骨水泥強化椎弓根螺釘治療胸腰椎骨質疏松性骨折伴后凸畸形的研究

葉森 郝杰 胡偵明 張曉軍 沈皆亮 常樂 趙濤 謝作棒

重慶醫科大學附屬第一醫院骨科，重慶 400016

隨著老年人口的增多，骨質疏松性椎體壓縮性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture，OVCF)越來越多，大部分OVCF患者腰背部疼痛可通過正規保守治療或椎體成形術得到很大程度的緩解，對于后方“角狀骨折塊”壓迫神經和OVCF未進行規范化治療出現椎體骨折不愈合者，可能會出現椎體進行性壓縮，進一步導致局部后凸畸形及脊柱不穩，往往需要外科手術治療[1]。然而，對于合并嚴重后凸畸形導致脊柱不穩及神經癥狀者，單純的椎體成形術或椎體后凸成形術難以穩定脊柱和緩解神經壓迫癥狀。椎弓根螺釘能固定脊柱的前、中、后“三柱”，這種固定方式已成為主流。單純椎弓根螺釘固定骨質疏松性椎體易出現退釘、螺釘松動、斷裂。生物力學及臨床研究都證明在骨量降低的椎體中用骨水泥強化技術可顯著提高螺釘的拔出力[2]。 由此，筆者回顧性分析我院2013年3月至2016年8月應用骨水泥強化椎弓根螺釘治療胸腰椎骨質疏松性骨折伴后凸畸形52例患者的臨床資料，臨床療效確切，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2013年3月至2016年8月我院收治胸腰椎骨質疏松性骨折伴后凸畸形患者52例，男10例，女42例，年齡55～84歲，平均70.5歲。新鮮骨折椎體62個，陳舊性骨折椎體64個。骨折部位：1個椎體的有28例，兩個椎體的有12例，3個椎體的有4例，4個椎體的有4例，5個椎體的有5例，6個椎體的有2例，9個椎體的有1例。L127例，L221例，L310例，L46例，L56，T61例，T73例，T84例，T92例，T106例，T1114例，T1226例。多為跌倒或無外傷史，病程為3天～35個月，平均6.6個月。20例合并高血壓病，1例合并慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases，COPD)，1例合并強直性脊柱炎，2例合并帕金森病，5例合并2型糖尿病，1例合并L5椎體滑脫癥伴雙側峽部裂，1例合并腰椎間盤突出癥(L4～5)。神經功能按ASIA分級：C級2例、D級5例、E級45例。術前雙能X線骨密度測定儀(dual-energy x-rays absorptiometry，DXA)測量骨密度，腰椎T值為(-2.86±1.17)SD，髖部T值為(-2.47±1.05)SD。術前胸腰部疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)是(6.54±1.26)分，Oswestry功能障礙(oswestry disability index，ODI)評分是(69.06±13.26)%，局部Cobb角是(23.88±13.73)°，見表1。23例患者的CT及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)示椎管有明顯占位。

1.2 納入標準

(1)OVCF繼發脊柱后凸畸形導致脊柱不穩或神經功能障礙者；(2)脊柱后凸畸形進行性加重者；(3)椎管內占位或椎體后壁不完整者；(4)椎體壓縮性骨折合并臨近節段椎間盤突出癥或腰椎滑脫癥者；(5)排除惡性腫瘤、感染等其他病理性骨折者。

1.3 手術方法

患者麻醉成功后，俯臥位進行體位復位，以后凸頂點為中心后正中切口，暴露固定節段椎板及關節突關節。攻絲若探及固定節段椎體骨質疏松嚴重的，分別以椎體成形工作套管插入強化釘道椎弓根中，C臂透視見工作套管位置良好。調和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)骨水泥，將PMMA注入骨水泥推注器內，待PMMA呈“牙膏狀”時，在透視嚴密監視下，緩慢、勻速將PMMA注入準備好的釘道中；術中即刻正側位透視骨水泥于椎體內分布好，立即分別置入合適大小及長度的多軸向椎弓根螺釘，取適當長度鈦棒并按生理曲度裝入螺釘尾部凹槽鎖緊螺母后加壓。

若傷椎復位及后凸畸形糾正良好，將固定節段骨皮質打毛糙，取自體髂骨或同種異體骨植入到后方結構。切口內置“T”管引流一根，關閉切口。

若C臂透視下見傷椎復位良好，但有“角狀骨折塊”壓迫硬脊膜，切除傷椎一側部分椎板、黃韌帶，探及后緣骨塊突入椎管，頂壓硬膜囊腹側，相應節段椎管狹窄。用直角型椎管內骨折復位器將骨折塊向前方擊打以復位、減壓。

