PKP對骨質疏松椎體壓縮骨折患者脊柱矢狀位平衡的影響

張景濤，耿偉，徐輝，馬金柱，李忠，龐良龍，李昆朋，任杭嶺

(1.泰山醫學院，山東 泰安　271000；2.聊城市人民醫院脊柱外科，山東 聊城　252000)

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PKP對骨質疏松椎體壓縮骨折患者脊柱矢狀位平衡的影響

張景濤1，2，耿偉2*，徐輝2，馬金柱2*，李忠2，龐良龍2，李昆朋2，任杭嶺2

(1.泰山醫學院，山東 泰安271000；2.聊城市人民醫院脊柱外科，山東 聊城252000)

目的探討單節段骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)患者椎體后凸成形術(percutaneous balloon kyphoplasty，PKP)對全脊柱矢狀位平衡的影響。方法回顧性分析2014年2月至2015年10月符合選擇標準的OVCF患者65 例。所有患者均行PKP術。術前及術后末次隨訪時均攝自然站立位全脊柱(包括雙側股骨頭)正側位X線片，測量骨盆入射角(pelvicincidence，PI)、骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)、骶骨傾斜角(sacral slope，SS)、腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)、胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)、局部矢狀面Cobb 角、C7～S1的矢狀面軸向距離(sagittal vertical axis，SVA)，并對患者進行疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)和Oswestry功能障礙指數(oswestry disability index，ODI)評定。評估研究組術前脊柱-骨盆各矢狀位參數與正常對照組的關系，并分析研究組患者手術前后各矢狀位參數的變化及并發癥發生情況。結果所有患者均獲隨訪。術后末次隨訪時，研究組VAS 評分、ODI評分均較術前顯著改善(P<0.05)；術前研究組C7～S1的矢狀面軸向距離長于正常對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；術前研究組TK大于正常對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；術前骨盆相關參數中除PI與正常對照組比較差異無統計學意義外，PT、SS改變均具有統計學意義(P<0.05)。術后SVA較術前減小，差異具有統計學意義(P<0.05)；脊柱相關參數中，術后LL較術前增大而TK較術前減小，差異均具有統計學意義(P<0.05)；骨盆相關參數中，PI、PT、SS術后與術前相比均無統計學意義(P>0.05)；局部Cobb角術后與術前相比明顯減小，差異具有統計學意義(P<0.05)。術前患者局部Cobb角與C7～S1的矢狀面軸向距離沒有相關性，然而術后局部Cobb角的變化與C7～S1的矢狀面軸向距離的變化顯著相關。術中及術后隨訪均未見嚴重并發癥發生。結論對骨質疏松性椎體壓縮骨折患者來說，PKP術是一種有效的微創手術方式，不僅可緩解骨折引起的疼痛，還能夠通過改善局部后凸畸形來改善全脊柱的矢狀位平衡狀態。

椎體壓縮性骨折；骨質疏松癥；經皮椎體后凸成形術；矢狀位平衡

隨著社會人口老齡化現象的加劇，老年骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)的發病率呈上升趨勢[12]，球囊擴張椎體后凸成形術(percutaneous balloon kyphoplasty，PKP)是一種微創的治療疼痛性骨質疏松性椎體壓縮骨折的有效方法，其不僅具有止痛與加強椎體強度的作用，而且還具有恢復椎體高度，矯正椎體后凸畸形的作用[3-4]。有報道[5-7]，脊柱矢狀位平衡最近已成為決定脊柱退行性疾病手術療效的重要因素之一。然而，國內外關于探討PKP對全脊柱矢狀位序列及矢狀位平衡的研究甚少。本研究通過對OVCF患者PKP手術前后影像學進行分析，記錄脊柱-骨盆各矢狀位參數的變化，并進一步探討其對各矢狀位參數的影響。

1　資料與方法

1.1一般資料收集2014年2月至2015年10月就診本院脊柱外科符合入組標準的65 例患者作為研究組；選取本院體檢中心30 例健康老年人作為正常對照組，其影像學參數值在體檢中心影像學資料數據庫中獲取。

研究組：男24 例，女41 例；年齡62～93 歲，平均74 歲。骨折部位：T81例，T92例，T117例，T1216例，L121例，L212 例，L34 例，L42 例。隨訪時間5～11個月，平均6個月。正常對照組：男13例，女17例，年齡60～91歲，平均年齡76歲。

