骨水泥渗漏与胸腰段椎体血管解剖关系：105例患者资料回顾性分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0652

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
安全区：通过对临床资料的回顾性分析并参考相关文献及解剖学知识得出，在胸腰椎段椎体内有椎体静脉分布较稀疏区域，该区域内注射骨水泥可降低骨水泥渗漏率，并可注入相对较多的骨水泥，对今后手术操作和增强椎体硬度有重要意义。
骨水泥渗漏：是经皮椎体后凸成形手术最常见的手术并发症，常无明显临床表现，但严重者会导致肺栓塞、脊髓压迫甚至死亡。文章对行经皮椎体后凸成形手术患者进行回顾性分析，找寻减少骨水泥渗漏的方法，得出在椎弓根“2”点、“10”点方向进行穿刺，穿刺角度斜行向下，并在“安全区”内注射骨水泥可相对减少骨水泥渗漏的发生，对日后经皮椎体后凸成形手术操作有指导意义。

背景：研究发现，骨水泥渗漏大多与椎体后凸成形的手术操作及椎体静脉回流相关。
目的：结合胸腰段椎体血管分布规律，分析椎体后凸成形手术骨水泥渗漏率与手术操作的关系。
方法：回顾性分析行椎体后凸成形治疗的105例骨质疏松性椎体压缩骨折患者的临床资料，根据术中穿刺角度将患者分成A(斜行向下)、B(水平)、C(斜行向上)3组；根据骨水泥注射位置将患者分为1(安全区左侧)、2(安全区内)、3(安全区右侧)3组。观察各组骨水泥渗漏、骨水泥注入量、椎体高度恢复率、Cobb角恢复及疼痛改善情况。
结果与结论：①A组骨水泥总渗漏率、椎间静脉渗漏率少于B、C组(P < 0.05)，骨水泥注入量高于B、C组(P < 0.05)；术后第2天，3组间椎体高度恢复率、Cobb角恢复、疼痛评分比较差异无显著性意义；②2组骨水泥总渗漏率、椎间静脉渗漏率少于1、3组(P < 0.05)，骨水泥注入量高于1、3组(P < 0.05)；术后第2天，3组间椎体高度恢复率、Cobb角恢复、疼痛评分比较差异无显著性意义；③结果表明，椎体有相对恒定的“安全区”，改善穿刺角度及骨水泥注射位置，可减少椎体后凸成形的骨水泥渗漏。
ORCID: 0000-0002-8951-2461(张阳)

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: 胸腰段椎体, 经皮穿刺椎体后凸成形术, 骨水泥, 渗漏, 并发症, 脊柱微创手术, 生物材料

Abstract:

BACKGROUND: Previous studies have shown that bone cement leakage rate is mainly associated with surgical procedure of kyphoplasty and vertebral venous reflux.

OBJECTIVE: To analyze the relationship between bone cement leakage rate and surgical procedure of vertebral kyphoplasty based on the distribution rule of thoracolumbar vessels.

METHODS: Clinical data of 105 patients treated with vertebral kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs) were retrospectively reviewed. All patients were divided into three groups according to the puncture angle: oblique downward position (group A), horizontal position (group B) and oblique upward position (group C). Then, the patients were divide into three groups according to the injection site of bone cement: the left side of safety zone (group 1), safety zone (group 2) and the right side of safety zone (group 3). Bone cement leakage rate, the amount of bone cement injected, the recovery rate of vertebral height and the recovery of Cobb angle and the improvement of pain were observed in each group.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The total rate of bone cement leakage and the rate of leakage via the vertebral vein in the group A were lower than those in the groups B and C (P < 0.05), and the amount of bone cement injected was higher than that in the groups B and C (P < 0.05). On the second day after surgery, there was no significant difference between the three groups in the recovery rate of vertebral height, the recovery of Cobb angle and visual analogue scale score. (2) The total rate of bone cement leakage and the rate of leakage via the vertebral vein in the group 2 were lower than those in the groups 1 and 3 (P < 0.05), and the amount of bone cement injected was higher than that in the groups B and C (P < 0.05). On the second day after surgery, there was no significant difference between the three groups in the recovery rate of vertebral height, the recovery of Cobb angle and visual analogue scale score. Overall, the results from this study confirm the existence of “safety zone” in the vertebra and indicate that management of puncture angel and injection site of bone cement can potentially reduce the cement leakage rate.

