单侧PKP治疗OVBF术后骨折块会向椎管内移位吗?

2024-06-05    点击量:130 我要说

通信作者:首都医科大学附属北京长阳医院 苏庆军

随着全球老龄化问题的日益严重,骨质疏松性椎体骨折(Osteoporotic Vertebral Fracture,OVF)已成为影响老年人生活质量的严重问题。OVBF是OVF中较严重的类型,根据Klaus J Schnake提出的分型可将其分为A3型(不完全型)和A4型(完全型)1-3。当椎体承担的轴向负荷过大时,可导致椎体终板发生骨折,进而压迫髓核进入椎体,最终导致椎体爆裂性骨折,使骨折块向后移位,部分骨折块也可向椎管内移动。如果不及时接受适当的治疗可能会导致一系列严重的并发症,比如神经和脊髓损伤4-5

对于无神经症状的OVBF来说,其最佳治疗方法目前仍存在争议。既往的一些研究表明,当患者的VAS为<5分6时,保守治疗可提供相当程度上临床症状的改善。但当骨密度(Bone Mineral Density,BMD)小于-2.95,并且存在严重的椎体塌陷时,保守治疗的效果有限7。此外,由于疼痛限制了脊柱活动,并且可以造成椎体不稳,进而容易导致继发性的神经损伤和一些与卧床相关的并发症8。虽然短节段椎弓根螺钉内固定手术在年轻患者中取得了令人满意的效果,但在老年骨质疏松患者中,它往往伴随着术后较高的并发症的发生率,例如螺钉松动、拔出或移位9-11

近年来,有一些研究利用PKP来治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折(Osteoporotic Vertebral Compression Fractures,OVCF),术后患者的疼痛明显缓解、运动功能较术前明显恢复12-13。然而这种方法是否适用于OVBF目前仍存在争议。胸腰椎爆裂性骨折通常与后壁缺损有关,而椎体皮质缺损则是骨水泥渗漏的高危因素14。而且PKP治疗爆裂性骨折可能导致骨折块移动到椎管,并可能使骨水泥沿骨折椎体后皮质渗漏,导致下肢症状15−17。因此,许多外科医生认为PKP是OVBF的相对甚至绝对禁忌症。然而,也有一些研究表明,通过术前严格的影像学评估,术中精确的骨水泥注射,严格的透视监测,同样可达到令人满意的疗效,并且在随访时没有任何神经系统症状出现18

虽然有一些研究认为PKP是治疗OVBF的一种方法,但并没有被大多数外科医生所接受。就目前来说,使用PKP治疗OVBF的研究较少,而那些已经发表的研究则涉及的病例数量有限,随访时间较短。因此还需要大样本量的综合前瞻性研究来验证该方法的临床有效性和安全性。

单侧PKP是一种安全有效地治疗OVBF的方法吗?PKP术后是否存在骨折块迁移到椎管内的风险?PKP术后对患者生活质量的影响是什么?为了验证这些问题,在本研究中,我们测量了椎管面积和PWP,以说明PKP是否可以安全有效地治疗OVBF。

一、材料与方法

1. 临床资料收集

收集从2017年11月至2021年12月在我院接受单侧PKP治疗的119位经CT扫描、MRI扫描、骨密度检测诊断为OVBF且疼痛持续时间超过2周的患者的临床资料。

本研究纳入标准为:

(1)OVBF患者,年龄为>50岁;

(2)采用单侧PKP进行治疗;

(3)通过MRI证实椎体出现水肿;

(4)低能量损伤机制所导致;

(5)无神经功能缺陷;

(6)无后纵韧带复合体损伤;

(7)无活动性感染;

(8)T值(骨密度)<-2.5。

本研究排除标准为:

(1)存在骨质疏松性椎体骨折,但未累及后壁;

(2)患有原发性或转移性脊柱肿瘤;

(3)患有严重传染病。

所有患者术前均行MRI检查,经证实为新鲜骨折,碎片通过骨折的后壁向后移位并压迫硬膜囊。

2. 手术方法

术前严格评估所有患者的椎体形态。包括在CT的轴位上测量椎体中线到椎弓根至皮缘延长线的距离,以实现手术的精确化和个体化。所有患者均于俯卧位行局麻手术。将穿刺针通过椎弓根缓慢地插入椎体时,使穿刺针远离受损的皮质,特别是受损的后壁。

