MRI預測經皮椎體強化術骨水泥椎間盤滲漏的價值

蔡金輝，劉慶余，曾玉蓉，劉志鋒，阮耀欽，郭棟華， 王 振(.廣州市增城區人民醫院影像科，.脊柱外科 廣東 廣州 500；.中山大學孫逸仙紀念醫院放射科，廣東 廣州 500)

MRI預測經皮椎體強化術骨水泥椎間盤滲漏的價值

蔡金輝1，劉慶余2*，曾玉蓉2，劉志鋒1，阮耀欽1，郭棟華1， 王 振3
(1.廣州市增城區人民醫院影像科，3.脊柱外科 廣東 廣州 511300；2.中山大學孫逸仙紀念醫院放射科，廣東 廣州 510120)

目的 探討術前MRI預測經皮椎體強化術(PVA)中骨水泥椎間盤滲漏的臨床價值。方法 回顧性分析經PVA治療的127例骨質疏松性椎體壓縮性骨折(OVCF)患者的臨床及影像資料，比較患者年齡、性別、手術椎體部位、手術方式及術前MRI是否存在骨折椎體終板損傷、達終板骨折線、鄰近椎間盤損傷及椎體裂隙時骨水泥椎間盤滲漏率的差異。結果 127例OVCF患者中，手術椎體179個，涉及358個終板及341個椎間盤。有終板損傷、達終板骨折線、鄰近椎間盤損傷及椎體裂隙征象的骨水泥鄰近椎間盤滲漏率分別為57.73%(56/97)、60.98%(25/41)、35.91%(51/142)、55.56%(20/36)，均高于無上述征象椎體(P均<0.05)。經皮椎體后凸成形術(PKP)及經皮椎體成形術(PVP)患者椎體骨水泥椎間盤滲漏率分別為26.67%(16/60)、42.86%(51/119)，兩者差異具有統計學意義(P=0.035)。骨水泥注入量 ≤5 ml椎體骨水泥椎間盤滲漏率為31.19%(34/109)，低于骨水泥注入量 >5 ml椎體[47.14%(33/70),P=0.031)]。性別、年齡、手術椎體部位對鄰近椎間盤骨水泥滲漏的影響無統計學意義(P>0.05)。結論 術前MRI能有效預測PVA術中骨水泥向鄰近椎間盤滲漏，選擇PKP及控制骨水泥注入量等方式可以降低骨水泥椎間盤滲漏的風險。

骨質疏松；脊柱骨折;經皮椎體成形術;磁共振成像

骨質疏松性椎體壓縮性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture， OVCF)是老年人常見病及多發病，經皮椎體強化(percutaneous vertebral augmentation， PVA)術因創傷小、療效顯著，已成為目前治療OVCF的主要手段。PVA術后常發生鄰近椎體骨折(adjacent vertebral fracture， AVF)，其與骨水泥椎間盤滲漏密切相關[1-2]，若術前能準確判斷骨水泥椎間盤滲漏的風險，則對降低AVF具有重要意義。本研究旨在探討術前MRI預測PVA骨水泥椎間盤滲漏的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年3月—2016年11月在我院接受PVA治療的OVCF患者127例，男26例、女101例；年齡52～91歲，平均(73.5 ± 8.3)歲。接受手術的椎體179個，其中T4～T10 34個，T11～L2 114個，L3～L5 31個；2個相鄰椎體同時手術10例，3個相鄰椎體同時手術2例，4個相鄰椎體同時手術1例；共涉及終板358個及椎間盤341個。

1.2 儀器與方法 患者均于術前1周內行胸腰椎正側位及MR檢查，并于術后復查胸腰椎正側位片。采用Siemens Aristos MX-R DR進行胸腰椎正側位檢查。采用GE Signa HDi 1.5T超導型MR掃描儀進行胸腰椎掃描。掃描參數：矢狀位T1WI，TR 450 ms、TE 8.2 ms；矢狀位T2WI，TR 2 500 ms，TE 90 ms；矢狀位短時間反轉恢復序列(short time inversion recovery, STIR)，TR 550 ms，TE 65 ms；軸位T2WI，TR 2 500 ms，TE 90 ms；層厚4 mm，層間距0.4 mm，FOV 300 mm，矩陣256×256。手術器械為椎體成形成套手術器械201、202型(山東冠龍醫療用品有限公司)，增強材料為Osteopal V脊柱骨水泥(Heraeus Medical GmbH)。

1.3手術方法 患者取俯臥位，在C形臂X線透視監控及局麻下施行經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty， PVP；n=119)或經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty， PKP;n=60)，同時記錄骨水泥注入量。PVP操作技術遵循中華醫學會放射學分會介入學組制定的標準方法[3]，PKP的基本操作方法同PVP，穿刺成功后運用球囊擴張病變椎體，再注入骨水泥。

