骨水泥强化椎弓根螺钉治疗胸腰椎骨质疏松性骨折伴后凸畸形的研究

2017-08-06叶森郝杰胡侦明张晓军沈皆亮常乐赵涛谢作棒

中国骨质疏松杂志 2017年11期

叶森郝杰胡侦明张晓军沈皆亮常乐赵涛谢作棒

重庆医科大学附属第一医院骨科，重庆 400016

随着老年人口的增多，骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)越来越多，大部分OVCF患者腰背部疼痛可通过正规保守治疗或椎体成形术得到很大程度的缓解，对于后方“角状骨折块”压迫神经和OVCF未进行规范化治疗出现椎体骨折不愈合者，可能会出现椎体进行性压缩，进一步导致局部后凸畸形及脊柱不稳，往往需要外科手术治疗[1]。然而，对于合并严重后凸畸形导致脊柱不稳及神经症状者，单纯的椎体成形术或椎体后凸成形术难以稳定脊柱和缓解神经压迫症状。椎弓根螺钉能固定脊柱的前、中、后“三柱”，这种固定方式已成为主流。单纯椎弓根螺钉固定骨质疏松性椎体易出现退钉、螺钉松动、断裂。生物力学及临床研究都证明在骨量降低的椎体中用骨水泥强化技术可显著提高螺钉的拔出力[2]。由此，笔者回顾性分析我院2013年3月至2016年8月应用骨水泥强化椎弓根螺钉治疗胸腰椎骨质疏松性骨折伴后凸畸形52例患者的临床资料，临床疗效确切，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2013年3月至2016年8月我院收治胸腰椎骨质疏松性骨折伴后凸畸形患者52例，男10例，女42例，年龄55～84岁，平均70.5岁。新鲜骨折椎体62个，陈旧性骨折椎体64个。骨折部位：1个椎体的有28例，两个椎体的有12例，3个椎体的有4例，4个椎体的有4例，5个椎体的有5例，6个椎体的有2例，9个椎体的有1例。L127例，L221例，L310例，L46例，L56，T61例，T73例，T84例，T92例，T106例，T1114例，T1226例。多为跌倒或无外伤史，病程为3天～35个月，平均6.6个月。20例合并高血压病，1例合并慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases，COPD)，1例合并强直性脊柱炎，2例合并帕金森病，5例合并2型糖尿病，1例合并L5椎体滑脱症伴双侧峡部裂，1例合并腰椎间盘突出症(L4～5)。神经功能按ASIA分级：C级2例、D级5例、E级45例。术前双能X线骨密度测定仪(dual-energy x-rays absorptiometry，DXA)测量骨密度，腰椎T值为(-2.86±1.17)SD，髋部T值为(-2.47±1.05)SD。术前胸腰部疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)是(6.54±1.26)分，Oswestry功能障碍(oswestry disability index，ODI)评分是(69.06±13.26)%，局部Cobb角是(23.88±13.73)°，见表1。23例患者的CT及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)示椎管有明显占位。

1.2 纳入标准

(1)OVCF继发脊柱后凸畸形导致脊柱不稳或神经功能障碍者；(2)脊柱后凸畸形进行性加重者；(3)椎管内占位或椎体后壁不完整者；(4)椎体压缩性骨折合并临近节段椎间盘突出症或腰椎滑脱症者；(5)排除恶性肿瘤、感染等其他病理性骨折者。

1.3 手术方法

患者麻醉成功后，俯卧位进行体位复位，以后凸顶点为中心后正中切口，暴露固定节段椎板及关节突关节。攻丝若探及固定节段椎体骨质疏松严重的，分别以椎体成形工作套管插入强化钉道椎弓根中，C臂透视见工作套管位置良好。调和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)骨水泥，将PMMA注入骨水泥推注器内，待PMMA呈“牙膏状”时，在透视严密监视下，缓慢、匀速将PMMA注入准备好的钉道中；术中即刻正侧位透视骨水泥于椎体内分布好，立即分别置入合适大小及长度的多轴向椎弓根螺钉，取适当长度钛棒并按生理曲度装入螺钉尾部凹槽锁紧螺母后加压。

