PVP和PKP术中骨水泥用量与分布对预后影响的研究进展

姜亮，柳达，邱敏，付勤

(中国医科大学附属盛京医院，辽宁沈阳 110004)

经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)与经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)均是临床广泛应用的微创疗法，主要用于非手术治疗效果不佳的骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporosis vertebral compressional fracture, OVCF)及椎体血管瘤等疾病[1]。PVP、PKP通过在椎体内注入骨水泥，可有效缓解疼痛，恢复椎体的原有高度以及减少后凸畸形[1]。PKP、PVP的预后除了受患者年龄、体重、骨密度、压缩性骨折的椎体数量等因素影响[2,3]，也与骨水泥在术中不同的使用情况密切相关[4]。学者们对骨水泥的研究角度不尽相同，也得出了不同的结论。本文主要针对术中骨水泥用量与骨水泥分布情况对预后的影响进行归纳总结，并综述如下。

1 PVP、PKP的背景介绍

PVP、PKP临床上目前主要应用于OCVF患者的治疗。相对于PVP，PKP术中应用球囊撑开系统，能一定程度减少骨水泥的渗漏，更好地恢复椎体高度，但两种技术缓解疼痛的效果相似，且均有创伤小、安全性高以及恢复快等优点[5,6]，所以针对不同类型的患者，两种技术有不同选择地应用[7]。

骨水泥是PVP、PKP手术中的关键，目前认为作用机制包括具有毒性的化学因素与产热的热学因素[8]，还有骨水泥凝固使椎体的强度(椎体发生破坏之前承受的最大应力)和刚度(椎体在受力时抵抗变形的能力)增加的力学因素[9]。

2 PVP、PKP术后观察指标

PVP、PKP手术的目的是解除患者疼痛，使老年患者更早地恢复自主活动，减少长期卧床时间造成的褥疮、坠积性肺炎以及深静脉血栓的发生[10]。一些研究表明，相对于非手术治疗，PVP、PKP术中应用骨水泥填充可增加椎体的刚度与强度，部分恢复椎体高度，减少远期后凸畸形和其它椎体再骨折的发生[11,12]，但同时可能出现骨水泥渗漏。PVP、PKP术后观察指标一般包括：疼痛缓解程度，是否存在骨水泥渗漏，术后椎体高度恢复情况，术后椎体刚度与强度的比较，以及是否存在术后远期脊柱后凸畸形和椎体的再骨折。研究者通常从以上几个指标进行归纳研究。

3 骨水泥用量对PVP、PKP预后的影响

以Kaufmann等[13]为代表的大量研究表明，骨水泥用量与PVP、PKP手术的止痛效果不呈正相关关系，较少剂量的骨水泥即可充分改善疼痛症状，疼痛的缓解程度不随骨水泥注射量的增加而有所提升。

骨水泥可以增加椎体的强度与刚度，较为普遍的观点认为，很少剂量的骨水泥即可使椎体恢复原有的应力水平，从而使椎体内的压力分配正常化，但恢复椎体强度与刚度所需的骨水泥量不同。Belkoff等[14]认为，注射2 mL骨水泥即可恢复椎体的原有强度, 恢复椎体刚度在胸椎、胸腰段及腰椎所需要的骨水泥分别为4 mL、4 mL、6 mL。结合其他学者类似的研究结果，可以得出一个规律：胸椎、胸腰段以及腰椎压缩性骨折后，为恢复强度与刚度所需的骨水泥量由上到下呈逐渐增加趋势；相比于强度，刚度的恢复需要更多骨水泥[14,15]。

值得注意的是，随着骨水泥用量的增加，骨水泥渗漏的比例也随之增加[16,17]。骨水泥向椎体前方或后方渗漏，可能造成术后的神经功能障碍及肺栓塞，即使是椎间盘渗漏也可能增加椎体再骨折的风险[18]。

4 骨水泥分布对PVP、PKP预后的影响

4.1 骨水泥的体积分数

体积分数(volume fraction%, VF%)即注入椎体的骨水泥用量占整个椎体体积的比例。Molloy等[19]将其分为4级：1级体积分数为<25%，2级为25%～50%，3级为51%～75%，4级为>75%；在对尸体模型进行生物力学研究后，他们认为，当骨水泥体积分数分别达到16.2%和29.8%时，可重建病椎的强度与刚度。随后各学者相继展开研究，并一致认为骨水泥的不同体积分数均能有效缓解疼痛[20-22]。进一步提高体积分数，不会明显改善疼痛和恢复椎体的强度、刚度，但能更有效地恢复椎体原有高度、改善椎体后凸畸形，并能减少相邻椎体再骨折的发生[23,24]。