1.4圖像分析 由2名從事MRI診斷的主治醫師對患者術前胸腰椎正側位片及MRI進行回顧性分析，評價是否存在終板損傷、達終板骨折線、椎間盤損傷及椎體裂隙；由另外2名主治醫師分析患者術后胸腰椎正側位片，評價骨水泥椎間盤滲漏的情況。終板損傷：矢狀位T1WI及T2WI顯示椎體終板連續性中斷、矢狀位STIR顯示終板區存在高信號或出現椎間盤組織疝入終板[4]。達終板骨折線：責任椎體內與終板相連續的線狀或帶狀異常信號，T1WI及T2WI上呈低信號，STIR上可為低信號或高信號。椎間盤損傷：矢狀位T2WI及STIR上責任椎體鄰近椎間盤存在明顯高的條、片狀信號[4]。椎體裂隙：術前胸腰椎平片示線形或半月形的透亮影，MR T2WI及STIR上呈邊緣清楚的腦脊液樣高信號、低信號或高低混雜信號[5]。骨水泥椎間盤滲漏：術后胸腰椎正側位片顯示PVA椎體鄰近椎間隙內出現超過終板皮質致密線的骨水泥樣高密度影。

1.5 統計學分析 采用SPSS 20統計分析軟件。數據比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

127例179個接受PVA的椎體中，63例67個椎體(67/179，37.43%)發生骨水泥漏入鄰近椎間盤，其中6個椎體同時出現骨水泥向上、下鄰近椎間盤滲漏，共73個椎間盤(73/341，21.41%)出現骨水泥滲漏。

2.1 MRI征象與骨水泥椎間盤滲漏的關系 骨折椎體終板損傷、達終板骨折線、鄰近椎間盤損傷及椎體裂隙的發生率分別為27.09%(97/358)、22.91%(41/179)、41.64%(142/341)、20.11%(36/179)；存在上述征象時骨水泥椎間盤滲漏率均高于無上述征象患者[椎體終板損傷:57.73%(56/97) vs 6.51%(17/261),χ2=114.3,P<0.001;達終板骨折線:60.98%(25/41) vs 30.43%(42/138),χ2=12.6,P=0.001;鄰近椎間盤損傷35.91%(51/142)vs 11.06%(22/199),χ2=30.4,P<0.001;椎體裂隙:55.56%(20/36) vs 32.87%(47/143),χ2=6.3,P=0.02]，見表1，圖1～3。上終板損傷患者骨水泥椎間盤滲漏率為70.15%(47/67)，高于下終板損傷患者[30%(9/30);χ2=13.7,P<0.001]。

表1 術前MRI征象對PVA骨水泥椎間盤滲漏的影響(個)

2.2 臨床相關因素與骨水泥椎間盤滲漏的關系 119個椎體接受PVP治療，51個(51/119，42.86%)發生骨水泥椎間盤滲漏，60個椎體接受PKP治療，16個發生骨水泥椎間盤滲漏(16/60，26.67%)，差異有統計學意義(χ2=4.5，P=0.035)；骨水泥注入量 ≤5 ml椎體的骨水泥椎間盤滲漏率低于骨水泥注入量 >5 ml的椎體[31.19%(34/109) vs 47.14%(33/70);χ2=4.6,P=0.031]。性別、年齡及手術椎體部位對鄰近椎間盤骨水泥滲漏的影響差異無統計學意義(P均>0.05)，見表2。

3 討論

PVA作為治療OVCF的主要手段，因其創傷小、風險低且療效顯著，目前已廣泛應用于臨床[6-7]。骨水泥滲漏是PVA最常見的并發癥，發生率高達77.7%[8]，按解剖部位可分為椎體周圍滲漏、椎管內滲漏、椎間孔內滲漏、椎間盤內滲漏、椎旁軟組織內滲漏及混合型滲漏[9]。椎間盤內滲漏一般不會引起臨床癥狀，易被臨床醫師忽視。然而，目前PVA常用的骨水泥存在化學毒性及聚合產熱效應，破壞椎間盤生理結構，加速椎間盤退變[10]；此外，滲漏入椎間盤的骨水泥會引起椎間盤應力增大及分布不均，誘發鄰近椎體終板損傷，增加AVF發生的風險[1,11]。Nieuwenhuijse等[2]研究顯示，骨水泥椎間盤滲漏使PVP術后1年內發生AVF的風險增加5.47倍。盡管骨水泥滲入椎間盤不影響PVA近期療效，但對其中、遠期療效是否有影響還不明確且潛在危害大，需引起足夠的重視。本研究結果顯示，術前MRI能有效預測PVA骨水泥椎間盤滲漏。

