光電導航引導經皮椎體后凸成形術治療骨質疏松性胸腰椎壓縮骨折

曹林虎，譚 倫，林 旭，吳 超，王翔宇

骨質疏松性胸腰椎壓縮骨折(OVCF)常見于老年患者，女性居多。隨著微創脊柱外科的發展，經皮椎體后凸成形術(PKP)治療OVCF的臨床療效被廣泛認同，但醫患受X線輻射較多，且骨水泥滲漏等并發癥發生率較高[1-4]，影響了術式的療效和推廣。2012年11月～2015年12月，筆者對采用光電導航系統引導與常規行PKP治療的127例OVCF患者資料進行分析，比較兩種方法的安全性和有效性，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例選擇納入標準：① 年齡>60歲；② 中度及以上骨質疏松；③ 無外傷或輕度外傷所致T8～L5椎體骨折，AO分型為A1和A3型；④ 無脊髓和神經根損傷的癥狀和體征；⑤ 術前評估能夠耐受俯臥位手術。排除標準：① 無疼痛癥狀的OVCF；② 術前X線片、CT或MRI檢查顯示傷椎后壁骨折片突入椎管，椎管侵占>50%；③ 其他病理性骨折。

1.2 病例資料共納入127例(148椎)，男27例，女100例，年齡61～86(71.20±6.31)歲。入院后采用拋擲硬幣隨機分組方式將患者分為兩組：觀察組采用光電導航系統(BrainLab公司)引導；對照組采用C臂機(西門子公司)透視引導。① 觀察組：61例(72椎)，男13例，女48例，年齡62～85(70.79±6.36)歲;單椎體51例，雙椎體9例，三椎體1例；T8～T1231椎，L1～L541椎;骨折AO分型：A1型53椎，A3型19椎。② 對照組：66例(76椎)，男14例，女52例，年齡61～86(71.59±6.28)歲;單椎體57例，雙椎體8例，三椎體1例;T8～T1234椎，L1～L542椎;骨折AO分型：A1型56椎，A3型20椎。兩組術前一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。兩組手術均由同一組醫師完成，均采用上海凱利泰醫療科技有限公司的PKP相關器械。

1.3 手術方法局部浸潤麻醉。患者俯臥位。(1)對照組：按常規方法在C臂機下進行穿刺。骨水泥注入后，若正位片顯示骨水泥分布未越過椎體中線，則需要加行對側穿刺，即雙側穿刺。見圖1。(2)觀察組：穿刺前術者在體表標記傷椎節段，指導C臂機攝片范圍。① 將光電導航固定參考架安置于傷椎附近20 cm內，以不妨礙術中操作為宜，在參考架上固定反射球使之位于雙目紅外線位置探測儀可探測范圍內。在C臂機圖像增強器上固定校準板，將導航系統定位架固定于傷椎附近，并使其頭端處于C臂機拍攝范圍內。分別攝傷椎節段正、側位片，導入計算機工作站作為導航注冊用(如有需要可加攝椎弓根軸位片)。上述步驟完成后即在計算機工作站上建立了虛擬正、側位透視圖像，在穿刺套針上安裝手術器械參考架，在虛擬正、側位透視圖像上按照導航系統注冊方法進行圖像配準和器械注冊，見圖2。注冊成功后，手術器械以黃色光標顯示在虛擬正、側位透視圖像上，并且可以顯示已注冊器械的尖端在空間中的延長線。② 調整穿刺針使光標延長線在正、側位X線片上均通過椎弓根和椎體中心點，且針尖至椎體中線光標延長線距離相等，此時穿刺針與皮膚接觸點為皮膚切口部位。在標記的穿刺點皮膚做小切口，穿刺針觸探橫突、內移至橫突根部附近，檢查穿刺針光標達到上述要求后進行穿刺，根據導航屏幕上的模擬位置引導進行穿刺，見圖3。③ 其余常規操作同對照組。

圖1 術中穿刺 A.單側穿刺不成功，行雙側穿刺；B.單側穿刺成功

圖2 光電導航圖像和器械注冊 A.注冊正、側位圖像；B.注冊手術器械

1.4 術后處理兩組術后處理方法一致。常規監測血壓、呼吸、心率、體溫等，觀察患者下肢感覺、運動功能，并詳細記錄。術后4 h內平臥，保持腰部伸直狀態，術后24 h后帶腰圍逐步下床活動，術后3～5 d指導患者行腰背肌鍛煉。

