經皮微創手術在OVCF治療中的應用及進展

薛小偉 劉志斌

【摘要】分自中國步入老齡化時代以來，骨質疏松性椎體壓縮骨折（ Osteoporot ic Vertebral CompressionFracture，OVCF）患者逐年增多。經皮微創手術應用廣泛，備受OVCF患者和臨床醫師青睞。研究探討經皮微創手術在OVCF治療中的應用及進展。通過查閱近些年國內外相關文獻資料，就目前臨床上經皮微創手術在OVCF治療中的應用及進展，包括發展史、止痛機制、適應癥和禁忌癥、療效評估、并發癥及預防、骨水泥材料等相關問題進行研究討論，作一綜述。

【關鍵詞】OVCF; PVP; PKP;治療進展

骨質疏松癥（Osteoporosis，OP）是以骨強度下降、骨折風險增加為特征的全身代謝性骨病。OP的特點是骨量減少、骨微結構退行性改變、骨脆性增高、骨力學強度下降、骨折危險增加，常在輕微外力或無外力情況下發生骨折[l]。骨折最常見部位是椎體、髖部和腕部，其中以椎體最多見[2]。OVCF患者耐受性差、頑固性腰背部疼痛，長久以往會出現脊柱后凸畸形，造成脊柱不穩，許多患者同時合并有其他基礎疾病，因此嚴重影響日常生活質量，增加家庭及社會經濟負擔.且增加致殘率和死亡率。經皮微創手術治療OVCF已有近三十年歷史，目前在臨床上應用廣泛，且易被患者接受。臨床上流行的微創手術主要有經皮椎體成形術（ percutaneousvertebroplasty， PVP）和經皮椎體后凸成形術（percutaneous kyphoplasty，PKP）.PVP工作原理是在C型臂或G型臂透視引導下經皮通過工作套管向傷椎內打入骨水泥，繼而增加椎體強度和穩定性，防止塌陷，緩解疼痛，甚至恢復傷椎高度。PKP是在PVP的基礎上，先用特制的可擴張球囊將壓縮椎體撐開復位，然后在低壓下注入骨水泥，完成手術。

1 發展史

保守治療周期長、依從性低、無法恢復椎體高度及剛度、不能糾正后凸畸形、增加椎體再骨折等并發癥的缺點。開放手術因患者骨質疏松致椎弓根釘把持力差，且有創傷大、麻醉風險高，遠期并發癥發生率高等缺點，臨床難以廣泛應用。PVP最早起源于1984年，法國醫生Galibet和Deramond[3]首先對C2椎體血管瘤用15G穿刺針穿刺注射骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）治療，止痛療效令人驚喜，遂將此手術命名為經皮椎體成形術（PVP），并于1987年報道。1990年Galibet[4]首次應用此技術治療OVCF，效果同樣可喜。1994年，Jensen首先將PVP技術引進美國用于治療OVCF，不久就得到美國介入放射學和骨外科學界的廣泛認同，此后PVP逐漸在世界多地開展和應用。1994年，美國的Wong和Reiley等在PVP基礎上設計了球囊擴張器，PKP由此誕生，1998年美國FDA正式批準球囊的臨床應用，2001年Lieberman首次報道。我國則于2000年由中山大學第二附屬醫院最早引入PKP術式，此后蘇州、北京等地有類似報道，并在全國各地廣泛應用。2011年，Eddison等[5]通過比較2005至2008年美國醫療保險數據庫內85萬余例椎體壓縮骨折患者保守治療與微創手術治療間4年時的死亡率差異，發現手術組患者死亡率遠低于保守組。2014年，美國介入放射學會、放射學院、脊柱放射學會等8大學會發表聯合申明：對有癥狀的骨質疏松性或腫瘤性椎體骨折，PVP和PKP是有效、安全且療效可持續的[6]。

2 止痛機制

根據脊柱相關生物力學的定義：椎體強度是指椎體在發生塌陷前所能承受的最大應力，它的恢復和增強是評估PVP和PKP療效的最常用指標，有助于預防或避免己修復的椎體再次發生骨折;椎體剛度是指椎體在外力作用下抗變形的能力，椎體剛度與椎體硬度成正比，它的恢復被認為是與止痛效果相關的力學參數[7]。PVP與PKP術后為使傷椎獲得穩定，理想的狀態是恢復和接近正常椎體的強度和剛度。目前，臨床上關于PVP和PKP止痛機制尚未完全明確，但普遍認為可能的機制有[89，1O]：

