O-arm导航经皮椎体成形术治疗症状性椎体血管瘤*

赵清华 孙 旭 朱泽章 王 斌 俞 杨 钱邦平 刘 臻 邱 勇

(南京医科大学鼓楼临床医学院脊柱外科，南京 210008)

·临床研究·

O-arm导航经皮椎体成形术治疗症状性椎体血管瘤*

赵清华 孙 旭 朱泽章 王 斌 俞 杨 钱邦平 刘 臻 邱 勇**

(南京医科大学鼓楼临床医学院脊柱外科，南京 210008)

目的 探讨应用O-arm导航系统行经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)治疗症状性椎体血管瘤的安全性和疗效。方法选取2014年1月～2015年7月应用O-arm导航系统行PVP 9例(11椎)症状性椎体血管瘤临床资料。男3例，女6例，年龄(54.7±11.0)岁(36～70岁)。记录手术时间、骨水泥注射量、术后并发症。术后第2天复查X线及CT评估骨水泥渗漏情况。比较术前、术后第2天及末次随访病椎椎体高度。术前及术后3天、末次随访用视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)评估疼痛情况。结果单侧椎弓根注射骨水泥7个椎体，双侧椎弓根注射骨水泥4个椎体，每椎骨水泥注射量(3.3±0.7)ml(2.5～4.5 ml)，每椎手术时间(38.2±8.1)min(30～50 min)。术后第2天X线、CT显示骨水泥填充病灶良好，分布均匀，1例有病椎前缘少量骨水泥渗漏。均未出现神经损伤、肺栓塞等并发症。术后随访(6.6±4.2)月(3～15个月)，未发现病椎塌陷和肿瘤复发。术后VAS评分逐渐下降，术前VAS评分(5.9±0.8)分，术后第3天(2.4±1.1)分，末次随访(0.4±0.7)分，两两比较均存在统计学差异(P<0.05)。术前、术后第2天及末次随访病椎椎体高度均无统计学差异(P>0.05)。结论应用O-arm导航系统可达到精确经皮穿刺，在其导航下行PVP治疗症状性椎体血管瘤是一种创伤小、安全有效的方法。

O-arm导航系统； 经皮椎体成形术； 症状性椎体血管瘤

椎体血管瘤是一种常见的良性血管源性骨肿瘤，通常没有临床症状，无需处理[1]。症状性椎体血管瘤通常表现为背痛，部分患者甚至进展为侵袭脊髓和神经根，引起神经症状，此类患者通常需手术治疗。传统治疗包括放射治疗、无水酒精注射及手术切除等，但均存在脊髓缺血坏死、病理性骨折及创伤大等缺点[2～5]。经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)近年用于症状性椎体血管瘤的治疗，并取得了良好的疗效[6，7]。但由于PVP手术操作在C形臂X线机下完成，存在放射暴露时间长、穿刺损伤血管神经以及骨水泥渗漏等风险[8]。自20世纪90年代以来，计算机辅助骨科手术技术应用于临床，使手术操作更加精确、微创、安全。O-arm导航系统能够在术中实时提供二维或三维图像，精确指导术者完成手术操作。2014年1月～2015年7月，我科开展O-arm导航系统辅助PVP治疗9例(11椎)症状性脊柱血管瘤，疗效满意，现报道如下。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

本组9例，男3例，女6例。年龄36～70岁，(54.7±11.0)岁。均有胸腰背部顽固性疼痛，病程3～36个月，(13.3±10.4)月，经药物及休息等保守治疗无效。均行CT及MRI检查，符合椎体血管瘤表现，2例同时存在2个部位血管瘤，共11个椎体，T61个，T71个，T91个，T112个，T122个，L13个，L21个。9例均为单纯性症状性椎体血管瘤。1例术前发生椎体压缩性骨折。