1.2患者入組標準所有患者均有明顯腰背疼痛，疼痛評分視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)大于等于5分，無神經壓迫癥狀；側位X線片測量椎體高度丟失在0～80%之間(術前椎體高度丟失率=術前椎體前緣高度/估算的原椎體高度，其中估算的原椎體高度為傷椎相鄰上下椎體高度的平均值)；CT檢查示椎體后壁基本完整；MRI顯示傷椎在T1WI呈低信號，抑脂像STIR，SPAIR，IDEAL AST呈高信號，T2WI呈稍高信號或中等信號；無脊柱骨折及手術史；排除脊柱轉移瘤；保守治療2周無效；術前檢查無禁忌證，心肺等各項術前檢查評估后能耐受手術。手術由同一組醫師完成。

1.3手術方法患者取俯臥位，連接心電監護監測生命體征后，在C型臂X線機透視下定位，常規消毒鋪巾，以1%利多卡因局部浸潤麻醉至骨膜。采用經皮椎體球囊成形手術系統，透視下經單側椎弓根穿刺，將套管針刺入椎體。在側位觀察針尖超過椎體后緣約2～3 mm停止穿刺，取出內芯，建立工作通道。穿刺成功后抽出穿刺針內芯，置入導絲使其指向近椎體前緣下1/3，拔出穿刺針套管，沿導針置入套管，用精細鉆擴大針道，然后置入球囊進行加壓擴張，逐漸增加壓力，當球囊已擴張達終板或預計的椎體復位效果時停止(預計的椎體復位效果指術中體位復位，我們專門的脊柱手術床可以使患者術中俯臥位，分別以胸部及髂前上棘為支點，腹部懸空，患者處于前驅后仰狀態；術中局麻加強化降低患者的疼痛程度以使患者腰背部肌肉充分放松；球囊盡可能的撐開)。調制骨水泥，取出球囊，C型臂X線機監測下將骨水泥緩慢推入椎體空腔內，使空腔完全填充。

1.4術后處理患者術后平臥24 h，吸氧并監測生命體征。常規系統性抗骨質疏松治療，術后24 h可在腰托保護下站立行走，復查自然站立位全脊柱(包括雙側股骨頭)正側位X線片，觀察全脊柱矢狀位曲度的變化及傷椎骨水泥的填充情況。

1.5影像學測量及隨訪指標所有患者在術前及末次隨訪時均拍攝自然站立位全脊柱(包括雙側股骨頭)正側位X線片，(攝片時人體自然站立，膝部伸直，雙目平視，雙上肢抱于胸前并上抬45°[8])。測量脊柱-骨盆矢狀位參數，各項參數(測量方法見圖1)的定義如下：a)C7～S1的矢狀面軸向距離(sagittal vertical axis，SVA)：C7PL與S1終板后上角的垂直距離(C7PL在骶骨后上角前方為正，后方為負)；b)胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)：T4上終板與T12下終板之間的夾角；c)腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)：L1上終板與S1上終板之間的夾角；d)骨盆入射角(pelvic incidence，PI)：經S1上終板中點作一條S1終板的垂直線，再經S1上終板中點與兩股骨頭中心連線中點作一直線，夾角為PI角。若雙側股骨頭不重疊，取兩股骨頭中心連線的中點作為中心點；e)骶骨傾斜角(sacrum slope，SS)：S1上終板與水平面成角；f)骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)：經S1上終板中點與兩股骨頭中心連線中點作一直線，其與鉛垂線之間夾角；g)Cobb角：采用Phillips[9]的測量方法，測量從病椎上一個椎體的上終板到病椎下一個椎體的下終板的Cobb角，定義為“局部矢狀面Cobb角”。正常對照組及試驗組的各項影像學數據測量均由1名脊柱專科醫師完成。所有數據測量3次后取均值。

術前及末次隨訪時，采用疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)及Oswestry功能障礙指數(oswestry disability index，ODI)評價研究組療效。

2　結　　果

研究組和對照組兩組性別構成比、年齡等一般資料以及術前各項觀察指標之間的差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

