经皮椎体后凸成形术与经皮椎弓根螺钉内固定术对骨量减少型胸腰椎压缩性骨折的疗效对比研究

张 野，夏辉强，易威威，蓝海洋，杨智杰，韩 非，刘 渤

重庆医科大学附属第一医院骨科,重庆 400016

胸腰椎压缩性骨折是常见的脊柱损伤，严重影响患者的生活质量和身心健康[1]。研究表明，骨质疏松是导致椎体压缩性骨折的重要危险因素[2]，为骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporosis vertebral compression fractures,OVCFs)。

椎体压缩性骨折的治疗方式主要包括经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)及经皮椎弓根螺钉内固定术(percutaneous pedicle screw fixation,PPSF)。PKP通过微创的方式在矫正后凸畸形的同时能快速缓解疼痛[3]，临床效果令人满意。因此，PKP目前已成为OVCFs的首选治疗方式[4]。PPSF具有微创、畸形矫正能力强等优点，在恢复椎体高度的同时为椎体的骨性愈合提供稳定的局部环境，但骨质疏松患者存在螺钉松动、内固定失败等风险[5]，故主要用于非骨质疏松性骨折。临床中有部分胸腰椎压缩性骨折患者的骨密度并未达到骨质疏松，仅处于骨量减少的状态，为骨量减少性压缩性骨折(osteopenic vertebral compression fractures,osteopenic，VCFs)。对于骨量流失处于中间状态的骨量减少性椎体压缩性骨折，目前在治疗方面国际上尚无广泛共识。本研究回顾性分析2018年1月—2019年3月笔者医院收治的骨量减少型胸腰椎压缩性骨折患者的临床资料，拟通过比较PKP和PPSF治疗Osteopenic VCFs的临床疗效，以期为临床医师的手术决策提供参考。

临床资料

1 一般资料

纳入标准：(1)经影像学检查确诊为新鲜性胸腰段椎体(T10～L2)压缩性骨折；(2)年龄55～65岁，骨密度(BMD)T>-2.5或<-1；(3)压缩程度<70%椎体高度；(4)均有腰背痛，且无双下肢神经症状；(5)随访时间>1年。排除标准：(1)肿瘤或其他感染因素导致的病理性椎体骨折；(2)椎体后壁破坏明显；(3)伴明显后凸畸形；(4)术前检查有明显手术禁忌证。

本组纳入66例，根据手术方式不同分为PKP组35例，男性12例，女性23例；年龄55～65岁，平均60.0岁；腰椎骨密度T值-2.5～-1.0SD，平均-1.73SD；病变位于胸椎12例，腰椎23例。PPSF组31例，男性11例，女性20例；年龄56～65岁，平均59.5；腰椎骨密度T值-2.4～-1.2SD，平均-1.75SD；病变位于胸椎10例，腰椎21例。两组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。本研究获重庆医科大学附属第一医院临床科研伦理委员会批准(2020-208)。患者均签署知情同意书。

表1 两组患者一般资料比较

2 手术方法

PKP组：患者俯卧位，X线透视引导下经皮穿刺，经椎弓根进入伤椎，建立中空工作通道后将球囊经工作通道送入伤椎松质骨内,高压泵缓慢注入造影剂，使球囊缓慢扩张，并使伤椎恢复一定高度。球囊取出后，向塌陷椎体内注入相同体积的黏性骨水泥。

PPSF组：患者俯卧位，X线透视引导下经皮穿刺经椎弓根进入伤椎，拔出内芯，置入导丝，取出穿刺针。通过导丝，依次导入扩大管及保护套管，用中空丝攻扩大钉道，再将椎弓根螺钉通过导丝拧入椎体，取出导丝，安装置棒器，拧入固定螺帽，然后利用自制撑开器透视下撑开复位，椎体高度恢复满意后固定螺帽。

两组术后常规换药，指导患者功能锻炼，佩戴腰部支具3个月。

3 评价指标

临床指标：手术时间、出血量、视觉模拟评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数(ODI)、术后卧床时间、住院周期及并发症。

影像学指标：(1)患者均在术前、术后及末次随访行立位胸腰椎正侧位X线片评估，分别测量伤椎椎体前缘高度(anterior height，AH)、椎体前缘压缩率(anterior height ratio,AHR)、椎体前缘恢复度(hight restoration,HR)、后凸角(kyphotic angle,KA)(图1)；(2)PPSF组患者术后采用CT评估融合及螺钉情况。

图1 测量椎体前缘高度(AH)、椎体前缘高度比(AHR)、椎体前缘高度恢复度(HR)及后凸角(KA)的测量方法。将伤椎椎体前缘高度定义为A，伤椎相邻上下椎体定义为B、C。AH=A，AHR=A/[(B+C)/2]，HR=A(术后)-A(术前)，KA定义为line1、line3的垂线(即line2、line4)所形成的夹角

