椎体后凸成形骨水泥注射治疗不同部位骨质疏松性椎体压缩骨折的疗效分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1633

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

骨质疏松：是一种以骨组织量减少为特点的代谢性骨病变，WHO根据骨密度指标，规定正常人骨密度值加减1个标准差(SD)为正常值，降低1-2.5个SD为骨质减少，降低2.5个SD以上为骨质疏松症。骨质疏松性椎体骨折是骨质疏松症的严重后果，部分患者由轻微损伤即可造成脆性骨折，多属于完全骨折。

椎体后凸成形：临床全称为经皮穿刺椎体后凸成形术，属于微创手术，是通过向病变椎体内注入骨水泥(聚丙烯酸甲酯)达到强化椎体的技术。1984 年由Deramond发明并首次应用，1994年美国首次报道将椎体成形应用于骨质疏松性椎体骨折的治疗，Belkoff等认为2 mL骨水泥即可恢复椎体强度，而腰椎注射6 mL、胸腰段注射8 mL可恢复椎体刚度。

背景：椎体后凸成形骨水泥注射治疗骨质疏松性椎体压缩骨折具有较好的临床疗效，但其对脊柱不同部位的疗效是否存在差异？

目的：比较椎体后凸成形骨水泥注射治疗不同部位骨质疏松性椎体压缩骨折的疗效。

方法：回顾性分析2011年1月至2014年8月在苏州大学附属第一医院骨科接受治疗的247例单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者的临床资料，其中上中胸段(T₁-T₁₀)骨折患者24例，胸腰段(T₁₁-L₂)骨折患者187例，下腰段(L₃-L₅)骨折患者36例，3组均进行椎体后凸成形骨水泥注射治疗。比较3组手术时间、术中透视次数、骨水泥注射量及渗漏情况，以及手术前后的目测类比评分、椎体高度恢复及畸形矫正情况。

结果与结论：①所有患者均顺利完成手术，随访12-44个月，平均(25.44±7.85)个月；②共18例患者发生骨水泥渗漏，其中上中胸段组3例(12.5%)，胸腰段组13例(6.4%)，下腰段组2例(5.6%)；③上中胸段组手术时间、透视次数多于胸腰段组、下腰段组(P < 0.05)，骨水泥注射量少于胸腰段组、下腰段组(P < 0.05)；胸腰段组与下腰段组手术时间、透视次数、骨水泥注射量比较无差异(P > 0.05)；④术前、术后1 d及末次随访时，3组间目测类比评分、Oswestry功能障碍指数、伤椎前缘高度比值、Cobb角比较差异均无显著性意义 (P > 0.05)；3组术后1 d、末次随访时的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数、伤椎前缘高度比值均较术前明显改善(P < 0.05)；⑤结果表明，椎体后凸成形骨水泥注射治疗不同部位骨质疏松性椎体压缩骨折均可获得满意的疗效。

ORCID: 0000-0002-9899-903X(张磊)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 骨水泥, 骨水泥注射量, 骨质疏松性椎体压缩骨折, 椎体后凸成形术, 椎体高度, 后凸角度, 骨水泥渗漏

Abstract:

BACKGROUND: Kyphoplasty with bone cement injection for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures has a good clinical effect, but it is unclear whether there is a difference in the efficacy on the fractures in different parts of the spine.

OBJECTIVE: To compare the outcomes of kyphoplasty with bone cement injection in the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures in different parts of the spine.

