椎體成形術骨水泥彌散情況對再發(fā)骨折的影響*

鐘遠鳴,蘇之盟,覃海飚,張家立,李智斐,宋泉生,王曉琥,唐福波,李　兵,蘇正義

(1.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院骨科,南寧 530023;2.廣西中醫(yī)藥大學研究生學院,南寧 530001)

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椎體成形術骨水泥彌散情況對再發(fā)骨折的影響*

鐘遠鳴1,蘇之盟2△,覃海飚1,張家立1,李智斐1,宋泉生1,王曉琥1,唐福波1,李兵2,蘇正義2

(1.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院骨科,南寧 530023;2.廣西中醫(yī)藥大學研究生學院,南寧 530001)

[摘要]目的探討經(jīng)皮椎體成形術(PVP)骨水泥在骨折椎體內(nèi)的彌散情況及其對再發(fā)骨折的影響。 方法回顧性分析2012年1月至2014年3月因胸腰椎骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(OVCF)行PVP治療并且隨訪資料完整患者276例,根據(jù)術后復查的X線和CT判斷骨水泥在骨折椎體內(nèi)的彌散情況,將患者分為骨水泥彌散充分組(A組)100例,骨水泥彌散不佳組(B組)176例。記錄患者術前、術后3 d和終末隨訪的視覺模擬評分(VAS)及強化椎體后凸Cobb角。結(jié)果276例患者均獲隨訪,無嚴重并發(fā)癥發(fā)生。兩組終末隨訪時Cobb角、VAS比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；兩組術前、術后3 d的Cobb角及VAS比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。兩組再發(fā)骨折率分別為7.00%和15.34%,兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論PVP是治療OVCF的有效方法,當骨密度相近時,骨水泥彌散不佳可能是術后繼發(fā)進展性后凸畸形和再發(fā)骨折的危險因素。

[關鍵詞]椎體成形術;骨水泥彌散;骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折;再發(fā)骨折

經(jīng)皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)已廣泛用于治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF)、脊柱腫瘤等疾病,它既能有效緩解疼痛、恢復椎體高度、改善患者的功能障礙和生活質(zhì)量,又可提高受累椎體穩(wěn)定性,臨床療效顯著[1-2]。近年來,有學者將PVP用于治療椎體爆裂骨折和Kümmell病,也發(fā)揮了可靠的止痛效果[3-4]。但是,有關PVP術后再發(fā)骨折的文獻報道也在增多，主要包括原手術椎體的再發(fā)骨折和非手術椎體的新發(fā)骨折，究其原因復雜多樣,既有患者自身的原因,也有與手術相關的因素。Kaufmann等[5]認為在PVP術中注入適量骨水泥可穩(wěn)定和強化骨折椎體，有助于恢復其應有剛度和力學支撐。因此，骨水泥在骨折椎體內(nèi)的彌散情況與強化椎體的強度、剛度和力學支撐均衡性密切相關。Tanigawa等[6]根據(jù)骨水泥在強化椎體內(nèi)的彌散情況將其分為團塊狀分布組和海綿狀分布組，術后隨訪發(fā)現(xiàn)前者的新發(fā)椎體骨折率高于后者。因此，骨水泥在強化椎體內(nèi)的彌散情況可能與PVP術后再發(fā)骨折存在相關性，現(xiàn)就PVP骨水泥在骨折椎體內(nèi)的彌散情況對再發(fā)骨折的影響，報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料收集2012年1月至2014年3月因胸腰椎OVCF在廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院骨一科接受PVP治療的患者,由2位副主任醫(yī)師根據(jù)術后3 d復查的X線和CT判定骨水泥的彌散情況并篩選符合納入標準的病例。納入標準：(1)胸腰椎OVCF接受PVP治療的患者；(2)隨訪時間大于或等于6個月的患者；(3)術前及術后影像學資料完整的患者；(4)有可靠的聯(lián)系方式、配合隨訪及復診的患者。排除標準：(1)非胸腰椎OVCF接受PVP治療的患者；(2)因Kümmell病、脊柱腫瘤等疾病接受PVP治療的患者；(3)PVP聯(lián)合椎弓根螺釘內(nèi)固定術的患者；(4)無法配合完成隨訪及復診者；(5)隨訪時間小于6個月的患者；(6)終末隨訪時合并精神疾病者和已死亡者。最終納入患者276例，其中男55例,女221例;年齡54～105歲,平均(74.54±8.69)歲;病程2 h至2個月,平均12.15 d,原發(fā)和再發(fā)骨折的椎體均為胸腰椎。再發(fā)骨折椎體總數(shù)46個(胸椎20個,腰椎26個),再發(fā)單節(jié)骨折25例(25個椎體)、再發(fā)兩節(jié)骨折6例(12個椎體)、再發(fā)三節(jié)骨折3例(9個椎體);再發(fā)骨折的椎體為T5～L4,其中T5、T6、T7各1例,T8和T9各2例,T103例,T11和T12各5例,L110例,L29例,L35例,L42例;隨訪時間6～32個月,平均(16.86±6.38)個月。全部患者術前均行X線、CT、定量CT(QCT)和MRI檢查,根據(jù)術后3 d復查的X線和CT判斷骨水泥在強化椎體內(nèi)的彌散情況,將納入患者分為骨水泥彌散充分組(A組)100例,骨水泥彌散不佳組(B組)176例;兩組患者的基線特征比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。

