2. 100050 北京，首都医科大学附属北京友谊医院骨科
2. Department of Orthopaedics, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China
椎体强化术(percutaneous vertebral augmentation，PVA)包括经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)和经皮椎体后凸成形术(percutaneou kyphoplasty，PKP)，是目前治疗骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)常用的微创手术方式。两种术式均能迅速有效的缓解疼痛及稳定手术椎体。从长期效果来看，两者在缓解疼痛及功能改善方面并没有显著差别[1]。随着对椎体成形术的大量开展，PKP/PVP术后手术椎体再骨折的现象开始引起学界的重视。手术椎体再骨折的发生会导致患者术后疼痛及腰背部功能受限症状重复出现，对手术的疗效和患者术后的生存质量产生严重影响。本研究通过比较近年来行PKP/PVP治疗OVCF病例，研究PVP和PKP治疗OVCF术后手术椎体再发骨折的差异，阐述其发生原因并探讨应对策略。
对象与方法 对象回顾分析2008年6月至2015年1月在首都医科大学附属北京友谊医院骨科接受PKP或PVP治疗的OVCF病例。
入选标准：明确诊断的OVCF患者；伤椎前缘压缩≥1/3椎高；首次接受PKP或PVP手术，同一组手术医师操作，单侧手术入路；骨折椎体数≤2个；随访时间1 年以上。
确定手术椎体再骨折的标准：PKP/PVP术后复查时行X线片检查提示手术椎体高度较术后降低 1 mm以上[2]，由3名骨科医师同时测量，取平均值；术后接受正规的抗骨质疏松药物(碳酸钙、骨化三醇、利塞膦酸钠)治疗。
排除标准：双侧手术入路患者；恶性肿瘤病史或其他代谢性骨病患者；手术后有明确的外伤史，如跌伤者；出现手术并发症需要长期卧床者。
根据上述入排标准，入组892例OVCF患者，其中809例获得了完整的随访资料被纳入本研究(PVP组：n=536；PKP组：n=273)。
方法手术材料：椎体后凸成形术系统、椎体成形术系统，骨水泥为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)。
PVP组(俯卧位、局部麻醉、单侧入路)：患者取俯卧位，腹部悬空。采用1%利多卡因联合罗哌卡因局部麻醉，手术在C型臂X线机全程监视下进行。先于椎体单侧椎弓根处穿刺达椎体，透视下穿刺时正位达椎体中线，侧位达椎体中前1/3交接点位置，拔除针芯，经针管打入1枚导针，沿导针置入工作套管。沿工作套管将空心钻缓慢钻入椎体，调配含钡PMMA骨水泥，“C”型臂X线机透视下注入椎体，当骨水泥处于拉丝期时开始推注，术者根据骨水泥在椎体内扩散的速度，不断调整推注速度，在相对安全时加快推注速度。根据骨水泥扩散的范围，不断调整针尖的位置、方向及推注压力，以期获得骨水泥的均匀分布。当骨水泥到达椎体后方或椎体外(椎间盘或椎旁静脉)时，停止注射，拔除工作套管，缝合伤口，术毕。
PKP组(俯卧位、局部麻醉、单侧入路、球囊撑开)：患者取俯卧位，腹部悬空。采用1%利多卡因联合罗哌卡因局部麻醉，手术在C型臂X线机全程监视下进行。通过C型臂定位，导针经皮穿刺，穿刺时穿刺针在透视下正位达椎体中线，抽出穿刺针内芯，置入导针，在导针引导下按序置入工作套管，经工作套管将空心钻缓慢钻入，将球囊经工作通道送入手术椎体松质骨内，使用装有压力表的高压注射器，在C型臂X线机严密监视下，向球囊内缓慢匀速注入造影剂使球囊扩张(压力控制在300Psi以内)，将球囊周围的骨质压缩，并在椎体内形成一个供骨水泥填充的空腔，在透视下观察球囊扩张程度、椎体复位高度。球囊扩张和椎体复位满意后，撤出球囊。混合含钡PMMA骨水泥，将处于拉丝期的骨水泥低压经工作通道缓慢注入椎体空腔内。所有患者均采用单侧穿刺并单侧注入骨水泥。水泥固化后，撤出操作通道，缝合伤口，术毕。
术后处理：术后询问患者有无不适症状。返回病房后监测患者生命体征，密切观察生命体征变化、双下肢的运动感觉及大小便功能，术后常规给予抗骨质疏松药物等治疗，术后1~2 d患者可下地活动，行早期康复锻炼。术后1 d、术后1年摄脊柱正侧位X线片，观察骨水泥渗漏情况和椎体高度变化。
