PVP和PKP術中骨水泥用量與分布對預后影響的研究進展

姜亮，柳達，邱敏，付勤

(中國醫科大學附屬盛京醫院，遼寧沈陽 110004)

經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty, PVP)與經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty, PKP)均是臨床廣泛應用的微創療法，主要用于非手術治療效果不佳的骨質疏松性椎體壓縮性骨折(osteoporosis vertebral compressional fracture, OVCF)及椎體血管瘤等疾病[1]。PVP、PKP通過在椎體內注入骨水泥，可有效緩解疼痛，恢復椎體的原有高度以及減少后凸畸形[1]。PKP、PVP的預后除了受患者年齡、體重、骨密度、壓縮性骨折的椎體數量等因素影響[2,3]，也與骨水泥在術中不同的使用情況密切相關[4]。學者們對骨水泥的研究角度不盡相同，也得出了不同的結論。本文主要針對術中骨水泥用量與骨水泥分布情況對預后的影響進行歸納總結，并綜述如下。

1 PVP、PKP的背景介紹

PVP、PKP臨床上目前主要應用于OCVF患者的治療。相對于PVP，PKP術中應用球囊撐開系統，能一定程度減少骨水泥的滲漏，更好地恢復椎體高度，但兩種技術緩解疼痛的效果相似，且均有創傷小、安全性高以及恢復快等優點[5,6]，所以針對不同類型的患者，兩種技術有不同選擇地應用[7]。

骨水泥是PVP、PKP手術中的關鍵，目前認為作用機制包括具有毒性的化學因素與產熱的熱學因素[8]，還有骨水泥凝固使椎體的強度(椎體發生破壞之前承受的最大應力)和剛度(椎體在受力時抵抗變形的能力)增加的力學因素[9]。

2 PVP、PKP術后觀察指標

PVP、PKP手術的目的是解除患者疼痛，使老年患者更早地恢復自主活動，減少長期臥床時間造成的褥瘡、墜積性肺炎以及深靜脈血栓的發生[10]。一些研究表明，相對于非手術治療，PVP、PKP術中應用骨水泥填充可增加椎體的剛度與強度，部分恢復椎體高度，減少遠期后凸畸形和其它椎體再骨折的發生[11,12]，但同時可能出現骨水泥滲漏。PVP、PKP術后觀察指標一般包括：疼痛緩解程度，是否存在骨水泥滲漏，術后椎體高度恢復情況，術后椎體剛度與強度的比較，以及是否存在術后遠期脊柱后凸畸形和椎體的再骨折。研究者通常從以上幾個指標進行歸納研究。

3 骨水泥用量對PVP、PKP預后的影響

以Kaufmann等[13]為代表的大量研究表明，骨水泥用量與PVP、PKP手術的止痛效果不呈正相關關系，較少劑量的骨水泥即可充分改善疼痛癥狀，疼痛的緩解程度不隨骨水泥注射量的增加而有所提升。

骨水泥可以增加椎體的強度與剛度，較為普遍的觀點認為，很少劑量的骨水泥即可使椎體恢復原有的應力水平，從而使椎體內的壓力分配正常化，但恢復椎體強度與剛度所需的骨水泥量不同。Belkoff等[14]認為，注射2 mL骨水泥即可恢復椎體的原有強度, 恢復椎體剛度在胸椎、胸腰段及腰椎所需要的骨水泥分別為4 mL、4 mL、6 mL。結合其他學者類似的研究結果，可以得出一個規律：胸椎、胸腰段以及腰椎壓縮性骨折后，為恢復強度與剛度所需的骨水泥量由上到下呈逐漸增加趨勢；相比于強度，剛度的恢復需要更多骨水泥[14,15]。

值得注意的是，隨著骨水泥用量的增加，骨水泥滲漏的比例也隨之增加[16,17]。骨水泥向椎體前方或后方滲漏，可能造成術后的神經功能障礙及肺栓塞，即使是椎間盤滲漏也可能增加椎體再骨折的風險[18]。

4 骨水泥分布對PVP、PKP預后的影響

4.1 骨水泥的體積分數

體積分數(volume fraction%, VF%)即注入椎體的骨水泥用量占整個椎體體積的比例。Molloy等[19]將其分為4級：1級體積分數為<25%，2級為25%～50%，3級為51%～75%，4級為>75%；在對尸體模型進行生物力學研究后，他們認為，當骨水泥體積分數分別達到16.2%和29.8%時，可重建病椎的強度與剛度。隨后各學者相繼展開研究，并一致認為骨水泥的不同體積分數均能有效緩解疼痛[20-22]。進一步提高體積分數，不會明顯改善疼痛和恢復椎體的強度、剛度，但能更有效地恢復椎體原有高度、改善椎體后凸畸形，并能減少相鄰椎體再骨折的發生[23,24]。