（1）傷椎被注入骨水泥后，椎體內顯微骨折能在骨水泥固化后得到固定，從而有效恢復椎體的剛度和強度，減少微動摩擦，增加脊柱的穩定性;

（2） PMMA本身具有的熱效應和其未聚合的單體有細胞毒性作用，同時灌注劑可填塞和壓迫傷椎，聚合產生的熱量也可能對椎體內的感覺神經末梢有破壞作用;

（3）穿刺后椎體內壓力下降，骨水泥注入后迅速固化椎體，一定程度阻抗了因溶骨性破壞和鈣缺失引起的椎體支撐力下降。

3 適應癥和禁忌癥

手術成功必不可少的一個條件是嚴格把握其適應癥和禁忌癥，同時在篩選病例時獲得可靠的病史和詳細的體檢資料，尤其是相關影像學資料（x線、CT和MRI等）。PKP是PVP在基礎上發展起來的，所以兩者的手術適應癥和禁忌癥也基本類似。

手術適應癥：

（1）非手術治療無效、疼痛劇烈的OVCF患者;

（2）椎體壓縮70%以下或部分陳舊性不穩定骨質疏松性椎體骨折;

（3）椎體后壁完整且無骨塊突入椎管內;

（4） CT顯示椎弓根無變異、狹窄、骨折;

（5）不宜長時間臥床、可耐受手術者;

（6）血管瘤、椎體轉移瘤以及骨結核等累及椎體并發生壓縮骨折或有潛在骨折風險者;

（7）骨折后不愈合或囊性變。

手術絕對禁忌癥：

（1）不能耐受手術者;

（2）無痛、陳舊性的穩定性骨折;

（3）椎體感染;

（4）成骨性椎體轉移瘤[11，12];

（5）非骨質疏松的急性創傷性椎體骨折;

（6）傷椎椎板、椎弓根破壞;

（7）椎體后壁有骨折或骨折塊侵入椎管;

（8）嚴重心肺疾病及凝血功能障礙的患者;

（9）對器材或材料過敏者。

相對禁忌癥：

（1）椎體嚴重壓縮骨折，椎管內有骨塊[13，14];

（2）有出血傾向者;

（3）身體其他部位存在活動性感染者;

（4）與椎體壓縮骨折無關的神經壓迫引起的根性痛;

（5）椎體壓縮程度超過75%者。

近年來，隨著手術器械、技術和材料的不斷改善和進步，手術適應癥范圍也在逐步擴大。因此，臨床骨科醫師應根據患者實際情況適當放大或縮小手術適應癥和禁忌癥，選擇相對最合理、可靠的治療方案。