表1　兩組患者基線特征比較

1.2方法

1.2.1治療方法全部手術均采用俯臥過伸位,以C臂機透視定位并標記骨折椎體兩側(cè)椎弓根在體表的投影位置,術區(qū)消毒鋪巾和局部浸潤麻醉,在動態(tài)透視下將帶芯穿刺針針尖鉆至骨折椎體的后緣時抽出針芯,沿著導針按序置入擴張?zhí)坠芎凸ぷ魈坠?再將實心鉆放入工作套管內(nèi),待實心鉆鉆頭尖端距離骨折椎體前緣皮質(zhì)骨約1 cm時逐漸拔出實心鉆。調(diào)配好適量骨水泥,并將其注入骨水泥推桿內(nèi),待骨水泥呈漿糊樣拉絲狀時,在動態(tài)透視下將骨水泥注入骨折椎體內(nèi),期間注意掌控好推力大小、推注連續(xù)性、骨水泥注入量和退桿速度,確保骨水泥在骨折椎體內(nèi)較好彌散、填充和分布,減少或避免骨水泥滲漏的發(fā)生。

1.2.2術后處理術后第1天鼓勵患者下床活動;術后3 d常規(guī)復查手術節(jié)段的X線正側(cè)位片和三維CT,了解骨水泥在強化椎體內(nèi)的彌散、填充、分布和滲漏情況;術后第3、6、12個月定期門診復診,術后3個月內(nèi)佩戴腰圍保護,并指導患者行腰背肌功能鍛煉;術后6個月堅持抗骨質(zhì)疏松治療,待復查QCT值較術前提高后可逐步減少或停止抗骨質(zhì)疏松用藥。日常生活上,鼓勵患者參加戶外活動、多曬太陽,促進體內(nèi)鈣磷吸收和減少骨量丟失,抑制骨質(zhì)疏松進展,并囑其均衡膳食、增加含鈣豐富食物的攝入,避免菠菜、鐵劑等與鈣片同服。

1.2.3觀察指標統(tǒng)計納入患者的年齡,性別,病程,隨訪時間,體質(zhì)量,腰椎QCT值,術前、術后3 d和終末隨訪的視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)和強化椎體后凸Cobb角,再發(fā)骨折椎體的節(jié)段及數(shù)量;收集術前及術后的X線、CT、QCT和MRI等影像學資料。

