大剂量骨水泥经皮椎体成形术治疗老年胸腰椎骨折的疗效及其影响因素

王惠东，姚方超，傅智轶，吴玉杰

骨质疏松性骨折常见于老年人，尤其是绝经后的老年女性。随着我国老年人比例和数量的增加，骨质疏松性问题越发凸显。骨质疏松性患者在遭受交通事故、摔伤，甚至弯腰拾物或打喷嚏等轻微外力即可能导致胸腰椎体的压缩性骨折，引起背痛、脊柱畸形等，严重影响生活质量，增加死亡风险。自1987年Galibert等[1]开始使用经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折以来，迄今为止，PVP已经成为治疗老年患者椎体压缩性骨折的重要微创手术技术，其操作简便，效果明确。目前认为椎体成形术胸椎常规骨水泥注射量为3～5mL，腰椎4～6mL。然而，在临床实践中笔者发现有很多患者应用PVP常规剂量术后疼痛缓解效果并不佳，而应用超过常规的大剂量骨水泥治疗胸腰椎骨质疏松性椎体骨折的患者疼痛缓解更明显。到目前为止，对PVP术中骨水泥的注射剂量的大小以及与其疗效间的相互关系仍未有明确的共识。因此，本研究收集笔者科室2015年1月—2017年12月应用大剂量骨水泥PVP手术治疗的老年胸腰椎压缩性骨折患者的临床资料，评估分析骨水泥剂量及相关影响因素与疼痛缓解间可能存在的相互关系。

临床资料

1 一般资料

收集上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科2015年1月—2017年12月应用大剂量骨水泥行PVP术治疗单节段老年胸腰椎骨折患者的临床资料，共237例纳入研究，其中男性61例，女性176例；平均年龄(72.7±9.1)岁。按解剖位置将骨折椎体分为三类：胸段：T5～T1010例，胸腰段：T11～L2192例，腰段：L3～L535例。根据椎体骨折形态及压缩程度将伤椎分为以下4型：0型：椎体形态及大小基本正常(126例)；Ⅰ型：(轻度)椎体前缘高度降低20%～25%(29例)；Ⅱ型：(中度)椎体前缘高度降低26%～40%(71例)；Ⅲ型：(重度)椎体前缘高度降低>40%(11例)。

纳入标准： (1)具有明确的骨质疏松症病史，主要表现为轻微暴力引起的腰背痛，X线、CT提示单节段胸腰椎椎体骨折；(2)患者腰背部疼痛与影像学检查发现的椎体骨折相关；(3)无脊髓和神经根损伤的症状和体征；(4)患者意识清楚，无任何精神性疾病及其他交流障碍；(5)MR显示：单节段椎体的骨质疏松性骨折，骨髓水肿明显，即T1W呈低信号，T2W呈高信号，STIR呈高信号；(6)病例资料及术前术后影像学资料完整。排除标准：(1)影像学提示为多节段骨折；(2)因血管瘤、骨髓瘤、转移瘤等行椎体成形术；(3)身体存在多种严重慢性疾病，手术耐受差；(4)病例资料和术前术后影像资料不完整。本研究获得上海交通大学医学院附属第九人民医院伦理委员会批准，患者知情同意且签署知情同意书。

2 手术方法

手术均由笔者医院脊柱外科副主任医师和高年资主治医师主刀进行，椎体均采用双侧椎弓根路径。术前建立静脉通道，患者取俯卧位，C臂机透视定位责任节段，标记伤椎椎弓根体表投影点，局麻后置入穿刺套管针，在间断透视下置于椎弓根“牛眼征”的外上方，即2点钟或10点钟处，穿透首层皮质骨后，缓慢沿椎弓根通道进入椎体，在侧位透视下针尖一旦到达椎体的前中1/3交界处时，停止进针。静脉注射甲强龙80mg预防过敏反应，调配骨水泥，取出针芯，连接装有骨水泥的注射器，待骨水泥呈浓稠糖浆状，开始缓慢推注骨水泥，每推注0.5mL，X线透视监视骨水泥弥散情况。当观察到骨水泥向椎体后壁迁移停止注射，15～20s后，不改变穿刺针位置重新开始注射，当观察骨水泥渗漏至椎管、血管、椎间隙或椎体周围时即刻终止注射。同时手术时与患者交流，以了解其是否出现脊髓神经异常症状，若出现，则立即停止推注。间断缓慢匀速推注骨水泥，直至在侧位透视显示骨水泥顺着骨小梁间隙呈毛刺状浸润至接近椎体边缘，骨水泥均匀填充。待骨水泥发热硬化后，旋转拔出穿刺针。记录每例患者椎体注入的骨水泥量。术后平卧休息，注意生命体征及双下肢活动感觉情况，手术6h后可佩戴腰围后适当活动。术后1d内X线检查，观察椎体高度恢复状况，以及骨折椎体内骨水泥充盈、渗漏状况。

