椎體成形術治療老年椎體壓縮性骨折

　　（1） 歷史
　　椎體成形術（verteproplasty，VP）是一種新型的脊柱微創外科介入療法，其實質是通過向椎體注入凝固性材料以達到減輕疼痛和增加椎體穩定性的目的。1984年Galibert和Deramond在法國Amiens首次在患有侵襲性血管瘤的C2椎體內注入醫用骨水泥，術後疼痛症狀緩解。1987年作者報道了7例類似操作並將其命名為椎體成形術，由於該手術經皮穿刺操作，故又稱之為“經皮椎體成形術”（ percuteneous vertebroplasty，PVP）。後來有些學者把這種治療方法的適應證擴大到其他腫瘤（骨髓瘤、椎體轉移性腫瘤）和骨質疏鬆引起的椎體壓縮性骨折。但在20世紀90年代早期，歐洲的學者主要關注VP在椎體腫瘤性病變如椎體血管瘤、骨髓瘤和腫瘤轉移病灶上的應用，對VP治療骨質疏鬆椎體壓縮骨折研究不多。1993年Dion和Jensen在弗吉尼亞大學對一位乳腺癌椎體轉移的患者進行了美國第一例椎體成形術。從此，椎體成形術在美國逐步流行開來，並廣泛應用於保守治療無效的骨質疏鬆性椎體壓縮骨折的治療中。國內在20世紀末和21世紀初開展這項手術。近年來，VP作為一種很有前途的治療方法，其發展十分迅速，手術量逐年上升，保守治療無效的骨質疏鬆壓縮性骨折已經成為主要的適應證。
　　（2）適應證和禁忌證
　　椎體成形術問世以來，其適應證從早期的椎體血管瘤，到後來的骨髓瘤、骨轉移和骨質疏鬆性椎體壓縮骨折，有了很大的拓寬。目前，椎體成形術還被應用於壓縮骨折高危患者的預防性治療和脊柱外科內固定手術前後穩定椎體的輔助治療等等。近些年來，學者們從大量臨床實踐中總結了一些經驗，對VP的適應證和禁忌證進行了深入的探討。
　　適應證包括：① 有疼痛症狀的原發或繼發性椎體壓縮性骨折。② 有疼痛症狀的繼發於良性或惡性腫瘤（如血管瘤、多發性骨髓瘤和轉移病變等）的椎體廣泛溶解或侵犯。③ 有疼痛症狀的與骨壞死（Kummell病）有關的椎體骨折。④ 證實楔形畸形有移動的不穩定壓縮性骨折。
　　絕對禁忌證包括：① 所治椎體骨髓炎。② 非骨質疏鬆性椎體急性創傷性骨折。③ 無法糾正的凝血機制障礙和出血傾向。④ 對操作所用藥品器械有過敏反應。⑤ 椎體後壁不完整。
　　相對禁忌證包括：① 神經根性痛或病變超過椎體的疼痛，由與椎體塌陷無關的壓迫引起。② 骨折塊後移導致椎管佔位。③ 腫瘤突入硬膜外間隙伴顯著椎管佔位。④ 嚴重的椎體塌陷，椎體高度壓縮超過70％以上。⑤ 一次治療3個以上椎體。
　　（3）體格檢查和影像學檢查的價值
　　多發椎體壓縮骨折的患者僅憑體格檢查和平片是難以明確疼痛椎體的。壓痛往往不能準確指明患椎。而平片則較難與癒合的陳舊性壓縮性骨折相鑑別。因而對於那些複雜的患者有必要術前行MRI檢查來幫助判斷目標椎體。Do等認為MRI對明確脊柱腫瘤的部位和侵犯程度，以及判斷椎體壓縮骨折的病程有幫助。骨折時期不同，骨髓信號特徵性改變不同。30天內的急性和亞急性骨折，T1加權為低信號，T2加權和STIR序列為高信號。Cuenod等發現42％的患者在T2加權影像上骨折終板下有高信號帶。此外終板下還可以發現亞急性積血。在使用釓對照劑後有可能變成等信號改變。骨折將近1個月時，絕大多數壓縮椎體T1和T2加權信號等同於正常骨髓。完全癒合椎體骨髓信號恢復，有時因為顯著硬化而在T1和T2加權時成低信號。這些硬化椎體成形時監視操作困難，效果不佳。