3. 椎体后凸成形术

抽回穿刺针,建立操作通道。插入球囊后,当球囊越过椎体中线时,即可注射造影剂。透视检查椎体序列,然后开始预制骨水泥。随后,在负压下取出球囊,并开始注射骨水泥。

4. 可弯曲球囊椎体后凸成形术

在本研究的119位患者中,78位接受了单侧PKP治疗,其余41位接受了单侧可弯曲球囊椎体后凸成形术治疗。使用套管引入可操纵弯曲骨扩张器。扩张器手柄配有三条比例线,表示插入椎体的具体深度。达到初始比例深度后,沿顺时针方向旋转手柄末端旋钮180度,使扩张器头向另一侧弯曲。达到第二刻度深度需要使旋钮完全顺时针旋转360度,从而使扩张器头向椎体中线弯曲。达到第三尺度深度时,顺时针旋转旋钮,使扩张器尖端向对侧椎弓根弯曲。达到所需位置后,逆时针旋转手柄末端的旋钮退出骨扩张器。随后,将可弯曲球囊通过套管插入椎体,并注射造影剂。透视检查椎体序列,然后开始预制骨水泥。随后,在负压下取出球囊,并开始注射骨水泥。

在骨水泥注射时,应小剂量、多次注射。注射时间为水泥和液态单体混合后的4分钟左右。第一次和第二次可每次注射0.5ml,随后每次注射0.25ml。如果在注射过程早期出现渗漏,则可以短暂停止注射。待患者体内骨水泥凝固、形成屏障后,再进行少量的额外注射。在等待期间,应每隔一分钟进行一次透视检查。如果在注射后期发生渗漏,则立即停止注射。随后取出工作套管并缝合切口。在手术过程中每位患者均留取病理标本,以排除病理性骨折或转移性肿瘤因素(如图1所示)。

图1. (a)矢状位和轴位的球囊扩张、(b)骨水泥注射

5. 测量方法

所有数据测量均由两名医生独立进行,并进行一致性检验(Kappa检验),以确保数据的准确性和可靠性。使用Image J软件(美国国立卫生研究院,美国)测量CT轴位上的椎管面积,并使用图像存档和通信系统(Picture Archiving and Communication System,PACS)测量PWP。所有患者均在术前两天和术后一天行三维CT检查。椎管面积取最狭窄的相同轴向平面测量。取术后和术前椎管面积差值的两次测量值的平均值,作为面积的有效变化(the Change in the Effective Area,CEA)。在矢状面上画一条连接椎体后上、下角的连线。在骨折块向后突出最大距离的平面上,沿上述连线向后垂直测量PWP。术前1天、术后1天及最终随访时,在立位X线上测量椎体前缘高度(HAW)、椎体后缘高度(HPW)以及局部后凸角(LKA)(如图2所示)。

图2. (a、b)术前、术后的椎管面积、(c)术前椎体后壁突出(PWP)、(d)术前局部后凸角(LKA)、椎体前缘高度(HAW)、椎体后缘高度(HPW)。CEA=[两次测量椎管面积差值(b-a)的和]/2

在术前和术后以及最终随访时,对VAS和ODI(表1)进行评估。ODI得分计算为(所得分数/5×回答的问题数)×100%。ODI评分包括10个问题,分别为疼痛程度、个人生活记录、举重、工作、坐立、站立、睡眠、性生活、社交生活和旅行。每个答案都用从0到5的量表进行评分。根据Thomas J Vogl等19的研究对骨水泥渗漏(即椎前、椎旁、椎间盘内和椎管内渗漏)进行分类。

表1. Oswestry残障指数评分表

6. 统计学分析

使用SPSS19.0统计软件(IBM公司,Armonk,NY,美国)进行分析。采用Kappa检验来验证数据测量的一致性。CEA采用单样本t检验,HAW、HPW、LKA、VAS和ODI采用配对样本t检验,测量数据以平均值±标准差表示。