3 术后处理

术后给予维生素D3(钙尔奇D600片剂，2片/d)加碳酸钙片(朗迪，600mg/d)抗骨质疏松治疗，住院期间辅以鲑鱼降钙素(每天肌肉注射50U密盖息)或唑来磷酸(静脉滴注5mg密固达)加强。

4 统计学分析

应用SPSS 21.0统计软件进行分析。收集研究对象性别、年龄、伤椎的解剖位置、压缩程度、骨水泥注入量等资料，应用t检验或方差分析比较不同的性别、伤椎位置、骨折压缩程度间患者术前与术后3d疼痛缓解程度(VAS下降值)的差异,以及骨水泥渗漏组与无渗漏组间骨水泥量、骨折压缩程度、年龄的差异；应用卡方检验比较不同性别、伤椎的解剖部位、终板/后壁完整性间骨水泥渗漏率的差异。对于双变量正态分布资料、等级资料分别应用Pearson和Spearman相关分析，以期发现影响术后疼痛缓解程度的相关因素。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

本组患者男女比例约1∶2.89；平均年龄(72.7±9.1岁)，其中60～79岁年龄段患者占62.9%；椎体骨折主要集中在胸腰段，其中T12～L2共192椎，占总数的81.0%。总体平均注入骨水泥量(6.7±1.5)mL。患者总体术前VAS评分7.6±0.9，术后3d VAS评分2.8±1.1，术前与术后3d VAS评分差异均有统计学意义(t=70.572,P<0.001，表1)。不同的性别、伤椎位置、骨折压缩程度对VAS的下降值差异无统计学意义(P>0.05，表2)。年龄(r=0.178)、性别(r=-0.033)、伤椎位置(r=0.102)及压缩程度(r=0.174)与疼痛缓解程度间无显著相关关系(P>0.05)，椎体内骨水泥注射量与疼痛缓解程度有显著相关关系(P<0.001)，相关系数r为0.663。渗漏组与无渗漏组间骨水泥注射量差异有统计学意义(t=-2.033，P=0.028)，渗漏组骨水泥注射量高于无渗漏组，两组间椎体压缩程度及年龄差异无统计学意义(P>0.05)；终板/后壁破裂组与无破裂组间骨水泥渗漏率差异有统计学意义(χ2=8.519，P=0.004)，破裂组骨水泥渗漏率高于无渗漏组，不同性别、伤椎解剖部位间骨水泥渗漏率差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表1 手术前后疼痛缓解情况

表2 各潜在因素与疼痛缓解情况

表3 伤椎位置及压缩程度与疼痛缓解的相关关系

表4 年龄及骨水泥量与疼痛缓解的相关关系

讨 论

随着老龄人口的增加，我国人口结构已发生巨大变化。到2015年，我国60岁以上老龄人口已达1.3亿，骨质疏松症的发生率约为6.6%，总患者数高达6千万～8千万，居世界之首，男女比率1∶(2～3)，患者主要为60岁以上老年人以及绝经后妇女。骨质疏松是老年人骨折最常见和最重要的危险因素。由于骨量的丢失和微结构的破坏，在轻微外力甚至体重的重力作用下即可导致脊椎变形、压缩骨折，骨质疏松性骨折又称为“脆性骨折”[2]。Weycker等[3]报道，骨质疏松性椎体骨折(osteoporotic vertebral fracture，OVF)仅次于老年性髋部骨折，已成为老年人骨折的第二大危险因素，其发病率高达14%。在我国，每年大约有70万例发生与骨质疏松相关的椎体骨折[4]。

老年人OVF可引起腰背疼痛、活动受限，机体功能下降，内脏功能紊乱，严重影响生活质量，增加病死率。大量的回顾性研究发现，65岁以上椎体压缩骨折的女性患者中，病死率比同年龄对照组高23%，且随椎体骨折数目的增加而上升[5]。早期卧床、口服药物及腰围保护等非手术治疗可获得局部的疼痛缓解，但长期卧床易导致压疮、肺部感染、泌尿系感染、骨量丢失等并发症，骨质疏松将进一步加重，椎体易发生再骨折，形成恶性循环。据Goldstein等[6]报道，有40%以上的OVF患者经非手术治疗12个月后无法获得满意的疼痛缓解，Cooper等[7]研究报道10%～30%的OVF患者经非手术治疗后仍出现慢性疼痛、骨折椎体进行性塌陷、脊柱后凸畸形、脊髓压迫致神经损害等。