Do等認為Kummell病MRI顯示上終板有液性物質積聚，T1加權低信號，T2加權顯著高信號。該MRI影像上缺乏骨髓炎或膿腫常見的椎體周圍炎性改變信號。骨掃描對於判斷有問題的椎體壓縮骨折可能也有幫助，還可幫助判斷急性骨折和骨折癒合的部位，特別是多發椎體骨折的患者。Maynard等認為骨折部位示蹤劑攝取增加高度預示VP有好的治療效果。在他們的研究中28例患者中有26例疼痛緩解。骨掃描對於診斷椎體壓縮骨折非常敏感，陰性結果同MRI陰性影像一樣提示該椎術後疼痛緩解的可能較低。然而，當椎體壓縮骨折有效治療後骨掃描還會長期呈陽性表現。Mathis等主張儘可能選擇MRI，不能行MRI檢查時才考慮骨掃描。因為MRI除了能提供詳實的解剖結構，還能同時反映椎管狹窄等影響椎體成形術患者篩選的異常情況。有時腫瘤性和骨質疏鬆性椎體壓縮骨折之間在MRI和骨掃描上無法鑑別時，可在灌注骨水泥前先行活檢。CT主要用來明確椎體後壁及椎弓根破壞情況，以及椎體及椎弓根解剖情況以指導操作。
　　（4）操作技術
　　１）灌注入路　頸椎病變通常用小號穿刺針，經外側或前外側入路穿刺入椎體，灌注骨水泥。C1～C3頸椎可以經口咽入路，C3～C7頸椎通常採用前外側入路。T5或T6以上胸椎椎體因其解剖結構和位置操作難度大，一般可以用13G或16G的小號穿刺針，採用經椎弓根或椎弓根旁入路。CT或聯合使用X線透視可以減少併發症，便於操作。在胸腰椎，由於經椎弓根注入途徑可以明顯減少針道骨水泥滲漏和氣胸的危險，因此已經取代後外側途徑而被廣泛應用。椎弓根旁後外側入路常經過椎間孔，易使神經根損傷，特別是骨水泥沿針道滲漏時。但在下腰椎或椎弓根遭破壞的情況下可以考慮後外側椎旁入路灌注。在S1和S2水平，大多數情況下采用經椎弓根入路，有時也採用經骶骨翼入路。
　　2）骨水泥　聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）是目前臨床廣泛應用的黏合材料，也是椎體成形術最常用的骨水泥。PMMA優點：骨科醫師熟悉；黏稠度較低，容易操作，容易灌注；可以添加造影劑；可以快速提供必要的強度和剛度；價格不貴等。缺點：沒有骨傳導和誘導性能；組織相容性差；不可吸收性，不能為正常骨組織所代替，而且還會抑制成骨反應；聚合時產熱高水泥滲漏時可能會對周圍組織帶來不可逆的損傷；單體毒性當滲漏到血液中可能會引起全身毒性反應；本身X線不透射性差不具備放射不透明性，需要另外添加造影劑等；剛度過大等。
　　3）劑量的選擇　骨水泥灌注劑量最早受到學者捫的關注。從臨床角度看，多少骨水泥劑量就能達到良好的療效尚未有系統的研究。早期人們熱衷於灌注劑量最大化，臨床上一般是在透視下觀察到水泥滲漏或到達椎體外壁時即停止注射。這樣水泥的注入量是比較大的，通常8～10ml，甚至更多。同其他的骨科器械用來幫助骨折癒合一樣，椎體成形術的目的也是在骨折癒合的過程中為椎體提供穩定性。從這個意義上講，椎體成形術應該被看作是一種骨折修復技術，而不是簡單的灌注充填。研究表明疼痛緩解並不與灌注的骨水泥量相關，而是同椎體內骨水泥的分佈有關，特別是骨折平面。Kallmes等比較了大劑量3ml以上和小劑量3ml以下的VP臨床效果，結果並無顯著差異。作者認為不應該追求完全填充，後者會使滲漏的概率大大增加。Murphy等發現隨著劑量加大，骨水泥滲漏的危險也加大。Belkoff等研究中發現8ml灌注滲漏率是6ml的3倍。此外，過量的骨水泥可能增加椎體剛度導致相鄰椎體骨折。
