3D打印结合自制体外定位器辅助下经皮椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折的临床研究

邝志聪 许劲羽 阮志娟 关天雨 蒋 亮 梁永豪

广东省阳江市中医医院骨二科，广东阳江 529500

胸腰椎压缩性骨折是一种常见的脊柱骨折类型，多发于老年群体。随着老龄化的进展，胸腰椎压缩性骨折的发病率不断上升。胸腰椎压缩性骨折的主要发病原因是骨质疏松，老年人多伴有骨质疏松，低能量的损伤，就会导致椎体骨折，严重影响患者的生活质量[1-2]。临床中治疗胸腰椎压缩性骨折有保守方法和手术方法，保守治疗的效果不理想，恢复慢。经皮椎体成形术是治疗胸腰椎压缩性骨折的主要方式。现代3D打印技术已经在临床中普遍应用，取得了良好的效果，本研究为探讨3D打印结合自制体外定位器辅助下治疗胸腰椎压缩性骨折的效果，特选取我院60例患者进行研究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2019年8月～2020年6月的60例单节段胸腰椎压缩骨折患者。纳入标准：（1）脆性骨折或无外伤史；胸腰背痛，活动受限；相应棘突有压痛、叩击痛。（2） X线片示椎体高度丢失，变形（椎体楔形、双凹形或扁平形）；CT提示椎体骨皮质不连续，但无大骨块突入椎管，无椎管内占位；MRI检查提示骨髓信号改变，T1像信号减弱，T2像和压脂像序列信号增强。（3）年龄＞60岁。（4）无神经损害症状及体征。（5）所有患者明确研究目的，签署知情同意书。排除标准：（1）不符合纳入标准。（2）多节段的胸腰椎压缩性骨折。（3）患者患有严重内科疾病，一般情况较差，不能耐受长时间俯卧位者。（4）凝血功能障碍或手术部位皮肤有感染者。（5）不能按期随访及配合试验者。（6）影像资料不完整者。终止标准：患者术中不能配合或是相关并发症的出现导致手术时间延长及手术方式更改。将60例患者随机分成两组，每组各30例。试验组中男18例，女12例，年龄62～70岁，平均（65.3±1.7）岁。对照组中男19例，女11例，年龄61～71岁，平均（65.5±1.9）岁。本研究获得医院医学伦理委员会批准。两组患者的一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

所有患者均采用局麻+强化，给予心电监测及吸氧。患者取俯卧位，垫“U”型垫，腹部悬空，C型臂X射线机透视下定位，使其正位显示目标椎体上下终板影重合，同时棘突位于双侧椎弓根影正中，侧位显示单边影。

对照组患者进行经皮椎体成形术，定位责任椎体和穿刺点。常规消毒铺巾，以1%利多卡因（济川药业集团有限公司，H20059049）逐层麻醉直至进针点附近骨膜，用尖刀片于皮肤进针点行0.5cm切口，透视下行经椎弓根穿刺，穿刺过程中调整C形臂X射线机，观察正侧位像，理想穿刺点为正位时椎弓根投影外上象限。将穿刺针经椎弓根进入椎体，侧位透视针尖至椎体前缘1/3处。取出内芯，调配骨水泥，在X射线透视下缓慢、少量、多次注入椎体内，行正侧位透视，骨水泥弥散满意或出现渗漏情况，则停止注射。术中注意观察生命体征。

试验组患者在3D打印结合自制体外定位器辅助下，进行经皮椎体成形术。术前在CT上进行数字化测量，骨性进针点为椎弓根投影外上象限，测量外展角、矢状角以及体外定位穿刺点至椎体中线的距离。在3D模型上根据术前测量进行模拟手术操作，进一步优化设计方案。术中操作：定位责任椎体，常规消毒铺巾，放置体外定位器并根据术前规划调整体外定位器，设定外展角、矢状角以及F点。用2.0克氏针辅助定位。以1%利多卡因（济川药业集团有限公司，H20059049）逐层麻醉直至进针点附近骨膜，用尖刀片于皮肤进针点行0.5cm切口，透视下将克氏针行经椎弓根穿刺，穿刺过程中调整C型臂X射线机，观察正侧位像，理想穿刺点为正位时椎弓根投影外上象限。将穿刺针根据克氏针方向经椎弓根进入椎体，侧位透视针尖至椎体前缘1/3处。取出内芯，调配骨水泥，在X射线透视下缓慢、少量、多次注入追体内，行正侧位透视，骨水泥弥散满意或出现渗漏情况，则停止注射。术中注意观察生命体征。