观察指标患者一般资料:包括年龄、性别、术前骨密度，其中骨密度检查采用美国Hologic双能X线骨密度仪对患者腰椎(L1-4)和髋部进行检查，采用世界卫生组织(World Health Organization,WHO)标准的T值来表示。
收集数据：(1)椎体参考高度(expected height，EH)：手术椎体上下相邻椎体前缘、中部高度之和/4(图 1A c~f)；(2)骨折椎体高度(fracture vertebral body height，FVH)：骨折椎体压缩程度最严重部位的椎体高度，即前缘或中部中较小者(图 1A a、b)；(3)椎体恢复高度(restored vertebral body height，RVH)：压缩程度最严重部位(前缘或中部)术后恢复高度(图 1 g、h)；(4)术后1年椎体恢复高度(one year restored vertebral body height，OYRVH)：压缩程度最严重部位术后1年的椎体高度(图 1 g′、h′)；(5)骨折椎体压缩程度(compression rate，CR)：CR=(EH-FVH)/EH ×100%；(6)椎体高度恢复率(restoration rate，RR)：RR=(RVH-FVH)/EH×100%；(7)术后1年椎体高度丢失率(one year recollapserate，OYRR)：OYRR=(RVH-OYRVH)/RVH ×100%。
|
| 图 1 椎体数据测量示意图 Figure 1 Schematic diagram of vertebral data measurement A：术前；B：术后第1天；C：术后1年; a：骨折椎体前缘高度；b：骨折椎体中部高度；c：骨折上位椎体前缘高度；d：骨折上位椎体中部高度；e：骨折下位椎体前缘高度;f：骨折下位椎体中部高度；g：术后第1天手术椎体前缘高度；h：术后第1天手术椎体中部高度；g′：术后1年手术椎体前缘高度；h′：术后1年手术椎体中部高度 |
采用SPSS19.0统计软件(SPSS公司，美国)进行统计学分析。两组患者数据以均数±标准差(x±s)表示，年龄、性别、体质量、骨密度T值、骨折椎体压缩程度、再骨折患者术后椎体高度恢复率、术后1年高度丢失率比较采用独立样本t检验；两组患者性别分布、再骨折发生率比较采用卡方检验；治疗骨折椎体分布比较采用两样本均数t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。
结 果 两组患者一般资料比较患者的年龄、性别构成比、体质量、骨密度比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)(表 1)。PVP组共724个治疗椎体，累及胸5椎体5例，胸6椎体10例，胸7椎体7例，胸8椎体32例，胸9椎体39例，胸10椎体35例，胸11椎体87例，胸12椎体158例，腰1椎体183例，腰2椎体74例，腰3椎体45例，腰4椎体24例，腰5椎体25例。PKP组共381个治疗椎体，累及胸5椎体6例，胸6椎体7例，胸7椎体8例，胸8椎体14例，胸9椎体11例，胸10椎体15例，胸11椎体24例，胸12椎体87例，腰1椎体101例，腰2椎体45例，腰3椎体26例，腰4椎体31例，腰5椎体6例。组间比较，差异无统计学意义(t=1.475，P＞0.05)。
| 组别 | n | 性别
(男/女) | 年龄
(岁) | 骨密度
(g/cm2) | 体质量
(kg) | 骨折椎体
压缩程度 | 骨水泥注入量
(mL) |
| PVP | 536 | 99/437 | 67.85±9.19 | -2.78±0.57 | 61.7±12.25 | 46%±21% | 3.84±1.03 |
| PKP | 273 | 52/221 | 68.34±11.91 | -2.83±0.95 | 60.8±8.24 | 49%±19% | 4.06±1.01 |
| χ2/t | 0.040 | -0.583 | 0.368 | 0.435 | -0.138 | 1.669 | |