纳入标准：血管瘤位于胸椎或腰椎；血管瘤完全位于椎体内，且椎体后缘保持完整；无椎管内累及或神经损害症状。

1.2 手术方法

全麻，患者俯卧于Jackson可透视床上。所有操作均在神经监护仪监测下进行。在O-arm导航系统(美国Medtronic公司)下手术。先采用O-arm二维模式，摄脊柱正侧位片确定病椎。于病椎近端隔2节椎体处做2 cm切口，显露棘突，将参考架固定于棘突上(图1A)。启动O-arm三维扫描模式，针对病椎通过O形臂旋转360°采集的图像，建立三维影像，并向StealthStation S7工作站(美国Medtronic公司)传输数据(图1B)。连接有主动参考架的椎弓根穿刺针经工作站注册后，在三维影像导航引导下，选择最佳的进针点和椎弓根进针轨迹(图1C、D)。当穿刺针到达椎体前中1/3处后，置入套管。缓慢将浆糊期的骨水泥(聚甲基丙烯酸甲酯polymethymethacrylate，PMMA，意大利Tecres公司)沿套筒推入椎体内。推注骨水泥过程中，在侧位持续透视监控下观察骨水泥弥散情况，防止骨水泥渗漏至椎旁血管、椎间隙、肌肉组织或椎管内。若瘤体填充不满，则按照上述方法沿对侧椎弓根推注。术后行心电监护监测生命体征30 min，安返病房后平卧休息24 h，观察有无并发症。

1.3 术后疗效评估及随访

术前、术后3天及末次随访采用视觉疼痛评分法(visual analogue scales，VAS)评估患者疼痛缓解情况，0分为不痛，10分为最痛。术后第2天行脊柱正侧位X线片及CT检查，评估骨水泥分布及渗漏、瘤体填充情况。在脊柱侧位片上测量病椎椎体前缘高度，对比术前、术后第2天及末次随访的变化。

1.4 统计学方法

2 结果

见表1、2。9例11椎体症状性椎体血管瘤患者行PVP手术，其中单侧椎弓根注射骨水泥7个椎体，双侧椎弓根注射骨水泥4个椎体，每椎骨水泥注射量(3.3±0.7)ml，每椎手术时间(38.2±8.1)min。均无术中死亡，无肺栓塞、心脑血管系统急性反应、神经根或脊髓损伤以及感染等。术后第2天X线、CT显示骨水泥填充病灶良好，分布均匀(图2)，1例病椎前缘少量骨水泥渗漏，无血管神经并发症发生。术后随访3～15个月，(6.6±4.2)月，症状均明显改善，末次随访7例疼痛完全缓解，2例残余轻微腰背部疼痛。术后VAS评分呈下降趋势，术前、术后3天、末次随访差异均有显著性(P<0.05)。椎体高度术前、术后3天、末次随访差异无显著性(P>0.05)。均未发现病椎塌陷、相邻椎体骨折及血管瘤复发。

表1 9例症状性椎体血管瘤患者PVP资料

表2 术前与术后不同时间点VAS评分、病椎椎体前缘高度的比较

图1 O-arm导航系统的应用 A：于病椎近端隔2节椎体处做2 cm切口，显露棘突，将参考架固定于棘突上;B：启动O-arm三维扫描模式，针对病椎通过O形臂旋转360°采集的图像，建立三维影像，并向StealthStation S7工作站传输数据;C、D：连接有主动参考架的椎弓根穿刺针经工作站注册后，在三维影像导航引导下，选择最佳的进针点和椎弓根进针轨迹 图2 患者女，52岁，因“胸腰背部顽固性疼痛半年余”入院，诊断为T11椎体血管瘤。CT(A)：T11横断面显示骨小梁呈点状增粗，血管瘤局限在椎体内，未累及椎体附件，椎体边缘光整。侧位X线片(B)：T11椎体内部隐约可见部分骨小梁吸收。MRI的T1W(C)、T2W(D)示病变椎体信号均高于正常椎体。术后第2天CT(E、F)横断面及矢状面上，病灶填充良好，骨水泥未突破椎体周围皮质