骨水泥的体积分数与其用量呈正相关，但相同骨水泥用量可能产生不同的体积分数[21]。相对于骨水泥的用量，体积分数对预后的影响似乎更大[20]。所以术者应该从骨水泥类型、粘度及手术技巧等相关因素着手[25]，使骨水泥在椎体内充分弥散，在安全用量的基础上达到更大的体积分数。

4.2 骨水泥的分布形态

骨水泥在椎体内有着不同分布形态，Tanigawa等[26]将其分为团块模式和网状模式，通过对76例OVCF患者PVP术后进行随访后发现，两种分布形态的术后镇痛效果相似，其他评价指标如椎体后凸畸形、脊柱功能障碍指数等均无统计学差异；但团块模式分布组的术后椎体再骨折率比较高、尤指是邻近椎体，而网状模式分布组却更容易出现骨水泥渗漏。He等[27]将两种骨水泥分布模式拓展为四种：互锁团块模式(interlocked solid pattern, LS)和非互锁团块模式(uninterlocked solid pattern, ULS)；连续网状模式(contiguous trabecular pattern, CT)和不连续网状模式(discontiguous trabecular pattern, DCT)。他们发现，与互锁团块模式及连续网状模式相比，非互锁团块模式及不连续网状模式的患者再骨折发生率更高，疼痛恢复情况也较差。

4.3 骨水泥在椎体内的水平分布

有学者着眼于骨水泥在椎体内的水平分布情况，Molloy等[28]对椎体注入骨水泥后的强度与刚度做出了评估，得出结论：骨水泥分布呈双侧分布与局限于一侧分布，对椎体刚度的恢复并无统计学差异；同样，相对于骨水泥呈双侧分布，骨水泥局限的分布于椎体一侧并不会增加未填充侧的再压缩风险。Knavel等[29]也提出，骨水泥不超过中线的单侧填充方式也能有效地改善疼痛症状，且不会使术椎再骨折及相邻椎体骨折的风险提高。但也有一些学者表达了不同的看法，陈柏龄等[30]类似的成人离体标本实验显示：骨水泥在椎体内呈水平方向单侧分布时，未填充一侧的刚度明显低于对侧；骨水泥过椎体中线分布时，两侧椎体刚度才能得到同样程度的强化。Liebschner等[31]也认为，相比于骨水泥双侧对称式分布，局限于单侧的骨水泥填充会使椎体的应力不均衡，从而导致椎体不稳及再骨折等不良预后，甚至可能导致骨水泥在椎体内的异常移动。但生物力学研究需要适当地结合临床，影响PVP、PKP术后再骨折的因素较多，因此需要对术后患者开展长时间随访研究，以得到更全面的结论。

4.4 骨水泥在椎体内的纵向分布

有些学者通过纵向分层来研究骨水泥分布对预后的影响。陈其勇等[32]将三维CT中的椎体成像纵向均匀地分为四层，发现单侧PVP术后的骨水泥分布具有规律性，第2层面分布最多，第1、3层面次之，而第4层面则分布最少，他们认为，通过适当增加第4层面骨水泥的填充可以更好地改善疼痛。椎体的两端分别为上、下终板，Chevalier等[33]发现，骨水泥弥散到上、下终板处可使椎体强度提高11倍左右；若骨水泥仅接触一端终板，椎体强度仅增加约2倍。Zhang等[34]的研究表明，骨水泥是否弥散到上、下终板并不影响术后疼痛症状的改善，但其在椎体上下终板的充分弥散有利于减少术后椎体再骨折风险[34,35]。

4.5 骨折线周围的骨水泥分布

近年来，一些学者致力于应用PVP、PKP治疗不稳定性骨折，同样取得了一定疗效。这为一些研究者提供了思路，他们着眼于压缩性骨折椎体的不稳定区域，即骨折线区域骨水泥的分布情况。江晓兵等[35]发现，骨水泥在骨折线区域分布不充分可能造成术后早期恢复效果不佳，其原因可能是骨水泥并未对断裂的骨小梁起到充分固定作用，使骨折端仍存在微动；但术后远期效果比较则无明显差异，这可能与骨折端术后远期的愈合有关。宋晓飞[36]认为，术后椎体的再压缩可能也与骨折线区域的骨水泥填充不足有关。