3D导航辅助经皮椎体成形术结合术后腰背肌训练治疗骨质疏松性椎体压缩骨折

席志鹏，康 然，陈方庆，张仕兵，谢 林

(江苏省中西医结合医院 南京中医药大学附属中西医结合医院骨伤科，江苏 南京 210028)

骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fracture, OVCF)常以腰背部疼痛为主要症状，已成为影响我国居民健康的焦点问题[1-2]。经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)具有明显缓解疼痛作用，常用于治疗OVCF[3-5]，但神经根损伤、椎管内血肿、椎弓根骨折等穿刺相关并发症时有发生[6-7]，且术后存在腰背部疼痛反复等问题。腰背肌功能锻炼可以减轻下腰痛及提高腰背肌肌肉力量。目前新的手术工具及技术逐渐应用于临床，如将O臂机导航技术用于植入脊柱内固定物或穿刺[8]。本研究将3D导航辅助技术及术后腰背肌训练用于PVP治疗OVCF，并与传统C臂机透视引导下PVP治疗对照，观察其疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年3月—2018年2月于我院接受O臂机3D导航辅助PVP治疗结合术后系统性腰背肌锻炼的25例OVCF患者(观察组),男10例，女15例，年龄65～82岁，中位年龄69岁；均为单一椎体骨折，其中腰椎骨折13例，胸椎骨折12例。以同期就诊于我院并接受传统C臂机透视引导下PVP的25例OVCF患者作为对照组，男9例，女16例，年龄65～81岁，中位年龄68岁；亦为单一椎体骨折，其中腰椎骨折14例，胸椎骨折11例。参照《中国骨质疏松性骨折诊疗指南》[9]标准诊断OVCF：骨密度双能X线吸收法(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)测量值≤-2.5 SD；X线或CT检查示胸椎或腰椎椎体压缩性骨折。纳入标准：①符合OVCF诊断标准；②年龄65～85岁；③影像学检查显示病变椎体后壁完整或仅轻微破损，椎管无狭窄；④椎体前缘压缩不超过椎体高度的2/3；⑤无神经压迫症状和体征；⑥病历资料完整。排除标准：①肿瘤等其他原因所导致椎体病理性骨折；②合并严重心、脑、肺、肾等脏器疾病；③合并精神疾病；④言语沟通障碍或客观原因导致无法进行系统腰背肌功能训练。本研究经医学伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 术前准备 术前2天内完善X线摄片(图1A、1B)、多排CT、MR(图1C)及骨密度检查，明确骨质疏松性椎体压缩性骨折。术前30 min静脉滴注抗生素。

1.2.2 PVP治疗 由同一高年资术者及其团队进行PVP。嘱患者俯卧，全身麻醉后保持胸部和腰椎过度伸展，透视定位病椎，常规消毒、铺巾。

对观察组采用Medtronic O型臂手术图像系统和Stealth Station S7手术导航系统为引导设备进行3D导航辅助PVP治疗。于病变椎体相邻椎棘突处(以不妨碍手术操作为标准)皮肤做长约1.5 cm切口，暴露棘突，安装参考架，将参考环和参考架的反射球置于双目红外线摄像机接收范围内，注册并识别穿刺针、导针等。而后对病变椎体及其相邻上下椎体进行扫描，获取影像资料后进行计算机分析，设计进针路径。于骨折椎体邻近节段棘突处皮肤做1.5 cm切口，根据主屏幕上穿刺针模拟进针点及方向，参考椎弓根解剖结构，在3D导航系统引导下穿刺进针。按常规PVP操作方法在透视下进行双侧骨水泥注入，一旦发现静脉或椎体后缘渗漏立即停止；硬化后退出工作套管，无菌闭合伤口。对照组在Ziehm Solo移动C臂机透视下完成PVP操作。

1.2.3 术后康复训练 术后对2组均进行骨质疏松健康宣教。对照组接受一般肌肉训练，如股四头肌等长收缩及屈髋、屈膝、屈踝关节训练、双下肢交替直腿抬高训练、步行等。观察组除一般肌肉训练外，于术后第3天开始进行腰背肌功能训练，先行五点支撑法训练，即头枕部、双肘和双足跟着床作为支撑点，使腰背部及大腿、小腿离床，每日3次(早、中、晚各1次)，每次15组；如顺利完成，15天后改为三点支撑法并加行飞燕式训练。三点支撑法即头枕部和双足跟着床，训练时其他要求同五点支撑法。完成良好者于术后3～4周进一步改为“飞燕式”训练，即上腹部着床，头、四肢尽力后伸使胸及下腹部离床。若患者因肥胖或肌肉力量较差而难以进行三点支撑法及“飞燕式”训练，则继续按原方案进行训练。嘱患者出院后坚持腰背肌训练，随访时复查X线片(图1D、1E)，同时检查腰背肌训练姿势及腰背部活动情况。

