经皮椎弓根穿刺辅助定位导向装置在经皮椎体成形术中的应用

翟浩瀚，陈 艺，龙 浩，陈玉书，潘建超，白 波

经皮椎弓根穿刺辅助定位导向装置在经皮椎体成形术中的应用

翟浩瀚，陈 艺，龙 浩，陈玉书，潘建超，白 波

目的评价经皮椎弓根穿刺辅助定位导向装置在经皮椎体成形术（PVP）中的临床应用效果。方法采用前瞻性随机对照设计，将2013年7月至2014年3月收治的52例行单侧PVP的脊柱椎体压缩性骨折患者随机分配到椎弓根穿刺辅助设备穿刺组和徒手穿刺组，对比两组X线透视次数和穿刺时间；采用疼痛视觉模拟量表（VAS）评分评价临床疗效，同时观察手术相关并发症发生情况。结果辅助设备穿刺组、徒手穿刺组术中X线透视次数和穿刺时间分别为（8.5±1.8）次和（15.8±2.1）次、（18±3）min和（31±4）min，两组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；术后4周VAS评分分别为（2.1±1.4）、（2.3±1.6）分，两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组患者均未出现术中神经脊髓损伤症状，术后无伤口出血、感染等并发症，伤口愈合率为100%。结论经皮椎弓根穿刺定位导向装置有助于减少PVP术中X线透视使用次数，缩短手术时间，短期临床疗效与徒手穿刺相似。

椎体成形术；脊柱骨折；定位导向装置；经皮椎弓根穿刺

经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有效方法[1-3]，具有快速减轻患者痛苦、有效减少住院时间、创伤小、疗效好的优点[4-5]，其中经皮椎弓根穿刺是PVP手术成功与否的关键技术。但穿刺过程中医务人员和患者需要经受反复多次的X线透视[6]，存在极大的放射线暴露风险。因此，研究者们致力于开发PVP导航辅助设备，以提高穿刺效率，减少透视次数，但目前应用于临床的并不多见。

CT引导下经皮椎弓根穿刺操作具有安全、快速、易行的特点[7-8]。我们前期研制了一种CT引导下经皮椎弓根穿刺辅助设备，尸体脊柱标本实验结果证实其可以辅助术者完成椎弓根穿刺操作，减少穿刺时间，降低透视次数（实验结果待发表）。2013年7月至2014年3月我科对椎弓根穿刺辅助设备引导和常规徒手单侧椎弓根穿刺PVP的临床应用效果进行随机对照研究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：经影像学检查明确诊断为脊柱椎体压缩性骨折；术前评估具备行PVP手术的适应证；患者及其家属签署知情同意书。排除标准：有严重心脏病变、感染或凝血功能异常而不能进行手术的患者。本研究经医院伦理委员会批准。

符合研究标准的52例骨质疏松性椎体压缩骨折患者共涉及63个椎体；主要临床症状为骨折部位疼痛，均有神经受损症状。试验采用前瞻性临床试验设计，按照随机数字表法将患者分为两组：辅助设备穿刺组患者25例，男12例，女13例；平均年龄65.3岁；其中T81节、T91节、T102节、T115节、T126节、L18节、L24节、L33节、L41节、L5l节；Ⅰ度8个椎体、Ⅱ度13个椎体、Ⅲ度11个椎体。徒手穿刺组27例，男12例，女15例；平均年龄67.6岁；其中T82节、T91节、T104节、T113节、T124节、L19节、L24节、L33节、L41节；Ⅰ度7个椎体、Ⅱ度14个椎体、Ⅲ度10个椎体。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 设备及参数

16排高速螺旋CT机（Siemens公司，德国），C型臂X线影像增强系统（Siemens公司，德国），经皮胸腰椎弓根穿刺辅助定位器系统（广州医学院骨科重点实验室研制）。CT扫描参数：时间分辨率125 ms，0.8 s/rote；扫描直径50 cm，层厚3.75 mm；椎体扫描窗宽1 000，窗位150，扫描间隙1.35 s。

1.3 穿刺方法

1.3.1 辅助设备穿刺组 在CT片上绘制理想的穿刺线和过棘突矢状线，距离棘突5、10 cm处分别绘制与椎体冠状面平行的虚拟平面。用理想穿刺线与虚拟平面的交点来确定穿刺线的方向，过棘突矢状线与两个虚拟平面的交点则用来作为在两个虚拟平面建立平面坐标系的原点；通过穿刺线与假设虚拟平面的交点与同一平面上原点的距离关系确定穿刺线与假设虚拟平面的交点在坐标系中的位置。辅助装置（图1）上的棘突孔对应相应的棘突并以螺钉固定，使得虚拟平面坐标系在辅助装置上得以实现。通过装置上的滑块移动找到穿刺线与虚拟平面交点对应在装置上的空间位置，穿刺针通过装置上的两个交点来完成穿刺（图2～4）。穿刺过程辅以X线透视（图5）。将自制加长穿刺套管针作为穿刺针，其余手术方法同PVP[9]。

1.3.2 徒手穿刺组 仅在X线透视辅助下徒手穿刺，其余手术方法两组相同。

1.4 观察指标

比较两组X线透视次数和穿刺时间，采用视觉模拟量表（visual analogue scale，VAS）评分评定疼痛缓解情况[10]，观察两组患者手术相关并发症发生情况。

1.5 统计学分析

应用SPSS 11.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（x-±s）表示，两组比较采用两独立样本t检验，手术前后VAS评分比较采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