4 療效評估

PVP和PKP主要用于治療保守治療無效且疼痛進行性加重的OVCF患者，也可用于椎體血管瘤、椎體轉移瘤等疾病的治療。目前被廣泛應用的評估指標有視覺模擬評分（visual analogue scale，VAS）、Oswestry功能障礙指數（ODI）、椎體前緣高度和后凸Cobb角等。與傳統開放性手術相比，PVP和PKP創傷小、迅速緩解疼痛、患者下床活動早、手術安全性相對較高，且可在手術時取腫瘤或其他異常組織做活檢，為后續相關放化療等提供有價值的客觀依據。然而，近年來一些研究針對其有效性提出了質疑，Me Cullough[15]的研究顯示與保守治療相比，PVP和PKP臨床效果未見明顯優勢。目前多數研究認為，PVP和PKP短期效果更為突出，Ward_law[16]的研究顯示在1個月內，同保守治療相比，PKP在緩解疼痛、改善活動能力及提高生活質量方面優勢明顯，其作用可持續到1年以后。對于PVP與PKP臨床效果的比較，Ha[17]等研究發現1周以內PVP的疼痛緩解效果更佳，長期效果來看兩者在疼痛緩解及功能恢復上差別不大。根據文獻[18]報道，PVP與PKP疼痛緩解率可達70%-95%。與PVP相比，PKP的主要不同之處在于它將一種可膨脹的球囊經過工作套管置入傷椎，此膨脹球囊正好支撐壓縮的椎體以恢復其高度，然后椎體內形成一空腔，經減壓后再將球囊取出，注入骨水泥材料，完成手術。多數學者認為PKP對恢復椎體高度和脊柱后凸畸形明顯優于PVP，但也有學者認為兩者對傷椎椎體高度的恢復程度并無多少差別，這可能是由于椎體高度的恢復除球囊擴張外還有其他因素，比如術中應用體位進行傷椎復位也很重要。在骨水泥滲漏率方面，各家報道不一，但總體上PKP明顯低于PVP： Taylor等[19]的薈萃分析發現PKP滲漏率8%，PVP滲漏率高達40%; Eck等[20]報道PVP組骨水泥滲漏率為19.7%，而PKP組的滲漏率為7.0%，差異有統計學意義（P<0.001。總體而言，PVP與PKP均能迅速緩解患者疼痛、提高生活質量。PKP能在一定程度上恢復傷椎高度、矯正后凸畸形，手術時間較長、費用較高，而PVP操作簡便、手術時間較短、療效可靠且價格相對便宜，更利于臨床推廣使用。筆者認為，對于PVP和PKP的選擇應根據患者具體病情和身體狀況、經濟條件和醫院技術設備情況等諸多因素而定。

5 術后并發癥及預防

臨床上PVP及PKP的術后并發癥主要包括：

（1）骨水泥滲漏（最常見的并發癥）;

（2）肺栓塞，骨水泥單體毒性可引起低血壓休克及脂肪栓塞;

（3）脊髓或神經根損傷，常為手術器械所致;

（4）椎管及椎間孔狹窄，可能與椎板或椎體側壁皮質破裂和骨水泥外漏有關;

（5）肋骨骨折，可能與操作時體位不當等因素有關;

（6）感染、出血、一過性疼痛等;

（7）遠期并發癥，鄰近椎體再骨折。

預防措施有：

（1）嚴格掌握手術適應癥和禁忌癥;

（2）熟悉相關解剖結構;

（3）術前完善影像學檢查（X線片、CT、MRI等）以確定傷椎骨折類型、椎弓根和椎體后壁情況、椎管內情況;

（4）嚴格遵守無菌原則，正確掌握手術步驟及技巧;

（5）手術室具備良好的C型臂或G型臂X線透視機以便術中隨時監測手術進展情況;

（6）使用PKP球囊時密切注意擴張壓力，目前公認一般不超過300psi，當椎體高度恢復滿意或球囊抵達椎體上下終板時停止加壓[21];

（7）合理把握骨水泥注入時機，盡量選擇在拉絲后期或面團初期進行推注，并注意推注力道和次數。

筆者認為，無論哪種并發癥的出現，都或多或少與術者操作有關，所以完善術前準備、提高手術精細度、加強術中監測等措施都可降低并發癥的發生率。

6 骨填充網袋改良PKP手術

盡管PVP和PKP應用廣泛，但均有骨水泥滲漏的風險，尤其是椎體骨皮質不完整的患者[22]。針對此問題，近年來國內外逐漸出現了一種骨填充網袋（ Bone FillingMesh Container， BFMC）改良PKP手術的新技術。BFMC類似于PVP和PKP，也可置入后擴張椎體，然后注入骨水泥至充滿網袋并抬高傷椎部分高度，使部分骨水泥通過網眼呈線樣滲出至骨小梁間隙，充分彌散后與骨小梁間交叉嵌插以形成微觀絞鎖、增加抗剪切應力，從而加固傷椎降低再骨折風險[23]。骨填充網袋改良PKP手術效果與PVP、PKP相當且可降低骨水泥滲漏風險，但由于其目前臨床應用時間短、BFMC無生物降解性、相關報道少、缺乏長期隨訪資料，因此還仍需進一步隨訪和探索。

