PKP治疗胸腰椎骨质疏松型爆裂骨折中骨水泥推注条件的研究

王 鹏，陆向君，赵德源，任春朋，秦入结

南京医科大学连云港临床医学院（连云港市第一人民医院）脊柱外科，江苏 连云港 222000

随着社会医疗水平的不断提高，人口老龄化程度不断加重，作为中老年退行性疾病之一的骨质疏松症及其引起的骨折已成为一个严重的社会问题而备受关注。脊柱是公认的骨质疏松骨折最常见的部位，其中新鲜骨质疏松性爆裂性（A3.2型）骨折［1-2］（受伤机制为轴向压缩力所致，仅累及椎体前柱、中柱，后柱骨性结构及韧带完整，椎体后壁破裂，椎管内有或无占位，但无神经症状，属于稳定性骨折），因骨块突入椎管或椎体后壁破裂，采用椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）手术常易导致骨水泥渗漏，临床上常认为是该手术的相对禁忌证。但此类患者往往因高龄、骨质量差及合并症多等原因，无法耐受传统切开复位减压内固定术，术后并发症发生率显著增加。因此，高龄患者临床治疗相对困难。近年来报道通过增加骨水泥黏稠度、降低注入量、减小注入压力等方式实现椎体后凸成形术治疗新鲜骨质疏松椎体爆裂性骨折（osteoporotic vertebral burst fracture，OVBF）的可行性［3-6］。但长期以来相关骨水泥注射条件的把握依靠频繁的术中透视及术者经验，这给临床广泛应用及控制术后渗漏带来困难。本研究通过回顾本科近4年来因骨质疏松椎体爆裂性骨折采用PKP手术的患者，观察不同骨水泥推注条件下患者术后疗效，寻找出合适的骨水泥注射条件，旨在为PKP 应用于OVBF提供可靠的理论依据。

1 对象和方法

1.1 对象

收集2016年5月—2019年5月符合上述标准的因胸腰椎骨质疏松性爆裂骨折（A3.2 型）（图1A）行PKP 治疗患者共93 例，男36 例，女57 例，年龄60～85 岁，中位年龄73岁。骨折节段：胸12骨折26例，腰1骨折23例，腰2骨折17例，腰3骨折13例，腰4骨折10例，腰5骨折4例。骨折原因：高处坠落44例，车祸28例，摔伤21例。所有病例均采用双能X线吸收法行骨密度测定，T值-4.6～-2.8，均符合骨质疏松症诊断标准［7］，其中初次骨折患者68例，曾伴有1次以上骨折患者25例。43例存在高血压病史，术前控制在160/100 mmHg以下，糖尿病37例，术前空腹血糖控制在7.0 mmol/L以下，12例伴有腹胀、返酸等胃肠道症状。病程2～14 d，平均7.5 d。本研究已获得医院伦理委员会批准，患者术前均知情同意。

图1 胸腰椎骨质疏松型爆裂骨折术前及术后CT表现

纳入标准：①均为脊柱新鲜爆裂骨折；②所有患者入院后经检查均有严重骨质疏松症（T 值小于-2.5）；③患者入院时均有显著腰背部疼痛症状，且腰部活动障碍；④椎体后壁破裂；⑤ASIA 分级为E级（感觉和运动功能正常）；⑥麻醉ASA分级为3、4 级（全麻手术围手术期风险较高）。排除标准：①入院时伴有脊髓神经受压者；②伴有腰椎管狭窄或腰椎间盘突出症者；③轻度外伤致脊柱骨折的脊柱肿瘤患者；④伴有其他实质器官功能障碍性疾病不能耐受局麻手术者；⑤精神异常无法配合手术治疗者。

1.2 方法

1.2.1 治疗方法

椎体后凸成形系统采用意大利MENDEC SPINE 组件，骨水泥采用意大利Tecres 脊柱专用骨水泥。取俯卧位，在C 形臂透视下根据椎弓根位置确定皮肤进针点，利多卡因局部麻醉。经双侧椎弓根将带针芯的套管刺入达椎体后缘5 mm；取出针芯，经外层套管插入导向针，其远端位于椎体前缘约3～5 mm 处，克氏针应位于骨折线下面并尽可能平行地靠近骨折线，以便球囊扩张时对骨折椎体重建及复位；沿克氏针置入工作套管，然后置入钻头，扩大椎体髓腔。将球囊扩张器置入椎体内，透视见球囊位于椎体中央，将造影剂注入，尽可能恢复椎体前缘或终板高度，停留片刻后退出球囊扩张器。在动态透视下将骨水泥注入椎体内，若出现渗漏及时停止注射，记录推注开始时间及推注量，待骨水泥凝固后，将其拔出并缝合切口。