| P | 0.841 | 0.570 | 0.754 | 0.671 | 0.899 | 0.102 | |
| PVP:经皮椎体成形术; PKP:经皮椎体后凸成形术 | |||||||
PVP组有29例患者(手术治疗43个椎体，再骨折35个椎体)发现了手术椎体再骨折，其中胸8椎体2例，胸9椎体1例，胸10椎体3例，胸11椎体5例，胸12椎体7例，腰1椎体5例，腰2椎体3例，腰3椎体3例，腰4椎体4例，腰5椎体2例,再骨折发生率为5.41%；PKP组有34例患者(手术治疗45个椎体，再骨折39个椎体)发现了手术椎体再骨折，累及胸6椎体1例，胸7椎体1例，胸8椎体1例，胸9椎体4例，胸10椎体3例，胸11椎体4例，胸12椎体8例，腰1椎体6例，腰2椎体4例，腰3椎体3例，腰4椎体1例，腰5椎体3例,再骨折发生率为12.45%，两组间再骨折发生率比较有统计学意义(P=0.000)。
术后数据术后即时(1 d内)复查X线片，两组椎体高度恢复率差异有统计学意义(P＜0.05)，即椎体高度恢复率PKP组大于PVP组。术后1年复查X线，手术椎体高度丢失率差异有统计学意义(P＜0.05)，即椎体高度丢失率PKP组大于PVP(表 2)。典型再骨折病例见图 2。
| 组别 | 再骨折患者
(治疗总数) | 再骨折发生率
(%) | 术后椎体高度恢复率
(%) | 术后1年椎体高度
丢失率(%) |
| PVP | 29 | 5.41 | 20±7.9 | 8±2.8 |
| PKP | 34 | 12.45 | 25±8.3 | 10±2.9 |
| χ2/t | - | 12.497 | -1.741 | -2.517 |
| P | - | 0.000 | 0.001 | 0.018 |
| PVP:经皮椎体成形术; PKP:经皮椎体后凸成形术 | ||||
|
| 图 2 再骨折典型病例 Figure 2 Typical case of refracture 68岁男性患者，L2椎体压缩骨折X线片；A：PKP术前；B：术后1天；C：术后12个月；椎体中部高度图A为2.11 cm、图B为2.23 cm、图C为1.92 cm，可见手术椎体明显再骨折 |
PVP/PKP可明显缓解OVCF产生的疼痛，避免了卧床等保守治疗并发症，显著降低病死率，目前在OVCF的治疗中已被广泛应用。由于评价指标的不一致，关于PVP与PKP两种手术方式的选择及疗效尚无定论。美国近期的一项基于国家医保患者数据库的大样本(72 693例椎体压缩性骨折患者)回顾性研究提出，行PKP或PVP治疗的OVCF患者的生存时间显著长于非手术治疗的患者[3]；PKP可以较PVP显著提高患者的生存率，但其医疗费用更高。而一项于2014年由国际多个专业委员会共同发表的经皮椎体强化术立场声明明确表示：根据多项Meta分析，协会认为PVP与PKP均显示了高水平的临床症状改善，且两者在相关并发症的发病率和类型也大致相同；因为具有相同的获益性，协会认为PVP与PKP是适当的、可以互换的术式[4]。但目前对于PKP/PVP术后手术椎体再骨折的发生率，国内外报道较少，且报道的发生率范围较宽。其中Kim等[2]对80例PKP术后患者随访1年发现，10例患者(12.5%)发生手术椎体再骨折，Heo等[5]对250例PVP术后患者随访发现6例患者(2.4%)发生手术椎体再骨折，Chen等[6]对1 800例PVP术后患者随访2年，发现10例患者(0.56%)手术椎体发生再骨折。
术后椎体高度恢复率、再骨折椎体高度丢失率PKP组＞PVP组的原因本临床观察显示，术后椎体高度恢复率PKP组＞PVP组的原因主要是由PKP组的手术方式决定。在注入骨水泥前，PKP组先利用球囊撑开被压缩的椎体，使PKP除了能够缓解患者的疼痛外，另一个重要作用是能够有效的恢复压缩椎体的高度。而再骨折椎体高度丢失率PKP组＞PVP组的原因可能为：(1)术中恢复高度较多，骨水泥分布较集中于椎体前柱，骨水泥分布不均匀，使再骨折程度增大。Lin等[7]报道了经过平均26.9个月随访的98例患者，其中62例发生再骨折(63％)，术中高度恢复较多患者容易再骨折。(2)术中球囊撑开椎体后使部分椎体内松质骨再次微骨折，并增加了骨坏死的风险，使椎体再骨折程度进一步增加。由于相关文献报道较少提及，本临床观察也未能对再骨折程度做进一步研究，所以PKP组再骨折椎体高度丢失率较大的原因尚需进行深入研究。