4 统计学分析

结 果

1 临床指标评估

PKP组手术时间、术中出血量、术后卧床时间和住院周期均低于PPSF组(P<0.05)。见表1。两组患者术后各时间点VAS及ODI均较术前显著改善(P<0.05)；PKP组术前、术后即刻及末次随访时VAS与PPSF组比较差异无统计学意义(P>0.05)。PKP组术后3d VAS及ODI均低于PPSF组(P<0.05)。两组患者术前及末次随访ODI差异无统计学意义(P>0.05)。见图2，表2、3。

*P<0.05

表2 两组患者术前、术后即刻、术后3d及末次随访时VAS比较(分，

表3 两组患者术前、术后3d及末次随访时ODI比较

2 影像学评估

两组患者AH在术后及末次随访均差异无统计学意义(P>0.05)，见表4。PKP组AHR在术后及末次随访低于PPSF组(P<0.05)，见表5。两组患者术后及末次随访的HR差异无统计学意义(P>0.05)，见表6。术后及末次随访PKP组KA高于PPSF组(P<0.05)，见表7。PPSF组31例患者中有28例为Ⅰ级融合，3例为Ⅱ级融合。

表4 两组患者术前、术后及末次随访时椎体前缘高度(AH)比较

表5 两组患者术前、术后及末次随访时椎体前缘高度比(AHR)比较

表6 两组患者术后及末次随访时椎体前缘高度恢复度(HR)比较

表7 两组患者术前、术后及末次随访时后凸角(KA)比较

3 并发症

PKP组出现2例邻椎再骨折，2例无症状骨水泥渗漏。PPSF组中有1例合并一过性下肢放射痛，2例合并切口脂肪液化，1例合并肺部感染；未出现螺钉松动、断钉等。以上并发症均在术后得到积极治疗，所有患者达到临床治愈。典型病例见图3、4。

图3 PKP组患者，女性，55岁,L1椎体压缩性骨折，BMD-2.1。a.术前腰椎正位X线片；b.术前腰椎侧位X线片；c.腰椎CT平扫；d.腰椎MRI平扫T1相；e.腰椎MRI平扫T2相；f.腰椎MRI平扫T2压脂相；g.术后第1天腰椎正位X线片；h.术后第1天腰椎侧位X线片

讨 论

随着术后快速康复(ERAS)理念的广泛普及以及科学技术的进步，使得外科微创化的治疗蓬勃发展。PKP术通过微创的方式，在椎体内扩张球囊矫正后凸后注入骨水泥硬化剂，迅速缓解症状，临床效果显著。对于合并高龄、基础情况差的骨质疏松患者，PKP术无疑是治疗的首选。然而，对于临床上基础情况尚可的非骨质疏松患者而言，PKP的合理开展存在一定的争议。与此同时，PPSF术同样是通过经皮微创方式置入椎弓根螺钉，从而为骨折愈合提供良好的局部微环境。然而，对于存在可疑骨量丢失的患者，可能存在持钉不稳甚至松动的风险。本研究拟通过比较PKP与PPSF治疗骨量减少型椎体压缩性骨折的疗效，以期为临床医师的手术决策提供一定的参考价值。

本研究比较了PKP与PPSF对于骨量减少型胸腰椎压缩性骨折的疗效。结果显示，PKP组的手术时间、出血量、术后卧床时间、住院天数均显著低于PPSF组，充分显示了PKP术作为微创技术的优越性。然而，笔者在术后即刻VAS中并未发现两者差异存在统计学意义，可能原因是：(1)PKP通过稳定椎体微小骨折[6]，恢复生物力学性能；骨水泥的毒性反应破坏感觉神经末梢[7]和脊神经根的部分减压[8]。(2)由于笔者医院开展ERAS，并实施了合理的镇痛方案，使PPSF术后的疼痛反馈降至最低。末次随访时两组VAS无显著性差异，也表明PKP和PPSF均能有效缓解疼痛。本研究发现，PKP组术后ODI显著低于PPSF组，可能的原因是PPSF术中置钉及固定棒的过程中对腰背部肌肉软组织造成了一定的损伤[9]。但末次随访无明显差异，可能与随访结束时肌肉软组织损伤恢复有关。

图4 PPSF组患者，女性，57岁，L1椎体压缩性骨折，BMD-2.4。a.术前腰椎侧位X线片；b.腰椎MRI平扫T2压脂相；c.腰椎MRI平扫T1相；d.术后第3天腰椎侧位X线片；e～i.术后3个月腰椎CT平扫及三维重建；j.取钉后侧位X线片

