逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺椎体成形术治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折的前瞻性研究

郝宇鹏，周英杰，禚汉杰，柴旭斌，黄勇 

河南省洛阳正骨医院（河南省骨科医院）脊柱外科（河南洛阳  471002）

基金项目：2018年洛阳市科技计划医疗卫生项目（1930006A）；中医药传承与创新人才工程（仲景工程）

通信作者：周英杰

关键词：骨质疏松性椎体压缩骨折；经皮椎体成形术；逆向设计单侧椎弓根入路；靶向穿刺；弯角单侧穿刺

引用本文： 郝宇鹏, 周英杰, 禚汉杰, 柴旭斌, 黄勇. 逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺椎体成形术治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折的前瞻性研究. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(11): 1400-1406. doi: 10.7507/1002-1892.202206063 

摘要

目的     
通过与弯角单侧穿刺椎体成形术比较，探讨逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折（osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF）的可行性及疗效。

方法     
以2019年1月—2021年6月收治且符合选择标准的52例OVCF患者作为研究对象，根据随机数字表法分为两组（n=26）。经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）中，试验组采用逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺，对照组采用弯角单侧穿刺。两组患者性别、年龄、骨密度T值、致伤原因、受伤至手术时间、责任节段、拟定穿刺侧椎弓根内壁直径，以及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、椎体前缘高度、Cobb角等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。记录两组手术时间、术中骨水泥注入量及渗漏情况、术中射线暴露次数、住院费用，术后采用VAS评分评价腰背痛症状缓解程度，X线片复查责任椎体骨水泥弥散程度，测量Cobb角及椎体前缘高度。

结果     
两组手术均顺利完成。患者均获随访，随访时间12～18个月，平均13.6个月。试验组手术时间、骨水泥注入量、术中射线暴露次数及住院费用均低于对照组（P<0.05）。术后随时间延长，两组患者腰背痛均逐渐缓解， VAS评分逐渐降低（P<0.05）；各时间点两组间VAS评分差异均无统计学意义（P>0.05）。试验组发生骨水泥渗漏2例（7.6%），对照组3例（11.5%）；两组骨水泥渗漏率及弥散程度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。影像学复查示与术前相比，两组术后2 d、1年椎体前缘高度均增加、Cobb角均减小；术后1年与术后2 d相比，椎体前缘高度均减小、Cobb角均增加；差异有统计学意义（P<0.05）。术后各时间点两组椎体前缘高度及Cobb角比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。

结论     
与弯角单侧穿刺相比，PVP术中采用逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺治疗OVCF不仅能获得相似疗效，还具有射线暴露次数少、手术时间短、住院费用少等优势。

正文

骨质疏松性椎体压缩骨折（osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF）是老年人群常见疾病，经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）是有效治疗方法，骨水泥在椎体均匀弥散是获得良好生物力学性能的关键。PVP术中可采用单侧或双侧椎弓根入路注入骨水泥。其中，双侧椎弓根入路注射可以优化骨水泥分布，但存在手术时间较长、透视次数增加、操作复杂、神经损伤概率增加等缺点[1]。临床研究显示单侧椎弓根入路注射也能获得良好止痛效果，且与双侧注射相比能够降低神经损伤概率、缩短手术时间，尤其适用于合并基础疾病较多、难以耐受俯卧位的老年患者[2-5]；但存在骨水泥弥散不均匀风险，骨水泥可从灌注侧向未灌注侧相对运动，造成脊柱不稳定，伤椎及邻近椎体再发骨折概率增加[6-9]。

为了解决单侧椎弓根入路注射骨水泥存在的问题，使骨水泥在椎体内均匀弥散、获得良好生物力学性能，有学者提出穿刺时应尽量加大外展角，使穿刺针越过或接近椎体中线[10]。但穿刺角度增大的同时椎弓根内壁破裂、神经根损伤风险增加，实际操作中很难把握穿刺角度。有学者通过改进手术工具，应用弯角椎体成形工具行单侧穿刺[2，11-12]，但操作时需一次成形，不能反复穿刺，操作难度增加，且手术器械费用较高，患者经济负担增加，难以在基层医院普及。也有学者提出经椎体后上缘入路[13]、横突-椎弓根外侧入路[14-16]治疗OVCF，但是难以规避非椎弓根入路的血管、神经损伤风险。

