椎体强化术后骨水泥分布评价标准

孙元良 李荣锐

佳木斯大学附属第一医院骨外二科，黑龙江 佳木斯 154000

骨质疏松症（osteoporosis，OP）作为一种系统性、全身性疾病，严重危害老年人群身心健康。由OP所导致的骨折中，骨质疏松性椎体压缩性骨折（osteoporosis vertebral compression fracture，OVCF ）是发病率较高的一种［1］。据报道美国用于治疗OCVF的直接年度医疗费用估计为100亿至150亿美元［2］。随着我国整体进入老龄化社会，OP及其所导致的OCVF发病率大幅增加，这将为我国社会、家庭带来巨大负担。

椎体强化术是学界公认的OCVF常规治疗手段，经过多年发展，目前在临床成熟应用的术式主要有经皮穿刺椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）、弯 角 椎 体 成 形 术（percutaneous curved vertebroplasty，PCVP）及经皮穿刺球囊扩张椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）等。椎体强化术凭借其可以有效稳定伤椎、快速止痛、恢复快等优点而被患者普遍接受，其作为OCVF的微创治疗手段，将继续发挥重要作用。

影响椎体强化术疗效的重要因素之一是术后伤椎内的骨水泥分布效果，其与术后疼痛缓解、术后椎体再塌陷、相邻椎体骨折、骨水泥渗漏、后凸畸形复发等并发症关系密切［3］；有效的评价术后骨水泥分布效果，并预测未来可能出现的相应并发症，以采取早期处理成为OCVF治疗中必不可少的一环。由于研究目的不同、对骨水泥分布评价关注侧重点不同等原因，目前学术界对于骨水泥分布效果的评价标准尚未达成一致。本研究通过对评价椎体强化术后骨水泥分布效果的现有研究进行系统性整理，对各种骨水泥分布评价标准进行分类，分析其临床实用性、准确性及局限性，按照最终纳入文献中骨水泥评价标准的制定方式将其分为形态评价组、分区评价组与量化评价组，以此梳理出适用于不同应用情况下的椎体强化术后骨水泥分布评价方法，为临床及科研工作提供相应的参考，以提高OCVF患者的治疗效果。

1 形态评价组

2002年，Lane等［4］结合PVP 术后病椎侧位 X线，提出将骨水泥分布形态分为骨水泥海绵样充填病椎的小梁型分布与骨水泥致密固体样充填的裂隙型分布。在随后的几年里，不断有研究者提出类似的根据骨水泥形态分型方法，并加以细化。如Tanigawa［5］将此分型运用于研究PVP术后病变椎体再骨折的危险因素，Kim等［6］将分型方法扩展为团块型、小梁型和混合型等。

贺双军等［7］根据骨水泥在椎体内呈现整体团块的数量及骨水泥间是否连通将骨水泥形态分为“O”型与“H”型；Li等［8］、Nam等［9］采取了类似的评价标准，即两侧骨水泥块之间是否连通，将术后骨水泥分布形态分为分离型与融合型。He等［10］、Lv等［11］则根据骨水泥是否为团块及是否与周围嵌锁将骨水泥形态细分为了4种，引入了更详细的形态分型以满足不同研究侧重点的需要。

Lane等［4］提出的凝固模式分型简便直观，目前在国内外应用也较为广泛。随后出现的衍生分型（表1），如OH分型、凝固-嵌锁模式分型等多为研究者为满足研究需要引入更多的对形态的描述内容。形态评价组别下的骨水泥评价标准操作简便，根据术后常规复查X线平片便能确定分型且与临床疗效关系紧密，但这也是该组骨水泥评价方式的短板。单纯根据骨水泥凝固形态分型过于主观简单，无法囊括与术后疗效及安全性相关的评价维度，亦无法达到对骨水泥凝固模式的量化评价，适用于在临床中简单的评估椎体强化术后疗效。

