经皮外固定复位器械联合椎体成形术治疗老年胸腰椎压缩骨折

梁昌详，顾宏林，黄勇兄，梁国彦，郑晓青，昌耘冰

临床研究

经皮外固定复位器械联合椎体成形术治疗老年胸腰椎压缩骨折

梁昌详，顾宏林，黄勇兄，梁国彦，郑晓青，昌耘冰

目的探讨使用经皮外固定复位器械联合椎体成形术（PVP）治疗老年胸腰椎压缩骨折的安全性和临床疗效。方法对2015年12月至2016年10月广东省人民医院收治的13例骨质疏松性椎体压缩骨折患者，经伤椎上下邻椎穿刺置钉，安装自行研制的经皮外固定复位器械，根据术前计算及术中C型臂X线机监视结果复位局部后凸畸形，然后行伤椎PVP，术毕取出经皮置钉复位器械。评估手术前后腰痛视觉模拟量表（VAS）评分和伤椎椎体前后缘高度，记录围手术期并发症。结果所有患者均顺利完成手术，平均手术时间68 min（50～80 min），术中出血量5～20 mL（平均12 mL），平均骨水泥注射量6 mL（4～8 mL）。术后VAS评分较术前有明显改善[（2.4±1.3）vs（7.2±1.7）分，P＜0.05]；X线片提示伤椎椎体前后缘高度分别由术前（58± 10）%、（83±11）%恢复至术后（89±11）%、（95±8）%，手术前后比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。1例骨水泥渗漏至上方椎间隙、2例渗漏至椎旁静脉丛、2例侧方渗漏。术后随访3～12个月（平均7.1个月），椎体形态无明显变化，椎体前缘高度未见明显丢失。结论对于老年胸腰椎压缩骨折患者，经皮外固定复位器械联合PVP具有椎弓根钉固定撑开复位和稳定椎体的作用，创伤小，操作简单，手术安全可控，初步临床应用效果满意。

脊柱骨折；胸椎；腰椎；骨折固定术；外固定器；椎体成形术；骨质疏松；老年人

经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）是目前脊柱外科十分成熟的手术方式，主要用于治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折（osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF），止痛效果较好，临床疗效满意[1-2]；但对于椎体高度压缩明显的病例，PVP并不能很好地恢复椎体高度。椎体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP）通过经皮球囊扩张的方法治疗OVCF，对椎体高度有一定的恢复作用，可较好地纠正后凸畸形[3-4]；但对于骨质疏松较为严重的患者，球囊扩张后仅压实了椎体内松质骨，并不能通过疏松的骨小梁将上下终板顶推复位，骨水泥渗漏率较高[5-7]。

我们自行设计经皮外固定复位器械，利用邻椎椎弓根钉复位伤椎，然后再行椎体骨水泥注射，很好地解决了PVP术中椎体高度复位不足的问题。2015年12月至2016年10月，我科采用该经皮外固定复位器械联合PVP治疗13例椎体前缘高度压缩超过30%的OVCF患者，初步临床效果满意，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料

入选标准：①胸腰椎压缩骨折，年龄＞60岁，经MRI证实为新鲜椎体骨折，无脊髓及神经根压迫表现；②骨密度T值＜－2.5，诊断为骨质疏松症；③椎体前缘高度丢失超过30%。排除标准：①高能量爆裂椎体骨折；②陈旧性骨折，骨折至手术时间超过2周；③合并后凸畸形、需行截骨矫形术的患者；④不能耐受全麻或俯卧位手术者；⑤拒绝采用经皮复位方法的患者；⑥摆放体位后已获得良好复位者。

本研究经医院伦理委员会审定同意，共13例OVCF患者入选，患者及家属均签署知情同意书。男5例，女8例；年龄60～82岁，平均年龄70.2岁；均为低能量跌倒损伤；受伤椎体：T91例、T101例、T112例、T123例、L13例、L22例、L31例。入院后常规行X线、CT及MRI检查，排查基础疾病并进行相应治疗。