METHODS: We retrospectively analyzed the clinical data of 247 cases of single-segmental osteoporotic vertebral compression fractures undergoing kyphoplasty with bone cement injection at the Department of Orthopaedic Surgery, the First Affiliated Hospital of Soochow University in China from January 2011 to August 2014. There were 24 cases of upper and middle thoracic (T₁-T₁₀) fractures, 187 cases of thoracolumbar (T₁₁-L₂) fractures and 36 cases of lower lumbar (L₃-L₅) fractures. The surgical time, X-ray exposure time, bone cement volume and leakage, the Visual Analog Scale score, the Oswestry Disability Index score, anterior vertebral height ratio and Cobb angle were assessed preoperatively, at 1 day posteroperatively and at the final visit.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) All patients underwent the surgery successfully, and were followed up for 12-44 months, with an average of (25.44±7.85) months. (2) There were 18 cases of bone cement leakage in the three groups, including 3 (12.5%) cases of upper and middle thoracic fractures, 13 (6.4%) cases of thoracolumbar fractures and 2 (5.6%) cases of lower lumbar fractures. (3) The surgical time and X-ray exposure time were significantly higher in the patients with upper and middle thoracic fractures than those with thoracolumbar fractures or lower lumbar fractures (P < 0.05), while the volume of bone cement was significantly lower than that in the other two groups (P < 0.05). Additionally, there were no significant differences in the surgical time, X-ray exposure time, and amount of bone cement between the patients with thoracolumbar fractures and with lower lumbar fractures (P > 0.05). (4) There were no significant differences in the Visual Analog Scale score, Oswestry Disability Index score, anterior vertebral height ratio and Cobb angle among the three groups preoperatively, at 1 day postoperatively and at the final visit (all P > 0.05). However, compared with baseline, these indicators were significantly improved in each group at 1 day postoperatively and at the final visit (P < 0.05). (5) To conclude, kyphoplasty with bone cement injection has achieved satisfactory outcomes in the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures in different parts of the spine.

Key words: Kyphoplasty, Osteoporotic Fractures, Tissue Engineering

中图分类号:

R459.9

张磊，汪凌骏，杨惠林，陈亮，顾勇. 椎体后凸成形骨水泥注射治疗不同部位骨质疏松性椎体压缩骨折的疗效分析[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(14): 2140-2146.

Zhang Lei, Wang Lingjun, Yang Huilin, Chen Liang, Gu Yong. Kyphoplasty with bone cement injection for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures in different parts of the spine[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(14): 2140-2146.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析 247例患者的临床资料均进入结果分析。

2.2 试验流程见图2。

2.3 各组基线资料比较共纳入病例247例，其中上中胸段骨折患者占9.7%，胸腰段骨折患者占75.7%，下腰段骨折患者占14.6%。3组患者的性别、年龄及骨质疏松程度比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。术后所有患者均获得随访，随访时间为12-44个月，平均(25.44±7.85)个月，3组随访时间比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

2.4 各组手术情况比较上中胸段组手术时间及透视次数显著高于胸腰段组、下腰段组(P < 0.05)，胸腰段组、下腰段组手术时间及透视次数比较无差异(P > 0.05)；上中胸段组骨水泥注射量显著少于胸腰段组、下腰段组(P < 0.05)，胸腰段组、下腰段组骨水泥注射量比较无差异(P > 0.05)；共18例患者发生骨水泥渗漏，其中上中胸段组3例(12.5%)，胸腰段组13例(6.4%)，下腰段组2例(5.6%)，见表2。

2.5 疗效评估见图3。

2.5.1 目测类比评分术前、术后1 d及末次随访时，3组间目测类比评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)；3组术后1 d及末次随访时的目测类比评分均低于术前，差异有显著性意义(P < 0.05)，3组末次随访时的目测类比评分与术后1 d比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

2.5.2 Oswestry功能障碍指数术前、术后1 d及末次随访时，3组间Oswestry功能障碍指数评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)；3组术后1 d及末次随访时的Oswestry功能障碍指数评分均低于术前，差异有显著性意义(P < 0.05)，3组末次随访时的Oswestry功能障碍指数评分与术后1 d比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

2.5.3 伤椎前缘高度比值术前、术后1 d及末次随访时，3组间伤椎前缘高度比值比较差异无显著性意义(P > 0.05)；3组术后1 d及末次随访时的伤椎前缘高度比值均高于术前，差异有显著性意义(P < 0.05)，3组末次随访时的伤椎前缘高度比值与术后1 d比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