若伤椎复位及后凸畸形纠正良好，将固定节段骨皮质打毛糙，取自体髂骨或同种异体骨植入到后方结构。切口内置“T”管引流一根，关闭切口。

若C臂透视下见伤椎复位良好，但有“角状骨折块”压迫硬脊膜，切除伤椎一侧部分椎板、黄韧带，探及后缘骨块突入椎管，顶压硬膜囊腹侧，相应节段椎管狭窄。用直角型椎管内骨折复位器将骨折块向前方击打以复位、减压。

若C臂透视下见伤椎复位不满意，取下一侧螺母及钛棒，切除伤椎一侧部分椎板或双侧椎板、黄韧带、下关节突，探及后缘骨块突入椎管，顶压硬膜囊腹侧，相应节段椎管狭窄，则行伤椎次全切除减压，并切除伤椎上下椎间盘，常规处理上下软骨终板，于椎体间植入适量自体碎骨，选择合适长度的钛网(内填塞自体髂骨和同种异体骨)植入融合椎体间，安装钛棒于螺钉尾部凹槽内，双侧适当加压，上紧双侧螺母及钛棒。

1.4 术后处理

术后常规使用抗生素预防感染，对于术前有神经症状及术中行减压者使用地塞米松、甘露醇抗炎脱水治疗3～5 d，切口引流<50 mL后拔除引流管，复查X线平片示固定良好后在支具保护下下床活动。术后常规进行密固达5 mg/y或阿仑膦酸钠70 mg/w+钙1 000 mg/d+阿法骨化醇片 0.5 ug/d抗骨质疏松治疗。

1.5 评估方法

术前常规行胸腰椎X片、CT、MRI和骨密度检查。CT及MRI观察椎管有无占位及椎体后壁是否完整。应用PACS阅片软件进行测量手术前后骨折部位后凸Cobb角，即患椎上下相邻正常椎体终板延长线相交的角度[3]。通过比较术前及术后胸腰部疼痛VAS评分、ODI评分评估患者生活质量。应用ASIA分级系统对神经功能进行评估。收集患者围手术期并发症及骨水泥相关并发症发生情况。

1.6 统计学方法

2 结果

本组固定节段3～8个，平均4.6个，共458枚椎弓根螺钉置入到232个椎体中，骨水泥强化了282枚螺钉(61.6%)及146个椎体(62.9%)；胸椎平均每个钉道使用骨水泥(2.03±0.52)mL，腰椎平均每个钉道使用骨水泥(2.43±0.88)mL。手术时间112～415 min，平均179 min；术中出血量50～1 000 mL，平均242 mL。282枚螺钉中有1枚术中出现骨水泥向椎弓根内侧壁渗漏，经术中及时清除后未出现神经功能障碍加重；11枚发生骨水泥向椎体前方渗漏，13枚发生骨水泥渗漏进入椎间盘内，术后均无临床症状。术后20例出现低蛋白血症，8例出现不同程度贫血，2例出现切口感染经换药后二期愈合，2例出现肺部感染经抗感染后治愈。术后在佩戴支具条件下下床活动时间3～14 d，平均6.5 d；术后平均住院13 d，术后随访3～56个月，平均19.2个月。术后3个月胸腰部疼痛VAS 评分为(2.04±0.66)分、ODI 评分为(33.06±7.27)%、局部Cobb角为(10.34±7.98)°；末次随访胸腰部疼痛 VAS 评分为(1.88±0.68)分、ODI 评分为(20.74±5.91)%、局部Cobb角为(11.07±8.96)°，见表1。末次随访及术后3个月VAS评分、ODI评分、局部Cobb角与术前比较明显改善，差异具有统计学意义 (P<0.001)；末次随访与术后3个月局部Cobb角比较差异无统计学意义(P>0.05)，末次随访与术后3个月胸腰背痛 VAS 评分、ODI评分比较差异有统计学意义(P<0.001)。术前7例神经损害患者ASIA分级为C级2例、D级5例，术后提高至D级2例、E级5例。458枚螺钉均无松动、断裂，1例固定临近节段半年后出现再骨折。典型病例资料见图1。

表1 手术前后VAS评分、ODI评分及局部Cobb角比较Table 1 Comparison of VAS score, ODI score, and local Cobb angle before and after the operation

