弥散系数显著低于改良组，差异有统计学意义，提示通过侧方开口的改良推管注射骨水泥可以有效提高骨水泥向对侧弥散。随访期间改良组再骨折例数较常规组明显减少，也说明改善骨水泥弥散的同时，能更好的恢复伤椎生物力学特性。
单侧椎弓根穿刺改良推管注射骨水泥技术可以有效改善骨水泥在伤椎内分布，通过临床实践我们总结出以下注意事项：① 改良推管是前端封闭，侧方开口，开口大小通常是推管周径的 1/4～1/3，开口太小则推注阻力过大，推注困难；过大则推注过快，但侧向推注压力降低，影响弥散。② 良好穿刺和合适工作通道的建立是提高骨水泥弥散的重要因素，因此应尽量达正位透视时穿刺针尖接近或越过中线，以缩短弥散距离，提高弥散效率。③ 骨水泥注射时机和推管的合理选择：尽量选择在骨水泥拉丝期注射，此时骨水泥黏性较低，流动性好，弥散作用强。时间过早容易发生渗漏，导致毒性反应；过晚会影响弥散，降低疗效[20]。灵活应用推注技术：初期注射应在推管开口最靠近椎体前缘附近注射，此时推管开口最接近对侧。首先选择侧方开口的改良推管注射，增强对侧弥散。推注时全程透视，密切了解骨水泥在病椎内分布情况和弥散趋势，有针对性地选择不同类型推管注射；或根据情况调整推管进入椎体深度，也可适当旋转角度，以避开可能的骨组织阻挡。④ 警惕骨水泥渗漏危险：推注过程中应全程透视监控骨水泥弥散进程，同时注意感受推注阻力的变化。改良推管是通过增加侧方推注压力提高对侧弥散。但由于球囊的侧方扩张作用有限，推注时如遇较高阻力，可能出现骨水泥加速向后弥散的可能。因此如遇推注高阻力突然显著降低，应警惕渗漏的危险。如有渗漏发生，应及时采取相关措施，必要时终止骨水泥注射。对于反复穿刺造成的潜在渗漏风险，可采用填塞明胶海绵封堵破口，降低渗漏风险。
本研究存在一定缺陷和不足，如病例数较少，缺乏与双侧穿刺 PKP 术后临床疗效和生物力学的比较分析，未能深入研究推注压力与骨水泥弥散的相关性。今后需要通过对骨水泥弥散途径、机制和相关生物力学的进一步研究，不断完善和发展 PKP 技术。
Funding Statement
蚌埠市科技局 2014 年科技立项（201400115）
Science and Technology Projects of Bengbu Science and Technology Bureau in 2014 (201400115)
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