1.2.4骨水泥彌散情況判定標準本研究根據(jù)患者術后3 d復查的X線正側(cè)位片和三維CT判定骨水泥的彌散情況:若骨水泥充分彌散于強化椎體的上下終板之間并且骨水泥彌散超過椎體中線,則定義為骨水泥彌散充分;若骨水泥僅彌散于一側(cè)終板并且骨水泥彌散未能超過椎體中線,則定義為骨水泥彌散不佳;若骨水泥雖只彌散于一側(cè)終板,但骨水泥分布超過了椎體中線,則定義為骨水泥彌散一般。

1.2.5臨床療效評估標準采用VAS和強化椎體后凸Cobb角對患者術前、術后3 d和終末隨訪的狀態(tài)進行療效評估。終末隨訪與術后3 d的后凸Cobb角之差定義為后凸糾正丟失量,術前與終末隨訪的VAS之差定義為VAS改善程度。

2結(jié)果

2.1兩組患者再發(fā)骨折情況比較終末隨訪時,A、B兩組再發(fā)骨折分別為7例(7.00%)和27例(15.34%),兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(χ2=4.11,P=0.04)。再發(fā)骨折時間為術后1～18個月,多見于術后9個月內(nèi),A、B兩組再發(fā)骨折時間分別為(11.44±3.70)個月和(8.60±4.66)個月,兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(F=3.56,P=0.02)。

2.2兩組患者Cobb角和VAS結(jié)果比較兩組患者術前、術后3 d的Cobb角比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);A、B組間終末的Cobb角比較(8.73±1.16vs.11.19±0.41),差異有統(tǒng)計學意義(F=21.18,P=0.00);終末后凸糾正丟失量A組小于B組(1.19±0.47vs.3.61±0.55),差異有統(tǒng)計學意義(F=0.24,P=0.00)。兩組間術前、術后3 d的VAS比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);兩組間終末的VAS比較(0.94±0.32vs.1.48±0.44),差異有統(tǒng)計學意義(F=2.27,P=0.01);終末的VAS改善程度A組大于B組(6.70±0.44vs.5.27±0.49),差異有統(tǒng)計學意義(F=0.57,P=0.02)。兩組患者Cobb角和VAS結(jié)果比較，見表2。

2.3典型病例病例1，女，71歲，QCT 55 mg/cm3，術后復查DR和CT，可見骨水泥充分彌散于強化椎體的上下終板之間,且骨水泥彌散超過椎體中線，骨水泥在骨折椎體(L3)內(nèi)彌散充分，見圖1；病例2，女，65歲，QCT 43.8 mg/cm3，術后復查DR和CT，可見骨水泥主要彌散于一側(cè)終板,但骨水泥分布超過了椎體中線,骨水泥在骨折椎體(L3)內(nèi)彌散一般，見圖2；病例3，女，78歲，QCT 50 mg/cm3，術后復查DR和CT，可見骨水泥彌散于一側(cè)終板,且骨水泥分布未超過椎體中線,骨水泥在骨折椎體(L3)內(nèi)彌散不佳，見圖3。

表2　兩組患者Cobb角及VAS評分結(jié)果比較

A：DR正位圖；B：DR側(cè)位圖；C、D：CT矢狀位圖。

圖1病例1 PVP術后復查

A：DR正位圖；B:DR側(cè)位圖；C：CT冠狀位圖。

圖2病例2 PVP術后復查

A、B:CT矢狀位圖；C、D：CT軸位圖。

圖3病例3 PVP術后復查

3討論

3.1OVCF致痛原因和PVP止痛機制椎體骨小梁的微骨折激惹末梢神經(jīng),以及椎體骨折后脊柱失穩(wěn)繼發(fā)的胸腰背部筋膜損傷是OVCF致痛的兩大原因[7-8]。而關于PVP的止痛機制，主要有以下3點[7,9]：(1)骨折椎體的穩(wěn)定重建和力學強度恢復；(2)骨水泥聚合產(chǎn)熱導致疼痛感受器和神經(jīng)組織壞死；(3)骨水泥聚集產(chǎn)毒致使神經(jīng)末梢壞死。本研究發(fā)現(xiàn)，患者術后3 d和終末隨訪的VAS均低于術前，其原因可能是骨水泥能對骨折椎體斷裂的骨小梁起固定作用，提升了椎體穩(wěn)定性，減少了骨折端微動及其對神經(jīng)末梢的刺激。因此，PVP是解決OVCF疼痛的可靠方法。