3 讨论

3.1 骨质疏松性椎体骨折开放手术的适应证

骨质疏松性椎体骨折多见于老年人，常伴发其他器官或系统的疾病，全身状况差，增加了治疗的复杂性与风险性；因其骨折自身特点仍未制定出一种骨折分型能很好地指导骨质疏松性椎体骨折的临床治疗[4]。OVCF引起的腰背部疼痛及神经功能障碍严重影响患者的生活质量，而引起胸腰部疼痛的主要原因有：①骨折本身或骨折不愈合并且受力；②后凸畸形导致脊柱后方的韧带、关节囊、肌肉筋膜等组织及其附着点受到牵拉；③骨质疏松症影响椎体骨折愈合，加速了椎体及椎间盘高度丢失和加重了局部后凸畸形，最后导致脊柱不稳[1, 5-6]。Katsumi等[7]的一项前瞻性多中心性研究也表明骨折部位的不稳是OVCF患者胸腰部疼痛及迟发性神经功能障碍的主要原因。因此，骨质疏松性椎体骨折致脊柱不稳是选择开放手术的适应证。

图1 患者，女，84岁，因T12 新鲜OVCF于外院行经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)治疗，术后10 d出现坐位、站立位腰部疼痛加剧。A：PKP术前MRI示T12新鲜压缩性骨折；B、C：外院行PKP术后；D、E：X片、MRI示L1再骨折致胸腰段后凸畸形并腰椎不稳，Cobb角为20.90°；F、G：骨水泥强化椎弓根螺钉、T9～L3内固定术后3个月X片示Cobb角为3.29°；H、I：术后1年随访X片示螺钉固定在位，无断钉、断棒，Cobb角为0.48°，矫正角度无丢失Fig.1 A female patient, 84 years old, was operated in other hospital due to T12 vertebral compression fracture after kyphoplasty. Her back pain exacerbated when sitting and standing 10 days after the operation. A: Pre-kyphoplasty MRI of the lumber spine showed T12 vertebral compression fracture; B-C: Kyphoplasty of T12 postoperative; D-E: Spine radiographs and MRI showed L1 vertebral fracture resulting in thoracolumbar spine kyphosis and instability. Cobb angle was 20.90°; F-G: The lumbar radiographs 3 months postoperatively showed bone cement augmentation of pedicle screws and fixed segment T9-L3, and Cobb angle was 3.29°. H-I: The lumbar radiographs 1 year postoperatively showed that screws and rod did not fractured, Cobb angle was 0.48°, and the corrective angle did not loss.

文献报道骨质疏松性骨折中神经功能障碍的发生率为2%～12%[8]，36.6%的OVCF可能出现椎体进行性压缩，13.9%的OVCF形成假关节，5.3%的OVCF患者因神经功能障碍需住院手术治疗[9]。引起神经功能障碍的原因主要有两方面：①后方“角状骨折块”直接压迫神经组织；②椎体骨折不愈合导致椎体进行性压缩，进一步导致骨折部位不稳而引起神经受压[1]。所以，若骨质疏松性椎体骨折致患者出现神经症状往往需行神经减压。

3.2 骨质疏松性椎体骨折开放手术的入路选择

OVCF开放手术的手术入路有前路、后路、前后联合入路，各种手术方式的选择目前没有一定的共识供参考，但年龄和椎体骨折的数量是影响手术方式选择的两个关键因素。手术原则包括后凸畸形矫正、固定、神经减压。

骨质疏松患者往往有多椎体的压缩性骨折，Sudo等[9]的研究表明，在严重骨质疏松性椎体(BMD<0.6 g/cm2)和/或连续两个椎体骨折时后路的固定对重建三柱稳定性至关重要，因为前柱承载了约80%的载荷。前后联合入路可以提供良好的稳定性及减少螺钉的载荷，但这类患者多处于高龄，往往合并多种疾病，前后路手术创伤大，围手术期风险高，笔者认为该手术方式临床疗效不确切。椎弓根螺钉能固定脊柱的前、中、后“三柱”，这种固定方式已成为主流。另一方面，若神经得到充分减压、后凸畸形矫正良好，前路手术的意义可能不大[8]。此外，合并黄韧带增厚的患者单纯行前方减压矫形可能导致术后黄韧带压迫硬脊膜加重神经功能障碍[9]。