1.2 经皮外固定复位器械

经皮外固定复位器械包括2枚椎弓根螺钉、2根连接杆（操作杆和支撑杆）和4个连接器，钉和杆之间通过连接器两两连接，可实现钉杆之间的自由平移及旋转（图1）。设置两根连接杆的目的是适应不同的椎体压缩类型，有利于同时撑开椎体前后缘。当连接器在双杆上同时撑开时，可以实现平行撑开椎体前缘及后缘；当连接器在操作杆上进行压缩操作而支撑杆连接器不动时，可实现撑开椎体前缘距离＞椎体后缘。

1.3 手术方法

患者采用全身麻醉，取俯卧位，C型臂X线机定位伤椎及上下邻椎椎弓根，在侧位相上标记椎弓根的位置及进钉方向。按照标准经皮椎弓根钉穿刺操作方法，在上下邻椎经皮经椎弓根置入4根椎弓根导杆（要求上下导杆分别平行于上下终板），深度达到椎体前缘，安装连接器，经连接器在左右两边各放置2根连接杆，其中近皮肤的连接杆为支撑杆，远离皮肤的为操作杆，两杆之间距离为5 cm。记录患者术前矢状面CT重建片上椎体前缘、后缘压缩高度，通过数学计算获取2根联动杆各应撑开或压缩的距离。

图1 经皮外固定复位器械实物图 包括2枚椎弓根螺钉、2根连接杆和4个连接器

设椎体前后径为a，椎体后缘至背部皮缘的距离为b，椎体前缘塌陷部分高度为h1，椎体后缘塌陷部分高度为h2，以上4个参数可在X线片及MRI上测量得出。设支撑杆上连接器应滑动的距离为x1，操作杆上连接器应滑动的距离为x2，按下列公式即可算出x1及x2（a、b、h1、h2、x1及x2的单位均为cm，有效数字取值精确至小数点后1位）。得出的值若是负值则压缩，若是正值则撑开。

x1=[(a+b)·h2－b·h1]/a

x2=[(a+b+5)·h2－(b+5)·h1]/a

根据计算结果进行联动压缩或联动撑开的操作，连接器在连接杆上向外滑动为撑开，向内滑动为压缩（图2），将椎体前后缘以一定比例撑开，目的是同时恢复椎体前后缘高度，这个过程需在C型臂X线机严密透视下进行，根据撑开时的手感及X线片提示结果调整撑开或压缩的距离。C型臂X线机透视下观察复位效果满意后，经双侧伤椎椎弓根行常规PVP操作并填充骨水泥，推注骨水泥过程中若发现骨水泥渗漏则立即停止注射。骨水泥灌注5 min后取出经皮复位器械及骨水泥穿刺针。

图2 联动压缩操作示意图 通过两杆之间不对称压缩，将旋转中心调节至小关节处，避免中柱过牵

1.4 临床疗效及影像学评价

记录手术时间和骨水泥注入量，观察骨水泥的分布及渗漏情况，记录并发症。术后2 d采用视觉模拟量表（visual analogue scale，VAS）评价疼痛改善程度[8]。在医学影像存储和传输系统软件上测量术前、术后1 d及末次随访时椎体前后缘高度，计算其占正常椎体高度的比率，其中正常椎体高度=上下位正常椎体高度和/2。

1.5 统计学方法

所有数据采用SPSS 17.0软件包进行处理，计数资料的比较采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

13例患者均顺利完成手术，未发生严重并发症。手术时间50～80 min，平均手术时间68 min；术中出血量5～20 mL，平均出血量12 mL；每个椎体注射水泥3～6管不等，平均6 mL（4～8 mL）。1例骨水泥渗漏至上方椎间隙、2例侧方渗漏、2例渗漏至椎旁静脉丛。2例邻椎撑开时钉道松动，遂停止撑开，避免出现椎弓根切割。1例患者注射骨水泥时出现一过性血压下降。患者术后疼痛均明显改善，术前VAS评分（7.2±1.7）分，术后（2.4±1.3）分，手术前后比较，差异有统计学意义（t=7.454，P=0.001）。所有患者无神经功能障碍和其他严重临床症状。术后1 d均下地活动，1～3 d内出院。