若C臂透視下見傷椎復位不滿意，取下一側螺母及鈦棒，切除傷椎一側部分椎板或雙側椎板、黃韌帶、下關節突，探及后緣骨塊突入椎管，頂壓硬膜囊腹側，相應節段椎管狹窄，則行傷椎次全切除減壓，并切除傷椎上下椎間盤，常規處理上下軟骨終板，于椎體間植入適量自體碎骨，選擇合適長度的鈦網(內填塞自體髂骨和同種異體骨)植入融合椎體間，安裝鈦棒于螺釘尾部凹槽內，雙側適當加壓，上緊雙側螺母及鈦棒。

1.4 術后處理

術后常規使用抗生素預防感染，對于術前有神經癥狀及術中行減壓者使用地塞米松、甘露醇抗炎脫水治療3～5 d，切口引流<50 mL后拔除引流管，復查X線平片示固定良好后在支具保護下下床活動。術后常規進行密固達5 mg/y或阿侖膦酸鈉70 mg/w+鈣1 000 mg/d+阿法骨化醇片 0.5 ug/d抗骨質疏松治療。

1.5 評估方法

術前常規行胸腰椎X片、CT、MRI和骨密度檢查。CT及MRI觀察椎管有無占位及椎體后壁是否完整。應用PACS閱片軟件進行測量手術前后骨折部位后凸Cobb角，即患椎上下相鄰正常椎體終板延長線相交的角度[3]。通過比較術前及術后胸腰部疼痛VAS評分、ODI評分評估患者生活質量。應用ASIA分級系統對神經功能進行評估。收集患者圍手術期并發癥及骨水泥相關并發癥發生情況。

1.6 統計學方法

2 結果

本組固定節段3～8個，平均4.6個，共458枚椎弓根螺釘置入到232個椎體中，骨水泥強化了282枚螺釘(61.6%)及146個椎體(62.9%)；胸椎平均每個釘道使用骨水泥(2.03±0.52)mL，腰椎平均每個釘道使用骨水泥(2.43±0.88)mL。手術時間112～415 min，平均179 min；術中出血量50～1 000 mL，平均242 mL。282枚螺釘中有1枚術中出現骨水泥向椎弓根內側壁滲漏，經術中及時清除后未出現神經功能障礙加重；11枚發生骨水泥向椎體前方滲漏，13枚發生骨水泥滲漏進入椎間盤內，術后均無臨床癥狀。術后20例出現低蛋白血癥，8例出現不同程度貧血，2例出現切口感染經換藥后二期愈合，2例出現肺部感染經抗感染后治愈。術后在佩戴支具條件下下床活動時間3～14 d，平均6.5 d；術后平均住院13 d，術后隨訪3～56個月，平均19.2個月。術后3個月胸腰部疼痛VAS 評分為(2.04±0.66)分、ODI 評分為(33.06±7.27)%、局部Cobb角為(10.34±7.98)°；末次隨訪胸腰部疼痛 VAS 評分為(1.88±0.68)分、ODI 評分為(20.74±5.91)%、局部Cobb角為(11.07±8.96)°，見表1。末次隨訪及術后3個月VAS評分、ODI評分、局部Cobb角與術前比較明顯改善，差異具有統計學意義 (P<0.001)；末次隨訪與術后3個月局部Cobb角比較差異無統計學意義(P>0.05)，末次隨訪與術后3個月胸腰背痛 VAS 評分、ODI評分比較差異有統計學意義(P<0.001)。術前7例神經損害患者ASIA分級為C級2例、D級5例，術后提高至D級2例、E級5例。458枚螺釘均無松動、斷裂，1例固定臨近節段半年后出現再骨折。典型病例資料見圖1。

表1 手術前后VAS評分、ODI評分及局部Cobb角比較Table 1 Comparison of VAS score, ODI score, and local Cobb angle before and after the operation