所有患者手術順利，術中未發生脊髓、神經損傷及球囊破裂。手術時間35～50 min，平均45 min；術后患者常規C型臂下透視，共發現6 例不同程度的骨水泥滲漏患者，所有骨水泥滲漏患者均未出現臨床不適癥狀。1 例患者術中出現輕微胸痛、呼吸困難，考慮骨水泥肺小動脈栓塞，及時抗凝治療癥狀緩解。患者均獲隨訪，隨訪時間5～11個月，平均6個月。隨訪時拍攝自然站立位全脊柱(包括雙側股骨頭)正側位X線片，均見傷椎骨水泥填充滿意。患者疼痛癥狀均得到明顯緩解。隨訪中發現2 例患者發生鄰近椎體再骨折，1 例患者發生手術椎體再骨折。術后末次隨訪時VAS、ODI評分均較術前明顯降低，差異具有統計學意義(P<0.05)。局部Cobb角較術前減小，差異具有統計學意義(P<0.05)。術前患者局部Cobb角與C7～S1SVA沒有相關性，然而術后局部Cobb角的變化與C7～S1SVA的變化顯著相關。

術前研究組C7～S1的矢狀面軸向距離長于正常對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；術前研究組TK大于正常對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；術前骨盆相關參數中除PI與正常對照組比較差異無統計學意義外，PT、SS改變均差異具有統計學意義(P<0.05)，見表1。

術后C7～S1的矢狀面軸向距離較術前減小，差異具有統計學意義(P<0.05)；脊柱相關參數中，術后LL較術前增大而TK較術前減小，差異均具有統計學意義(P<0.05)；骨盆相關參數中，PI、PT、SS術后與術前相比差異均無統計學意義(P>0.05)；局部Cobb角術后與術前相比明顯減小，差異具有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表1　研究組術前與正常對照組脊柱骨盆各參數對比±s)

表2　研究組術前與術后脊柱骨盆各參數對比±s)

典型病例為一68 歲男性患者，因“扭傷致腰背部疼痛2 d”入院治療。術前全脊柱正側位X線片示T12椎體楔形變扁，T12椎體壓縮骨折，行PKP手術；術后8個月復查，全脊柱正側位X線片示T12椎體內見致密物影。術前測量C7～S1SVA為4.70 mm，PKP術后為2.10 mm，較術前明顯減小；術前測量Cobb角為10.10°，PKP術后為4.60°，較術前明顯減小；術前測量PI為52.4°，PKP術后為53.5°，手術后未見明顯改變；術前測量PT為26.7°，PKP術后為25.4°，手術后未見明顯改變；術前測量SS為25.7°，PKP術后為28.1°，手術后未見明顯改變；術前測量LL為37.9°，PKP術后為43.6°，較術前增大；術前測量TK為60.1°，PKP術后為50.2°，較術前減小。手術前后各參數示意見圖2～3。

3　討　　論

臨床研究顯示[10]，目前臨床對骨質疏松性椎體壓縮骨折研究已較為成熟透徹，經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)及由其衍生的球囊擴張椎體后凸成形術(percutaneous balloon kyphoplasty，PKP)是近年來治療骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)的兩種微創手術方法，并已得到臨床廣泛應用，臨床報道療效確切，其疼痛緩解率可達70%～95%[11]。大量臨床研究報道[12-13]，PVP對椎體高度、后凸畸形沒有恢復作用，而PKP在注入骨水泥前，通過向骨折椎體內插入一可擴張的氣囊，使塌陷椎體復位，恢復椎體高度，矯正后凸畸形，恢復脊柱序列。甚至有許多報道表明[14-16]，PKP術后骨折椎體高度的恢復以及后凸畸形的矯正程度是顯著的。因此，對于OVCF患者來說，PKP對緩解與骨折有關的疼痛、恢復骨折椎體高度、矯正脊柱局部后凸畸形等方面有重要影響。然而，到目前為止，國內外關于探討PKP對全脊柱矢狀位序列及矢狀位平衡的研究甚少。