骨水泥的體積分數與其用量呈正相關，但相同骨水泥用量可能產生不同的體積分數[21]。相對于骨水泥的用量，體積分數對預后的影響似乎更大[20]。所以術者應該從骨水泥類型、粘度及手術技巧等相關因素著手[25]，使骨水泥在椎體內充分彌散，在安全用量的基礎上達到更大的體積分數。

4.2 骨水泥的分布形態

骨水泥在椎體內有著不同分布形態，Tanigawa等[26]將其分為團塊模式和網狀模式，通過對76例OVCF患者PVP術后進行隨訪后發現，兩種分布形態的術后鎮痛效果相似，其他評價指標如椎體后凸畸形、脊柱功能障礙指數等均無統計學差異；但團塊模式分布組的術后椎體再骨折率比較高、尤指是鄰近椎體，而網狀模式分布組卻更容易出現骨水泥滲漏。He等[27]將兩種骨水泥分布模式拓展為四種：互鎖團塊模式(interlocked solid pattern, LS)和非互鎖團塊模式(uninterlocked solid pattern, ULS)；連續網狀模式(contiguous trabecular pattern, CT)和不連續網狀模式(discontiguous trabecular pattern, DCT)。他們發現，與互鎖團塊模式及連續網狀模式相比，非互鎖團塊模式及不連續網狀模式的患者再骨折發生率更高，疼痛恢復情況也較差。

4.3 骨水泥在椎體內的水平分布

有學者著眼于骨水泥在椎體內的水平分布情況，Molloy等[28]對椎體注入骨水泥后的強度與剛度做出了評估，得出結論：骨水泥分布呈雙側分布與局限于一側分布，對椎體剛度的恢復并無統計學差異；同樣，相對于骨水泥呈雙側分布，骨水泥局限的分布于椎體一側并不會增加未填充側的再壓縮風險。Knavel等[29]也提出，骨水泥不超過中線的單側填充方式也能有效地改善疼痛癥狀，且不會使術椎再骨折及相鄰椎體骨折的風險提高。但也有一些學者表達了不同的看法，陳柏齡等[30]類似的成人離體標本實驗顯示：骨水泥在椎體內呈水平方向單側分布時，未填充一側的剛度明顯低于對側；骨水泥過椎體中線分布時，兩側椎體剛度才能得到同樣程度的強化。Liebschner等[31]也認為，相比于骨水泥雙側對稱式分布，局限于單側的骨水泥填充會使椎體的應力不均衡，從而導致椎體不穩及再骨折等不良預后，甚至可能導致骨水泥在椎體內的異常移動。但生物力學研究需要適當地結合臨床，影響PVP、PKP術后再骨折的因素較多，因此需要對術后患者開展長時間隨訪研究，以得到更全面的結論。

4.4 骨水泥在椎體內的縱向分布

有些學者通過縱向分層來研究骨水泥分布對預后的影響。陳其勇等[32]將三維CT中的椎體成像縱向均勻地分為四層，發現單側PVP術后的骨水泥分布具有規律性，第2層面分布最多，第1、3層面次之，而第4層面則分布最少，他們認為，通過適當增加第4層面骨水泥的填充可以更好地改善疼痛。椎體的兩端分別為上、下終板，Chevalier等[33]發現，骨水泥彌散到上、下終板處可使椎體強度提高11倍左右；若骨水泥僅接觸一端終板，椎體強度僅增加約2倍。Zhang等[34]的研究表明，骨水泥是否彌散到上、下終板并不影響術后疼痛癥狀的改善，但其在椎體上下終板的充分彌散有利于減少術后椎體再骨折風險[34,35]。

4.5 骨折線周圍的骨水泥分布

近年來，一些學者致力于應用PVP、PKP治療不穩定性骨折，同樣取得了一定療效。這為一些研究者提供了思路，他們著眼于壓縮性骨折椎體的不穩定區域，即骨折線區域骨水泥的分布情況。江曉兵等[35]發現，骨水泥在骨折線區域分布不充分可能造成術后早期恢復效果不佳，其原因可能是骨水泥并未對斷裂的骨小梁起到充分固定作用，使骨折端仍存在微動；但術后遠期效果比較則無明顯差異，這可能與骨折端術后遠期的愈合有關。宋曉飛[36]認為，術后椎體的再壓縮可能也與骨折線區域的骨水泥填充不足有關。