　　適宜的劑量並非是簡單的定量。即使劑量相同，骨水泥產品的不同、固液比不同、是否添加造影劑或抗生素以及個體椎體大小差異等都會影響灌注效果。在骨水泥條件既定下，個體化選擇灌注劑量是一種不錯的研究方向。術前定量CT和骨密度數據以及計算機有限元分析就將起著決定性的作用。Tack等發現PMMA骨水泥量和CT所測骨小梁間隙面積之間有較強相關性，通過CT掃描和有限元分析可以預先估計骨水泥灌注量，達到個體化治療目的。
　　4) 止痛假說 目前尚不知道疼痛緩解是否繼發於力學穩定、化學毒性或神經組織熱壞死效應。最為直覺的解釋包括單純的骨折機械穩定，即骨水泥穩定了椎體，使小關節減輕負荷。然而另外的觀點包括PMMA的局部化學、血管和熱效應作用於周圍組織神經末梢產生的麻醉效果。目前主要有3種假說：(1) 椎體內的微小骨折在水泥注入後得到了固定,減少了微小骨折斷端之間相對運動；(2) 水泥承擔了部分負荷，也就減少了松質骨所承受的負荷；(3) 松質骨中的感覺神經末梢由於骨水泥單體聚合時放熱或單體所具有的細胞毒性所破壞。
　　5) 臨床療效　椎體成形術的出現，使得骨質疏鬆性壓縮骨折有了一個新的治療方法。椎體成形術能明顯緩解背部疼痛，還可以避免受治椎體再次發生骨折。該技術創傷小，即刻效果明顯，已經得到廣泛應用。骨質疏鬆壓縮骨折也成為目前臨床上椎體成形術應用最多的適應證。許多研究表明椎體成形術短期效果明確。1997年Jensen 等報道29人47例對止痛藥物無效的患者椎體成形術術後有26例症狀改善，緩解率達90％。Lin 等報道了Johns Hopkins醫院的經驗。他們在19個月內進行75人97次112椎椎體成形術，骨折病程從6周到10年，所有都對保守治療無效。完全或大部緩解97次中有91次，4例稍有改善，2例無變化，沒有加重患者。中長期的隨訪也顯示椎體成形術的療效持續或進一步改善。Alvarez 等對260人423例椎體成形術隨訪12個月，患者VAS評分從8.9下降到2.7。Winking 等對38例患者行椎體成形術，隨訪12個月，VAS評分從7下降到2.6，Oswestry下腰痛功能（Oswestry Low Back Pain Disability，OLBPD)評分術後有92％的改善。Perez-Higueras 等長期隨訪13例椎體成形術患者平均達65個月，5年VAS評分由90.7下降到21.5，療效肯定。
　　6）併發症
　　儘管椎體成形術被廣泛應用於臨床，但其併發症不容忽視。近來，FDA在其網站上對於PMMA高外滲率所致副作用提出了警告。
　　Nussbaum 彙總了1999年到2003年6月27日的FDA公佈的椎體成形術併發症相關報告。共有19例不良反應報告，其中有11例明確與經椎弓根椎體成形術相關，5例後外側入路，3例入路不明。經椎弓根入路共有3例死亡，但與骨水泥滲漏無關。癱瘓1例，心跳驟停2例，過敏或血壓下降2例，骨水泥栓子2例，器械破裂5例，後三者皆無臨床症狀。外側入路有4例死亡。1例由於患者對骨水泥過敏，1例針管穿破椎體後壁骨水泥滲漏壓迫脊髓，另2例則為一次多節段椎體成形術（8節和11節）。另外有1例器械破裂。
　　（1）與骨水泥滲漏無關的併發症