对于非正态分布的变量,使用配对样本Wilcoxon符号秩检验来比较PWP术前和术后的中位数。P<0.01表示差异具有统计学意义。

二、结果

1. 一般信息、手术信息和随访信息

本研究共纳入27名男性,92名女性(平均年龄:75.6±10.0岁;范围:53-96岁;平均T值:-3.1±0.8)。损伤椎体为T5(n=1)、T6(n=1)、T7(n=2)、T8(n=1)、T9(n=1)、T10(n=1)、T11(n=12)、T12(n=37)、L1(n=35)、L2(n=23)、L3(n=15)、L4(n=6)和L5(n=2)。根据椎体骨折的AO分型20,所有爆裂性骨折均被诊断为A3型(n=103)和A4型(n=34)。患者从受伤到手术的时间为17.5±8.6天。术中骨水泥注射量为3.87±1.35ml,球囊平均压力为184.7±39.9psi。对所有患者均进行随访,平均随访13.5±6.3月(表2)。

表2. 患者的一般信息、手术和随访信息

2. 椎管面积和PWP

本研究共纳入137个骨折椎体。其中79个术后椎管面积增加,平均值为8.28±6.871mm²,57个术后椎管面积减少,平均值为-9.04±5.991mm²。对所有椎体椎管面积进行单样本t检验,平均CEA为1.12±10.708mm²(p=0.219),差异无统计学意义。术前PWP中位数为3.9(IQ1-IQ3=3.3-4.8)mm,术后PWP中位数为3.7(IQ1-IQ1-3=3.0-4.4.)mm(z=-6.603,p<0.01)。对所有测量数据进行Kappa检验,相关系数为0.930,一致性较高。(表3)

表3. 椎管面积和PWP

3. HAW、HPW和LKA

术前、术后HAW为分别为19.4±6.1mm(6.6~33.5)、23.2±5.2mm(12.5~35.3;p<0.01),差异具有统计学意义。虽然最终随访时HAW略有下降(21.0±4.7mm,10.8~31.8mm),但仍显著高于术前水平(p<0.01)。术前平均HPW为26.4±4.4mm(15.3~34.2mm),术后平均值为28.2±3.6mm(16.5~34.5,p<0.01),但在最终随访时下降至26.8±3.7mm(16.2~34.0),较术前无显著差异(p>0.01)。LKA从术前17.1±10.5°(0.5~49.6)降至14.5±9.6°(0.1~50.1,p<0.01)。然而,随着时间的推移,角度有所增大,在最终随访时达到18.4±10.3°(0.8~46.3),与术前无显著差异(p>0.01)。(表4)

表4. 影像学结果

HAW,椎体前缘高度;HPW,椎体后缘高度;LKA,局部后凸角

* 与术前相比p<0.01

** 与术后相比p<0.01

4. VAS和ODI

术前平均VAS评分为7.9±1.0(6~10),术后为2.1±0.8(1~4);最终随访时VAS平均值为1.9±0.7(1~3),且术前与术后和最终随访结果之间均具有显著性差异(p<0.01)。经过手术治疗后,术后ODI评分(23.1±4.7;15~30,p<0.01)较术前(83.7±5.3;75~90)显著改善,在最终随访时(22.2±4.4;15~30)与术后无显著差异(p>0.01)。(表5)

表5. VAS与ODI

* 与术前相比p<0.01

** 与术后相比p<0.01

5. 骨水泥渗漏和椎体再骨折

术后共有50个椎体(36.0%)发生骨水泥渗漏,其中椎管内渗漏32个(23.0%),椎间盘渗漏17个(12.2%),椎旁渗漏1个(0.7%),但均未出现下肢神经症状。在所有患者中,有16人(13.4%)发生椎体再骨折并再次行PKP治疗,其中2人发生了两次骨折。我们测量了18个再次骨折椎体的椎管面积,其中有10个(55.6%)术后椎管面积增加,较术前平均增加13.0±13.6mm2。相比之下,其余8个(44.4%)椎管面积减少,其减小平均值为-13.1±8.9mm2。对所有再骨折椎体的CEA进行统计,变化平均值为1.36±17.564mm2(表6)。