为了获得良好骨水泥弥散效果、减少手术操作步骤、降低血管及神经损伤风险、减少放射暴露次数以及降低治疗费用，我们提出了逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺方法，即根据术前CT评估骨折椎体以及椎弓根损伤情况，拟定穿刺靶点，根据穿刺靶点逆向设计穿刺路径及穿刺角度，椎体成形术中经单侧椎弓根入路靶向穿刺并注入骨水泥。为明确该术式治疗OVCF的疗效，我们进行了一项临床前瞻性对比研究。报告如下。

1、临 床 资 料

1.1   患者选择标准

纳入标准：① 参照《骨质疏松性椎体压缩骨折诊治专家共识（2021版）》[17]及《原发性骨质疏松症基层诊疗指南（实践版·2019）》[18]确诊为OVCF，包括：男性年龄≥60岁、女性为绝经后，骨密度T值≤−2.0SD，X线片示1个或多个椎体呈楔形变或MRI示椎体骨挫伤，患者主诉存在明显腰背部疼痛，查体有明确局部压痛和/或叩击痛，排除其他疾病引起的椎体压缩骨折；② 单节段骨折；③ MRI T1低信号、T2高信号，脂肪抑制序列有明显骨髓水肿信号，CT示椎管内无明显骨块占位；④ 患者依从性良好并签署知情同意书。

排除标准：① 有脊髓神经受压症状者；② 合并严重心肺疾患、高血压、凝血功能障碍等不能耐受手术；③ 责任椎体两侧椎弓根内壁直径均≤3 mm。

以2019年1月—2021年6月收治的OVCF患者作为研究对象。期间共收治64例患者，其中52例符合选择标准纳入研究。根据随机数字表法将患者分为两组（n=26），PVP术中试验组采用逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺，对照组采用弯角单侧穿刺。

1.2   一般资料

试验组：男1例，女25例；年龄57～94岁，平均72.9岁。骨密度T值为（–3.07±0.68）SD。致伤原因：摔伤6例，劳累或无明显诱因20例。受伤至手术时间5.0（3.0，10.0）d。责任节段：T7 1例，T8 1例，T10 1例，T11 2例，T12 8例，L1 6例，L2 4例，L3 1例，L4 2例。拟定穿刺侧椎弓根内壁直径（6.04±1.46）mm。

对照组：男3例，女23例；年龄60～86岁，平均74.9岁。骨密度T值为（–2.99±0.55）SD。致伤原因：摔伤10例，劳累或无明显诱因16例。受伤至手术时间7.5（3.0，13.0）d。责任节段：T9 1例，T10 1例，T12 9例，L1 8例，L2 3例，L4 4例。拟定穿刺侧椎弓根内壁直径（6.40±1.74）mm。

两组患者性别、年龄、骨密度T值、致伤原因、受伤至手术时间、责任节段、拟定穿刺侧椎弓根内壁直径，以及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、椎体前缘高度、Cobb角等一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1、2。

1.3   手术方法

两组手术均由同一组术者完成。试验组采用山东冠龙医疗用品有限公司的椎体成形成套手术器械，对照组采用宁波华科润生物科技有限公司的弯角椎体成形成套手术器械。两组均采用德国贺利氏医疗有限公司的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥。

1.3.1   试验组

① 术前逆向设计：基于术前责任椎体CT图像，测量穿刺进针点及穿刺角度。首先，画出伤椎椎体前正中轴线（AB），该线与椎体前缘交点为点A、与体表皮肤交点为点B、与椎体后缘交点为点G；将椎体矢状径（AG）分为三等份（点C、D），其中以正中轴线前中1/3交界处（点C）作为穿刺靶点，由点C经椎弓根外缘（责任椎体椎弓根直径较大一侧）与横突基底部交界处（点E）向背部引射线至皮肤表面（点F），该点即为穿刺进针点。测量进针点与正中轴线距离（BF）、穿刺深度（CF）、进针外展角 ［线CF与线AB夹角（∠BCF）］。见图1。

图1 逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺示意图

② 术中操作：患者取俯卧位，胸部及髂部垫枕使腹部悬空，术中监测生命体征。调整C臂X线机使伤椎两侧椎弓根投影与棘突等距，椎体终板前后缘重合。确定责任椎体棘突，根据术前测量的进针点与正中轴线距离（BF）标记进针点（点F）。用1%利多卡因行局部浸润麻醉，点状切开皮肤，刺入穿刺针，穿刺至椎弓根外缘与横突基底部交界处（点E）。侧位透视调整头、尾倾斜角度，再按照预设的外展角（∠BCF）穿刺至靶点（点C）；透视确认穿刺针正位达靶点（点C）、侧位达椎体前中1/3交界处后，退出穿刺针芯。调制骨水泥，待其“面团期”时透视下缓慢注入椎体内。注入骨水泥同时，通过正、侧位透视观察骨水泥填充、弥散分布情况，如骨水泥在伤椎内分布良好、填充满意或出现渗漏时，立即停止注射。待骨水泥凝固后拔除工作通道，进针点加压后常规包扎。