1.2.2 术后处理

术后持续心电监护，观察双下肢的感觉、运动变化。术后予以X 线及CT 检查（图1B、C），卧床休息1 周后鼓励患者尽早佩戴腰围下床活动。

将患者按推注时间分为3 组：A1 组（3～4 min）、A2组（5～6 min）、A3组（7～8 min）；按推注量分为3组：B1组（2～3 mL）、B2组（4～5 mL）、B3组（6～7 mL）。分别记录两种因素下骨水泥渗漏例数。

将患者按推注量分为B1、B2、B3 组后，分别于术前、术后1 周、术后6 个月、术后1 年于门诊随访，常规拍摄胸腰椎X 线及三维CT，术后6 个月5 例失访，术后1年8例失访，最短随访时间1周，平均随访10.84 个月。采用视觉模拟评分（visualanalogue scale，VAS）评价患者疼痛情况［8-9］；采用Oswesty功能障碍指数（Oswesty disability index，ODI）对患者日常生活状况进行评定；采用椎体前缘高度恢复百分比对椎体前缘高度恢复情况进行评估［椎体前缘高度恢复百分比=（术后病椎前缘高度-术前病椎前缘高度）/术前病椎前缘高度×100%］；椎体后凸角度参照脊柱Cobb 角测量方法；椎管占位率=骨块侵入椎管距离/（骨块侵入椎管距离+椎管残余矢状径）×100%。

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0 统计软件包进行分析。计量资料以均数±标准差（）表示，采用t检验，组间比较采用单因素方差分析，组间多重比较用LSD-t检验，对术前及术后1周椎管占位率比较使用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义；计数资料组间比较采用卡方检验；以骨水泥推注时间和推注量作为自变量，以渗漏率作为因变量进行多因素Logistic回归分析，检验标准α=0.05。

2 结果

2.1 渗漏率

93例患者中共发生渗漏15例，其中椎间隙渗漏4例，椎体周围渗漏6例，椎体前缘静脉渗漏1例，椎管内渗漏3例，针道通路渗漏1例，骨水泥渗漏患者均未损伤脊髓神经。术后无骨水泥所致肺栓塞出现。经单因素分析（表1）显示：两组患者的年龄、性别、骨折部位、术前Cobb角、骨密度比较差异无统计学意义（P＞0.05），渗漏组和未渗漏组的骨水泥推注时间和骨水泥椎注量比较差异有统计学意义（P＜0.05）。表2 采用卡方检验提示随着推注时间的延长渗漏率逐渐降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；随着推注量的增加渗漏率逐渐增加，差异有统计学意义（P＜0.05）；A3组30例患者中有20例术中骨水泥推注量仅为2～3 mL，考虑与骨水泥凝固较快，推注后期骨水泥推注困难有关。

表1 PKP术后发生骨水泥渗漏的单因素分析

表2 不同注入条件下骨水泥渗漏率比较（n=93）

2.2 骨水泥渗漏相关因素Logistic回归分析

将骨水泥推注量和推注时间进行多因素Logistic回归分析，相关变量X1（推注时间：A1组为1，A2组为2，A3组为3），X2（推注量：B1组为1，B2组为2，B3组为3），骨水泥渗漏为应变量（无渗漏记为Y=0，有渗漏记为Y=1）。结果（表3）提示，推注时间B=-1.370，OR=-0.872，与骨水泥渗漏成负相关，为保护因素；推注量B=0.913，OR=2.491，与骨水泥渗漏成正相关，为危险因素。

表3 骨水泥渗漏相关因素Logistic回归分析

2.3 各组患者VAS比较

不同推注量患者术前VAS 无明显差别（P＞0.05）；术后1 周患者VAS 评分B1 组VAS 评分高于B2、B3 组，差异有统计学意义（P＜0.05），B2、B3 组差异无统计学意义（P＞0.05），提示当推注量仅为2～3 mL时，术后不能达到满意的即时止痛效果。术后6 个月3 组VAS 比较差异无统计学意义，提示术后半年骨折已愈合，疼痛无明显区别。术后1年B1组发生1 例手术椎体再骨折，其余各组差异无统计学意义（图2）。