表6. 骨水泥渗漏与再骨折

三、讨论

在本研究中,所有患者的术后病理检查均证实无病理性骨折和肿瘤转移因素。在使用PKP治疗OVBF的所有研究当中,本研究首次测量了CT轴位上的椎管面积,并作为直接指标来验证PKP的安全性。研究结果显示所有患者术后均获得了长期令人满意的疼痛缓解,并且无任何神经系统并发症发生(图3)。

图3. 89岁男性,L3OVBF,AO Spine分级为A3型,无神经系统症状。a:术前X线片显示L3上终板骨折。b:术前CT提示有骨折块压迫椎管。c:术前MRI显示L3新鲜水肿信号。d:术后1天X线检查。e:术后CT较术前对比骨折块无进一步压迫椎管。f:术后33个月进行X线检查,并且无神经系统症状

OVBF是一种常见且严重的OVF类型,目前最佳的治疗方法仍存在争议20-22。既往研究表明,对于无神经系统症状的OVBF患者,保守治疗是一种选择,但当患者骨密度较低或者患有慢性疼痛时,保守治疗效果有限7。在本研究中,所有患者均长期患有严重的骨质疏松症,平均BMD为-3.1,并且其日常活动因疼痛受到了限制。因此,我们认为手术对这些患者来说是有必要的。

由于PKP术后有骨水泥渗漏和骨折块向椎管内压迫的危险,因此被认为是OVBF的相对禁忌症。然而,一些外科医生通过使用PKP治疗无神经系统症状的OVBF,已经获得了良好的手术结果。Walter等人23对A1型骨折和A3型骨折进行了单独的PKP治疗,发现二者术后骨水泥渗漏率并无显著差异。A3型骨折的总骨水泥渗漏率为39%,其中椎管内渗漏率为25.5%。相比之下,本研究术后渗漏率更低,并且无神经系统并发症出现,这与Jan Walter等人的研究结果一致。Abdelgawaad等人24介绍了他们使用双侧PKP治疗伴有后壁缺损的椎体骨折的成功经验。值得注意的是,他们术后未发现任何椎管内渗漏,其余类型的渗漏率也仅为22.45%。然而,由于椎体的重叠,他们的X线检测方法准确性较低,这使得很难检测到椎管内渗漏。

在我们的研究中,椎管内渗漏率为23%,这是由于我们使用CT来检测骨水泥渗漏,我们认为这是一种比传统X射线更准确的方法。在本研究中,所有椎管内渗漏均为片状渗漏,也就是在轴位上骨水泥渗漏的前后直径不超过2mm,矢状面上上下最大直径不超过5mm,这样并不会造成椎管的明显压迫。因此,尽管有一定数量的渗漏,但所有患者均未出现下肢症状。此外,OVBF经常有许多广泛且分散的骨折碎片,PKP术中的球囊扩张可在恢复椎体高度的同时压迫骨折周围的松质骨,形成由骨折碎片组成的骨性屏障,这样可以防止骨水泥渗漏25。这也共同表明PKP是治疗无神经症状的OVBF安全的手术方法。

由于OVBF的后壁缺损,导致新注入的液态骨水泥在凝固前可以自由流动,这使得注入量的多少是是否出现骨水泥渗漏的关键。在以往的研究中认为,增加骨水泥的注入量在逻辑上必然增加了渗漏的可能性26-27。然而,Sun等人的一项Meta分析提到,骨水泥的高注射量并不会导致高渗漏率,这可能与骨水泥的高粘度有关28。在没有出现渗漏的情况下,应充分注射骨水泥,以保证脊柱能够承受一定的轴向应力并维持椎体高度,防止脊柱后凸。在本研究中,骨水泥的平均输入量为3.87±1.35ml,这可能是由于一些下胸段骨折的存在而导致平均体积较低。但本研究未能发现A3和A4型爆裂骨折对骨水泥渗漏的影响,还需要进一步的研究来证明其潜在的相关性。