1.3.2   对照组

患者取俯卧位，用1%利多卡因行局部浸润麻醉，按照文献 ［19］ 报道的弯角单侧穿刺PVP方法进行操作。

1.4   术后处理及疗效评价指标

两组术后处理方法一致。常规行消炎止痛、抗骨质疏松治疗，第2天开始下地活动。记录两组手术时间、术中骨水泥注入量及渗漏情况、术中射线暴露次数、住院费用，术后采用VAS评分评价腰背痛症状缓解程度。术后复查X线片观测以下指标：① 术后2 d观察责任椎体骨水泥弥散程度，其中侧位片参照Kim分型方法[20]分为骨水泥-终板未接触型、骨水泥-终板接触型。正位片参照Chu分型方法[21]分为4度，Ⅰ度：骨水泥到达椎体对侧≥75%；Ⅱ度：骨水泥到达椎体对侧≥50%且<75%；Ⅲ度：骨水泥到达椎体对侧≥25%且<50%；Ⅳ度：骨水泥到达椎体对侧<25%。② 术后2 d及1年测量Cobb角、椎体前缘高度。

1.5   统计学方法

采用SPSS26.0统计软件进行分析。计量资料行正态性检验，如符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；多时间点比较采用重复测量方差分析，若不满足球形检验，采用Greenhouse-Geisser法进行校正，同一组别不同时间点间比较采用 Bonferroni 法，同一时间点不同组别间比较采用多因素方差分析。如不符合正态分布，数据以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Wilcoxon秩和检验及Mann-Whitney U检验。计数资料组间比较采用χ2检验，等级资料组间比较采用Wilcoxon秩和检验。检验水准α=0.05。

2、结果

两组手术均顺利完成。患者均获随访，随访时间12～18个月，平均13.6个月。试验组手术时间、骨水泥注入量、术中射线暴露次数及住院费用均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。术后随时间延长，两组患者腰背痛均逐渐缓解，VAS评分逐渐降低（P<0.05）；各时间点两组间VAS评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

试验组发生骨水泥渗漏2例（7.6%），其中椎旁渗漏1例、椎间隙渗漏1例；对照组发生3例（11.5%），其中椎旁渗漏2例、椎间隙渗漏1例；两组骨水泥渗漏率比较，差异无统计学意义（χ2=0.000，P=1.000）。两组均未发生椎管内骨水泥渗漏。

术后影像学复查示两组责任椎体骨水泥弥散程度，根据Kim分型方法，试验组骨水泥-终板未接触型6例、骨水泥-终板接触型20例，对照组分别为5、21例，组间差异无统计学意义（χ2=0.115，P=0.734）；根据Chu分型方法，试验组Ⅰ度15例、Ⅱ度7例、Ⅲ度2例、Ⅳ度2例，对照组Ⅰ度16例、Ⅱ度10例，组间差异亦无统计学意义（Z=–0.696，P=0.487）。与术前相比，两组术后2 d、1年椎体前缘高度均增加、Cobb角均减小；术后1年与术后2 d相比，椎体前缘高度均减小、Cobb角均增加；差异均有统计学意义（P<0.05）。术后各时间点两组椎体前缘高度及Cobb角比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2及图2～4。

图 2两组Cobb角及椎体前缘高度变化趋势     a. 椎体前缘高度；b. Cobb角

图3 试验组患者，女，70岁，T11椎体OVCF a～d. 术前MRI、正侧位X线片及CT；e、f. 术前规划穿刺路径；g、h. 术中正侧位透视下穿刺；i、j. 术后2 d正侧位X线片；k、l. 术后1年正侧位X 线片

图4 对照组患者，女，73岁，T12椎体OVCF     a～f. 术前MRI、正侧位X 线片及CT；g、h. 术中正侧位透视下穿刺；i、j. 术后2 d正侧位X线片；k、l. 术后1年正侧位X 线片

