结合术前CT规划及术中透视建立穿刺通道技术在老年骨质疏松性椎体压缩性骨折手术中的应用

椎体成形术(PVP)和椎体后凸成形术(PKP)是治疗老年骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)的常用手术方法[1-3]。两种手术操作均包括经皮穿刺建立骨性通道和沿通道在椎体内填充骨水泥。在操作过程中,穿刺通道经过脊椎后部的椎弓根或胸肋关节到达伤椎的椎体,通道周围紧邻椎管内的脊髓或神经根,因此穿刺过程有神经损伤的风险[4]。另一方面,穿刺通道的位置决定了球囊的位置、骨水泥的弥散方向和填充的骨水泥量,这些因素合适与否决定着手术的疗效[5-6]。因此穿刺通道的建立是PVP和PKP技术的关键步骤。

我们基于以往的手术经验,设计了一种能够精确建立穿刺通道的技术。该技术利用术前薄层CT扫描进行术前设计,再结合术中X线正侧位透视的引导进行穿刺操作。本研究旨在验证该方法的有效性和安全性。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取2017年7月至2018年6月,就诊于北京积水潭医院脊柱外科的病人进行前瞻性研究。纳入标准:(1)低能量损伤所致胸腰椎骨折;(2)年龄>60岁;(3)胸背部疼痛剧烈无法坚持保守治疗者,或OVCF保守治疗过程中,出现继发的后凸畸形或胸背痛持续不缓解者。排除标准:(1)肿瘤、感染等所致的病理性骨折者;(2)疼痛轻微,可选择支具保护和短期卧床治疗者;(3)高能量损伤所致不稳定骨折者;(4)椎体爆裂骨折者;(5)病人无法耐受超过半个小时俯卧位体位者;(6)严重的心、肺功能障碍无法耐受手术者。入选病人签署手术知情同意书,本研究通过我院伦理委员会批准。

1.2 手术方法 纳入合适的病人后,记录病人术前视觉疼痛评分(VAS)。常规行胸腰椎T1和T2加权相以及压脂相MRI、CT平扫及胸腰椎正侧位X光片检查。如果病人符合以下条件之一,选择PKP手术治疗:(1)胸腰段(T10～L2)伤椎存在明显的后凸畸形,表现为侧位片上测量局部的Cobb角大于20°(例如伤椎为T12,则测量T11-L1的Cobb角);(2)椎体高度塌陷超过30%。如果涉及多个节段手术,其中某个节段行PKP手术,其他节段也行PKP手术,目的是利用球囊扩张减少骨水泥注射压力。

首选单侧通道进行穿刺[7]。在术前CT上选择没有椎弓根骨折及穿刺通道硬化的一侧进行穿刺;如果冠状位CT显示左右塌陷程度不一致,导致局部侧弯,则选择在塌陷多的一侧进行穿刺;如果两侧椎弓根均细,单侧穿刺通道无法实现穿刺针穿过中线时,选择双侧通道穿刺。操作过程均由一位术者完成。

1.3 结合术前CT规划和术中透视建立穿刺通道

1.3.1 术前CT规划穿刺通道:在PACS系统上(Carestream PACS,11.0版本)进行术前设计。以伤椎为中心,首先在CT矢状位图像上确定轴位的平面,然后在轴位图像上进行穿刺通道的规划(图1)。以单通道后外侧入路为例,从椎弓根背侧向椎体方向划线为R线,调整骨面入点(B点)的位置和通道方向,使得R线不穿过椎管,且尽量在骨性结构内,远端穿过中线到达另一半椎体,测量R线和中线的夹角作为穿刺通道的横向角α。做R线的延长线至皮肤表面,测量经皮入点到中线的距离为d(图2)。在B点上作平行中线的直线C,测量椎弓根内壁到C线的垂直距离为a,椎弓根内壁到中线的距离为b,计算a/b的比值。在椎体后缘垂直于中线,划一条直线M线和R线相交,观察交点是否在椎弓根内壁以内(图2)。