3.2影響骨水泥彌散的因素PVP術中骨水泥填充以小腔隙填充為主、彌散方式多呈均勻彌散；而穿刺管道位置、椎體骨質(zhì)疏松程度和骨折線情況[10]，椎體壓縮塌陷程度、骨水泥的性狀、骨折至手術的時間長短、穿刺針的角度和深度、手術方式(PVP與PKP、單側(cè)穿刺與雙側(cè)穿刺)等均是影響骨水泥彌散的因素。因此，術前應明確椎體骨折線的分布位置和走向、為術中穿刺針的準確刺入提供參考，術中采用雙側(cè)置管注射骨水泥、確保骨水泥能夠在骨折椎體內(nèi)均勻彌散和充分填充，確診后應盡早手術治療、避免骨折椎體進一步壓縮和塌陷。本研究也發(fā)現(xiàn)骨水泥彌散充分的患者骨密度略低于骨水泥彌散不佳的患者，但二者比較差異無統(tǒng)計學意義(42.06±16.08vs.46.67±21.63,P=0.37)?？傊?影響骨水泥彌散、填充和分布的因素很多，不同學者所持觀點也不一致。

3.3骨水泥彌散與再發(fā)骨折的關系目前，不同學者報道的PVP術后再發(fā)骨折率和再發(fā)骨折時間參差不齊。江曉兵等[10]認為骨水泥彌散不佳、其強化效果不足，術后可發(fā)生進展性后凸畸形和未強化區(qū)域的繼發(fā)性塌陷。國外研究發(fā)現(xiàn)，PVP術中骨水泥同時接觸上下終板可使手術椎體強度增加11倍，而骨水泥只接觸一側(cè)終板僅能提高2倍的強度，而未被骨水泥填充的部分則容易再發(fā)骨折，并認為骨水泥在椎體上下終板之間充分彌散，有利于防止遠期再發(fā)骨折或塌陷[11]。Liebschner等[12]研究表明椎體單側(cè)承重會引起脊柱不穩(wěn)，單側(cè)灌注骨水泥可出現(xiàn)椎體從灌注側(cè)向未灌注側(cè)的相對運動和偏移，并證實了椎體內(nèi)骨水泥雙側(cè)對稱分布比單側(cè)分布獲得更優(yōu)的剛度恢復，故認為盡力確保骨水泥雙側(cè)對稱彌散對防止和減少遠期再發(fā)骨折有益。此外，也有文獻報道骨水泥彌散形狀與再發(fā)骨折有關，認為團塊狀骨水泥比海綿狀骨水泥更易導致再骨折[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，B組再發(fā)骨折率高于A組，這可能與骨水泥彌散不佳導致未強化區(qū)域的軸向承重應力不足、繼發(fā)強化椎再次塌陷骨折和進展性后凸畸形，以及強化區(qū)域和未強化區(qū)域的支撐力不均衡、剛強度不一致和術后應力集中轉(zhuǎn)移至鄰椎、整體脊柱生物力學改變等因素有關。但是，刻意追求骨水泥彌散充分則會增加手術風險和手術時間。