术后随访3～12个月（平均7.1个月），随访期间X线片复查示椎体形态无明显变化。伤椎椎体前缘、后缘高度分别由术前（58±10）%、（83± 11）%恢复至术后1 d（89±11）%、（95±8）%，手术前后比较，差异有统计学意义（t=9.341，5.894；P=0.001，0.001）；末次随访时椎体前后缘高度分别维持在（84±10）%和（93±9）%，与术后1 d比较，差异无统计学意义（t=1.423，1.067，P= 0.156，0.335）。典型病例见图3，4。

3 讨论

OVCF是老年患者较为常见的骨折，其病理基础是骨质疏松椎体内骨小梁在轻微外力下发生微骨折，导致椎体出现不同程度的高度丢失，患者可表现为轻至中度疼痛，伴或不伴有脊髓或神经压迫。经保守治疗后患者症状通常好转，但残留腰背痛、椎体骨折不愈合、椎体不稳等问题常有发生。目前倾向于采用PVP、PKP等微创手术方式，通过局部骨水泥注射，达到止痛、稳定椎体及恢复椎体高度等效果。

图3 经皮外固定复位器械联动撑开复位联合椎体成形术治疗骨质疏松椎体压缩性骨折手术前后X线片（女，79岁，T9椎体压缩骨折）3A术前X线片（椎体前后缘高度分别为55%、74%）3B术后1 d X线片（椎体前后缘高度分别恢复至89%、91%）

图4 经皮外固定复位器械联动压缩复位联合椎体成形术治疗骨质疏松椎体压缩性骨折手术前后X线片（男，73岁，L1椎体压缩骨折）4A术前X线片（椎体前后缘高度分别为45%、90%，椎体中央最低处高度37%，俯卧位后椎体高度稍有恢复）4B～4C术中X线片 4D术后1 d X线片（椎体前后缘高度分别恢复至92%、97%）

伴局部后凸畸形的椎体压缩骨折好发于胸腰交界区，通常表现为前柱明显压缩，后柱出现不同程度的压缩，微创PVP手术无法很好地恢复椎体高度；PKP手术理论上虽可撑开椎体高度，但由于骨质疏松的广泛存在，球囊撑开操作易导致骨小梁的进一步压断压实，人为在椎体内造成空腔，而撑开上下终板的目的却没有实现。针对胸腰椎后凸畸形，目前人们多采用后路内固定器械撑开来进行矫正，疗效确切，但OVCF患者通常年龄较大，合并较多内科疾病，实施开放手术存在切口感染、内固定松动、围手术期心脑血管疾病等并发症风险，还有部分患者不能耐受全麻手术[9-10]。

借助脊柱外固定系统复位椎体是一种可行的办法。Magerl等[11]首次将脊柱外固定技术用于治疗胸腰椎骨折，但器械结构复杂，临床上难以推广；1994年徐又佳等[12]率先在国内进行脊柱外固定相关研究，但未获重大进展；2006年王文军等[13]基于Magerl外固定架原理，运用现代椎弓根技术进行改良，疗效良好。

传统脊柱外固定架的设计理念是依靠Schanz钉作用于伤椎上下，以较大的纵向牵引及撬拨动力使伤椎周围的前后纵韧带、腰大肌、膈肌角等软组织紧张，进而产生一种生物夹板效应，促进伤椎骨折块向内回纳，缩小椎体骨折缝隙，平行抬高终板，最终使椎体高度得到恢复，达到椎体良好复位的效果[14]。通常采用的是平行撑开或旋转撑开的方式，其支点均在后方连接杆处，这种设计存在一定的局限性[15-16]。对于椎体压缩性骨折来说，往往是椎体前缘压缩明显，椎体后缘无压缩或轻度压缩，因此无论采用前述何种撑开方式，均不符合脊柱的生物力学结构，撑开过程中易造成椎体前缘撑开不足或中柱过牵[16]、小关节趋于分离等，导致术后疼痛及脊柱不稳等并发症发生。因此，合理的撑开或旋转支点应位于中柱小关节处。

基于这样的设计理念，我们自行研制经皮外固定复位器械，设计2根联动杆，以4枚连接器将其与2枚椎弓根钉相连。具体操作时，首先在患者术前X线及MRI图像上计算伤椎应撑开或压缩的距离，做好术前计划，然后视椎体骨折的具体类型采用不同的撑开复位模式，尽可能做到同时恢复椎体前后缘高度。