PKP组再骨折发生率较高的原因本研究，PVP组536例患者中有29例(手术治疗43个椎体，再骨折35个椎体)发现了手术椎体再骨折，再骨折发生率为5.41%，PKP组275例患者中有34例(手术治疗45个椎体，再骨折39个椎体)发现了手术椎体再骨折，再骨折发生率为12.45%，再骨折的发生率PKP组较PVP组高，组间比较，差异有统计学意义(P＜0.05)，与相关研究结论[2-3, 6]符合。PKP相比PVP更易出现手术椎体再骨折，其产生的原因可能是：(1)椎体再次微骨折：球囊撑开过程中，球囊与骨折界面产生的挤压力，使界面处松质骨再次发生微骨折，进一步破坏了骨折界面骨小梁的连续性，从而增加了再骨折发生的风险；(2)阻碍骨水泥弥散：骨水泥对椎体的良好固定需要依靠微观绞锁机制，即骨水泥侵入松质骨内形成界面上的交织嵌顿。有助于将骨水泥与骨表面间的剪切应力转化为压应力，使界面强度明显提高。而球囊在撑开过程中挤压骨折界面松质骨，使球囊与椎体间形成致密的松质骨壁，阻碍了骨水泥渗透入骨小梁间隙，从而增加了再骨折的可能；(3)骨水泥分布不均：由于骨水泥倾向于呈团块状分布，而球囊撑开产生的空间，使骨水泥更易呈团块分布，增加了无骨水泥填充区域的可能及范围，由于骨水泥强度与刚度明显高于骨组织，未被骨水泥填充的部分很容易发生再骨折。田伟等[8]研究结果显示，骨水泥未同时接触上下终板的患者发生手术椎体再骨折的概率较骨水泥同时接触上下终板的患者更高。综合上述可能因素，相比之下，PVP组骨水泥流动性更好，骨水泥向骨小梁内弥散、在骨折椎体中的分布更加均匀。
PVP/PKP术后手术椎体再骨折的产生机制由于较少的相关研究，目前对于PVP/PKP术后手术椎体再骨折的产生机制仍未明确，也并未引起临床足够的重视。目前主要的非手术方式造成手术椎体再骨折的其他相关因素包括骨坏死、椎体内裂隙样变、骨水泥热效应及PMMA 植入后诱发的椎体局部慢性炎性反应等。(1)骨坏死：根据椎体的解剖特点，椎体前1/3处是椎体血供的分界线，此处骨折会导致椎体内小动脉破坏，从而发生骨坏死。Heo等[5]研究发现，手术椎体内骨坏死是出现手术椎体再骨折的主要危险因素，出现骨坏死的手术椎体再骨折的发生率为28.57%，明显高于无骨坏死组的手术椎体(1.24%)；Heo等[5]同时还发现手术时机的选择对于发生骨坏死的患者非常重要。如果在椎体骨坏死早期行椎体成形术，则术后随着椎体骨坏死的进展，椎体刚度持续性减弱，最终发生再骨折。(2)椎体内裂隙样变：发生的主要原因包括骨坏死、活动度过大，以及骨质疏松骨折愈合自然进程较慢等[9]。在椎体内裂隙样变区，正常的椎体结构已不存在，椎体刚度减弱，该区域容易被球囊扩张，使骨水泥更容易形成团块状，无法在周围骨组织间弥散，因此容易出现应力遮挡效应，使骨水泥周围骨组织出现再次骨折。(3)骨水泥热效应：有研究认为，骨水泥的发热凝固导致骨及周围组织不可逆性损伤，或者骨水泥注入椎体弥散进入血管并栓塞椎体内部分血管，相应区域发生缺血性坏死，从而导致手术椎体再发骨折[10-11]。(4)PMMA骨水泥植入引起局部持续的炎性反应：有研究表明，在PMMA骨水泥植入4周后，椎体内骨水泥-骨界面仍可见明显的炎性反应细胞侵润；在PMMA骨水泥植入3个月后，局部仍可观察到炎性反应细胞的存在[12-13]。推测可能的机制是PMMA 植入造成的骨水泥颗粒，可引起局部炎性反应，慢性炎性反应造成骨水泥周围成骨降低而破骨增加，骨代谢失衡，最终导致再骨折的发生。
PVP/PKP术后手术椎体再骨折的预防PVP/PKP术后手术椎体再骨折的发生，不仅要深入研究其发生机制与影响因素，更重要的是做好有针对性的防治工作。(1)抗骨质疏松治疗：根据多个前瞻性研究及多个系列报告，PVA术后椎体再骨折的发生率接近于骨质疏松疾病自然进程导致的椎体压缩性骨折发生率。所以抗骨质疏松治疗应当作为预防手术椎体再骨折的主要方法[4]。(2)椎体成形术相关手术操作：椎体内骨水泥的分布被认为是再骨折的重要独立保护因素[8]，受术者的操作习惯、熟练程度及经验影响较大。所以提高椎体成形术的手术技巧也是降低椎体再骨折的重要措施之一。(3)再次行手术治疗：相关研究表明，PVA术后患者出现手术椎体再骨折并伴有强烈腰背部疼痛时，可再次行PVP[5, 14-15]。若再骨折导致神经压迫症状时，应行开放减压手术治疗。