表2 臨床相關因素對PVA骨水泥椎間盤滲漏的影響(個)

終板是位于椎體上、下緣的皮質外層結構，完整的終板在MRI各序列上均呈連續的線狀低信號帶。當出現終板皮質連續性中斷、T2WI或STIR序列終板區高信號或鄰近椎間盤組織疝入終板時，提示存在終板損傷[4]。終板損傷在OVCF中并不少見，在PVA注射骨水泥的過程中，骨水泥容易通過損傷的終板滲入鄰近椎間盤。Hiwatashi等[5]研究顯示，終板損傷是PVP術后骨水泥椎間盤滲漏的危險因素，存在終板損傷時骨水泥椎間盤滲漏發生率達65%。本研究發現，終板損傷椎體骨水泥椎間盤滲漏的發生率為57.73%，其滲漏風險是終板完整椎體的8.9倍，且上終板損傷椎體骨水泥椎間盤滲漏率明顯高于下終板損傷椎體，表明終板損傷是骨水泥椎間盤滲漏的高危因素，上終板損傷時發生滲漏的風險更高，與姚海燕等[12]研究結果一致。在軸向負荷的作用下，OVCF患者骨折椎體上終板損傷的發生率明顯高于下終板，上終板損傷率高達68%[4]，因此PVA過程中骨水泥更易通過上終板滲漏入鄰近椎間盤。此外，本研究結果顯示達終板骨折線椎體骨水泥椎間盤滲漏較無達終板骨折線椎體高，可能原因是骨水泥沿達終板骨折線方向彌散，并通過損傷的終板滲入椎間盤。本研究認為，終板損傷及達終板骨折線在骨水泥滲漏入椎間盤的過程起到“滲漏通道”的作用，故可將其作為骨水泥椎間盤滲漏的預測指征。

圖1 患者男，84歲，L1骨質疏松性椎體壓縮性骨折行PVP治療 A、B.術前MR T2WI及STIR示L1椎體上、下終板損傷(細箭)、椎體裂隙(箭頭)及上位椎間盤損傷(粗箭)； C.術后腰椎側位片，骨水泥向上、下位椎間盤滲漏(箭) 圖2 患者男，81歲，L1骨質疏松性椎體壓縮性骨折行PVP治療 A、B.術前MR T2WI及STIR序列示L1椎體下份存在達終板骨折線(箭)； C.術后腰椎側位椎間盤(箭) 圖3 患者女，61歲，T12骨質疏松性椎體壓縮性骨折行PVP治療 A、B.術前MR T2WI及STIR示T12椎體上份存在椎體裂隙(箭)； C.術后腰椎側位片示骨水泥滲漏入上位椎間盤(箭)

在OVCF患者的骨折椎體鄰近椎間盤可見條片狀T2WI高信號，其病理基礎為椎間盤撕裂或水腫，提示存在椎間盤損傷。Ortiz等[4]研究顯示，OVCF責任椎體鄰近椎間盤損傷的發生率為79%，且大部分伴有終板損傷，其評價椎間盤損傷的標準包括椎間盤水腫及形態的改變，然而胸腰椎退行性變過程中椎間盤會出現高度下降、向椎體或椎管突出等形態改變，很難與椎間盤損傷引起的形態改變區分，因此本研究僅采用椎間盤T2WI高信號征作為評價椎間盤損傷的指標。本研究顯示，鄰近椎間盤損傷的發生率為41.64%，其中35.91%發生骨水泥椎間盤滲漏，高于無椎間盤損傷(11.06%)，提示椎間盤損傷是骨水泥椎間盤滲漏的危險因素，與Hiwatashi等[5]的研究結果相似。鄰近椎間盤損傷常與終板損傷同時存在，當OVCF責任椎體鄰近椎間盤損傷時，提示終板存在損傷，在PVA過程中應注意骨水泥椎間盤滲漏的風險。

椎體裂隙是Maldague等[13]于1978年首先報道，主要發生于OVCF的患者中。孫鋼等[14]研究顯示，椎體裂隙的病理基礎是椎體缺血性壞死、塌陷，椎體內形成低壓裂隙，氣體或液體滲出填充其中而形成。椎體裂隙主要位于椎體前部中央區或終板下區，在X線平片上呈線狀或半月形的透亮影，MR T1WI呈低信號，T2WI上則由于裂隙內成分的不同(氣體、液體或氣液共存)而表現為低信號、液體樣高信號或高低混雜信號[15]。Ding等[8]對292例接受PVP治療的OVCF患者骨水泥滲漏情況進行分析，結果顯示骨水泥椎間盤滲漏率為20.3%，椎體裂隙是骨水泥椎間盤滲漏的獨立危險因素。Hiwatashi等[5]則認為椎體裂隙是骨水泥椎間盤滲漏的保護因素，在椎體裂隙內注射骨水泥時遇到的阻力低，骨水泥不易滲漏。本研究顯示，椎體裂隙發生率為20.11%，其椎間盤骨水泥滲漏率(55.56%)明顯高于無裂隙椎體(32.87%)，與Ding等[8]的研究結果一致。這主要是由于椎體裂隙多伴終板骨折，并通過骨折的終板與椎間盤相通[16]，骨水泥易經終板骨折缺損區滲漏至鄰近椎間盤。