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Key words: Osteoporotic Fractures, Vertebroplasty, Intraoperative Complications, Surgical Procedures, Minimally Invasive, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

张阳，龚维明，宋宏亮，仲江波，贾堂宏. 骨水泥渗漏与胸腰段椎体血管解剖关系：105例患者资料回顾性分析[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(34): 5426-5432.

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图/表（结果） 9

2.1 参与者数量分析 105例患者均进入结果分析。

2.2 基线资料比较两种分组方法，各组患者在年龄、性别、骨密度、骨折压缩程度、手术时间等方面比较差异均无显著性意义，见表1，2。

2.3 试验流程图见图4。

2.4 各组渗漏率的统计见表3，4。

A、B、C三组骨水泥总渗漏率分别为8.7%，47.8%，35.4%，A组骨水泥总渗漏率低于其余两组(P < 0.05)。A、B、C三组S型渗漏率分别为2.1%，13.0%，12.5%，A组S型渗漏率低于其余两组(P < 0.05)。A、B、C三组B型渗漏率分别为0，2.2%，2.1%，3组间B型渗漏率比较差异无显著性意义。A、B、C三组C型渗漏率分别为6.5%，32.6%，20.8%，3组间C型渗漏率比较差异无显著性意义。

1、2、3三组骨水泥总渗漏率分别为40.0%，10.4%，42.6%，2组骨水泥总渗漏率低于其余两组(P < 0.05)。

1、2、3三组S型渗漏率分别为15.6%，2.1%，10.6%，2组S型渗漏率低于其余两组(P < 0.05)。1、2、3三组B型渗漏率分别为2.2%，0，2.1%，3组间B型渗漏率比较差异无显著性意义。1、2、3三组C型渗漏率分别为22.2%，8.3%，29.8%，3组间C型渗漏率比较差异无显著性意义。

2.5 各组患者术后临床指标改善情况见表5，6。

A、B、C三组椎体高度恢复率及Cobb角恢复率比较差异无显著性意义(P > 0.05)，表明A、B、C三组在恢复椎体高度和改变后凸畸形方面无明显差异。A组骨水泥注射量比B、C组多(P < 0.05)。3组组内术后24 h、术后6个月的目测类比评分低于术前(P < 0.05)，3组间不同时间点的目测类比评分比较无差异。

1、2、3三组椎体高度恢复率及Cobb角恢复率比较差异无显著性意义(P > 0.05)，表明1、2、3三组在恢复椎体高度和改变后凸畸形方面无明显差异。2组骨水泥注射量比其他两组多(P < 0.05)。3组组内术后24 h、术后6个月的目测类比评分低于术前(P < 0.05)，3组间不同时间点的目测类比评分比较无差异。

2.6 典型病例见图5-8。

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引言

随着中国人口日趋老龄化，骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCFs)的发病率逐年上升，严重影响了患者的生活质量。传统的保守治疗方式往往不能改善椎体的后凸畸形^[1]，且长期的卧床更会引起一系列的并发症，如肺部感染、压疮、静脉血栓等，甚至失去生命。

当前经皮穿刺椎体后凸成形是治疗OVCFs的最常用手术方法^[2-3]，通过球囊扩张并注入骨水泥，可快速减轻患者的疼痛，获得椎体复位，矫正远期后凸畸形，具有比保守治疗更好的效果，已被广泛应用于临床。但经皮穿刺椎体后凸成形手术可能会引起一系列的手术并发症，其中骨水泥渗漏是最常见的一种。严重的骨水泥渗漏可能会导致神经根或脊髓的受压，甚至肺栓塞、神经综合征等。Yeom 等^[4]将骨水泥渗漏分为3型：椎体静脉(B型)渗漏、皮质骨(C型)渗漏与椎间静脉(S型)渗漏。其中C型最常见，主要延椎体骨皮质缺损部位渗漏，可渗漏至椎体四周任意位置，形态各异且多无明显临床症状；B型渗漏为骨水泥沿椎体静脉渗漏至椎体后缘、硬膜囊的前方，最易引发症状；S型渗漏为椎间静脉渗漏，椎间静脉与盆腔器官、大脑之间的血管沟通，为盆腔肿瘤的转移提供了通道。由于医生对经椎体静脉骨水泥的渗漏认识不足，导致一些严重骨水泥渗漏的发生，而对X射线下经椎体静脉骨水泥渗漏认识不足的根本原因在于，对椎体静脉的解剖及影像学特点理解不够引起的，因为骨水泥的渗漏与椎体静脉的分布密切相关，而回顾国内外研究并未有对椎体静脉进行详尽的影像学及解剖学描述，且有专家认为骨水泥渗漏与未严格进行规范化手术操作相关^[5-7]。因此，作者对山东大学附属济南市中心医院2015年12月至2017年6月行经皮穿刺椎体后凸成形治疗的105例OVCFs患者资料进行了回顾性分析，对骨水泥渗漏与手术操作之间的关系进行了总结，并结合胸腰椎椎体血管解剖学知识，提出椎体内有穿刺安全区，能有效减少骨水泥渗漏，为日后手术操作提出建设性意见。