表1 PVP术后病椎骨水泥分布形态分型方法（形态评价组）

2 分区评价组

Ryu等［13］最早于2005年通过观察单侧穿刺PKP术后正位X线平片将骨水泥分布分为5型，比较骨水泥在穿刺侧与对侧的弥散关系，但并未强调骨水泥与椎体中线、椎弓根、终板等结构的关系。谢华等［14］设计的“四区三型法”则更加强调骨水泥分布与椎体中线的关系，通过取病椎术后正位X线平片上终板连线，将终板平分为4等份，分别作垂线平分椎体为4份，遂分为3型：偏一侧型，即骨水泥偏向椎体一侧；近中线型，即骨水泥越棘突线但未完全充盈对侧椎体；双侧型，即骨水泥双侧椎体充盈。李凡杰等［15］采取了相似的设计方式。张金宝等［16］、寇红伟等［17］则通过选择CT中骨水泥分布面积最大的层面进行测量，将骨水泥总面积的10%超过椎体中线分布于对侧椎体的定义为中心分布，若未超过椎体中线定义为偏心分布。多项研究报道，当骨水泥分布超过椎体中线时椎体稳定性与椎体两侧强度能得到大幅提升［18-19］，各类型椎体强化术后骨水泥是否越过椎体中线分布也是学界公认的评判临床疗效的重要因素，大部分骨水泥评价标准的制定也围绕着该评价维度展开（表2）。

表2 PVP术后病椎骨水泥分布形态分型方法（分区评价组）

张大鹏等［20］、王雪峰等［21］、袁义明等［22］、Lin等［23］、肖庆华等［24］、Chu等［25］在“四区三型法”的基础上进一步增加了骨水泥分布与椎弓根关系这一评价维度。其中有代表性且应用较多的是张大鹏等［20］设计的“四区五型法”：在椎体正位X线片上作出3根标志线（椎体中线、双侧椎弓根内缘垂线）将椎体分为4区；根据椎体增强术后正位X线片骨水泥分布与椎体中线、椎弓根的关系，再将骨水泥分布分为5型。

骨水泥只接触一侧终板与不接触终板相比，椎体强度可翻倍，而骨水泥同时连接上下终板，可使椎体强度增强近10倍［26］，所以，椎体强度与骨水泥是否接触终板成相关性。Kim等［6］根据骨水泥是否接触到终板，将骨水泥分布分为非骨水泥-终板接触型与骨水泥-终板接触型。唐冲等［27］也采用了相似的评价方式。Zhang等［28］、许仲祈等［29］则将骨水泥与上下终板的接触关系做了进一步细化，将骨水泥分布根据位置分为上下终板接触型、单终板接触型与无终板接触型；陈晓斌等［30］则将骨水泥是否经终板渗漏到椎间隙同时纳入评价标准，但此方法在国内应用并不广泛。

谢胜荣等［31］、陈利武等［32］进一步将骨水泥中线分布、与终板位置关系同时引入骨水泥分布评价体系，通过判断骨水泥在其中心平面分布是否超过椎体中线与在椎体内分布是否接触上下终板，来判断骨水泥在椎体内为均匀分布还是偏心分布。杨俊松等［33］将骨水泥理想分布定义为“顶天立地，左右对称，前后兼顾”，即骨水泥充分弥散于上下终板间，双侧椎弓根均有分布，骨水泥充盈于椎体前部3/4区域。此外王振斌等［34］、白露露等［35］在评价经皮椎体成形术术后骨水泥分布时引入了骨折线内骨水泥弥散情况的标准，将骨水泥达到骨折线位置并填充骨折线超过1/2定义为骨水泥在骨折线内理想分布。

随着研究的深入，各项分区评价的新维度如：骨水泥是否越过椎弓根、是否接触上下终板、是否沿骨折线弥散等逐渐被引入骨水泥分布评价标准中；这使得骨水泥评价方法更全面有效，可适用的临床与研究场景更多样，但更多的维度引入伴随着的是学习成本及操作成本的逐渐增加。从分区评价角度出发，骨水泥分布评价标准应该同时涵盖是否跨过椎体中线、与椎弓根的位置关系和与终板的位置关系，但目前尚无相关报道。而合理的评价标准是否应包含以上所有评价维度也需进一步探讨。

3 量化评价组

量化评价组是指在骨水泥分布评价标准中通过将骨水泥分布状况量化为具体数值（如评分、体积比等）来评价骨水泥分布，主要包括“评分”类，“面积”类、“体积”类，“椎体高度比”类等。