骨质疏松患者单纯椎弓根螺钉固定容易出现内固定失败。内固定良好的稳定性是保证临床疗效的前提，生物力学及临床研究均证明PMMA可显著提高螺钉的把持力[10-11]，并且其单体有毒性和强化过程中的放热反应可杀死责任椎体中的神经组织起到止痛的作用[12]。在进行钉道强化前，本组病例均进行了攻丝操作，一方面是通过攻丝操作可探及患者骨质疏松的严重程度，对于部分骨质疏松不严重的椎体可不行椎体强化，减少了骨水泥中毒和渗漏的风险。另外，Kuhns等[13]研究也发现在重度骨质疏松椎体模型中，使用骨水泥强化螺钉之前进行攻丝，可以使螺钉的把持力增加50%左右，原因可能是攻丝使螺钉周围的骨水泥分布更好。

3.3 骨质疏松性椎体骨折伴后凸畸形的矫正策略

当后凸畸形存在时，躯干负重力向躯干腹侧前下方的剪切力会增加内固定拔出的风险[14]，这也是后凸畸形需要矫正的另一个原因，但对于OVCF患者需要矫正的后凸畸形角度没有一定的参考标准，大多数文献认为>20°的后凸应当矫正[6]，其目标是重建脊柱矢状面的平衡。针对不同后凸畸形角度采取何种矫形术式是手术的难点，由于椎体压缩骨折是引起后凸畸形的主要原因，所以通过复位骨折椎体纠正后凸畸形是首要操作，本组病例术前平均后凸Cobb角为23.88°。首先通过体位复位和钛棒的加压复位，大部分后凸畸形矫正良好，若仍未达到恢复脊柱矢状面平衡的目标，再行Smith-Petersen截骨术均获得良好的矫正效果，平均矫正13.54°，后凸矫形率为56.7%，平均随访19.2个月，矫正角度无明显丢失。Katsumi等[7]也发现术中角度矫正超过16°反而会加快术后矫正角度的丢失和增加邻椎再骨折的发生率。姜宇等[6]认为对于术前平均后凸角45.9°的陈旧性OVCF首选经椎弓根截骨术(pedicle substraction osteotomy，PSO)，对于椎体压缩程度超过70%者因难以通过PSO截骨可行全脊椎切除截骨术(vertebral column resection，VCR)后放入人工椎体或钛网重建前中柱可获得良好的矫形效果，但该术式需面临术中出血多的风险。李超等[14]应用后路改良楔形截骨术矫治胸腰段骨质疏松性重度椎体压缩骨折伴后凸畸形患者获得良好的临床疗效，12例患者术前后凸畸形Cobb角平均为45°，其改良术仅切除了椎板、横突、椎弓根及椎弓根基底部的皮质骨，而对椎体和椎体后壁不作切除，其术式较PSO截骨术创伤小、时间短。为了减少手术的创伤，Sudo 等[1]认为对于神经功能损害源于脊柱不稳所致的患者只需行内固定而不需行椎板减压，对于神经症状来自骨折块压迫则行椎板减压。本组52例中29例椎管内无明显占位者均只行了骨折复位矫形固定，既保护了后柱结构又缩短了手术时间。

3.4 骨水泥强化螺钉骨水泥渗漏的预防

骨水泥强化螺钉最常见的并发症是骨水泥渗漏，其中向椎体周围静脉系统渗漏最常见，文献报道渗漏率差异较大，强化实心螺钉的发生率为17.9%～93.6%[7，15-17]，可能与骨密度、骨折严重程度和强化技术等有关。本组52例中25例出现了骨水泥渗漏，占48.1%，146个椎体中25个椎体出现渗漏，占17.1%；其中13例通过上下终板向椎间盘内渗漏和11例通过椎前静脉系统渗漏，术后均无临床症状；1例通过椎体后壁骨折线向椎弓根内侧壁渗漏，经术中及时清除后未出现神经功能障碍加重。在减少骨水泥渗漏率方面，笔者认为：①强化多椎体时，钉道准备好后，每2个椎体交替强化既可以使骨水泥充分利用又可以保证骨水泥灌注时呈“面团期”；②胸椎平均每个钉道骨水泥量1.5～2.0 mL，腰椎平均每个钉道骨水泥量2.0～3.0 mL，在进行伤椎强化时须结合伤椎复位情况决定骨水泥量，若伤椎后壁不完整，需减少其强化量；③确保骨水泥灌注时缓慢、均速；④术中C型臂X线机及时正侧位透视可防止发生大剂量骨水泥渗漏。