圖3 光電導航引導下PKP穿刺 正位(圖3A)和側位(圖3B)導航圖像上，穿刺點Q至靶點O距離均為3.5 cm

1.5 評價指標(1)臨床評價：① 手術前后采用VAS評分對疼痛程度進行評價。② 術中記錄X線透視次數、穿刺次數、手術時間及單側穿刺成功數。③ 術后記錄血管、神經等并發癥。(2)影像學評價：手術前后攝胸腰椎正、側位 X線片及行CT或MRI檢查，均以Dicom格式保存，采用Mini Viewer Version 1.0軟件觀察、測量以下指標。① 椎弓根突破：術中記錄穿刺針突破椎弓根的落空感，術后在CT橫斷面片上觀察椎弓根壁損傷情況。② 骨水泥滲漏：術中及術后在X線正、側位片和CT橫斷面上觀察骨水泥向周圍滲漏情況。③ 傷椎前緣高度比：手術前后在側位X線片上測量傷椎前緣高度，傷椎前緣高度比=傷椎前緣高度/[(傷椎上位鄰椎前緣高度+傷椎下位鄰椎前緣高度)/2]×100%。④ CT上觀察傷椎節段有無異常陰影，了解是否有血管損傷。

2 結果

患者均獲得隨訪，時間5～13個月。

2.1 兩組手術指標比較見表1。X線透視次數、穿刺次數觀察組明顯少于對照組(P<0.001)，而兩組手術時間比較差異無統計學意義(P>0.05)。單側穿刺成功率：觀察組為97.2%(70/72)，對照組為47.4%(36/76)，觀察組明顯優于對照組(P<0.001)。

2.2 兩組VAS評分比較見表2。術后24 h，兩組與術前比較差異均有統計學意義(P<0.001)；兩組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 兩組傷椎前緣高度比比較見表3。術后24 h,兩組均較術前顯著改善(P<0.001)；兩組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。

表1 兩組術中X線透視次數、穿刺次數及手術時間比較

表2 兩組手術前后VAS評分比較[分,

表3 兩組手術前后傷椎前緣高度比比較

2.4 兩組術后并發癥發生率比較觀察組：椎弓根突破并骨水泥滲漏1例，骨水泥滲漏1例，并發癥發生率為3.28%；對照組：椎弓根突破2例，骨水泥滲漏5例，并發癥發生率為10.61%；兩組均無血管、神經等其他并發癥發生。術后并發癥發生率觀察組明顯低于對照組(P<0.05)。

2.5 兩組典型病例見圖4～7。

3 討論

3.1 個體化穿刺路徑的設計PKP穿刺點一般選擇椎弓根外上緣稍外側，需不斷進行正、側位透視以明確穿刺角度，如外展角度過大容易突破椎弓根，導致穿刺并發癥；而外展角度過小穿刺靶點難以達到椎體中線，導致骨水泥分布不良，從而影響治療效果[5-7]。國內外學者大多采用經椎弓根途徑的“標準穿刺軌道”[7]，即擬定穿刺靶點在椎體前下1/3處、椎弓根內通過點位于椎弓根腰部中心，從而逆向確定穿刺點，并測量棘突至穿刺點距離以指導皮膚進針點，但此方法通常需行雙側穿刺。Wang et al[4]選擇“經橫突—椎弓根路徑”穿刺，其穿刺靶點同樣在椎體前下1/3，而椎弓根內通過點和穿刺點外移，此方法的單側穿刺效果良好。由于骨水泥在椎體內各平面呈類圓形擴散[8]，為使骨水泥分布最大化，本研究觀察組中選擇傷椎幾何中心作為穿刺靶點，通過預先測定靶點和椎弓根內通過點，逆向確定穿刺點，從而設計個體化穿刺路徑。