3.1 “评分”类

Liu等［36］在骨折椎体正侧位片上过椎体中心分别作一垂直线与水平线，将骨折椎体正侧位各分为4个象限，若该象限水泥填充超过1/3则被认为是有效分布，并通过计算有效分布象限的数量来描述骨水泥的分布，每一有效分布象限记为1分，满分8分，即为8分法（8-score）。随后Liu等［37］在此基础上进一步完善评分设计：（1）将有效象限的标准提升为该象限水泥填充超过1/2；（2）如果骨水泥在侧位平面上与椎体上或下终板接触则各记1分；（3）骨水泥在前后位或侧位平片上穿过中线则各记1分；最终得出了12分评分法（12-score）即：骨水泥分布评分 = 椎体正位有效分布象限数量 + 椎体侧位有效分布象限数量 + 侧位平片是否有上或下终板接触+ 是否在正位或侧位平片上骨水泥过中线分布（4+ 4 + 2 + 2）。该12分法通过量化椎体内骨水泥在矢状面与冠状面的分布，并在评分方法中引入了有关骨水泥是否接触终板及是否过中线分布的描述，作到了客观地描述骨水泥分布的形态特征及与关键解剖标志的关系，同时该方法可操作性更强，仅需X线正侧位平片即可应用；但该评分法在各象限、中线、终板上赋值相同，在评价维度上无侧重点。

与Liu等［37］不同的是，Sun等［38］通过在X线正位平片上骨水泥于椎体宽度上分布的百分比及在侧位平面上骨水泥分布于椎体矢状面宽度和垂直面高度的百分比分别赋值3（＞ 75%）、2（50 %～75%）、1 （25%～50%）或0（＜ 25%）得到9分评分法（9-score）。刘长枫等［39］设计的10 分评分法与 Liu等［37］、Sun等［38］类似，不同之处在于该评分法引入了基于CT图像得到的椎体水平面分布评分且没有与终板及中线分布关系的评分项。

3.2 “面积”类

赵永生等［12］计算病变椎体正侧位X线平片的平均弥散区面积与平均团块区面积的比值K，以此将骨水泥形态通过数据具体量化分组为团块型、弥散型、混合型：团块型为弥散区面积小于团块区面积的50%（K ＜ 50%）；弥散型为弥散区面积大于团块区面积（K ＞ 100%）；混合型介于中间（50% ≤K ≤ 100%）。历强等［40］通过选取病椎轴位CT扫描中骨水泥分布面积最大的横切面，将椎体沿中线划分为穿刺侧与穿刺对侧，依次测量两侧骨水泥分布面积，计算穿刺对侧与穿刺侧的分布面积比值，强调了穿刺侧与穿刺对侧的分布对比，适用于单侧穿刺入路的椎体强化术后骨水泥分布评价。吴强等［41］通过计算骨水泥的中心平面弥散面积与其所在平面椎体面积比值，得到骨水泥相对填充面积，以此反应注射骨水泥量与弥散程度的关系。黎一兵［42］则在测量骨水泥高度与椎体高度比值以及骨水泥与椎体面积比值的基础上，依据具体数值，将椎体划分为点式支撑组、平面支撑组以及立体支撑组，将骨水泥相对填充面积更加细化地进行分组研究（表3）。

表3 PVP术后病椎骨水泥分布形态分型方法［量化评价组（面积类）］

3.3 “体积”类

付兆宗等［43］通过计算骨水泥注入量和椎体体积的比值，获得“量体指数”（量体指数=骨水泥注入量/椎体体积）。量体指数通过将骨水泥注入绝对量变为相对量，更客观准确地反映了骨水泥分布，但其公式中计算椎体体积采用的是近似估算，存在一定的误差。骨水泥注入量及弥散程度与病变椎体的刚度及弹性模量相关，过多的骨水泥会增加椎体刚度，可造成邻椎骨折，另外有研究表明骨水泥量与疼痛缓解程度无严格相关性，所以骨水泥量评价治疗效果与骨水泥注入量相关。何保玉等［44］通过计算伤椎骨水泥弥散体积与伤椎椎体体积比得到骨水泥弥散容积率（骨水泥弥散容积率 = 骨水泥弥散体积/伤椎椎体体积）来反映骨水泥注入情况，与量体指数相比进一步将骨水泥注入量引申为骨水泥弥散体积，在骨水泥用量判断上增加了骨水泥分布这个维度，有利于判断骨水泥注入最佳剂量；孙海波等［45］则将骨水泥弥散体积与骨水泥实际注入量相比，计算骨水泥弥散系数（骨水泥弥散系数=骨水泥弥散体积/骨水泥实际注入量），量化骨水泥在不同条件下弥散情况（表4）。