2.5.4 Cobb角术前、术后1 d及末次随访时，3组间Cobb角比较差异无显著性意义(P > 0.05)；3组术后1 d及末次随访时的Cobb角均高于术前，差异有显著性意义(P < 0.05)，3组末次随访时的Cobb角与术后1 d比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

2.6 典型病例 62岁女性L₁骨质疏松性椎体压缩骨折患者，采用椎体后凸成形方案进行治疗，随访显示椎体高度及Cobb角维持佳，见图4。

2.7 不良反应共18例患者发生骨水泥渗漏，其中上中胸段组3例，胸腰段组13例，下腰段组2例；25例患者发生局部疼痛，中上中胸段组4例，胸腰段组15例，下腰段组6例，具体见表4。

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。

1.2 时间及地点试验于2011年1月至2014年8月在苏州大学附属第一医院骨科完成。

1.3 对象共纳入单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者247例，其中上中胸段骨折患者24例，胸腰段骨折患者187例，下腰段骨折患者36例。

纳入标准：骨密度检测符合骨质疏松症诊断标准的患者；单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者，X射线显示椎体楔形或双凹形骨折，椎体高度下降，伴有或不伴有后凸畸形；受伤时间小于3周的患者，且MRI显示T1加权像低信号，T2加权像和脂肪抑制像高信号；随访时间≥1年患者。

排除标准：骨病、转移瘤及骨髓瘤等非骨质疏松性椎体骨折患者；椎体爆裂性骨折，椎体后壁明显缺损或椎管内明显骨块占位，多节段骨折，伴有神经症状患者；既往有背部疼痛史，严重外伤史患者；随访资料不全患者；体格检查与影像学资料表现不符患者；合并其他系统性疾病等患者。

1.4 材料试验中的使用的骨水泥材料，见表1。

1.5 手术方法试验中的手术方法符合经皮椎体后凸成形术的规范化操作。

患者全身麻醉后取俯卧位，骨盆及胸部加垫使脊柱过伸复位。采用美国Kyphon公司或凯利泰公司提供的微创器械和球囊，T₁₀以上节段选择经椎弓根旁途径，T₁₀以下节段选择经椎弓根途径置入球囊。经皮穿刺建立工作通道，置入并扩张球囊复位骨折，待聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥处于拉丝期后期或团状期早期时注射入骨折椎体。每步操作均在“C”型臂X射线机监视下完成。术后仰卧2 h，第2天下地活动。所有患者的手术均由同一组经过系统培训的医师团队操作完成。

1.6 主要观察指标记录手术时间、术中透视次数、骨水泥注射量及渗漏情况。

于术前、术后1 d及末次随访时，测量X射线侧位片伤椎前缘高度比值及胸椎后凸角或腰椎前凸角(Cobb角)的变化，见图1，伤椎前缘高度比值(%)=伤椎前缘高度/伤椎上下相邻椎体前缘的均值×100%，Cobb角为伤椎上终板与伤椎下终板所成的夹角。

采用目测类比评分及Oswestry功能障碍指数评估临床疗效。

1.7 统计学分析数据用x(_)±s表示。采用SPSS 19.0 (SPSS公司，美国)统计软件包进行统计分析，计量资料的比较采用单因素方差分析，计数资料的比较则采用卡方 (χ²)检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