圖4 對照組患者，女，63歲，L1椎體壓縮骨折，行PKP治療，單側穿刺不成功后行雙側穿刺 A、B.術前X線片、CT，顯示L1椎體壓縮骨折；C、D.術后X線片、CT，顯示骨水泥分布良好 圖5 觀察組患者，女，81歲，L1椎體壓縮骨折，行PKP治療，單側穿刺成功 A、B.術前X線片、CT，顯示L1椎體壓縮骨折；C、D.術后X線片、CT，顯示骨水泥分布良好 圖6 對照組患者，女，68歲，L1椎體壓縮骨折，行PKP治療，單側穿刺成功 A、B.術前X線片、CT，顯示L1椎體壓縮骨折；C、D.術后X線片、CT，顯示骨水泥發生椎管內滲漏 圖7 觀察組患者，女，72歲，T12、L2椎體壓縮骨折，行PKP治療，單側穿刺成功 A、B.術前X線片、CT，顯示T12、L2椎體壓縮骨折；C、D.術后X線片、CT，顯示L2椎弓根突破，骨水泥發生椎弓根內側滲漏

3.2 個體化穿刺路徑的實施由于術前測量個體化穿刺路徑是逆向過程，而術中實施實際穿刺路徑為正向過程，現實中易受患者體位、測量工具、主觀因素等影響，因此如何減少各因素的影響，將術前測量軌道精準實施于術中比較關鍵?；仡櫠辔粚W者的報道[9-11]，對于如何將術前測量數據，尤其是較難準確測量的外展角度精確實施于術中均未詳細提及。本研究中，觀察組術中穿刺角度通過導航屏幕上光標延長線的距離來判斷，避免了對角度的估算或采用工具測量時較多因素的干擾，穿刺次數明顯減少，單側穿刺成功率明顯提高，采用單側椎弓根穿刺即可有效緩解疼痛，達到雙側穿刺的效果。手術時間觀察組和對照組比較差異無統計學意義，可能由于早期對光電導航設備的操作不夠熟練，在術中器械注冊和校準時花費了較多時間。此外，本研究觀察組有2例進行了雙側椎弓根穿刺，這也與早期設備操作不熟悉、器械注冊時產生誤差有關。

3.3 導航在PKP中的應用PKP操作通常在C臂機透視指導下完成，由于是二維單平面靜態圖像，難以在立體空間上對穿刺過程進行引導，因此術中常常需要進行多次透視。為了達到更精確地穿刺，有學者利用三維CT導航引導取得較好的臨床效果[12]，但其易發生影像漂移、成像質量不佳等問題，且設備較為昂貴，難以推廣使用。并且，這些導航方式在術中常需透視數十次，對患者和醫護人員的健康帶來隱患[13-14]。也有學者[15]將MRI用于指導PKP穿刺，可獲得更精確地穿刺和更少的輻射，其采用了電磁示蹤技術，解決了以往光學示蹤技術影像漂移的問題，但是由于MRI對骨質結構顯示效果不理想，設備過于昂貴，并且需要專用防磁手術室，操作器械也必須完全防磁，推廣應用的難度很大。近年來，國產天璣骨科手術導航系統[16]研制成功，并取得良好的臨床效果，但其設備仍較為昂貴，短期難以在基層醫院普及。本研究觀察組采用光電導航技術為二維多平面動態導航系統，可對穿刺過程進行空間引導和實時監測，從而提高穿刺準確性，降低術后椎弓根突破、骨水泥滲漏等并發癥發生率。雖然光電導航系統也會出現圖像漂移等問題，但隨著設備操作的熟練提升，每次穿刺前將注冊好的器械與標準桿進行圖像對比，可有效減少這種誤差所帶來的影響。此外，常規PKP術中X線透視主要是監測穿刺過程和骨水泥注入過程。本研究觀察組術前使用C臂機透視2～4次進行定位及采集注冊圖像，骨水泥注入過程需透視6～13次進行監測，與對照組比較，光電導航完全替代了穿刺過程中C臂機的監測，能有效減少X線透視次數。但是，骨水泥注入過程仍缺乏較理想的非X線監測方法。

綜上所述，光電導航引導PKP治療OVCF，可有效提高單側穿刺成功率、減少穿刺次數，準確性高；同時可減少X線透視次數、降低并發癥發生率，有較好的安全性。