撑开复位模式包括：①联动压缩：适用于椎体前缘压缩、椎体后缘高度无丢失的情况。连接器在两杆上均采用压缩方式，操作杆上压缩的程度大于支撑杆上压缩的程度，这样可以将旋转撑开的支点定位于中柱，在恢复椎体前缘高度的同时不影响椎体后缘的高度。②联动撑开：适用于椎体前后缘均压缩的情况。复位器械同时撑开椎体前后缘，根据椎体前后缘高度丢失的差距确定撑开距离。若椎体前缘丢失大于椎体后缘，则支撑杆撑开的距离稍长；若椎体前后缘压缩距离相等或相差不大，则两杆等距撑开即可。在实际操作中，考虑到器械的弹性形变及椎体松质骨的压应变，一般联动压缩时操作杆压缩距离将比预计距离大一些，而联动撑开情况下操作杆撑开距离将比预计的少一些。③撑开-压缩：适用于椎体后缘有一定程度压缩，前缘压缩明显大于后缘的情况，通过支撑杆轻度撑开、压缩杆压缩的操作，极大地恢复了椎体前缘高度，同时适当恢复椎体后缘高度。

由于采用了双支点结构，因此我们设计的复位器械不同于传统外固定架，可灵活有效地同时撑开椎体前后柱，符合生物力学要求，能较好地矫正局部后凸畸形，避免行切开手术。本研究结果亦表明，经皮外固定复位器械具有良好的椎体撑开复位功能，联合PVP手术创伤小，操作简单，安全性好，患者疼痛症状明显改善，近期疗效满意。

具体操作时需要强调几点：①术前计划的准确性受到椎弓根导杆放置位置及周围软组织的影响，因此术中应尽量将导杆平行于伤椎终板放置，并在C型臂X线机的严密监视下做适当调整，避免粗暴操作。②需行3椎体穿刺，手术时间稍长。③需要谨慎选择合适的患者，轻度压缩性骨折行常规PVP或PKP即可；考虑到单纯经皮撑开较为困难，严重后凸畸形、复位困难、骨折超过2周者不适用于本方法。④相比于常规PVP，本术式是对压缩椎体进行撑开操作，骨折空间较大，水泥渗漏率稍高，因此建议选择高黏度水泥，同时密切监测骨水泥分布和渗漏情况。

[1]赵志刚,勘武生,李鹏.经皮椎体成形术治疗新鲜骨质疏松性椎体压缩性骨折[J].中华创伤骨科杂志,2014,16(3): 218-221.

[2]杨惠林.科学认识椎体成形术与椎体后凸成形术的临床价值[J].中国脊柱脊髓杂志,2010,20(6):441-443.

[3]Kim YY,Rhyu KW.Recompression of vertebral body after balloon kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fracture[J].Eur Spine J,2010,19(11):1907-1912.

[4] Chang X,Lv YF,Chen B,et al.Vertebroplasty versus kyphoplasty in osteoporotic vertebral compression fracture:a meta-analysisofprospectivecomparative studies[J].Int Orthop,2015,39(3):491-500.

[5] Robinson Y,Heyde CE,Försth P,et al.Kyphoplasty in osteoporotic vertebral compression fractures:guidelines and technical considerations[J].J Orthop Surg Res,2011,6:43.

[6]Riesner HJ,Kiupel K,Lang P.Clinical relevance of cement leakage after radio frequency kyphoplasty vs balloon kyphoplasty:a prospective randomised study[J].Z Orthop Unfall,2016,154(4):370-376.

[7]李忠海,侯树勋,吴闻文,等.一种新型椎体后凸成形球囊扩张器的有限元分析[J].中华创伤骨科杂志,2014,16(3): 222-226.

[8] Myles PS,Troedel S,Boquest M,et al.The pain visual analog scale:is it linear or nonlinear?[J].Anesth Analg, 1999,89(6):1517-1520.

[9]高速,葛胜辉,权正学,等.经伤椎椎弓根螺钉内固定联合椎体成形术治疗重度胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折[J].中华创伤杂志,2016,32(9):777-782.