图2 不同推注量患者术前及术后1周、6个月、1年VAS比较

2.4 各组患者ODI评分比较

不同推注量患者术前ODI 评分无明显差异（P＞0.05），术后1周B1组患者ODI评分高于B2、B3组（P＜0.05），术后6个月、术后1年各组间ODI无统计学差异（P＞0.05，图3）。

图3 不同推注量患者术前及术后1周、6个月、1年ODI比较

2.5 各组患者椎体前缘高度恢复百分比的比较

不同推注量患者术后1周椎体前缘高度恢复百分比提示各组差异无统计学意义（P＞0.05），术后6 个月、术后1年B1组椎体高度较术后1周下降，差异有统计学意义（P＜0.05）；B2、B3组椎体高度较术后1周差异无统计学意义（P＞0.05，图4）。

图4 不同推注量患者术后1 周、6 个月、1 年椎体前缘高度恢复的比较

2.6 各组患者Cobb角的比较

不同推注量患者术前Cobb 角无明显差异（P＞0.05），术后1 周Cobb 角较术前均有明显改善，各组比较无明显差异。术后6个月、术后1年B1组Cobb角较术后1 周增加存在统计学差异（P＜0.05），B2、B3组Cobb角较术后1周均无统计学差异（P＞0.05，图5）。

图5 不同推注量患者术前及术后1周、6个月、1年Cobb角比较

2.7 各组椎管占位率的比较

B1、B2 组术前与术后1 周椎管占位率比较，差异无统计学意义，B3 组术后椎管占位率较术前增大，差异有统计学意义（P＜0.05，图6），3 组中所有病例术后均未出现神经症状。

图6 不同推注量患者术前及术后1周椎管占位率的比较

3 讨论

3.1 胸腰椎骨质疏松性爆裂骨折的治疗现状

骨质疏松症发生率逐渐上升［10］，骨质疏松骨折，已成为脊柱外科的主要病种之一，老年人在遭受较大暴力时，会发生胸腰椎骨质疏松性爆裂骨折，多导致椎体后壁不完整，碎裂骨块若进入椎管可压迫神经，出现一系列神经损伤症状与体征。

目前国内外临床治疗骨质疏松性爆裂骨折主要有3种代表性术式［2，11］：后路椎管减压后对相邻椎体强化再行内固定术、前路椎管减压内固定术、单纯椎体成形术。后路椎管减压后对相邻椎体强化再行内固定通过椎弓根钉贯穿脊柱三柱可有效固定前、中、后三柱，力学性能优越，确保三维固定。但邻近椎体强化后可能增加邻近椎体骨折风险甚至加速邻近节段退变，椎体抗拔出力弱，高龄患者不能耐受［12］；前路椎管减压内固定创伤过大，不为临床医生及患方接受，临床应用较少；PKP手术常易导致骨水泥渗漏，椎体爆裂骨折多数存在后壁不完整，在骨水泥注入过程中导致骨块移位或骨水泥外渗有继发神经症状的风险，早期被认为是该类手术的相对禁忌证［13］。近年来，随着对A3.2型骨折的进一步认识及治疗经验的增多，已有报道通过增加骨水泥黏稠度、降低注入量、减小注入压力等方式实现椎体后凸成形术治疗新鲜骨质疏松椎体爆裂性骨折的可行性［4］。

3.2 推注时间与推注量对渗漏率的影响

PKP 手术虽为微创手术，但也会出现相关的手术并发症，其中骨水泥渗漏最常见，也是椎体成形术中关键性的安全问题［14］。目前报道的不同类型脊柱椎体病变的渗漏风险总体在25%～40%［15］。骨水泥注入时机和骨水泥注入量是影响骨水泥渗漏的两大因素。

骨水泥灌注时间窗是一个矛盾的选择，骨水泥形态变化分4 个阶段：湿砂期、拉丝期（牙膏）、面团期和硬化期，目前临床上应用较多的骨水泥是聚甲基烯酸甲酯，其有较为明显的面团期，骨水泥注射应在此期完成。骨水泥过稀可以达到满意的渗透，在椎体松质骨内充分扩散，更符合生物力学要求，但极易渗漏，形成椎管内占位压迫脊髓或渗入静脉甚至形成肺栓塞；骨水泥越稠其流动性越差，可以减少渗漏，但错过时机后，骨水泥难以注入，未达到需要量即已凝固［16］。本研究显示随着推注时间的延长，渗漏率显著下降，随着推注量的增加，渗漏率随之升高，采用Logistic回归分析结果同样提示推注时间与渗漏率成负相关，推注量与渗漏率成正相关，综合结果提示延长推注时间并减少推注量可有效预防骨水泥渗漏，但在实际操作过程中，A3 组中有20 例患者骨水泥推注量为2～3 mL，当凝固时间达6～7 min 时，骨水泥推注困难，操作时间缩短，术后CT 见骨水泥在椎体内弥散较差（图1C），术中为追求注入量，注入过程较快，因椎体内压力增大，反而增大渗漏风险。