手术治疗包括开放性手术和微创手术。开放性手术创伤大，且OVF患者多为老年人，其心肺功能及手术耐受力差，风险高，因此目前多用于重度椎体骨折塌陷或伴有神经、脊髓受压以及脊柱结构失衡的患者。

自1987年首次应用于治疗脊柱血管瘤[1]，PVP已被广泛应用于有疼痛症状的OVF、椎体转移性肿瘤、椎体血管瘤、椎体骨髓瘤等的治疗，并被公认为OVF的黄金标准治疗，经其治疗的近90%患者可获得良好的临床疗效和满意的疼痛缓解[8]。Gerling等[9]对分别对经PVP和非手术治疗的175例骨质疏松性脊柱骨折进行比较研究发现，对于骨质疏松性脊柱骨折患者，骨水泥填充较传统的卧床、止痛、腰围保护等，可提高患者近2年的存活率。根据笔者研究，90%～100%的OVF患者经椎体成形术治疗后可获得非常显著而快速的疼痛缓解，患者可在术后6～8h即能下地站立和行走。

在本研究中患者平均年龄(72.7±9.1)岁，主要集中在60～79岁，其中男性61例，女性176例，男女比例约1∶2.89。男女发病比例与男女骨质疏松发病比例相近。这可能与绝经后女性激素水平相关。绝经后女性由于激素水平下降，骨质丢失尤为严重，脊柱骨折的概率也明显较男性高。所收治的患者273例，主要集中在胸腰段，其中T12～L2共计192椎，占总数的81.0%。这可能因为胸腰段为脊柱生理弧度应力集中部位，在力学传导过程中载荷最大，因此发生骨折概率最大。

骨水泥注射剂量是影响PVP手术疗效非常重要的因素。骨质疏松患者骨小梁直径变细，数量变少，对抗应力的能力降低。椎体骨折后残存的细小的骨小梁也发生断裂，椎体对抗应力的能力进一步降低。当受到应力作用时，骨小梁间出现微动，椎体出现一定程度的形变，刺激骨膜而产生疼痛。骨小梁断裂导致的椎体不稳定是OVF患者产生疼痛的主要原因。PVP手术时骨水泥弥散渗透至骨小梁间隙，固定连接断裂的骨小梁而使其重新成为一个整体，硬化后强度较大的骨水泥-骨小梁混合结构能对抗应力的作用，重建椎体的生物机械性能，避免椎体内部骨小梁间的微动而引起疼痛，并防止伤椎进行性压缩塌陷。小剂量骨水泥难以在椎体内形成有效的容积分布使伤椎恢复生物机械性能，甚至伤椎有再次出现骨折变形的可能；而骨水泥超过一定剂量时，伤椎则有渗漏的风险。理想的骨水泥剂量应既能使伤椎重建其生物机械性能而又不出现骨水泥渗漏。然而目前对椎体内骨水泥的注射剂量仍没有一致的认识。有学者认为，骨水泥注射剂量与疼痛缓解间并无明显相关性[10]。Belkoff等[11]用12具尸体复制的144个椎体压缩骨折模型研究发现每个椎体注射2mL骨水泥即可恢复椎体强度。Zhang等[12]认为PVP治疗骨质疏松性胸腰椎骨折，其骨水泥剂量应在2～6mL；Zhu等[13]认为为避免渗漏，胸段椎体骨水泥应<3.5mL，腰段椎体骨水泥应<4mL。而另有研究认为，骨水泥注射剂量与术后疼痛缓解间存在着明显的线性关系，推注量必须达到椎体体积的一定比例以上才能达到良好的疼痛缓解和临床效果[14-15]。Nieuwenhuijse等[14]也认为骨水泥注射量应结合患者性别、病椎位置、骨折程度来决定，并建议理想的剂量应为椎体体积的24%。