辅助设备穿刺组、徒手穿刺组术中X线透视次数和穿刺时间分别为（8.5±1.8）次和（15.8± 2.1）次、（18±3）min和（31±4）min，两组比较，差异有统计学意义（t=14.081，13.791；P=0.001，0.000）。辅助设备穿刺组和徒手穿刺组术后4周疼痛VAS评分分别为（2.1±1.4）、（2.3±1.6）分，较术前的（7.1±1.6）、（7.3±1.8）分明显改善（t= 15.546，15.014；P=0.001，0.000）；但术前、术后4周VAS评分两组之间比较，差异无统计学意义（t=0.508，0.611；P=0.614，0.652）。

两组患者均未出现术中神经脊髓损伤症状，术后无伤口出血和感染等并发症，伤口愈合率为100%。典型病例见图6。

图1 经皮椎弓根穿刺辅助定位导向装置 图2穿刺椎体椎弓根最宽水平位CT图画线及测量 图3穿刺椎体过棘突顶点CT矢状位图画线及测量 图4进针操作 图5术中操作辅以X线透视

图6 椎弓根穿刺定位导向装置辅助经皮椎体成形术手术前后X线片（男，72岁）6A，6B术前正侧位片 6C，6D术后2 d正侧位片

3 讨论

经皮椎弓根穿刺是PVP的主要技术手段，随着微创理念的日益普及和微创技术的不断发展，影像辅助系统在PVP手术中的应用越来越广泛。目前常采用的C型臂X线机透视引导辅助PVP手术，就是在X线透视下多次矫正穿刺方向，保证了经椎弓根穿刺操作的准确性和安全性，但却增加了手术人员和患者在X线下的暴露风险，延长了手术时间[6,11]。近年来，基于CT图像的各种导航辅助系统[12-14]应运而生，其目的在于提高穿刺准确性，减少放射线辐射风险，但此类导航只适用于开放性手术；电磁定位系统和光学定位系统在脊柱手术中获得成功应用[15]，但价格昂贵；计算机辅助外科导航系统也可用于椎弓根穿刺，但文献报道其有2.7%～8.5%的失误率[16]。鉴于此，我们开发研究椎弓根穿刺辅助系统，通过在CT水平位和矢状位画图作业获取相关参数，于辅助系统上建立两个体外平面坐标系，每个坐标系上找到穿刺线与之交叉的点，确定其在两个体外平面坐标系中的方位，进而经过这两个坐标系中的交叉点确立穿刺线的走向。该穿刺方法的优点是利用空间两点决定穿刺方向，避免了既往穿刺过程中要同时调节外倾角和上倾角的繁琐过程；仅通过体表棘突完成装置定位，无需开放手术便可辅助完成椎弓根穿刺，满足了微创要求。

本研究对采用辅助装置和徒手穿刺PVP的两组患者进行随机对照实验，结果发现，辅助装置可以充分利用CT图像的特点，在穿刺初期就提供了较为精确的穿刺线路，于穿刺针进入软组织抵达骨骼后通过透视对装置滑块进行微调来选择骨性入针点，同时预判穿刺针的走向，确认穿刺方向和骨性进针点无误后便可继续进针，直至针尖达到预定位置；穿刺完毕后再通过透视确认后便完成了整个穿刺过程。而徒手穿刺在初始阶段需要反复调节穿刺的外倾角和上倾角，常常出现调节外倾角时影响了上倾角，或调节上倾角时影响外倾角，需要多次调节方能达到满意的穿刺方向。本研究结果亦证实，该辅助装置有助于减少PVP术中X线透视使用次数，缩短手术时间，能取得与徒手穿刺相似的短期临床疗效，但长期效果还有待进一步随访观察。

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Application of positioning guidance instrument for percutaneous pedicle puncture during percutaneous vertebroplasty

ZHAI Haohan*,CHEN Yi,LONG Hao,CHEN Yushu,PAN Jianchao,BAI Bo.*Department of Orthopaedics, the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou,Guangdong 510120,China

BAI Bo,E-mail:drbobai@139.com

ObjectiveTo evaluate clinicaleffectsofpositioning guidance assisted instrumentfor percutaneous pedicle puncture during percutaneous vertebroplasty(PVP).Methods According to randomized prospective controlled design,52 patients underwent PVP from July 2013 to March 2014 were divided randomly into two groups,instrument-assisted puncture group and free hand puncture group.X-ray fluoroscopy times and time of puncture in two groups were recorded and compared with each other.Visual analogue scale(VAS)scoresof pain were evaluated to access the clinical effects,and the complications were also observed.Results X-ray fluoroscopy times and puncture time in instrument-assisted puncture group and free hand puncture group were 8.5±1.8,15.8±2.1 and(18±3)min,(31±4)min respectively,the difference between two groups had statistical significance(P＜0.05);Four weeks after the surgery,VAS scores were(2.1±1.4)and(2.3±1.6) respectively,there were no statistical differences between two groups(P＞0.05).Spinal cord injury symptoms were not found during the operation,and no postoperative bleeding or wound infection had happened,wound healing rate was 100%.Conclusion Percutaneous pedicle puncture positioning guidance instrument is helpful for PVP procedure which could reduce X-ray fluoroscopy times,shorten the operation time,and obtain similar short-term effects as free hand puncture.

Vertebroplasty;Spinal fractures;Positioning guidance instrument;Percutaneous pedicle puncture

R683.2，R687

A

1674-666X（2014）04-0222-05

2014-06-10；

2014-07-14）

（本文编辑：张 辉）

10.3969/j.issn.1674-666X.2014.04.005

广州市科技计划（2012J4100020）

510120广州医科大学附属第一医院骨科（翟浩瀚，陈玉书，潘建超，白波），广州骨科研究所（陈艺）；511447广州医科大学附属第四医院（龙浩）

白波，E-mail：drbobai@139.com