注:使用CT重建模式,在矢状位图像A上,调整红线方向和穿刺路径一致;在冠状位图像B上调整红线方向和上终板或下终板平行,得到轴位图像C图1 选择合适的轴位图像

图2 术前CT规划穿刺路径介绍

1.3.2 术中透视引导穿刺:病人俯卧位,调整C臂机透视方向,确保正侧位为标准位置:正位透视时棘突位于椎体中心,侧位透视时椎体轮廓没有重叠。在后背上用记号笔划出中线,使用弯折的克氏针进行伤椎的定位。克氏针在椎弓根投影上,沿克氏针在皮肤上划一条横线,在该横线上距离中线距离为d 的点,作为在横向上入点的位置，这样就确定好皮肤上入点的位置(图3)。常规消毒铺巾,入点附近采用1%利多卡因浸润麻醉,并在穿刺通道骨面进行浸润麻醉。切开长0.5 mm切口,使用11G穿刺针从切口穿入,使用消毒后的量角器确定入针的横向角度,为CT上测量值α。探及骨面时,行正侧位透视,调整穿刺针尖的位置,正位上使得针尖到椎弓根内壁的距离和内壁距离中线的距离比值等于a/b,侧位上针尖在椎弓根径线上,调整穿刺针的纵向角度(图4)。确定骨面入点后,摆出横向角度α和侧位透视确定的纵向角度,进行骨性通道穿刺。穿刺至一定深度进行透视确认,直到在侧位透视上,针尖抵达椎体后壁,此时正位透视针尖应在椎体内壁以内(图5)。

当穿刺针到达椎体后缘2 mm时,拔出针芯,放置导针,沿导针放置工作套筒(KyphX®Osteo Introducer®),然后使用骨钻至椎体前缘,正位透视确认骨钻尖端是否过中线,由同一术者(本文第一作者)和助手共同确认。记录此次穿刺过程中骨钻尖是否穿到对侧椎体。如果选择PKP手术,使用球囊扩张进行复位操作。最后制备和推注骨水泥(OSTEOPAL®V,Heraeus Holding®)。

图3 体表入点的定位方法

图4 骨面入点和入针角度确定方法

注:当侧位片上针尖到椎体后壁时,即CT上M线和R线的交点的位置,正位片上针尖应在椎弓根内壁图5 穿刺针穿到椎体确认方法

1.4 观察指标

1.4.1 穿刺成功率:选择单通道时,透视图像上骨钻尖端能够到达对侧,穿过中线且术后CT证实没有穿透椎弓根内壁即为穿刺成功。选择双通道时,透视图像上骨钻尖端到达椎弓根内壁和中线之间,术后CT证实没有穿透椎弓根内壁即为穿刺成功。

1.4.2 其他指标:术后即刻记录病人下肢感觉和肌力的改变,确定是否有神经损伤情况。术后第1天记录病人VAS,术后常规进行CT检查和X光片检查。记录每个节段操作的手术时间(总手术时间除以椎体数)、推入骨水泥的量;术后CT或X光片观察术中并发症(骨水泥渗漏至椎管);术前和术后病人VAS变化;每个节段a/b值。

1.5 统计学方法 使用SPSS 13.0进行统计分析,计量资料采用均数±标准差表示,组间比较采用t检验,术前和术后VAS值比较采用配对t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病人穿刺基本情况分析 本研究共纳入43例病人,男10例,女33例,年龄50～92岁,平均(73.4±10.1)岁。其中36例病人术前距离受伤时间小于1个月。共对50个节段进行穿刺操作,节段范围为T5～L5,其中胸腰段(T12～L1)为22个,T5～T11为7个,T12～L5节段所占比例为86%。进行PKP操作的共12个。共三个节段建立双侧穿刺通道,其中两个是因为L1椎弓根细,建立单侧通道穿刺针无法到达对侧椎体;另一个是L5节段,因为髂嵴的阻挡,无法实现单侧通道穿刺。

2.2 病人穿刺成功率 共48个节段穿刺成功,成功率为96%。2个节段穿刺骨钻尖端没能到达对侧椎体,分别发生在L5和T5水平,骨水泥的弥散偏向一侧,但是均没有发生穿到椎管内的情况。穿刺成功的48个节段操作过程中,没有发生穿刺针进椎体后重新调整通道的情况。

2.3 病人每个节段a/b值 T12～L1单侧穿刺通道为0.97±0.11,T5～T11 单侧穿刺通道为1.80±0.21，L2～L5双侧通道为0.68±0.04。3个部位比较,差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1 穿刺病人每个节段a/b值比较