3 討論

3.1 骨質疏松性椎體骨折開放手術的適應證

骨質疏松性椎體骨折多見于老年人，常伴發其他器官或系統的疾病，全身狀況差，增加了治療的復雜性與風險性；因其骨折自身特點仍未制定出一種骨折分型能很好地指導骨質疏松性椎體骨折的臨床治療[4]。OVCF引起的腰背部疼痛及神經功能障礙嚴重影響患者的生活質量，而引起胸腰部疼痛的主要原因有：①骨折本身或骨折不愈合并且受力；②后凸畸形導致脊柱后方的韌帶、關節囊、肌肉筋膜等組織及其附著點受到牽拉；③骨質疏松癥影響椎體骨折愈合，加速了椎體及椎間盤高度丟失和加重了局部后凸畸形，最后導致脊柱不穩[1, 5-6]。Katsumi等[7]的一項前瞻性多中心性研究也表明骨折部位的不穩是OVCF患者胸腰部疼痛及遲發性神經功能障礙的主要原因。因此，骨質疏松性椎體骨折致脊柱不穩是選擇開放手術的適應證。

圖1 患者，女，84歲，因T12 新鮮OVCF于外院行經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)治療，術后10 d出現坐位、站立位腰部疼痛加劇。A：PKP術前MRI示T12新鮮壓縮性骨折；B、C：外院行PKP術后；D、E：X片、MRI示L1再骨折致胸腰段后凸畸形并腰椎不穩，Cobb角為20.90°；F、G：骨水泥強化椎弓根螺釘、T9～L3內固定術后3個月X片示Cobb角為3.29°；H、I：術后1年隨訪X片示螺釘固定在位，無斷釘、斷棒，Cobb角為0.48°，矯正角度無丟失Fig.1 A female patient, 84 years old, was operated in other hospital due to T12 vertebral compression fracture after kyphoplasty. Her back pain exacerbated when sitting and standing 10 days after the operation. A: Pre-kyphoplasty MRI of the lumber spine showed T12 vertebral compression fracture; B-C: Kyphoplasty of T12 postoperative; D-E: Spine radiographs and MRI showed L1 vertebral fracture resulting in thoracolumbar spine kyphosis and instability. Cobb angle was 20.90°; F-G: The lumbar radiographs 3 months postoperatively showed bone cement augmentation of pedicle screws and fixed segment T9-L3, and Cobb angle was 3.29°. H-I: The lumbar radiographs 1 year postoperatively showed that screws and rod did not fractured, Cobb angle was 0.48°, and the corrective angle did not loss.

文獻報道骨質疏松性骨折中神經功能障礙的發生率為2%～12%[8]，36.6%的OVCF可能出現椎體進行性壓縮，13.9%的OVCF形成假關節，5.3%的OVCF患者因神經功能障礙需住院手術治療[9]。引起神經功能障礙的原因主要有兩方面：①后方“角狀骨折塊”直接壓迫神經組織；②椎體骨折不愈合導致椎體進行性壓縮，進一步導致骨折部位不穩而引起神經受壓[1]。所以，若骨質疏松性椎體骨折致患者出現神經癥狀往往需行神經減壓。

3.2 骨質疏松性椎體骨折開放手術的入路選擇

OVCF開放手術的手術入路有前路、后路、前后聯合入路，各種手術方式的選擇目前沒有一定的共識供參考，但年齡和椎體骨折的數量是影響手術方式選擇的兩個關鍵因素。手術原則包括后凸畸形矯正、固定、神經減壓。

骨質疏松患者往往有多椎體的壓縮性骨折，Sudo等[9]的研究表明，在嚴重骨質疏松性椎體(BMD<0.6 g/cm2)和/或連續兩個椎體骨折時后路的固定對重建三柱穩定性至關重要，因為前柱承載了約80%的載荷。前后聯合入路可以提供良好的穩定性及減少螺釘的載荷，但這類患者多處于高齡，往往合并多種疾病，前后路手術創傷大，圍手術期風險高，筆者認為該手術方式臨床療效不確切。椎弓根螺釘能固定脊柱的前、中、后“三柱”，這種固定方式已成為主流。另一方面，若神經得到充分減壓、后凸畸形矯正良好，前路手術的意義可能不大[8]。此外，合并黃韌帶增厚的患者單純行前方減壓矯形可能導致術后黃韌帶壓迫硬脊膜加重神經功能障礙[9]。

骨質疏松患者單純椎弓根螺釘固定容易出現內固定失敗。內固定良好的穩定性是保證臨床療效的前提，生物力學及臨床研究均證明PMMA可顯著提高螺釘的把持力[10-11]，并且其單體有毒性和強化過程中的放熱反應可殺死責任椎體中的神經組織起到止痛的作用[12]。在進行釘道強化前，本組病例均進行了攻絲操作，一方面是通過攻絲操作可探及患者骨質疏松的嚴重程度，對于部分骨質疏松不嚴重的椎體可不行椎體強化，減少了骨水泥中毒和滲漏的風險。另外，Kuhns等[13]研究也發現在重度骨質疏松椎體模型中，使用骨水泥強化螺釘之前進行攻絲，可以使螺釘的把持力增加50%左右，原因可能是攻絲使螺釘周圍的骨水泥分布更好。