7 骨水泥材料的發展

聚甲基丙烯酸甲酯（ polymeyhymetharcylate，PMMA）具有較好的生物惰性、相容性，2004年被美國食品藥品管理監督管理局認可并批準用于OVCF和轉移性腫瘤的治療[24]。目前應用最多的骨水泥材料是PMMA，具有制備方便、粘稠度低、適度流動性、易灌注、良好的剛度及強度、價格相對低廉等優點，但其也有弊端：易滲漏（可能由粘稠度低和流動性所致）、放熱反應容易灼傷周圍重要組織、毒性反應可致低血壓休克和脂肪栓塞等并發癥、無骨傳導和骨誘導性有發生松動可能、壓縮強度大會增強臨近椎體再骨折風險等。盡管PMMA在臨床上應用最廣，但并非最理想的骨水泥材料。

理想的骨水泥材料應具備以下特點[25]：

（1）易顯影;

（2）聚合溫度適宜;

（3）調制簡便易注射;

（4）無毒、無致畸作用;

（5）良好的生物活性、相容性、可降解性;

（6）極好的骨傳導和骨降解性;

（7）價格合理;

（8）可負載生物材料，如抗腫瘤、抗感染藥物及骨誘導劑;

（9）無放熱或低放熱。經皮微創治療OVCF的效果、術后并發癥發生率等均與骨水泥材料的好壞直接相關[26]。

近年來，隨著對骨水泥材料的不斷研究，出現很多新型骨水泥材料。被研究最多的是磷酸鈣骨水泥（CPC）和硫酸鈣骨水泥（CSC）。楊澤雨等[27]認為CPC具有以下特點：卓越的骨傳導性為骨長入和重塑提供了基礎、生物相容性及生物可吸收性、聚合無放熱或低放熱。但CPC本身也有許多不足：高粘度性、易被血沖刷致滲漏可能、極易吸收而增加臨近椎體再骨折可能性、強度低于正常骨質等。csc是一種人工合成的骨水泥，孫育良等[28]報道CSC有以下優點：良好的生物相容性和生物力學特性、極佳的骨誘導和傳導特性、生物載藥性。CSC也有許多缺點：不易顯影影響術中觀察監測、可注射性差、止痛效果差、生物學強度低等。此外，復合型陶瓷骨水泥也逐漸成為研究熱門。復合型陶瓷骨水泥主要有Cortoss骨水泥和Orthocomp骨水泥，Cortoss骨水泥起初被設計用于椎體成形術的一種生物活性復合物，具有許多接近人體骨質的重要屬性[29]：本身無透視性但注射后有可視性、產熱較PMMA少、注射起止時間可控。Orthocomp骨水泥是一種玻璃陶瓷強化復合材料，有生物相容性且可減少產熱。鍶有不透射線性和骨誘導性，也可抑制骨吸收，一種含鍶羥基磷灰石和雙酚A甲基丙烯酸縮水甘油酯的新型生物活性骨水泥正在進行臨床試驗。

總之，關于PVP和PKP骨水泥材料的研究很多，尚有爭議。但應用最多的仍是PMMA，因其具有介于松質骨和皮質骨的強度、止痛效果好、彌散性較好等優點。筆者認為，隨著科技進步和學者們的不斷探索研究，相信很快就會有一種具有良好生物相容性、更接近人體生物力學特性、可吸收、強度合適、價格合理等優點的理想骨水泥材料問世并逐步投入臨床使用。在此之前，如何規范合理地使用骨水泥是所有骨科醫生都必須思考的問題。

8 總結

綜上所述，OVCF的治療方法多種多樣：經皮微創手術（PVP、PKP及BFMC）創傷小、能迅速緩解疼痛、易被患者接受，PKP還能恢復傷椎部分高度并矯正后凸畸形。雖然還有許多需待進一步研究以明確和解決的問題如穿刺器材的精確性、手術入路的選擇、骨水泥材料的選擇、如何減少術后并發癥、傷椎與鄰近椎體的生物力學關系等等，但其越來越受患者和臨床醫生青睞，應用價值和前景極大。目前，OVCF患病率在全世界都有不斷增長趨勢，對于其治療，我們應嚴格掌握手術適應癥和禁忌癥并結合每位患者具體情況制定個體化治療和康復方案，并重視OP的早期預防和治療，從而達到治療效果最優化。

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