骨折发生的概率随骨密度T值的降低及年龄的增加而显著增加，年龄55～65岁骨量减少的患者中，发生骨折概率男性为4.6%～10.4%，女性为6.7%～19.3%[10]。因此，年龄及骨量的持续丢失是导致骨折的高危因素。此外，骨密度是影响脊柱压缩性骨折手术疗效的一个重要因素[11]。Liu等[12]在离体实验中发现，低骨密度更利于骨水泥在骨小梁内的渗透和弥散，因此可能具有更好的缓解疼痛以及恢复伤椎高度的效果。葛晨等[13]针对PKP治疗不同骨密度压缩性骨折时发现，PKP的矫形能力与患者的骨密度呈负相关。因此，笔者推测较硬的骨质可能会限制PKP矫正椎体高度及后凸角的能力。本研究发现，两组患者术后伤椎AH较术前均有显著恢复，随访期间均有一定程度丢失，但末次随访时两组患者伤椎AH之间无明显差异。这一结果与既往研究的观点存在差异[14-15]，即PPSF具有更强的后凸矫正及恢复椎体高度的能力。分析本研究纳入的病例特点，笔者发现PKP组纳入的腰椎骨折患者以及男性患者均较PPSF组多，考虑到不同性别及脊柱不同节段椎体高度的差异，引入了AHR这一概念，即伤椎椎体前缘高度/邻近伤椎上下椎体前缘高度的平均值。结果也发现，PPSF组术后AHR均高于PKP组，说明PPSF能够更好地恢复伤椎高度。PPSF组术后及末次随访时KA均低于PKP组，这一结果表明PPSF相比于PKP具备更强的矫正力度，提供强有力的支撑和稳定性，可获得满意的远期临床疗效[16]。

既往研究认为，椎弓根螺钉的把持力可能由于骨量的流失而受到一定的削弱。Weiser等[17]通过一系列生物力学的研究，认为胸腰椎椎体的骨矿含量<80mg/cm3时，椎弓根螺钉的稳定性可能存在明显不足，有必要施加额外的手段以增强螺钉的稳定性。同时，研究发现较长的卧床时间会加速骨量流失，最终导致废用型骨质疏松。虽然本研究纳入的患者存在骨量减少，且PPSF组术后住院时间长于PKP组，但PPSF组并未发现螺钉松动等植入物相关并发症。原因可能为：(1)骨量减少型压缩性骨折患者年龄不大，PKP组(60.0±3.01)岁，PPSF组(59.5±3.1)岁，骨量丢失不严重；(2)PPSF有利于伤椎的骨性愈合，而一旦达到骨性愈合，螺钉松动的发生率较低；(3)PPSF患者术后均佩戴了腰部支具。

多项研究认为[18-19]，骨水泥的灌注会改变椎体的生物力学性能，脊柱的不均衡应力可能会导致椎体再骨折的发生，但也有学者提出了相反的观点。Villarraga等[20]通过观察FSU(T12～L1)有限元模型的结果显示，PKP治疗椎体附近的压力和张力变化很小，手术对于邻近椎体的新发骨折无显著影响。而笔者在随访过程中发现，PKP组出现了2例邻近椎体再骨折病例，再骨折率为5.7%。因此，笔者认为PKP通过使用骨水泥恢复载荷所需的椎体强度，但同时可能导致椎体刚度增加，加剧载荷应力不均匀，邻近节段再骨折可能是强化椎体刚度的增加改变了邻近椎体的载荷传导应力分布等力学性能所致。此外，合理规范化的抗骨质疏松诊治也是影响手术疗效的重要因素。笔者分析发现邻椎再骨折的患者皆为绝经后女性，在初次手术前测骨密度临近骨质疏松，且患者出院后均未予以骨密度监测及预防骨质疏松治疗措施，因此存在骨量流失的高危风险，患者二次入院时已发展为重度骨质疏松。这一结果也提示，对于具有高危风险骨质疏松的人群，骨密度的有效检测以及及时正规的抗骨质疏松治疗对于骨量减少型椎体压缩性骨折患者具有重要意义。

本研究属于回顾性比较，纳入的病例数较少、随访时间不长。因此，尚需要大样本的前瞻性随机对照研究来证实上述结论。

综上所述，本研究发现PKP和PPSF治疗骨量减少型胸腰椎压缩性骨折均能取得满意的临床疗效。但鉴于该类患者较长的生存期，从远期看PKP术所带来的邻椎骨折、后凸畸形等风险可能会更高，而PPSF术能通过稳定脊柱后柱的同时达到伤椎的骨性愈合。因此，在对骨密度的有效检测以及合理规范化的抗骨质疏松治疗的前提下，通过微创内固定的方式达到骨性愈合，可能对骨量减少型胸腰椎压缩性骨折患者更为有益。