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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2015年12月至2017年6月在山东大学附属济南市中心医院脊柱外科完成。

1.3 对象选择105例经皮穿刺椎体后凸成形治疗的OVCFs患者为研究对象。其中男25例(腰椎13例，胸椎11例，胸腰椎合并1例)，女80例(腰椎34例，胸椎33例，胸腰椎合并13例)，共有39例43椎出现骨水泥不同程度的渗漏，其中渗漏组S型13椎，C型28椎，B型2椎，66例97椎无骨水泥渗漏。

OVCFs的诊断标准：多有低能量的创伤史；临床表现为胸背部或腰部疼痛、身高降低和脊柱后凸畸形；急性期查体示胸腰部活动受限，伤椎周围压痛及叩击痛，合并脊髓损伤者可出现感觉异常、运动障碍、反射减退等；X射线可反映椎体形态学改变，CT可判断椎体后缘是否破裂，可有骨折片突入椎管，亦可明确骨密度是否降低，MR可判断椎体是否为新鲜骨折及脊髓受压情况，双能X射线骨密度测量可诊断骨质疏松。

纳入标准：①经X射线片、MRI、CT等诊断为OVCFs患者，骨质减少为骨密度较正常同性别成人骨密度平均值降低1-2.5个标准差；骨质疏松症为骨密度较正常同性别成人骨密度平均值降低2.5个标准差以上^[8]；②胸、腰椎压缩性骨折患者；③患者同意行椎体成形或椎体后凸成形并签署手术知情同意书；④骨水泥体积填充≥30%的患者。

排除标准：①颈椎骨折患者；②有血管疾病或其他病理变化者；③严重的精神疾病患者；④有明显皮质骨骨折线者。

1.4 材料所有患者均采用上海卉彤医疗器械商行提供的202型椎体成形成套器械，包括穿刺针、导针、扩张器、工作套管、实芯椎体钻、推杆、骨水泥注入器、球囊、和带表加压器组成，其中穿刺针为旋转穿刺针。椎体成形成套手术器械与人体接触部分的材料采用符合生物相容性要求的材料制成，其中金属材料采用医用级不锈钢，其余部分采用对人体无害的高分子材料。椎体成形成套手术器械均经环氧乙烷灭菌，灭菌有效期为24个月。骨水泥由聚甲基丙烯酸甲酯组成。

1.5 方法

术前检查：所有患者术前均摄胸、腰椎正侧位X射线片、CT、MRI检查，明确骨折椎体、椎体血管分布、了解骨折情况、椎管内有无骨块等情况；全面检查各脏器功能，对患者全身状况进行术前评估。

手术方法：所有手术均由同一组主治及主治以上医师完成，所有医师均有丰富的临床经验。手术在局部浸润麻醉+心电监护下进行，患者取俯卧位，术前行手法复位，在“C”型臂机定位病变椎体，手术采用双侧椎弓根同时穿刺，根据术中穿刺点及穿刺方向的不同，将患者分为A、B、C三组，A组由椎弓根上缘穿入，斜行向下，到达椎体前缘；B组由椎弓根中点水平穿刺，到达椎体前缘；C组由椎弓根下缘穿刺，斜行向上，到达椎体前缘，见图1。具体手术操作步骤按照常规要求进行。

结合正侧位“C”型臂影像判断骨水泥注射器的在椎体内的最终位置，根据注射器最终位置的不同将患者分为1、2、3三组，见图2，将调制好的骨水泥在拔丝期时缓慢注入骨折椎体内，使用”C”型臂动态透视，观察骨水泥是否渗漏及骨水泥弥散情况。待骨水泥在椎体内弥散均匀时停止注射，每个椎体骨水泥注入量为4-6 mL。注入完成后，在X射线“C”型臂下行正侧位透视，观察骨水泥渗漏情况。最后，待骨水泥完全凝固后将穿刺针拔出。在手术过程中应密切关注生命体征的变化，询问患者情况，如有不适应及时停止推注。