　　（i）局部疼痛　最常見的併發症是皮膚穿刺點局部疼痛，可能是擦傷或血腫。局部疼痛可以在術後幾小時或幾天內加重，但多在72h內緩解。疼痛程度可能與骨水泥灌注的量有關。小的擦傷應用藥物可以緩解，或在套管取出後按壓切口可以減少擦傷。惡性病變術後皮膚疼痛更常見些，但不需要特殊處理。Kaufmann 等提出皮下通道內的骨水泥沉積可能是局部疼痛的原因，並提出灌注後針尖變向朝上終板前進稍許可以斷開骨水泥柱，避免骨水泥殘留於皮下通道。
　　（ii）肋骨骨折　骨質疏鬆的老年患者由於體位關係會發生肋骨骨折。Jensen 等報道29人47椎VP術後發生2例肋骨骨折。而Peters 等報道顯示42例患者中發生2例，
　　（iii）其它　在上中胸椎行VP時有發生氣胸的可能，但少有報道。感染也比較少見。Chiras 報道了1例免疫抑制的患者術後發生繼發性感染。Yu等報道了1例T12骨質疏鬆壓縮骨折行VP術後1月發現有嚴重的化膿性脊柱炎。Walker 等報道了2例VP術後感染髮生骨髓炎，經病灶清除內固定後緩解。作者認為對於有感染史的患者應慎重選擇VP手術。Kallmes 等發現250例患者中有1例表皮葡萄球菌感染，該患者使用多種免疫抑制藥物。
　　（2）與骨水泥滲漏有關的併發症　許多併發症主要是由骨水泥的滲漏引起，滲漏至不同的部位會有不同的症狀：(1) 滲漏至椎旁組織，最常見，常無臨床表現。如果椎體皮質已有破損或穿刺造成破壞，骨水泥可能會滲漏至椎體旁軟組織。有時儘管側位片上針尖尚在椎體內，但可能已經穿刺過度針尖在椎體外。(2) 滲漏至椎間隙，並不少見。椎間盤滲漏通常無症狀，但長期存在可能會引起相鄰椎體生物力學性能的改變。特別是在骨質疏鬆患者和椎體嚴重壓縮骨折，有可能增加相鄰椎體骨折的發生率。有報告在椎體嚴重壓縮骨折的患者，術後有35％發生骨水泥椎間盤滲漏。並且作者發現滲漏的發生和壓縮骨折椎體的形狀無關。(3) 滲漏至椎旁靜脈。導致臨床症狀的很少，但已有發生肺栓塞和腦栓塞的報道。這類併發症一旦發生，後果可能相當嚴重。(4) 滲漏至硬膜外或椎間孔。當椎體後部骨質有缺損時，此類洩漏的發生率超過50％。但很少患者有症狀，只有很少患者由於脊髓或神經根受壓而需要手術減壓。除了皮質破壞，骨水泥滲漏主要與灌注劑量、灌注壓力和穿刺部位等有關。Ryu 等回顧了159人347椎VP，CT發現滲漏到硬膜外間隙的發生率為26.5％。研究中同時發現T7以上比T7以下椎體發生滲漏顯著增高，灌注劑量越大，滲漏率越高。穿刺針尖位置和靜脈迴流情況與滲漏則無明顯關聯。
　　(3) 預防措施　美國介入放射學會業務委員會要求VP併發症發生率對於骨質疏鬆症患者應控制在2％以下，腫瘤病人控制在10％以下。控制併發症發生關鍵在於減少骨水泥滲漏。因此如何防止骨水泥的滲漏是VP面臨的主要問題。目前臨床上有很多方法減少滲漏，如：術前仔細估計骨質破壞的程度、術中良好的監視設備、注入水泥前先行靜脈造影、採用儘可能粗的穿刺針並增加水泥的黏滯度、採用側方注射的穿刺針等。但即使如此，滲漏發生率仍然很高，幸運的是，絕大部分滲漏並不產生臨床症狀。因此一般認為無症狀的滲漏不應歸於併發症。Laredo 等主張針尖要避免置於破壞的終板下方或椎體中央富於血管的部位。在嚴重壓縮的椎體中針尖要儘可能靠前使骨水泥灌注的時候自前向後彌散。而對於有真空和裂隙現象的壓縮骨折則針尖應儘可能進入或靠近空隙處，這樣才能達到良好的臨床效果。經椎弓根入路在胸腰椎要避免破壞椎弓根內皮質，特別是上胸椎，一旦破壞PMMA就容易外滲。椎體穿刺時要防止針尖斷裂。