1.3 观察指标及评价标准

（1）观察比较两组患者穿刺时间、透视次数及骨水泥注入量。（2）观察比较两组患者的疼痛情况，使用疼痛目测类别评分（VAS）[3]：记录术前、术后1d，术后1个月的VAS分值，VAS评分范围0～10分，分数越高，疼痛程度越高。（3）观察比较两组患者的功能障碍程度，使用腰椎Oswestry功能障碍指数（ODI评分），分别记录患者术前，术后1d，及术后1个月的评分情况，ODI评分范围0～45分，分数越高，腰椎功能障碍越严重[4]。（4）观察比较两组患者的骨水泥分布形态，Ⅰ型：大部分骨水泥连续，均分布在椎体内（1～4区）；Ⅱ型：大部分骨水泥分布在椎体中央区（2区和3区）；Ⅲ型：大部分骨水泥分布在椎体两侧（1区或4区）；Ⅳ型：大部分骨水泥分布在椎体一侧及中央（1区和2区，或3区和4区）[5]。（5）观察比较两组患者的骨水泥渗漏情况。

1.4 统计学分析

采用SPSS20.0统计学软件对本研究的所有数据进行统计分析，其中计数资料用%表示，采用χ2检验，计量资料采用（x ± s）表示，采用t检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者穿刺时间、透视次数及骨水泥注入量比较

试验组的穿刺时间、透视次数明显低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者穿刺时间、透视次数及骨水泥注入量比较（x ± s）

2.2 两组患者疼痛评分比较

试验组术后1d和术后1个月的疼痛评分与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患者疼痛评分比较（x ± s，分）

2.3 两组患者ODI评分比较

试验组术后1d、术后1个月的ODI评分与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 两组患者ODI评分比较（x ± s，分）

2.4 两组患者骨水泥分布形态比较

试验组的骨水泥分布形态以Ⅰ、Ⅱ型为主。对照组以Ⅱ型和Ⅳ型为主，见表4。

2.5 两组患者骨水泥渗漏情况比较

试验组的骨水泥渗漏率为3.33%，明显低于对照组的26.67%，差异有统计学意义（P＜0.05），见表5。

表5 两组患者骨水泥渗漏情况比较[n（%）]

3 讨论

腰椎是人体生理弯曲的一个移行部位，如果发生骨折，对整个椎体的稳定性造成破坏，严重影响患者的正常生活。随着老年骨质疏松的增多，胸腰椎压缩性骨折的发病人数也不断增多。老年患者身体各项功能下降，容易出现骨质疏松症状，降低胸腰椎强度[6-8]。胸腰椎压缩性骨折是骨质疏松常见的并发症，可能会对患者血管及神经形成压迫，导致神经功能受损、下肢瘫痪等。临床上治疗胸腰椎压缩性骨折的方式，有传统保守治疗，也有手术治疗。传统保守治疗主要使用佩戴支具、腰肌锻炼、镇静止痛药物等，在保守治疗期间，患者锻炼较少，需要长时间卧床休息，限制正常活动[9-11]。保守治疗虽然能够取得一定的效果，但预后不良，治疗周期通常比较长，效果不理想。近年来，经皮椎体成形术在治疗胸腰椎压缩性骨折中普遍应用。作为一种微创技术，经皮椎体成形术能够校正并恢复压缩性椎体高度，提高伤椎受力强度，提升脊椎的稳定性。经皮椎体成形术不需要固定，能够将上下两运动节段有效保留，满足基本生理需求，有利于术后恢复[12-13]。

随着现代科学技术的发展，3D打印技术已普遍应用于临床，在脊柱病方面主要应用于脊柱肿瘤、脊柱畸形术前评估和规划。在经皮椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折中的应用报道较少。本研究结果显示，试验组的穿刺时间、透视次数明显低于对照组（P＜0.05），提示3D打印结合自制体外定位器辅助治疗，可以减少穿刺时间和透视次数。试验组术后1d和术后1个月的疼痛评分、ODI评分与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），提示两组疗效相当，均可以有效缓解患者的疼痛，减少功能障碍。试验组的骨水泥分布形态以Ⅰ、Ⅱ型为主，对照组以Ⅱ型和Ⅳ型为主。试验组的骨水泥渗漏率明显低于对照组（P＜0.05），提示3D打印结合自制体外定位器辅助治疗，患者的骨水泥分布更弥散更好，有利于提升椎体的稳定性，减少复发的风险。降低骨水泥的渗漏发生率，有利于降低并发症的风险，促进患者的治疗。精准穿刺是经皮椎体成形术治疗的关键。确定穿刺位置，与椎弓根角度相结合，精确穿刺。术中注射骨水泥，可以稳定脊柱，并且有止痛的作用。但需要严格掌控注射骨水泥的量，否则容易引发并发症[14-16]。应用3D打印，打印伤椎骨折模型，按1∶1比例，能够明确穿刺部位及穿刺路径，骨水泥注射部位，直接了解骨折形态，使经皮椎体成形术更加精准、高效。与体外定位装置相结合，可以实现精准定位，提高骨水泥在伤椎的弥散程度，减少骨水泥渗漏，提高手术疗效。

综上所述，经皮椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折中，通过3D打印结合自制体外定位器的辅助，可以缩短穿刺时透视次数，减少患者的疼痛，改善骨水泥分布形态，降低骨水泥渗漏率，促进患者的治疗。