术后处理：术后常规平卧休息，可在床上行功能锻炼，术后第2天可行腰背部肌肉功能锻炼及下床负重功能锻炼，常规行病变椎体X射线检查，统计渗漏情况，根据胸腰椎椎体血管解剖学走形，得出渗漏途径，见图3。术后根据骨密度检查予以抗骨质疏松药物治疗及用药指导，再行观察 1 d。无异常后常规出院定期随访。

1.6 主要观察指标

(1)术后第2天常规行胸、腰椎X射线检查，观察骨水泥渗漏情况，统计各组B型、C型、S型渗漏率，对各渗漏类型渗漏率进行统计分析。

(2)术中统计各组患者骨水泥的注射量；观察患者术后第2天X射线侧位片，比较患者手术前后病变椎体椎体前缘的高度，根据手术前后差值，计算椎体高度恢复率和Cobb角恢复度数。其中，病变椎体原椎体前缘高度=(病变椎体上椎体前缘高度+病变椎体下椎体前缘高度)/2，Cobb角为病变椎体上下椎体的上下椎板垂线间的夹角。

(3)术前对患者背部或腰部疼痛进行目测类比评分量表评分，术后24 h、术后6个月再次回访。目测类比评分是目前临床疼痛评分的主要方法，该方法是采用一条长10 cm的标尺，将疼痛分为0-10十个数值，患者通过自身感受，在标尺上选取相应的数值，根据数值不同评价疼痛程度，数值越高疼痛越剧烈。

1.7 统计学分析采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析，计数资料用频数表示，计量资料采用x(_)±s表示，影像学资料数据均重复测量3次；计数资料之间的比较采用χ²检验，计量资料资料之间的比较采用秩和检验，以P < 0.05为差异有显著性意义，多组之间两辆比较以Bonferroni法校正检验水准α。

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讨论

椎静脉系由椎体静脉和椎内静脉丛、椎外静脉丛及连接两者的椎间静脉构成，椎管外静脉丛分为前丛、后丛。前丛接受椎体前方和侧方穿出的静脉，后丛接受节段动脉后侧分支供应区域的血液回流，椎管外后静脉丛够成一套成对的静脉系统，接受通过椎间孔出来的追内静脉丛的节段性属支，最终汇入腔静脉系和奇静脉系的腰静脉和肋间静脉。椎管内静脉丛又称硬膜外静脉丛，分为前部、后部，前部接受位于椎体后正中凹处松质骨内的椎体内静脉窦的血液(不成对)；后部是由两个通道组成，有穿过黄韧带的交通支相吻合。硬膜外静脉丛向外连接主要是经过椎间孔的静脉，最终注入到该阶段的腰静脉或肋间静脉。椎管内静脉汇集成椎间静脉，出椎间孔后与椎管外静脉汇合，最终注入椎静脉、肋间后静脉、腰静脉和骶外侧静脉。该静脉丛与盆腔器官、大脑之间的血管沟通，为盆腔肿瘤的转移提供了通道。椎体静脉在椎体内呈放射状分布，其向后形成一两支短干在椎体中部后面与椎体后静脉相连接，向前外通过椎体上的小孔连接椎外静脉丛前部。该静脉系除在本系统内结合外，还与远处的颅、颈、胸、腰、骶部的静脉交通，并且其缺乏静脉瓣膜，该解剖特点也为骨水泥的远处转移提供了条件。

大量文献证实，椎体成形术中椎体的血管分布与骨水泥渗漏的密切相关^[9-12]。倪才方等^[11]运用椎体静脉造影发现穿刺针位于椎体内静脉时，发生骨水泥渗漏的概率增高。Gaughen等^[12]通过对椎体行经皮椎体成形手术，发现术前利用椎体静脉造影显示的椎体静脉引流方向与骨水泥通过椎静脉系渗漏部位相同。因此，熟悉椎体血管的解剖显得尤为重要。唐志宏等^[13]研究表明，胸腰段椎体内存在血管沟，且只存在于椎弓根平面的上2/3平面的中后部，而椎体下半部分及椎弓根平面前部的中间扇形区域内形成相对的“安全区”(图9)。