手術方式及骨水泥注入量也是影響PVA術中骨水泥向鄰近椎間盤滲漏的重要因素。本研究顯示PKP術中骨水泥椎間盤滲漏率低于PVP，由于球囊擴張使椎體內形成空腔并于周圍形成致密“骨壁”，降低了骨水泥注入壓力，同時致密“骨壁”阻擋骨水泥向周圍擴散，從而降低了骨水泥椎間盤滲漏的風險，與Wang等[17]的研究結果一致。此外，骨水泥注入量較小時(≤5 ml)時可降低PVA術骨水泥椎間盤滲漏率。

總之，MRI不僅能很好地顯示骨髓水腫及確定責任椎體，同時還能很好地顯示終板損傷、達終板骨折線、椎間盤損傷及椎體裂隙，這些征象在預測PVA骨水泥椎間盤滲漏方面具有重要作用。

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Value of MRI in predicting intradiscal cemment leakage during percutaneous vertebral augmentation

CAIJinhui1,LIUQingyu2*,ZENGYurong2,LIUZhifeng1,RUANYaoqin1,GUODonghua1,WANGZhen3
(1.DepartmentofRadiology, 3.DepartmentofSpinalSurgery,ZengchengDistrictPeople'sHospitalofGuangzhou,Guangzhou511300,China; 2.DepartmentofRadiology,SunYat-senMemorialHospitalofSunYat-senUniversity,Guangzhou510120,China)

Objective To assess the value of preoperative MRI in predicting the incidence of cement leakage into adjacent discs during percutaneous vertebral augmentation (PVA) for osteoporotic vertebral compression fracture (OVCF). Methods Clinical and radiological characteristics of 127 patients who were treated with PVA for OVCF were analyzed retrospectively. The following clinical data of these patients were analyzed, including gender, age, location of treated vertebral body and surgical approach. The image features of endplate injury, fracture line extended to the endplate, adjacent intervertebral dick injury and intravertebral cleft were evaluated on the preoperative MRI. The incidence of cement leakage into the adjacent disc were compared for the above factors with statistical methods. Results Totally 127 patients were enrolled in our study， including 179 treated vertebral bodies, 358 endplates and 341 adjacent intervertebral discs. The incidence of intradiscal cement leakage was 57.73%(56/97) in endplate injury sign, 60.98%(25/41) in fracture line extended to endplate sign, 35.91%(51/142) in adjacent discs injury sign and 55.56%(20/36) in intravertebral cleft sign. The differences were statistically significant on preoperative MRI in patients with the above signs compared to those who had not (P<0.05). The incidence of intradiscal cement leakage in percutaneous kyphoplasty (PKP) and percutaneous vertebroplasty (PVP) were 26.67%(16/60) and 42.86%(51/119), respectively, which was significant different (P=0.035). For bone cement volume ≤ 5 ml vertebral bodies, the incidence of intradiscal cement leakage was 31.19%(34/109), lower than bone cement volume > 5 ml vertebral bodies (47.14% [33/70],P=0.031). There was no statistically significant association between intradiscal cement leakage and age, gender and location of treated vertebral body (P>0.05). Conclusion Preoperative MRI can predict the leakage of bone cement into adjacent discs effectively during PVA. The PKP and the lower volume of bone cement injection can reduce the risk of intradiscal cement leakage.

Osteoporosis； Spinal fracture; Percutaneous vertebroplasty; Magnetic resonance imaging

廣東省科技計劃項目(2014A020212426)、廣州市科技計劃項目(201510010087)、廣州市增城區人民醫院青年醫學人才培育基金(2013-QN-005)。

蔡金輝(1986—)，男，廣東陽山人，本科，醫師。研究方向：骨關節影像診斷。E-mail： caijinhui123456@163.com

劉慶余，中山大學孫逸仙紀念醫院放射科，510120。E-mail： liu.qingyu@163.com

2017-01-25

2017-05-11

10.13929/j.1003-3289.201701135

R683.2; R445.2

A

1003-3289(2017)07-1061-05