3.4再發(fā)骨折的原因骨密度是影響PVP術后再發(fā)骨折的因素，骨密度越低再發(fā)骨折概率越大[13]。目前，關于PVP術后再發(fā)骨折的原因仍眾說紛紜,但概括起來主要有兩種:(1)患者自身的原因，如骨質(zhì)疏松、低體質(zhì)量指數(shù)；(2)與手術相關的因素，如強化椎的剛強度變化，應力集中轉(zhuǎn)移至鄰椎，骨水泥滲漏，骨水泥注入量及分布的影響，椎體楔形變導致脊柱矢狀位失平衡和脊柱重力曲線前移，原骨折椎體的骨折形態(tài)、高度和位置恢復等。但Kim等[14]卻認為，PVP術后繼發(fā)椎體壓縮性骨折與骨水泥在終板間的強化、骨水泥注入量、骨密度、原始椎間高度丟失量等無關,建議在確保無骨水泥滲漏的前提下,盡可能多注入骨水泥。本研究證實，B組的再發(fā)骨折率高于A組，前者再發(fā)骨折時間也早于后者；此外，B組終末后凸糾正丟失量大于A組，兩組比較有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。因此，強化椎體內(nèi)骨水泥彌散不佳可能是PVP術后再發(fā)骨折和繼發(fā)進展性后凸畸形的危險因素。作者認為，骨水泥彌散不佳和骨折椎體的形態(tài)及高度丟失，強化區(qū)域和未強化區(qū)域的軸向承重應力不等，在負重狀態(tài)下脊柱向未強化區(qū)域偏移,局部生物力學改變,繼發(fā)進展性后凸畸形、強化椎塌陷骨折和非強化椎新發(fā)骨折。此外，術后無法堅持抗骨質(zhì)疏松治療和腰背肌功能鍛煉，骨密度繼續(xù)下降，腰背部外傷，術后疼痛消失、活動量驟增、脊柱負荷加大，過早去除腰圍保護等也可能是再發(fā)骨折的誘因。

總之，PVP仍是治療OVCF的可靠方法，但其術后再發(fā)骨折的原因尚未統(tǒng)一，骨水泥在強化椎體內(nèi)彌散不佳可能是PVP術后繼發(fā)進展性后凸畸形和再發(fā)骨折的危險因素。但是，本研究也有一些不足:(1)觀察病例數(shù)較少，有待于大樣本、多因素分析或前瞻性隨機對照研究證實；(2)骨水泥彌散情況的判定標準有缺陷；(3)隨訪時間較短。生物力學研究已證實,骨水泥強度增加，會提高鄰椎乃至整體胸腰段脊柱的應力，增加椎體再發(fā)骨折的風險[15]。因此，縮短骨水泥與人體骨組織在生物力學方面的差距，開發(fā)應用相容性更好和毒性更低的骨水泥材料、內(nèi)固定聯(lián)合骨水泥應用技術等，或許是未來OVCF患者治療發(fā)展的新領域。

參考文獻

[1]Farrokhi M,Nouraei H,Kiani A.The efficacy of percutaneous vertebroplasty in the pain relief in patients with pathological vertebal fractures due to metastatic spinal tumors[J].Iran Red Crescent Med J,2012,14(9):523-530.

[2]Itshayek E,Miller P,Barzilay Y,et al.Vertebral augmentation in the treatment of vertebral compression fractures:review and new insights from recent studies[J].Clin Neurosci,2012,9(6):786-791.

[3]Ma R,Chow R,Shen FH.Kummell′s disease:delayed posttraumatic osteonecrosis of the vertebral body[J].Eur Spine J,2010,19(7):1065-1070.

[4]Li CH,Chang MC,Liu CL,et al.Osteoporotic burst fracture with spinal canal compromise treated with percutaneous vertebroplasty[J].Clin Neurol Neurosurg,2010,112(8):678-681.

[5]Kaufmann TJ,Trout AT,Kallmes DF.The effects of cement volume on clinical outcomes of percutaneous vertebroplasty[J].AJNR Am J Neuroradiol,2006,27(9):1933-1937.

[6]Tanigawa N,Komemushi A,Kariya S,et al.Relationship between cement distribution pattern and new compression fracture after percutaneous vertebroplasty

[J].AJR Am J Roentgenol,2007,189(6):348-352.

[7]Barr JD,Barr MS,Lemley TJ,et al.Percutaneous vertebroplasty for pain relief and spinal stabilization[J].Spine,2000,25(22):923-928.

[8]Francis RM,Aspray TJ,Hide G,et al.Back pain in osteoporotic vertebral fractures[J].Osteoporos Int,2008,19(7):895-903.