在疗效方面,本研究中所有患者均对手术疗效满意。术后VAS评分和ODI分别为2.1±0.8和23.1±4.7%,较术前改善均具有统计学意义,并在随访期间保持稳定。Lai等人29采用椎弓根螺钉内固定和球囊后凸成形术联合治疗胸腰椎爆裂性骨折,术后VAS和ODI评分分别改善至2.69±1.1和25.35±5.31%。Katsumi等人30进行了一项使用联合手术治疗OVF的前瞻性研究,术后一年的VAS评分为3.2。由此可以看出,单独使用PKP治疗后壁缺损的OVF的手术效果与联合手术相当。但是PKP还具备一些其他优势,比如术中出血较少、术后恢复更快和住院费用较低等。

大多数使用PKP治疗OVF的研究结果都集中在测量术后椎体后凸角(Vertebral Kyphotic Angle,VKA)的改善情况上31。然而,在评估骨质疏松症患者的椎体后凸方面,LKA已被证实比VKA更适用32。LKA由于受椎间盘高度的影响,因此它的数值较小,但它更适用于评价节段性后凸是否有所改善33。在本研究中,LKA在立位X线上进行测量,结果显示手术效果令人满意。尽管在最后一次随访中LKA较术后出现反弹,但不可否认的是,在平均13.6个月的随访当中,患者的疼痛症状和生活质量均得到了显著改善。因此,即使PKP不可修复椎间盘,不能恢复脊柱的稳定,但它仍然是有效治疗OVBF的手术方法。

Meyblum等人34使用一种名为Spine Jack的椎体内撑开装置来治疗伴有后壁突出的椎体压缩骨折。他们测量了在矢状面PWP进入椎管内的距离,发现与术前相比略有下降(p=0.02)。Venier等人35也测量了使用椎体强化术(Vertebral Augmentation,VA)治疗胸腰椎爆裂性骨折期间的PWP,并发现术后PWP较术前显著下降,他们将该结果归因于后纵韧带的韧带融合效应。这些研究共同表明,在矢状面上来说,VA是治疗OVBF的安全方法。我们同样测量了PWP,并得出了术后PWP较术前显著降低的结论。此外,我们还使用Image J软件测量了受伤椎体轴位上的椎管面积。结果显示术后平均面积较术前略有增加,但差异并无统计学意义。尽管如此,这也为OVBF提供了新的治疗方向。

虽然大多数医生认为球囊扩张可以压迫骨折块进入到椎管中,但球囊也会恢复椎体的高度,并增加后纵韧带的张力,使后纵韧带形成软组织屏障,以防止骨折块向后移位。经过测量显示,79例(57.7%)椎体术后平均椎管面积增加,增加最多的为48mm2,大部分患者增加了5-15mm2。不幸的是,57例椎体椎管面积术后下降,下降最严重的是28mm2。我们认为差别如此之大与患者的年龄、椎体退变程度、骨折形态、注射骨水泥量、骨密度和创伤时间有关,因此还需要进一步的研究来验证不同因素对于椎管面积的影响。

本研究首次前瞻性地通过评估椎管面积来验证PKP治疗OVBF的安全性与有效性。分别分析了患者的一般信息、术后影像学、临床指标以及术后并发症的相关情况。然而,本研究也有一定的局限性。首先,我们只统计了术后即刻椎管面积和PWP的变化,并没有评估术后远期结果,但值得肯定的是,所有患者在随访期间均未出现神经系统症状。其次,由于COVID-19的流行,导致无法对所有患者进行随访,因此一些患者的影像学数据不足。第三,本研究的平均随访时间仅为13个月,部分原因是COVID-19的流行,还有部分原因是一些虚弱的老年患者由于没有持续性或新发的背部疼痛,因此不需要就医。第四,本研究为单中心研究,限制了本研究的普遍适用性,因此还需要更大规模、多中心的研究来验证本研究的相关成果。最后,全部手术均由两名资深医生进行,他们都可能在术中存在一定偏倚。故还需要更多的研究来完善解决本研究的局限性。

四、结论

无神经症状的OVBF在PKP术后症状得到明显改善,椎管面积较术前无明显变化,但PWP有明显下降。因此,PKP是一种治疗无神经症状的OVBF的安全有效的手术干预措施。

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作者简介

苏庆军

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