表4 PVP术后病椎骨水泥分布形态分型方法［量化评价组（体积类）］

3.4 “椎体高度比”类

Song等［46］将病椎矢状面均分为前、中、后3区，分别测量前1/3、中1/3、后1/3椎体骨水泥高度与相应区域椎体高度，计算骨水泥填充比例（骨水泥高度/椎体高度），量化不同椎体区域骨水泥填充情况（表5），但在此评价方法中骨水泥高度意义模糊，且仅评价矢状面单一维度骨水泥分布。Hou等［47］设计的骨水泥填充比例评价标准，在Song等［46］的基础上增加了：（1）PMMA到上下终板的最小距离；（2）PMMA与上下两终板的最小距离同时为零的条件记为"接触"，其他条件记为"非接触"。引入了终板评价标准，将来也许能出现在多维度上更加完善的评价方式。

表5 PVP术后病椎骨水泥分布形态分型方法［量化评价组（椎体高度比类）］

量化评价组内各评价标准更适用于在科研场景使用。相较于“形态”与“分区”类评价标准，其通过评分量化或数据测量的方法对骨水泥分布评价更为客观，提高了结果可信度与可重复度。但目前多数量化评价类骨水泥分布评价标准存在着对测量指标近似估算的问题，如何优化设计出清晰、客观、准确地适用于科研场景的骨水泥分布评价标准仍有待进一步研究。

4 其他评价方法

周权发等［48］采用的“24分区法”将CT中骨水泥分布面积最大的层面进行平面分区。骨水泥若覆盖其中特定的8块区域，理论上可认为骨水泥分布理想。秦丰伟等［49］根据术后CT横断面图像与X线片，将骨水泥规则分布定义为：（1）骨水泥在病变椎体前端与两侧弧形分布，同时椎体中央存在骨水泥空白区；（2）双侧骨水泥达到椎弓根前方或椎弓根内部；（3）骨水泥达到上下终板边缘。周建等［50］通过选取多张CT薄层扫描，为每张图片分区并依次判断每区、每层、乃至整个椎体的骨水泥充盈程度。

5 总 结

理想的骨水泥评价标准目前尚未取得共识，但优秀的骨水泥评价标准应能满足使用者的需求。多年临床实践及研究证明，骨水泥分布模式是影响椎体强化疗效与安全性的重要因素，而评价维度的选择是制定理想骨水泥评价标准的重中之重。Lv等［11］认为骨水泥形态呈致密型与骨水泥渗漏、术椎塌陷显著相关；杨俊松等［33］认为骨水泥需弥散至对侧的椎弓根，才能够有效地与椎体内碎裂的骨小梁牢固咬合；肖庆华等［24］指出骨水泥越过椎弓根所产生的平面支撑效应使邻近椎体骨折发生率显著低于点状支撑，也有研究指出骨水泥分布越广可能增加骨水泥量及骨水泥渗漏风险［21］；唐冲等［27］、Zhang等［28］、许仲祈等［29］认为骨水泥接触终板可提高椎体刚度，减少手术椎体再骨折风险，但随着椎体刚度增加可能造成邻近节段再骨折；王振斌等［34］研究表明，骨水泥在骨折线内的弥散情况与疗效密切相关，弥散良好者近期疗效明显体现在疼痛减轻、功能恢复更快，而远期疗效体现为椎体发生继发性塌陷的可能性降低，有助于维持较为稳定的椎体后凸Cobb角。由此可见，骨水泥凝固模式是评价骨水泥形态的重要维度，骨水泥与中线及椎弓根的位置关系、是否接触上下终板、是否沿骨折线分布亦是评价骨水泥分布广度的重要指标，而制订涵盖如此丰富评价维度的标准最合适的方法应属评分法。从临床工作角度看，设计一项全面、清晰、可操作性强的评分系统或许是解决骨水泥分布评价标准问题的优先选择；从科研工作角度看，则需要评价标准有较为清晰的侧重点，同时满足所研究变量的量化、客观。

综上所述，理想的骨水泥分布评价标准应从5项评价维度：（1）骨水泥凝固模式类型；（2）骨水泥分布是否越过椎体中线；（3）骨水泥分布与椎弓根的关系；（4）骨水泥是否接触上下终板；（5）骨水泥是否沿骨折线弥散出发，分别设计适用于临床工作的评分系统与适用于科研工作的量化评价方法。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突