综上所述，椎体强化术后手术椎体再骨折的原因由多因素所致。随着椎体成形技术的广泛应用，应更加关注其术后手术椎体再发骨折的机制和危险因素，只有不断深入研究及探索，才能真正预防其发生，从而提高手术疗效、减轻患者的精神与经济负担。
| [1] | Han SL, Wan SL, Ning L, et al. Percutaneous vertebroplasty versus balloon kyphoplasty for treatment of osteoporotic vertebral compression fracture:a meta-analysis of randomised and non-randomised controlled trials[J]. Int Orthop, 2011, 35 : 1349–1358. DOI:10.1007/s00264-011-1283-x |
| [2] | Kim YY, Rhyu KW. Recompression of vertebral body after balloonkyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fracture[J]. Eur Spine J, 2010, 19 : 1907–1912. DOI:10.1007/s00586-010-1479-6 |
| [3] | Chen AT, Cohen DB, Skolasky RL. Impact of nonoperative treatment,vertebroplasty,and kyphoplasty on survival and morbidity after vertebral compression fracture in the medicare population[J]. J Bone Joint Surg, 2013, 95 : 1729–1736. DOI:10.2106/JBJS.K.01649 |
| [4] | Barr JD, Jensen ME, Hirsch JA, et al. Position statement on percutaneous vertebral augmentation:a consensus statement developed by the Society of Interventional Radiology (SIR),American Association of Neurological Surgeons (AANS) and the Congress of Neurological Surgeons (CNS),American College of Radiology (ACR),American Society of Neuroradiology (ASNR),American Society of Spine Radiology (ASSR),Canadian Interventional Radiology Association (CIRA),and the Society of NeuroInterventional Surgery (SNIS)[J]. J Vasc Int Radiol, 2014, 25 : 171–181. DOI:10.1016/j.jvir.2013.10.001 |
| [5] | Heo DH, Chin DK, Yoon YS, et al. Recollapse of previous vertebral compression fracture after percutaneous vertebroplasty[J]. Osteoporosis Int, 2009, 20 : 473–480. DOI:10.1007/s00198-008-0682-3 |