在本研究中，患者总体平均骨水泥注射剂量为(6.7±1.5)mL，明显高于以往文献报道[11-13]。患者VAS评分从PVP术前7.6±0.9降为术后2.8±1.1，疼痛缓解效果显著。进一步的骨水泥注射剂量与患者术后的疼痛缓解(ΔVAS)的相关性分析发现，两者间具有显著正相关关系(r=0.663，P<0.001)，即在一定范围内椎体内骨水泥注射的剂量越大，患者疼痛缓解效果越明显。临床上笔者观察到，老年骨质疏松性胸腰椎骨折患者疼痛主要发生在转体、翻身、起床等活动时。骨质疏松患者的骨小梁直径变细，数量变少，对抗应力的能力降低，椎体骨折后残存的细少的骨小梁也发生断裂，椎体对抗应力的能力进一步降低。当患者在转体、翻身、起床等活动时脊柱受到的应力增加，伤椎骨小梁间出现明显的微动，椎体出现一定程度的形变，刺激骨膜而出现疼痛。骨小梁断裂导致椎体的不稳定是骨质疏松性骨折患者产生疼痛的主要原因。因此，减少伤椎内骨小梁间的微动，重建稳定性是治疗的根本目的。PVP手术中骨水泥弥散渗透至骨小梁间隙，固定连接断裂的骨小梁而使其重新成为一个整体，硬化后强度较大的骨水泥-骨小梁混合结构能对抗应力的作用，因而可有效缓解疼痛和避免椎体进一步压缩变形。小剂量骨水泥PVP手术时，骨水泥有效容积小，形成的骨水泥-骨小梁混合结构较小，其对抗微动和形变的作用就比较弱，患者疼痛缓解也较少，甚至伤椎有再次出现骨折形变的可能。笔者在临床治疗中应用大剂量骨水泥PVP手术，使骨水泥-骨小梁混合结构上至椎体上终板，下抵椎体下终板，形成“顶天立地”的有效支撑，其对抗微动和形变的能力可明显增大，因而可更显著地减轻患者疼痛，防止继续出现变形和再骨折。

骨水泥渗漏是PVP术中常见的并发症，报道其发病率高达41.8%[16]。尽管大部分患者能够很好耐受骨水泥渗漏而无临床症状,但是，一旦骨水泥进入奇静脉或者下腔静脉,将面临肺栓塞的风险，而骨水泥进入椎管、椎间孔内压迫脊髓、神经的患者面临瘫痪的风险。因此防止骨水泥渗漏仍是PVP术中非常重要的环节。在本组患者中，发生骨水泥渗漏共计122椎，渗漏率达51.5%，高于文献报道。患者均未出现临床症状。渗漏组与无渗漏组间骨水泥注射量差异有统计学意义，渗漏组注射剂量高于无渗漏组。骨水泥注射量是渗漏的直接影响因素。在一定范围内，骨水泥渗漏风险相对较小，骨水泥剂量与疼痛缓解间呈一定的量效关系，骨水泥推注剂量越大，患者疼痛缓解越明显，这与以往研究一致[17]；而当骨水泥超过该安全范围时，继续注射骨水泥则渗漏风险明显增大。因此，进一步明确PVP手术椎体骨水泥注射剂量的安全范围，在达到临床显著治疗效果的同时又能避免骨水泥渗漏的发生仍是需继续深入研究的内容。

椎管内渗漏是骨水泥渗漏类型中风险较高的一种。骨水泥进入椎管、椎间孔内可压迫或灼伤脊髓、神经根，使患者面临神经损害，甚至瘫痪的风险。本研究发现，终板/后壁破裂组与无破裂组间骨水泥渗漏率有显著性差异，破裂组渗漏率高于无破裂组。当终板或(和)后壁破裂，具有流动性的骨水泥可沿骨折裂隙由压力较高的椎体内流到椎管内，导致椎管内渗漏的发生[18-19]，尤其当注射剂量大时，骨水泥更易于经裂隙处渗漏至椎管。椎管是环形管道结构，术中C型臂透视无法清楚显示椎管后壁边界结构，术者无法及时准确把握骨水泥是否已经到达后壁，故骨水泥易于推注过量而渗漏至椎管内。因此，笔者认为对于椎体后壁破裂的患者，术中应密切关注骨水泥到达的位置与椎体后壁的间距，并严格控制骨水泥的推注剂量，以防止渗漏的发生。

综上所述，老年患者尤其女性是胸腰椎骨折的高发人群，胸腰段尤其是T12～L2是老年胸腰椎骨折好发部位。老年骨质疏松性胸腰椎骨折是损害老年人健康，增加其病残和病死率的重要原因。非手术治疗可获一定治疗效果，但并发症发生率高；老年患者对开放性手术耐受性低，手术风险大。大剂量骨水泥PVP手术可更显著地缓解疼痛，提高骨折后脊柱稳定性，具有良好的临床治疗效果，但术中骨水泥渗漏发生率高。椎体后壁/终板破裂和骨水泥剂量是骨水泥渗漏的重要影响因素。后壁破裂的椎体行PVP手术，术中应严格控制骨水泥到达的位置与椎体后壁的间距以及骨水泥的推注剂量。骨水泥注射剂量与术后疼痛缓解间的关系仍有待进一步认识，确定骨水泥注射有效而安全的剂量范围仍需继续深入的研究。