圖1　脊柱骨盆各矢狀位參數測量方法示意

圖2　PKP術前各參數測量示意

圖3　PKP術后各參數測量示意

脊柱矢狀位序列及矢狀位平衡對維持正常的脊柱生物力學至關重要，越來越多的研究發現在研究脊柱矢狀位平衡變化時必須包括骨盆的形態研究，正常的脊柱和骨盆形態曲線使得身體處于最佳平衡狀態并消耗最小的能量[17]。脊柱矢狀位序列的改變會很大程度上影響脊柱的力學平衡。然而脊柱矢狀位不平衡成為評估脊柱畸形程度的重要因素之一。研究表明[18-19]大多脊柱疾患者者自訴的臨床癥狀與脊柱-骨盆矢狀面失衡相關。最近的文獻表明[20]，腰椎手術后，患者的滿意度與脊柱矢狀位平衡的恢復具有明顯相關性。對于OVCF患者來說，脊柱矢狀位序列會發生相應改變以代償脊柱失衡。

C7鉛垂線普遍被認為是人體軀干負重的軸線[21-22]，可簡便快速地幫助判斷脊柱矢狀位平衡情況。相關研究顯示[23]：由C7鉛垂線測量定位發現，健康的成年人往往站在負的矢狀面平衡狀態。軀體矢狀面平衡主要包括脊柱、骨盆及下肢的矢狀面排列三大組成部分，三者各自的平衡及兩者之間的排列關系對維持軀體整體的矢狀面平衡具有重要意義。由于下肢關節的活動度大，在正常生理情況下可隨前兩者的變化而變化，因此軀干矢狀面的平衡主要由脊柱和骨盆的排列決定[24]。文獻報道[25]，骨折椎體的楔形變導致后凸畸形的發展和重心前移，導致C7鉛垂線前移，從而導致“平背綜合征”。而胸腰椎壓縮性骨折導致的平背畸形，臨床表現為患者身體向前傾斜，其本質是C7～S1矢狀面軸向距離的增加及腰椎前凸角度的丟失。有文獻報道[26-27]，脊柱融合術后，由于腰椎前凸角度丟失，也導致平背畸形。本研究中，OVCF患者術前C7～S1的矢狀面軸向距離明顯長于正常對照組(P<0.05)，提示正向矢狀位失平衡。術前OVCF患者LL小于正常對照組，提示腰椎前凸角度的丟失，與Jang等[25]的研究結果相似。

研究發現，退行性腰椎疾病的患者腰椎前凸角的丟失伴隨著胸椎后凸角的減小，因為腰椎前凸角的丟失會使軀干前傾，而胸椎后凸角的減小則能使軀干后仰，從而起到代償作用，該代償機制最常出現在年齡較輕，胸段脊柱活動度較大的患者，而老年患者尤其是胸腰段骨折患者由于胸腰段活動度小、活動受限制，該代償作用受到一定限制。本研究中，術前OVCF患者TK大于正常對照組，提示胸椎后凸較大，從而使軀體重心前移，加重了脊柱矢狀位的失平衡。

自從Legaye等[28]提出PI這一解剖學參數以來，其常用于描述骨盆的解剖學形態，PI不受人體姿勢的影響，具有個體特異性，而PT與SS常用于描述骨盆的空間位置，隨著人體姿勢的變化而變化[29]。相關研究已經證實，以髖關節為軸心的骨盆后旋，可以在一定程度上代償脊柱矢狀位失衡。這種代償機制導致骶骨傾斜角減小及骨盆傾斜角增大。本研究中，術前OVCF患者與正常對照組相比，表現出明顯的骶骨傾斜角減小及骨盆傾斜角增大，而骨盆入射角值未見明顯變化。因此這種骨盆后旋的代償機制同樣作用于OVCF患者。

PKP手術后，C7～S1的矢狀面軸向距離較術前減小，部分改善了矢狀位失平衡。而且腰椎前凸角較術前增大，胸椎后凸角較術前減小，使軀體重心前移減小，表明PKP能改善局部后凸畸形，進而促進了對矢狀位平衡的改善。而骶骨傾斜角及骨盆傾斜角的變化可以看做是對矢狀位失衡的一種代償性變化，本研究中，PKP術后骶骨傾斜角及骨盆傾斜角沒有明顯變化，考慮與我們的隨訪期限短有一定關系，通過長期隨訪，它們也許會有所改善。