3 讨论

脊柱血管瘤是脊柱常见的良性肿瘤，尸检发现率约为11.9%，好发于青少年，以胸椎、腰椎多见[9]。多数患者无临床症状，偶因行影像学检查发现，常不需特殊治疗。少数呈膨胀性生长，破坏骨皮质甚至压迫神经，表现为单纯的背部疼痛伴或不伴神经功能损害[10]。自1987年Galibert等[11]首次成功应用PVP治疗症状性椎体血管瘤以来，PVP治疗椎体血管瘤得到广泛应用。既往研究表明其具有创伤小，能有效缓解疼痛，增加椎体稳定性等特点[12]。PVP镇痛机制可能为：骨水泥使微小骨折得到固定，增加了椎体稳定性；骨水泥聚合时散发的高能量及其毒性作用可能破坏了椎体内的炎性致痛因子和感觉神经末梢，从而达到止痛效果；肿瘤血管可受到骨水泥压迫和灼烧，直接缺血坏死[13]。本组均存在胸腰背部顽固性疼痛，有手术指征，PVP术后VAS评分明显减低，疼痛均得到明显缓解，经过平均6.6月随访，7例疼痛完全缓解，2例只残余少量腰背部疼痛，未出现病灶塌陷及邻近椎体骨折，血管瘤无复发。

3.1 传统PVP治疗椎体血管瘤的精确性和安全性

成功穿刺入瘤体并保持穿刺通道完整是PVP手术治疗椎体血管瘤的关键。传统PVP手术的穿刺定位及骨水泥注入等操作在C形臂X线机下进行，由于脊柱复杂的结构以及毗邻血管神经，加之可能存在的脊柱侧凸、旋转、椎弓根过细等情况，穿刺角度和深度难以精确把握，常需反复多次穿刺才能建立理想通道。一旦穿破椎弓根壁进入椎管内，或穿破椎体前缘，就可能损伤脊髓神经和血管，同时破坏了椎体皮质的完整性，增加骨水泥渗漏的发生率。同时，由于血管瘤在椎体内分布的局限性，穿刺不精确可能使骨水泥难以进入瘤体内，达不到治疗的目的。PVP最常见的并发症是骨水泥渗漏，其发生率为9%～74%[14]，尽管大多数渗漏无临床症状，但严重时可引起肺栓塞、脊髓神经损伤[15,16]。Liu等[7]对26例33椎症状性椎体血管瘤行PVP，4椎(12.1%)出现骨水泥渗漏，未出现神经血管损伤、肺栓塞等并发症。椎体皮质不完整可增加PVP术中发生骨水泥渗漏的风险。张继等[17]报道4例症状性血管瘤PVP术中发生骨水泥渗漏患者术前椎体均发生压缩性骨折，这可能与骨折破坏了椎体完整性有关。C形臂X线机只能获得单一平面的影像，术中定位时需在正位及侧位上反复多次投照，造成手术中断，不仅增加手术时间，也大大增加了术中患者和医护人员的放射暴露[18]。因此，传统PVP已不能满足当前脊柱外科向精准化发展的需要。

3.2 O-arm导航下行PVP治疗椎体血管瘤的优势

近年来，手术导航技术因具有微创、高精度、低辐射暴露等优点，在脊柱外科手术中得到广泛应用。目前在脊柱手术中应用较多的导航系统有基于X线透视技术的二维导航和基于术前CT扫描的三维导航等，但前者存在精度低等缺陷[17]，后者存在注册繁琐、实时性差、配准难度大、动态基准易松动等缺点[19]，给临床应用带来不便。美敦力公司O-arm导航系统能在术中1 min内完成高质量二维采集、三维图像重建和传输，自动注册，图像传输完毕即可直接手术，并实时跟踪手术器械及其对应解剖结构，使术者能精确完成操作。相对于传统PVP，O-arm导航下行PVP治疗椎体血管瘤具有以下优点：①能够精确穿刺，避免在建立通道过程中因反复穿刺带来的椎弓根破裂等风险，进而减低骨水泥渗出几率。Sembrano等[20]比较O-arm导航系统和C形臂X线机定位下椎体后凸成形术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折，结果显示C形臂X线组探针误置率为27%(3/11)，而O-arm导航组为3%(1/36)。O-arm导航下精确穿刺降低了椎弓根、椎体壁的破裂几率，进而减少骨水泥渗漏的发生。Schils等[21]报道54例O-arm导航下行椎体后凸成形术治疗椎体血管瘤，均未出现骨水泥渗漏。本组9例11椎术中穿刺位置精确，未发现椎弓根壁破裂，骨水泥填充病灶良好，分布均匀。1例椎体前方骨水泥渗漏，可能是由于该患者术前椎体已存在轻微压缩性骨折导致椎体前方皮质不完整。② O-arm导航能同时提供二维、三维图像，大大减少使用C形臂X线机时反复投照的次数，从而减少手术时间以及患者和医护人员的射线暴露。Schils等[21]报道54例O-arm导航下行椎体后凸成形术，单椎平均手术时间、透视时间和辐射量分别为38 min、2.5 min和166 mGy，均明显少于C形臂X线机，认为O-arm导航相比传统C形臂X线机具有节省手术时间、减少患者和医护人员放射暴露、增加手术精度等优点。本组9例11椎单椎平均手术时间38.2 min，Hao等[22]报道26例28椎采用C形臂X线机定位下行PVP治疗椎体血管瘤的平均手术时间为40 min。③如怀疑有骨水泥向椎管内渗漏，可在术中立即行O-arm三维扫描，观察骨水泥在椎管内分布及向椎管内渗漏情况，以便能及时处理可能对脊髓、神经根造成的压迫，同时也避免术后再次行放射性影像学检查。