| [6] | Chen LH, Hsieh MK, Liao JC, et al. Repeated percutaneous vertebroplasty for refracture of cemented vertebrae[J]. Arch Orthopaed Trauma Surg, 2011, 131 : 927–933. DOI:10.1007/s00402-010-1236-7 |
| [7] | Lin WC, Lee YC, Lee CH, et al. Refractures in cemented vertebrae after percutaneous vertebroplasty:a retrospective analysis[J]. Eur Spine J, 2008, 17 : 592–599. DOI:10.1007/s00586-007-0564-y |
| [8] | 田伟, 韩骁, 刘波. 经皮椎体后凸成形术后骨水泥分布与手术椎体再骨折的关系[J]. 中华创伤骨科杂志, 2012, 14 : 211–215. |
| [9] | 徐宝山, 胡永成. 对《椎体后凸成形术治疗重度骨质疏松性椎体压缩骨折》一文的几点看法[J]. 中华骨科杂志, 2010, 10 : 984–984. |
| [10] | Baroud G, Samara M, Steffen T. Influence of mixing method on the cement temperature-mixing time history and doughing time of three acrylic cements for vertebroplasty[J]. J Biomed Mater Res B:Appl Biomater, 2004, 68 : 112–116. |
| [11] | Leslie Mazwi T, Deen HG. Repeated fracture of a vertebral body after treatment with balloon kyphoplasty:case illustration[J]. J Neurosurg:Spine, 2006, 4 : 270–270. DOI:10.3171/spi.2006.4.3.270 |
| [12] | 胡侦明, 赵刚, 汪礼军, 等. 椎体成形术后骨水泥-骨界面相关生物学研究[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2012, 5 : 41–48. |
| [13] | Medeiros CCG, Borghetti RL, Nicoletti N, et al. Polymethylmethacrylate dermal fillers:evaluation of the systemic toxicity in rats[J]. Int J Oral Maxil Surg, 2014, 43 : 62–67. DOI:10.1016/j.ijom.2013.06.009 |
| [14] | Chen LH, Hsieh MK, Liao JC, et al. Repeated percutaneous vertebroplasty for refracture of cemented vertebrae[J]. Arch Orthopaed Trauma Surg, 2011, 131 : 927–933. DOI:10.1007/s00402-010-1236-7 |
| [15] | John R. Gaughen Jr, Mary E. Jensen, Patricia A. Schweickert, William F. Marx and David F. Kallmes. The therapeutic benefit of repeat percutaneous vertebroplasty at previously treated vertebral levels[J]. Neuroradiol, 2002, 23 : 1657–1661. |
| (收稿日期：2016-04-13) |