该文结合这一概念，将椎体横断面分为3个部分，“安全区”为一部分，以椎间空最低点和椎间孔最高点连线延长线为纵轴，将“安全区”外的椎体分为两部分，以此方法将行经皮穿刺椎体后凸成形手术的患者分为3组，分析其骨水泥渗漏情况；另按照穿刺角度的不同，将患者分为3组，斜行向下穿刺组、水平穿刺组、斜行向上穿刺组，分析骨水泥的渗漏情况。结果显示：以椎弓根“2”点、“10”点为穿刺点，斜行向下穿刺的A组及穿刺通道最终位置在“安全区”内的2组总渗漏率及S型渗漏率明显降低，有统计学意义。表明穿刺角度及骨水泥注射位置的不同会影响骨水泥渗漏率，即骨水泥渗漏与手术操作密切相关；在血管沟分布密集区域穿刺或在“安全区”以外注射发生S型渗漏的概率比在血管沟分布稀疏区域穿刺或“安全区”内注射的概率高，表明骨水泥渗漏与血管分布关系密切。多数医生未能注意到这两点，在手术操作过程中，选择椎弓根平面上2/3穿刺或在安全区以外注射骨水泥，导致椎体内血管破裂，骨水泥沿血管渗漏，进而导致一系列并发症。另外，在椎体静脉分布不同的各区域内注射骨水泥，均能有效缓解患者疼痛，矫正后凸畸形，但在血管分布稀疏的区域内注射的骨水泥量更多，具有统计学意义，其原因可能是在血管分布密集区注射骨水泥更易发生血管性骨水泥渗漏，为防止引起肺栓塞等症状，不得不减少骨水泥的注入量。相比较之下，在血管分布稀疏区域注射能够注入相对较多的骨水泥，可获得更充分的填充，进而更好的恢复椎体的强度和刚度。综上所述，作者认为行经皮穿刺椎体后凸成形手术时，为减少骨水泥渗漏，使椎体获得更好的强度和刚度，穿刺点应选取椎弓根的“2”点、“10”点方向进行穿刺，穿刺角度应斜行向下，朝向并穿至椎体下半部前方的“安全区”内。

另外术前应完善辅助检查，做好术前准备。发生OVCFs的患者大都为高龄患者，骨质疏松严重，且脊柱多有不同程度的退变、增生，影像学资料多成像不清。因此，高质量的影像器材显得至关重要。术前通过仔细阅读X射线、CT、MRI等影像学资料明确椎体血管走形，得出“安全区”范围，对患者进行全面评估并明确穿刺角度。熟悉手术操作流程。具体如下：手术前采用手法复位^[10]，使压缩的骨折椎体尽量恢复原有高度，为球囊扩张提供尽量大的空间，使骨水泥注射时的压力降低，减轻患者疼痛的同时减少骨水泥渗漏的发生。为了准确定位正确的穿刺点和穿刺方向，“C”型臂透视机必须以骨折椎体为中心，正位透视成像时两侧椎弓根与棘突的距离必须等距对称，椎体上缘必须呈“一线征”，以确保成像的精确性^[14]。球囊置入后扩张前侧位透视观察球囊深度，再次正位透视明确球囊位置；球囊每扩张2 mL就透视一次，以免扩张位置不当和过度扩张穿破椎体。大量文献证实，骨水泥的注入量的多少与临床镇痛效果并无直接关系^[15]，但较多注入骨水泥可提高椎体的硬度，而过量的注入则会影响生物力学效果^[16]。大量研究认为治疗胸椎时，骨水泥注射量应在3 mL以内，腰椎骨水泥注射量应在5 mL以内，这样获得的效果最佳且渗漏率低^[17]。在骨水泥注射的过程中应时刻放射线透视，观察骨水泥的弥散情况^[18]。同时，应在骨水泥拔丝期时完成注射，此时的骨水泥既有一定的黏度，可以与周围的松质骨牢固地黏合在一起，又不会因为骨水泥过稀而造成渗漏。在结束骨水泥注射后，不可立刻拔出注射器，应将注射器保持原位4 min左右，待骨水泥凝固后再行拔出，可有效防止骨水泥沿针道渗漏^[19]。在骨水泥注射的手术过程当中，如果出现骨水泥渗漏情况，应立刻停止注入，待骨水泥稍凝固后，观察其渗漏部位，根据渗漏分型再行决定是否继续注射^[20]。

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