[10]刘文贵,高歌军,吕锦瑜,等.椎体成形术与保守治疗方法的中长期疗效对比[J].中华医学杂志,2015,95(45):3667-3672.

[11]Magerl FP.Stabilization of the lower thoracic and lumbar spine with external skeletal fixation[J].Clin Orthop Relat Res,1984(189):125-141.

[12]徐又佳,郑祖根,王以进,等.经椎弓根外固定器的设计和生物力学分析[J].中国脊柱脊髓杂志,1994,4(4):152-156.

[13]王文军,陆凌云,宋西正,等.经皮椎弓根钉外固定系统联合椎体成形术治疗胸腰椎骨折[J].中国脊柱脊髓杂志,2006, 16(9):663-666.

[14]宋林章,宋西正.经皮椎弓根脊柱外固定术临床应用进展[J].脊柱外科杂志,2009,7(6):378-381.

[15]宋西正,易国良,王文军,等.外固定器整复下经皮椎体成形术治疗伤椎后壁破损的骨质疏松性压缩骨折[J].中国脊柱脊髓杂志,2011,21(8):659-662.

[16]李柱,王文军,姚女兆,等.脊柱外固定器撑开复位结合椎体成形修复骨质疏松性椎体骨折[J].中国组织工程研究, 2014,18(31):4986-4991.

Percutaneousexternalfixation reposition instrumentcombined with vertebroplasty forsenile thoracolumbar compression fractures

LIANG Changxiang,GU Honglin,HUANG Yongxiong,LIANG Guoyan,ZHENG Xiaoqing,CHANG Yunbing.Department of Orthopedics,Guangdong General Hospital,Guangdong Academy of Medical Sciences, Guangzhou,Guangdong 510080,China

CHANG Yunbing,E-mail:cspine@qq.com

ObjectiveTo discuss the safety and clinical efficacy of percutaneous vertebroplasty(PVP) combined with external fixation reposition instrumentation for senile thoracolumbar compression fractures.MethodsThirteen patients with osteoporotic vertebral compression fractures were treated in Guangdong GeneralHospital from December 2015 to October 2016.With upper and lower vertebrae puncture and percutaneous nail placement,self-developed percutaneous external fixation reduction device was installed,local kyphosis was corrected according to preoperative calculation and intraoperative C-arm X-ray imaging,and then PVP was performed,finally the percutaneous reposition device was removed after the operation.Preoperative and postoperative visual analogue scale(VAS)score as well as anterior and posterior vertebral heights were evaluated,and the perioperative complications were recorded.ResultsAll patients were completed the operation successfully.The average operation time was 68 min(50 to 80 min),the mean estimate intraoperative blood loss was 12 mL(5 to 20 mL),the average volume of bone cement injection into every vertebra was 6 mL(4 to 8 mL). Postoperative VAS score was significantly improved compared to preoperative one[(2.4±1.3)vs(7.2±1.7),P＜0.05];X-ray images showed that the anterior,posterior vertebral heights were restored from preoperative(58± 10)%,(83±11)%to postoperative(89±11)%,(95±8)%respectively,the differences between preoperation and postoperation had statistical significance(P＜0.05).There were one case of cement leakage to the top of the intervertebral space,2 cases leakage to the paraspinal venous plexus,and 2 cases leakage to the lateral vertebrae. No significant changes in vertebral morphology and no obvious loss of anterior vertebral height had happened during the 3 to 12 months'follow-up(average,7.1 months).ConclusionFor senile thoracolumbar compression fractures,percutaneous external fixation reposition instrumentation combined with PVP has the roles of achieving vertebral body reduction and stability due to pedicle screw distraction and fixation,with a simple,safety, controllable and minimally invasive procedure,and satisfactory preliminary clinical effects.

Spinal fractures;Thoracic vertebrae;Lumbar vertebrae;Fracture fixation;External fixators; Vertebroplasty;Osteoporosis;Aged

R683.2，R687.3

：A

：1674-666X(2017)01-005-06

2017-01-04；

2017-02-01）

（本文编辑：白朝晖）

10.3969/j.issn.1674-666X.2017.01.001

广东省医学科研基金项目（A2015053）

510080广州，广东省医学科学院广东省人民医院骨科

昌耘冰，E-mail：cspine@qq.com