據報道[30]，膝關節、上胸椎和頸椎也參與了對全脊柱矢狀位不平衡的代償。它們的代償機制被看作是能夠降低與髖、膝關節骨關節炎、頸椎病有關的日常生活能力的關鍵因素。本研究中，術后ODI評分較術前明顯降低。因此，任何病理情況下脊柱畸形的治療應盡可能地矯正矢狀位不平衡。

本研究表明：與健康老年人相比，骨質疏松性椎體壓縮骨折患者表現出明顯的前矢狀位不平衡。對骨質疏松椎體壓縮性骨折患者來說，球囊擴張椎體后凸成形術是一種有效的微創手術方式，其不僅可緩解骨折引起的疼痛，而且能夠通過改善局部后凸畸形來改善全脊柱的矢狀位平衡狀態。

本研究的不足：本樣本隨訪時間較短，長時間隨訪也許會有不同的結果；未將骨密度數據納入分析，骨密度的差異是否對于壓縮椎體復位率的保持、末次隨訪矢狀位力線的變化以及PKP手術并發癥的發生有影響，有待進一步研究；另外，我們不能忽視術后疼痛的緩解對脊柱矢狀位平衡的影響。

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Effect of PKP on Sagittal Balance of the Whole Spine in Patients with Single Segment OVCF

Zhang Jingtao1，2，Geng Wei2，Xu Hui2，etal

(1.Taishan Medical University，Taian 271000，China；2.The Spinal Surgery of Liaocheng People′s Hospital，Liaocheng252000，China)

ObjectiveTo investigate the effect of PKP on sagittal balance of the whole spine in patients with single segment OVCF.MethodsA retrospective analysis of experimental group of 65 cases of patients with single-level osteoporotic vertebral compression fracture(OVCF) in the period from February 2014 to October 2015.All patients have undergone percutaneous balloon kyphoplasty(PKP).The natural standing position of the whole spine(including bilateral femoral head) positive lateral position X-ray films were taken at pre-and post-operation to measure the pelvic incidence(PI)，pelvic tilt(PT)，sacral slope(SS)，lumbar lordosis(LL)，thoracic kyphosis(TK)，local sagittal Cobb angle，and C7～S1SVA；the visual analogue scale(VAS) and Oswestry disability index(ODI) were recorded.The relationship between preoperative spine-pelvis sagittal parameters and those of normal control group were assessed.And the changes of the sagittal parameters and the occurrence of complications after operation in the study group were analyzed.ResultsAll patients were followed up.At the last follow-up，the VAS score and ODI score of the study group were significantly improved compared with the preoperative(P<0.05).The preoperative C7～S1SVA values of the study group were larger than those in the normal control group，of which the difference was statistically significant(P<0.05)；preoperative TK values of the study group were larger than those of normal control group，the difference was statistically significant(P<0.05).In pelvis-related parameters，the differences of PI values of the study group between those of normal control group showed no significant whilst the corresponding PT，SS changes were both statistically significant(P<0.05) .Post-operative C7～S1SVA was reduced compared with the pre-operative ones，of which the difference was statistically significant(P<0.05)；In spine-related parameters，there were an increase in post-operative LL value preoperative than the postoperative ones and a decrease in post-operative TK values compared with the preoperative ones，of which the differences were statistically significant(P< 0.05)；In pelvis related parameters，there was no statistical significance in the pre-and post-operative differences of PI，PT，SS values(P>0.05) whilst the post-operative local Cobb angle was significantly reduced compared to the pre-operative onces，of which the difference was statistically significant(P<0.05).There was no obvious correlation between local Cobb angle and C7～S1SVA.However，the change of the local Cobb angle was significantly related to the change of C7～S1in the sagittal plane(SVA C7～S1).No serious complications were found during the operation and postoperative follow-up.ConclusionFor patients with osteoporotic vertebral compression fractures，a percutaneous balloon kyphoplasty(PKP) is a considerable and effective minimally-invasive surgical approach，which can not only relieving fracture-caused pain，but also improve agittal alance through alleviation of local kyphosis.

vertebral compression fractures；osteoporosis；percutaneous balloon kyphoplasty；sagittal balance

1008-5572(2016)09-0777-06

R683.2

B

2016-04-08

張景濤(1990- )，男，研究生在讀，泰山醫學院，聊城市人民醫院脊柱外科，252000。

*本文并列第一作者：耿偉；本文通訊作者：馬金柱