3.3 不同骨水泥推注量对OVBF临床效果的影响

近年来，越来越多的研究表明PKP 的止痛效果与骨水泥 的注射量不成比例［17］，但骨水泥渗漏率与注射量的增加有关。本研究对骨水泥渗漏风险因素进行Logistic回归分析，结果提示骨水泥推注时间不变，随着推注量的减少，渗漏率随之减少（P＜0.05），这与之前的研究结果相符。通常认为过量填充既不安全，也无必要。究竟多大的骨水泥注射量为宜，目前尚无定论。Barr 等［18］认为，胸腰段平均注射3～5 mL骨水泥即可取得较好的椎体稳定和止痛效果。国内学者也报道仅需注入2 mL骨水泥即可恢复椎体强度，若完全恢复刚度则需8 mL［19］。本研究中B1 组，即推注量为2～3 mL 时，术后1 周VAS 及ODI较其他两组增高，表明骨水泥推注量较少时，术后早期仍不能完全缓解疼痛及改善功能。这一情况的发生与骨水泥量少时放热量降低有关，目前学术界普遍认为骨水泥的热效应为镇痛机制之一，通过聚合反应产热使痛觉神经末梢发生变性坏死，达到镇痛目的［20］，低热效力无法对骨折周围疼痛神经末梢起到热力作用，使止痛效果不彻底；且椎体爆裂骨折稳定性较差，椎体内少量的骨水泥生物力学性能降低，无法起到足够的支撑固定作用，术后早期的不稳定进一步加重了疼痛的发生，使患者功能受限。

术后椎体前缘高度恢复百分比及Cobb 角结果示3 组术后1 周无明显差异，均能达到满意的椎体高度及成角恢复，术后6 个月、术后1 年与术后1 周比较，可见B1 组高度丢失及成角增大，B2、B3 组与术后1周比较无明显差异，B1组骨水泥注入量较另外两组少，椎体刚度差，患者负重后椎体无法得到有效支撑，故椎体高度逐渐丢失，且应力多集中在椎体前缘，椎体后凸角逐渐增大。骨质疏松患者在受到轻微外力后极易发生骨折，其中B1组中1例在术后1 年发生伤椎再骨折，这一现象可以解释为当椎体内骨水泥注入量为2～3 mL时，骨水泥在椎体内弥散较差，椎体生物力学性能仍无法承受轻微外力，且椎体内骨水泥与正常骨组织弹性模量不同，椎体内骨组织与骨水泥交界区易发生再骨折现象。

椎体爆裂骨折患者，后壁多不完整，B3 组中患者术后椎管占位率较术前增大，提示大量骨水泥注入过程中椎体内压力过大，导致后壁游离骨块向后移位。Logistic回归分析结果也提示骨水泥推注量与骨水泥渗漏率呈正相关，当骨水泥推注量为6～7 mL时，骨水泥经破裂后壁外渗入椎管致椎管占位概率增大，其安全性降低。

根据实验结果，当骨水泥推注时间为6～7 min时渗漏率最低，但此时骨水泥推注困难，A3 组中约66.67%的病例骨水泥推注量仅能达到2～3 mL，而此推注量在术后VAS、ODI、椎体高度恢复、Cobb 角方面较另外两组表现差，差异有统计学意义，故骨水泥推注时间为5～6 min更符合实际操作要求。当推注量为4～5 mL 时患者术后VAS、ODI、椎体高度恢复、Cobb 角均能符合手术要求。但当推注量为6～7 mL 时椎管占位率增高，术后出现神经症状风险增大，故4～5 mL 为理想的推注量。

综合所有结果，采用PKP治疗胸腰椎A3.2型骨折，当骨水泥推注时间在5～6 min，推注量为4～5 mL时能达到满意的手术效果，治疗效果确切、安全。同时，骨水泥渗漏的发生是多因素的，术前详细查体并询问病史、完善影像学检查、严格掌握手术适应证及禁忌证、术中选择合适的穿刺路径、全程C臂透视并与患者充分交流，均可显著减少骨水泥渗漏的发生。