注：与T5～T11比较,*P<0.05,与T12～L1比较,△P<0.05

2.4 手术时间、骨水泥量及手术前后VAS评分 每个节段操作的手术时间为(36.7±6.1)min,每个椎体推注的骨水泥量平均为(6.0±0.9)mL。仅有2例为骨水泥通过椎体静脉窦渗漏至椎管,病人术后没有出现神经功能障碍。术前病人VAS评分为(5.42±1.26)分,术后为(3.42±1.06)分,手术前后比较,差异有统计学意义(P<0.01)。

3 讨论

OVCF是老年骨质疏松病人常见的骨折类型,PVP或PKP是治疗OVCF的常用方法,对缓解腰背痛有明显效果[8-9]。

PVP和PKP需要经皮建立穿刺通道和在通道内推注骨水泥。术者选择穿刺通道时,往往基于个人经验以及影像手段的辅助[10-11],包括术中进行X线正侧位透视引导、CT引导下穿刺、计算机导航和机器人引导下穿刺和特制的术中引导装置[12]。其中X线透视引导是最方便和采用最多的辅助引导方式。然而X线正侧位提供的是二维影像,很难反映脊柱的三维立体结构,会造成术者的误判和穿刺的失败。Kamei等[4]报道，穿刺通道穿到椎管内的风险为3%～5%。因此,仅依靠术中透视引导穿刺并不完全可靠。

通道穿刺需要确定两个参数:入点的位置(横向和纵向)和入针的角度(横向和纵向)。通过术前CT可以确定在横向上的入点位置以及入针的横向角度,再通过术中透视确定在纵向上的入点位置和纵向上的入针角度。有些医生使用定位导向器或术前CT来确定经皮的入点[12-13],由于后背的轮廓并不平坦,很难进行直线的测量;而且皮肤和软组织在进行穿刺操作时会出现移动,因此经皮入点的位置并不精确。本研究也在术中标记经皮入点的位置作为入点的大致位置,但主要是确定骨面上入点的位置(B点),骨面点的位置非常恒定,不会随着软组织的移动而发生变化,因此确定骨面入点的位置比较可靠。

本研究中，86%的伤椎发生在T12～L5,选择单侧通道占93%,因此T12～L5进行单侧通道穿刺是最常见的情况。术中正位透视识别椎弓根内壁,并且确认好接触骨面的点到椎弓根内壁的距离,和椎弓根内壁距离中线的距离,两个距离的比值在T12～L5节段接近1∶1,在T5～T11节段接近2∶1,即可确认好横向上骨面的入点。本研究采用椎弓根内壁作为骨面入点的参考点原因如下:(1)T12～L5节段选择单侧通道时a/b值接近1∶1,在T5～T11节段该值接近2∶1,术者容易在正位片上用肉眼进行比较和确认该比值,可操作性强;(2)椎弓根内壁比椎弓根外壁在透视图像上更容易辨认。

通过术前CT的测量,确定在正位片上骨面入点距离椎弓根内壁的距离与内壁距离中线距离的比值(a/b值),然后在术中透视时参照椎弓根内壁的位置和该比值确定入点。这样结合术前CT规划和术中透视可以建立合适的穿刺通道。研究结果显示，使用该技术,穿刺的成功率为96%,证明该技术安全有效。有2例穿刺不成功,一例发生在T5,由于肋骨遮挡,透视时对于解剖标志辨识不清楚,另一例发生在L5,由于髂骨遮挡和L5节段前突较大,透视图像不清晰。2例穿刺通道没有到达另一半椎体,骨水泥弥散偏向穿刺一侧,但是均没有发生穿刺到椎管内的情况。

手术决策以及规划通道是术者应该在操作前完成的,尤其对于手术的初学者,由于手术经验有限,更需要详细的规划来弥补经验的不足。虽然每一例OVCF病人的诊断都相同,可是每一例骨折的形态和病人的体型均不相同,同时可能存在一些解剖变异,例如椎弓根直径小;以及会出现增加穿刺难度和风险的情况,例如椎弓根骨折、通道周围硬化。这些情况如果操作前没有识别,手术决策可能出现失误,同时增加并发症的发生风险。因此通过术前CT规划,术者可以进行个性化的穿刺通道设计,同时还可以识别出增加穿刺难度和风险的情况。