[9]Furtado N,Oakland RJ,Wilcox RK,et al.A biomechanical investigation of vertebroplasty in osteoporotic compression fractures and in prophylactic vertebral reinforcement[J].Spine,2007,32(17):480-487.

[10]江曉兵,莫凌,梁德,等.骨水泥在椎體骨折線內(nèi)彌散情況對椎體成形術治療效果的影響[J].中國脊柱脊髓雜志,2014,24(2):144-149.

[11]Chevalier Y,Pahr D,Charlebois M,et al.Cement distribution,volume,and compliance in vertebroplasty:some answers from an anatomy-based nonlinear finite element study[J].Spine,2008,33(16):1722-1730.

[12]Liebschner MA,Rosenberg WS,Keaveny TM.Effects of bone cement volume and distribution on vertebral stiffness after vertebroplasty[J].Spine,2001,26(14):1547-1554.

[13]鐘遠鳴,付拴虎,張家立,等.骨質(zhì)疏松脊柱壓縮性骨折經(jīng)皮穿刺椎體成形術后再骨折因素的臨床研究[J].中國矯形外科雜志,2013,21(18):1829-1832.

[14]Kim DJ,Kim TW,Park KH,et al.The proper volume and distribution of cement augmentationon percutaneous vertebroplasty[J].J Korean Neurosurg Soc,2010,48(2):125-128.

[15]Lee WS,Sung KH,Jeong HT,et al.Risk factors of developing new symptomatic vertebral compression fractures after percutaneous vertebroplasty in osteoporotic patients[J].Eur Spine J,2006,15(12):1777-1783.

Influence of bone cement dispersion on refracture in percutaneous vertebroplasty*

ZhongYuanming1,SuZhimeng2△,QinHaibiao1,ZhangJiali1,LiZhifei1,SongQuansheng1,WangXiaohu1,TangFubo1,LiBing2,SuZhengyi2

(1.DepartmentofOrthopedics,FirstAffiliatedHospitalofGuangxiUniversityofChineseMedicine,Nanning,Guangxi530023,China;2.GraduateCollege,GuangxiUniversityofChineseMedicine,Nanning,Guangxi530001,China)

[Abstract]ObjectiveTo research the dispersion situation of bone cement in the fracture vertebral body and its influence on refracture in percutaneous vertebroplasty(PVP).MethodsTwo hundred and seventy-six patients with the complete follow-up data in our hospital from January 2012 to March 2014 were analyzed retrospectively,all cases were diagnosed as thoracolumbar osteoporosis vertebral compressional fracture(OVCF) and treated by PVP.According to the bone cement dispersion condition in the fracture vertebral body by the postoperative X-ray and CT,the patients were allocated to the bone cement sufficient diffusing group(group A,100 cases) and the bone cement poor diffusing group(group B,176 cases).The VAS scores and the kyphotic Cobb angle were recorded before operation,on postoperative 3 d and the final follow-up.ResultsAll the patients were followed up without severe complications occurrence.The VAS scores and the kyphotic Cobb angle before operation,on postoperative 3 d and final follow up had no statistically significant differences between the two groups (P<0.05).The refracrure occurrence rates in the two groups were 7.00% and 15.34% respectively,the difference was statistically significant(P<0.05).ConclusionPVP is an effective method for the treatment of OVCF.But when the bone mineral density is similar,bone cement poor dispersion may be a risk factor for postoperative progressive kyphotic deformity and refracture.

[Key words]vertebroplasty;bone cement dispersion;osteoporosis vertebral compression fracture;refracture

doi:論著·臨床研究10.3969/j.issn.1671-8348.2016.06.010

基金項目：廣西衛(wèi)生廳科研課題(Z2014119;Z2013190)。

作者簡介：鐘遠鳴(1963-),主任醫(yī)師,碩士研究生,從事脊柱疾病的診治研究。△通訊作者，Tel：15977751061；E-mail：2251528520@qq.com。

[中圖分類號]R683.2

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)06-0752-04

(收稿日期：2015-07-11修回日期：2015-10-12)