讨论

3.1 不同部位骨质疏松性椎体骨折力学特性的探讨随着人口的老龄化，骨质疏松症在世界范围内已成蔓延趋势，而椎体是最常见的骨质疏松性骨折部位。不同部位的脊柱其力学特性不同，因此导致的骨质疏松性椎体压缩骨折各有不同的特点。上中胸段(T₁₀以上)由于胸廓的保护，结构相对稳定，X射线显示骨折后椎体高度即刻丢失较少，且老龄患者没有明显的胸背痛主诉，容易漏诊。如果没有经过严格的保守治疗，椎体压缩程度会加重，导致肺容积减少，影响肺功能^[12-15]。因此，对于此类患者需行反复的体格检查，同时结合MRI，确定疼痛的“责任椎”。老年患者容易多节段骨折，应避免漏诊。胸腰段(T₁₁-L₂)为胸椎生理后凸与腰椎前凸的衔接处，为应力的集中点，是最易骨折的部位。下腰段(L_3-5)椎体厚而大，周围有较坚强的髂腰韧带和椎旁肌，且有骨盆环及髂嵴的保护，较少出现骨折^[16-17]。此次研究中，患者胸腰段骨折的发生率大约占75.7%，虽椎体高度压缩率及后凸畸形的严重程度高于上中胸段及下腰段，但差异无统计学意义，可能是由于拍摄X射线片时平卧位使骨折椎体已经一定程度复位所致。

3.2 椎体后凸成形术治疗不同部位椎体骨折穿刺入路的探讨椎体后凸成形术是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折一种较理想的微创方法，经皮穿刺将可扩张的球囊置入骨折椎体，抬高终板，恢复椎体高度及后凸角度。然而，由于骨折部位不同，椎体后凸成形穿刺入路的选择及方法也有所不同。上中胸椎椎弓根相对狭小，毗邻重要脏器，穿刺风险高，且在术中透视正位不清，因此椎弓根外入路是一种相对安全的入路^[18-19]。有研究发现，单侧椎弓根旁入路治疗胸椎压缩性骨折的手术时间、透视次数、骨水泥渗漏发生率均优于单侧椎弓根入路的椎体后凸成形手术，而二者术后目测类比及Oswestry功能障碍指数评分无统计学差异^[20-21]。由于胸腰段及下腰段椎弓根相对粗大，应尽量采取双侧椎弓根入路，保证骨水泥在椎体内均匀弥散，更好地恢复椎体高度^[22-23]。有研究发现，单侧椎弓根入路易造成骨水泥椎体内分布不均匀，导致脊柱不稳定^[24]。但对于一些双侧穿刺比较困难的患者，可采取单侧穿刺，适当加大外展角，将穿刺针尽可能接近椎体中线的前1/3处，使骨水泥尽量分布均匀^[25]。文献也表明，单侧入路与双侧入路在缓解骨折疼痛方面并无显著差异^[26-27]。在此次研究中，上中胸段的透视及穿刺难度要高于胸腰段及下腰段，且透视时解剖结构不易看清，因此该研究上中胸段透视次数及手术时间均高于后两者。

3.3 椎体后凸成形术治疗不同部位椎体骨折骨水泥剂量的探讨椎体后凸成形术通过注射骨水泥增加椎体内微骨折的稳定性，恢复椎体的强度和刚度，通过聚合反应产生的热破坏神经末梢而止痛。关于骨水泥的注射量与止痛效果的关系目前尚无确切定论。Belkoff等^[28]认为2 mL骨水泥即可恢复椎体强度，而腰椎注射6 mL、胸腰段注射8 mL即可恢复椎体刚度。崔维等^[29]根据球囊扩张体积而制定骨水泥注射量，以减少骨水泥渗漏，并预防因骨水泥量不足导致的疗效不佳。同一部位的骨水泥注射量不同，与骨质疏松的程度有关，骨质疏松程度越高骨水泥的用量越大。此次研究中上中胸段骨水泥注射量为(3.87±1.32) mL，胸腰段骨水泥注射量(6.48±1.47) mL，下腰段骨水泥注射量(6.96±1.78) mL，均稍大于球囊扩张后对比剂的量。术后影像学结果提示，骨水泥均匀渗透至骨折裂隙，未产生囊腔，提供了术后即刻稳定性。通过术后骨水泥注射量与疼痛评分相关性分析发现，无论骨水泥注射量为多少，只要骨水泥在伤椎内弥散分布均匀，可明显缓解术后疼痛，而且可保持至末次随访。3组术后目测类比评分与术前相比均达到明显好转，并能保持至末次随访，且3组间各时间点评分没有明显区别，故骨水泥注射量与止痛效果并无相关性，与Kaufmann等^[30-31]的观点一致。3组患者术后生活质量也明显改善，并能保持至末次随访。因此，手术的短期止痛与长期疗效取决于骨水泥在伤椎内的分布情况，而不是骨水泥剂量。