Jang 等建議：骨水泥聚合至糊狀時灌注比液態狀能減少滲漏，特別當灌注血管豐富的腫瘤椎體時；高質量的X線透視和PMMA添加造影劑有助於預防栓塞；多節段灌注易造成肺栓塞，應特別謹慎選擇；若發現針尖進入血管，應調整位置或用凝膠海綿封堵。Do 等認為灌注前填塞明膠海綿或先灌注部分封閉血管再穿刺灌注可以減少骨水泥的滲漏。Aebli 等認為經單側椎弓根入路灌注骨水泥時，經對側椎弓根鑽孔減壓可能會減少滲漏引起的併發症。對22只母羊進行4個節段的單側椎弓根入路椎體成形，其中10只經對側椎弓根鑽孔。結果表明平均動脈壓、氧分壓和pHD下降和二氧化碳分壓增高，而對側鑽孔組變化程度減輕。肺血管脂肪栓塞程度也由19％降至9％。
　　7） 椎體後凸成形術
　　椎體後凸成形術（kyphoplasty，KP）是在VP基礎上輔以氣囊治療椎體壓縮性骨折。1994年美國Kyphon公司首先研製成功可擴張球囊（inflatable bone tamp，IBP）。1998年M.A.Reiley在美國加州用IBP完成了第1例椎體後凸成形術。1998年Kyphon公司的可擴張球囊獲得美國FDA的認可，被批准應用於骨折復位和（或）在松質骨內造成空腔。目前IBP的球囊直徑有15mm和20mm兩種，能在T5～L5進行操作。
　　KP常採用經椎弓根入路，胸椎可採用經肋骨頭與椎弓根之間入路，腰椎也可採用經後外側入路。經雙側椎弓根入路可使骨折整復位效果更好，經後外側入路可行單側KP。一般KP操作步驟包括：皮膚作小切口；透視下以11G穿刺針經椎弓根或旁椎弓根入路至骨折椎體；取出穿刺針，置入操作管道，建立到達椎體後部的工作通道；把4.19mm的套管針插入管道或用手鑽將椎體內通道擴大；導入IBP，置於塌陷終板下方，以便在抬高終板的同時減少對兩側及後方的擠壓；透視監測下，通過壓力注射器用造影劑逐步擴張IBP，並密切注意壓力值；擴張滿意後將IBP 復原後撤出，調配灌注劑，透視監測下注入椎體空腔，充填量一般比IBP 最後擴張的容積多1~2ml，以使灌注劑與周圍松質骨交錯結合。Carrino認為停止擴張的指標包括：壓縮骨折恰當的復位已完成；IBP壓力讀數達到220psi；X線透視顯示IBP與椎體皮質接觸；IBP 膨脹達到最大容積，直徑15mm的球囊為4ml，20mm為6ml。術者應警惕球囊破裂，造影劑外漏。對於大多數急性骨折，椎體雙側球囊撐開後應一側保留另側灌注，以免復位丟失。也有學者認為經單側椎弓根入路同樣能較好完成KP，療效滿意。
　　恢復椎體高度，矯正後凸畸形和減少骨水泥滲漏被認為是KP優於椎體成形術（VP）的最重要的方面。Belkoff等通過離體實驗比較了KP和VP的成形效果，結果顯示KP能恢復97％丟失高度，而VP僅能恢復30％。兩種成形方法都能顯著增強椎體的抗壓強度。此外，僅KP組能恢復椎體的剛度。作者認為與VP相比，KP可在患椎內形成空腔，恢復椎體高度，矯正後凸畸形。在椎體高度恢復方面也存在爭議。Belkoff等報道相對VP，KP能顯著恢復椎體高度。VP也能較好恢復高度，但不如KP。前述的KP臨床報道也提示KP在恢復椎體高度方面的能力顯著。Lieberman等認為認為VP灌注時骨水泥較稀，容易產生滲漏。而KP灌注時因有空腔，骨水泥可以在較黏稠時輕鬆注入。Phillips等離體實驗表明相比VP，KP所致經血管和皮質骨水泥滲漏發生率較低。作者認為VP灌注時壓力較高，而KP灌注時由於空腔的存在而壓力較低，減少了骨水泥的滲漏。此外，KP術中椎體內空腔形成的同時松質骨也受到壓實作用，一定程度上阻擋了骨水泥滲漏至血管內或椎體外。