3、讨论

3.1   术式可行性及疗效分析

逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺采用常规椎弓根入路，其设计思路是根据影像学图像逆推穿刺路径。技术关键在于术前影像学评估，提前确定穿刺靶点（点C）以及椎弓根外缘与横突基底部交界点（点E），连接CE至皮肤表面处即为穿刺进针点（点F），CF与椎体前正中轴线（AB）夹角即为穿刺外展角，从而确定穿刺入路。该穿刺入路避免了既往单侧椎弓根入路时，为保证骨水泥均匀分布而增大穿刺外展角，进而导致神经根损伤风险增加的问题。

既往临床评价PVP治疗OVCF疗效主要基于疼痛缓解、椎体高度恢复和伤椎后凸 Cobb 角矫正三方面。本研究结果显示术后两组患者腰背痛均缓解，椎体前缘高度增加、Cobb角减小，各时间点两组上述指标差异均无统计学意义，提示两组方法治疗OVCF疗效相似。骨水泥在椎体内分布不均匀会影响椎体力学稳定性和手术止痛效果、增加再骨折风险，还可能造成骨水泥渗漏。因此，除上述传统评价指标外，近年来骨水泥弥散程度逐渐成为PVP疗效主要评价指标之一。临床评价骨水泥分布的方法较多，可根据骨水泥形态（弥散型、致密型）、骨水泥分布范围（左右、上下、前后范围及截面面积）分型[22]。不同分型标准侧重点不同，导致评价结果存在差异，因此采用单一评价标准不能准确描述骨水泥弥散程度。为此，本研究联合Kim分型方法（上下范围）及Chu分型方法（左右范围）评价骨水泥弥散程度，结果显示两组无明显差异，表明逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺PVP能达到弯角单侧穿刺PVP效果。

本研究结果显示弯角单侧穿刺术中骨水泥注入量更多。对于PVP术中骨水泥注入量，目前尚无统一标准。有学者认为应使用最少量骨水泥达理想椎体强度和刚度[6]。但骨水泥注入过少往往不能缓解症状，而且也是责任椎体再骨折的相关因素，增加了再次手术风险[23]。但是也有学者认为PVP术中骨水泥注入过多是发生椎体相邻节段骨折的主要原因[24]。我们认为骨水泥在责任椎体内良好弥散是PVP治疗OVCF获得满意疗效及避免再骨折的关键，因为足量注入骨水泥更容易达到均匀弥散目的。但是足量注入骨水泥也更容易出现骨水泥渗漏，为避免该现象发生，需要实时监测骨水泥弥散情况，进而增加术中射线暴露次数。弯角单侧穿刺操作时穿刺针经椎弓根入路进入椎体，不需很大的穿刺角度，具有良好安全性。但是与逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺相比，增加了置入弯角弥散导针及工作套管步骤，以及按照穿刺对侧、椎体中份、穿刺同侧顺序逐步退出工作套管，该过程需要全程透视，增加了射线暴露次数与手术时间。本研究结果也显示试验组手术时间、术中射线暴露次数均明显小于对照组。此外，弯角单侧穿刺所需手术器械复杂，总费用也相应增加。

综上述，PVP术中采用逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺不仅能获得与弯角单侧穿刺相似的疗效，还具有射线暴露次数少、手术时间短、住院费用少等优势。

3.2   术式不足及注意事项

逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺PVP需在术前基于患者CT图像进行设计，但CT扫描时患者取仰卧位，术中患者体位为俯卧位，皮肤标志点会根据患者体位改变有一定移位，因此锚定术前设计的进针点具有一定难度。但是，我们认为人体骨性标志不变，软组织可以随穿刺针摆动一定距离，只要从预先设定的进针点穿刺至椎弓根外缘与横突基底部交界处，再按照预设的穿刺角度即可达穿刺靶点。因此，穿刺角度至关重要。除了术中透视外，我们目前正探讨采用一种类似于“圆规+量角器”的装置固定穿刺方向与角度，研发一种既能够锚定棘突、又可调节穿刺点与锚定点距离以及穿刺角度的装置，以期提高穿刺的准确性。

此外，老年患者往往合并退变性脊柱疾病，多存在椎体旋转，术中可以选择去旋转位透视，即调整透视机器方向，使责任椎体棘突位于椎体椎弓根投影中心。目前术中CT、O臂导航系统、机器人辅助及虚拟现实技术[25]发展迅速，下一步还可联合上述技术进行术中实时设计穿刺方案，使逆向设计单侧椎弓根入路靶向穿刺更具有临床意义。

参考文献：略

打赏