3.4 椎体后凸成形术治疗不同部位椎体骨折恢复椎体高度的探讨椎体后凸成形术能通过球囊撑开，恢复椎体高度及矫正后凸畸形^[32-34]。骨质疏松性椎体压缩骨折常出现伤椎椎体高度的丢失和后凸畸形的发生。脊柱后凸畸形会影响正常力学传导方式，增加伤椎邻近节段再骨折发生率。如果能有效恢复塌陷椎体高度、矫正后凸畸形，可降低脊柱前柱的病理性负荷，更有利于缓解背痛和降低再骨折发生率。

此次研究中，患者术中采取胸部及骨盆部位加垫软枕，腹部悬空，使伤椎前方皱褶的前纵韧带拉伸，加大前纵韧带和椎间盘纤维环的张力，恢复椎体前柱高度。对于椎体高度塌陷或者后凸畸形比较严重者，可加用手法对骨折椎体施加压力，辅助椎体复位。此次研究中，上中胸段组椎体前缘高度比由术前的(75.12±7.38)%恢复至术后的(92.40±4.85)%，胸腰段组椎体前缘高度比由术前的(72.74±7.99)%恢复至术后的(91.13±6.55)%，下腰段组椎体前缘高度比由术前的(73.78±8.09)%恢复至术后的(92.76±4.80)%。可见术后各组椎体均可获得满意的复位效果，并能恢复至同一水平。同样的，3组间后凸角度的改善程度也相似，并维持至末次随访。结合术后疗效评价，建议术中不必追求完全的椎体复位或后凸畸形矫正，须以缓解患者疼痛及提高生活质量作为治疗的最重要原则。

3.5 椎体后凸成形术治疗不同部位椎体骨折骨水泥渗漏的探讨椎体后凸成形术是一种相对安全的微创技术，通过球囊撑开，将骨水泥在低压状态下注射入骨折椎体，减少骨水泥的渗漏。但是椎体后凸成形术仍有一定的骨水泥渗漏率^[35-39]，此次研究为6.93%。骨折椎体大多伴有前壁及前上终板破损，如果骨水泥量超过球囊膨胀形成的窄腔容量，则椎体内压力骤然增加，将会增加伤椎骨水泥渗漏率。对于此类患者，可采用分次灌注技术，先注入一定剂量，使椎体前缘及上终板内形成壁，待骨水泥凝固后再推入适量骨水泥，可有效避免骨水泥渗漏。因此，椎体周壁的完整性，穿刺技术，球囊位置的准确放置，骨水泥注入的时机及注射量，均是影响骨水泥渗漏的因素。此次研究中，骨水泥渗漏率以上中胸段组渗漏率较高，可能与骨折的特点、椎弓根外入路、透视相对欠清有关，但均未出现严重的并发症。

椎体后凸成形术在治疗骨质疏松性椎体骨折时，操作简单、创伤较小、并发症少，能快速缓解疼痛，有效恢复椎体强度，是一种较好的脊柱微创治疗技术。虽然上中胸段(T₁-T₁₀)、胸腰段(T₁₁-L₂)及下腰段(L₃-L₅)等不同部位的骨质疏松性骨折各有特点，但椎体后凸成形术均能获得满意的止痛效果，提高患者生活质量。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程