3.3 骨質疏松性椎體骨折伴后凸畸形的矯正策略

當后凸畸形存在時，軀干負重力向軀干腹側前下方的剪切力會增加內固定拔出的風險[14]，這也是后凸畸形需要矯正的另一個原因，但對于OVCF患者需要矯正的后凸畸形角度沒有一定的參考標準，大多數文獻認為>20°的后凸應當矯正[6]，其目標是重建脊柱矢狀面的平衡。針對不同后凸畸形角度采取何種矯形術式是手術的難點，由于椎體壓縮骨折是引起后凸畸形的主要原因，所以通過復位骨折椎體糾正后凸畸形是首要操作，本組病例術前平均后凸Cobb角為23.88°。首先通過體位復位和鈦棒的加壓復位，大部分后凸畸形矯正良好，若仍未達到恢復脊柱矢狀面平衡的目標，再行Smith-Petersen截骨術均獲得良好的矯正效果，平均矯正13.54°，后凸矯形率為56.7%，平均隨訪19.2個月，矯正角度無明顯丟失。Katsumi等[7]也發現術中角度矯正超過16°反而會加快術后矯正角度的丟失和增加鄰椎再骨折的發生率。姜宇等[6]認為對于術前平均后凸角45.9°的陳舊性OVCF首選經椎弓根截骨術(pedicle substraction osteotomy，PSO)，對于椎體壓縮程度超過70%者因難以通過PSO截骨可行全脊椎切除截骨術(vertebral column resection，VCR)后放入人工椎體或鈦網重建前中柱可獲得良好的矯形效果，但該術式需面臨術中出血多的風險。李超等[14]應用后路改良楔形截骨術矯治胸腰段骨質疏松性重度椎體壓縮骨折伴后凸畸形患者獲得良好的臨床療效，12例患者術前后凸畸形Cobb角平均為45°，其改良術僅切除了椎板、橫突、椎弓根及椎弓根基底部的皮質骨，而對椎體和椎體后壁不作切除，其術式較PSO截骨術創傷小、時間短。為了減少手術的創傷，Sudo 等[1]認為對于神經功能損害源于脊柱不穩所致的患者只需行內固定而不需行椎板減壓，對于神經癥狀來自骨折塊壓迫則行椎板減壓。本組52例中29例椎管內無明顯占位者均只行了骨折復位矯形固定，既保護了后柱結構又縮短了手術時間。

3.4 骨水泥強化螺釘骨水泥滲漏的預防

骨水泥強化螺釘最常見的并發癥是骨水泥滲漏，其中向椎體周圍靜脈系統滲漏最常見，文獻報道滲漏率差異較大，強化實心螺釘的發生率為17.9%～93.6%[7，15-17]，可能與骨密度、骨折嚴重程度和強化技術等有關。本組52例中25例出現了骨水泥滲漏，占48.1%，146個椎體中25個椎體出現滲漏，占17.1%；其中13例通過上下終板向椎間盤內滲漏和11例通過椎前靜脈系統滲漏，術后均無臨床癥狀；1例通過椎體后壁骨折線向椎弓根內側壁滲漏，經術中及時清除后未出現神經功能障礙加重。在減少骨水泥滲漏率方面，筆者認為：①強化多椎體時，釘道準備好后，每2個椎體交替強化既可以使骨水泥充分利用又可以保證骨水泥灌注時呈“面團期”；②胸椎平均每個釘道骨水泥量1.5～2.0 mL，腰椎平均每個釘道骨水泥量2.0～3.0 mL，在進行傷椎強化時須結合傷椎復位情況決定骨水泥量，若傷椎后壁不完整，需減少其強化量；③確保骨水泥灌注時緩慢、均速；④術中C型臂X線機及時正側位透視可防止發生大劑量骨水泥滲漏。

4 結論

在掌握骨水泥釘道強化技術前提下，聚甲基丙烯酸甲酯強化椎弓根螺釘治療胸腰椎骨質疏松性骨折伴后凸畸形可獲得良好的臨床療效，不僅可減輕患者的腰背部疼痛，還可矯治患者的后凸畸形，但術中如何根據后凸畸形程度制定何種矯形術式是難點。本研究受限于小樣本的回顧性分析，尚需更大樣本量的長期隨訪研究。