综上所述，采用O-arm导航系统引导行PVP手术治疗椎体血管瘤，术中能在三维图像上实时观察穿刺针行进的位置，实现精准穿刺和骨水泥注射，提高手术精度，缩短手术时间，减少射线暴露，是安全有效的治疗症状性椎体血管瘤的微创方法，具有广阔的应用前景。

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(修回日期：2016-07-06)

(责任编辑：王惠群)

O-arm-guided Percutaneous Vertebroplasty in the Treatment of Symptomatic Vertebral Hemangioma

ZhaoQinghua,SunXu,ZhuZezhang,etal.

DepartmentofSpinalSurgery,NanjingDrumTowerHospital,ClinicalCollegeofNanjingMedicalUniversity,Nanjing210008,China

QiuYong,E-mail:scoliosis2002@sina.com

O-arm-guided navigation; Percutaneous vertebroplasty; Vertebral hemangioma

国家自然科学基金(项目编号：81401848)

**通讯作者，E-mail：scoliosis2002@sina.com

A

1009-6604(2016)10-0917-05

10.3969/j.issn.1009-6604.2016.10.014

2016-03-15)

【Summary】 Objective To evaluate the effectiveness of O-arm-guided percutaneous vertebroplasty (PVP) in the treatment of symptomatic vertebral hemangioma (VH). Methods A retrospective study was conducted on 9 consecutive patients (3 males and 6 females; mean age, 54.7±11.0 years old) with symptomatic VH who underwent O-arm-guided PVP procedures, for a total of 11 affected vertebral levels, from January 2014 to July 2015. The operative time, dose of cement and postoperative complications were recorded. Cement leakage was evaluated by X-ray and CT scan on the 2nd day postoperatively. Meanwhile, the changes of preoperative and 2nd day postoperative and final follow-up vertebral body height were compared. The clinical effects were evaluated with the visual analog scale (VAS) before surgery, 3 days after surgery and at final follow-up. Results PVP was successfully performed under O-arm guidance via a unipedicular approach in 7 levels and a bipedicular approach in 4 levels. The mean dose of bone cement was (3.3±0.7) ml (range, 2.5-4.5 ml), and the mean operative time was (38.2±8.1) minutes (range, 30-50 min). Post-operative X-ray and CT scan indicated that the bone cement filling was uniformly distributed. However, we found paravertebral cement leakage in 1 case without any onset of radicular symptoms related to epidural diffusion. No pulmonary embolism occurred and no clinical and symptomatic complications were observed. No vertebral collapse or recurrence of hemangioma was found after (6.6±4.2) months (rang,3-15 months) of followed-up. The VAS scores were significantly decreased from (5.9±0.8) points preoperatively to (2.4±1.1) points on the 3rd day postoperatively, with a final score of (0.4±0.7) points (P<0.05). No significant differences were found among the preoperative, 2nd day postoperative, and final follow-up in the height of diseased vertebra (P>0.05).Conclusions O-arm-guided PVP allows for accurate vertebral body access and cement deposition. As a minimally invasive procedure, it provides an effective and safe technique in the treatment of symptomatic VH.