1.3 评价指标 记录2组PVP术中透视时间、辐射剂量、手术时间(从第1次透视至最后1次透视)，计算技术成功率(即穿刺准确率)，观察骨水泥泄漏情况及其他手术相关并发症。分别于术前及术后2 h、1个月、3个月、6个月采用视觉模拟评分(visual analogue score, VAS)对疼痛程度进行评价。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。计量资料以±s表示，2组间比较采用独立样本t检验；计数资料以百分率表示，2组间比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2组患者性别(χ2=0.133，P=0.725)、年龄(t=0.375，P=0.762)差异均无统计学意义。2组PVP技术成功率均为100%(25/25)。观察组术中透视时间及手术时间均较对照组明显缩短，辐射剂量明显减低(P均<0.05)，见表1。未见神经根损伤、椎管内血肿、肺栓塞等严重并发症。对照组1例在注入骨水泥时出现血压一过性降低，静脉给予升压药物后血压恢复正常。观察组1例(1/25,4.00%)、对照组2例(2/25,8.00%)发生骨水泥椎旁泄露。术后随访显示，PVP术后3个月及6个月观察组VAS均明显低于对照组，2组间术前、术后2 h及术后1个月VAS差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

表1 2组PVP术中透视时间、辐射剂量及手术时间比较(±s，n=25)

表1 2组PVP术中透视时间、辐射剂量及手术时间比较(±s，n=25)

组别透视时间(min)透视辐射量(mSv)手术时间(min)观察组4.55±1.010.24±0.3240.22±2.21对照组8.65±1.550.58±0.3760.26±3.09t值1.8560.05712.245P值0.0170.0110.041

3 讨论

导航引导技术最早用于脊柱外科手术，可增加脊柱内植入准确率[10-12]。具有植入椎弓根螺钉等相关手术经验的医师在C臂机透视下可成功置入穿刺针，但经验欠丰富的医师经椎弓根置入穿刺针具有一定难度。此外，穿刺针置入失败往往会引发神经损伤、周围脏器损伤、骨水泥泄露等并发症[13-15]。

表2 2组PVP术前及术后随访VAS比较(分，±s，n=25)

表2 2组PVP术前及术后随访VAS比较(分，±s，n=25)

组别术前术后2 h术后1个月术后3个月术后6个月观察组8.11±1.022.49±0.321.52±1.121.25±0.281.44±0.53对照组8.32±1.152.71±0.411.62±1.031.89±0.372.32±0.39t值-0.454-0.157-0.231-0.573-1.245P值0.5560.1580.1250.0180.021

图1 患者女，66岁，因L1椎体OVCF接受3D导航辅助PVP治疗 A、B.术前正位(A)及侧位(B)X线片； C.术前脂肪抑制MRI； D、E.术后6个月正位(D)、侧位(E)X线片

辐射暴露一直以来是限制介入治疗发展的重要问题。3D导航技术有助于经椎弓根穿刺成功。借助于O臂机3D导航系统，医师可在手术过程中观察3D骨骼图像，缩短透视及手术时间、减低辐射剂量。传统PVP治疗在单平面或双平面透视下进行，无法获得z轴图像；椎体骨折造成严重畸形时，2D透视引导下难以准确穿刺，需进行CT扫描，导致辐射剂量增加。临床工作中部分医师在CT引导下行PVP[9，16]，须于大空间CT室进行，术中常需C臂机透视辅助，以评估椎体高度及骨水泥纵向分布情况。

结合既往经验，笔者认为3D导航辅助PVP治疗过程中医护人员的辐射剂量很小甚至可以忽略。进行O臂机扫描时，术者可暂时离开辐射源，站在铅板后方规避辐射。尸体标本实验[11]结果显示，采用3D导航技术进行脊柱手术，航辐射量明显低于2D导航[(0.33±0.82)mRem vs (4.33±2.66)mRem，P=0.012]。

本研究发现，O臂机3D导航引导PVP虽然需要一定时间进行图像重建，但由于术中无需反复透视，总体手术时间仍然明显短于传统C臂机透视引导下PVP。3D导航的优势在于：①O臂机可提供多平面的穿刺视角，基于O臂机的3D导航具有更高的穿刺准确率；②与传统透视下引导相比，辐射剂量更小；③可在手术结束时及时观察骨水泥的分布或泄露情况；④帮助医师精准完成穿刺。但目前3D导航辅助PVP也存在费用高、软组织成像不清等局限。

部分患者PVP术后仍存在反复腰背痛，且术后邻近椎体易再发骨折[17-18]。研究[19]证实系统性腰背肌训练可通过肌肉的收缩促进骨形成，并抑制机械应力所造成的骨吸收；促进局部循环，减轻炎性物质堆积，减轻肌肉重量，降低跌倒风险；有利于平衡脊柱的应力分布，恢复关节突关节的功能[19]。总体来说，腰背肌功能训练简便、经济，对PVP术后反复腰背痛具有较长久的缓解作用。本研究中，观察组术后3个月及6个月VAS均明显低于对照组，印证了此观点。

O臂机3D导航引导PVP治疗OVCF具有高效确定穿刺路径、一次透视建立工作通道、缩短手术时间、减少辐射暴露及可提高穿刺准确率和安全性、便于初学者进行操作等优势。术后配合系统性腰背肌训练可明显改善PVP术后患者中、长期疼痛。