胸腰椎压缩性骨折的微创手术方式治疗研究进展

Research Progress on Minimally Invasive Surgical Approaches for the Treatment of Thoracolumbar Compression Fractures

摘要: 随着老龄化的加重，胸腰椎压缩性骨折的发生率逐年上升，应对胸腰椎骨折的微创手术方式也在广泛开展，本文就胸腰椎压缩性骨折的几种微创手术方式展开概述及讨论，为胸腰椎压缩性骨折的微创手术个体化治疗以及减少相关并发症风险提供一定帮助。

Abstract: With the intensification of aging, the incidence of thoracolumbar compression fractures is increasing year by year. Minimally invasive surgical methods for treating thoracolumbar fractures are also being widely adopted. This article provides an overview and discussion of several minimally invasive surgical approaches for thoracolumbar compression fractures, aiming to offer certain assistance in individualized minimally invasive surgical treatment of thoracolumbar compression fractures and in reducing the risk of related complications.

1. 引言

随着全球人口老龄化的加重，胸腰椎椎体压缩性骨折(Vertebral comprrssion fracture, VCF)的发生率也在逐年增高[1]。衰老的过程会影响脊柱的所有结构，包括椎间盘、椎间小关节、椎体、附着的肌肉与韧带。椎体的骨密度会随着年龄的增长而减少，16至25岁后，男性每年下降0.3%骨量，而女性每年下降0.5%骨量(更年期每年下降5%~6%)。发展到老年阶段后，男性骨密度下降最高可达30%，女性骨密度下降最高可达50%。椎体的老化会导致终板硬化、骨赘形成。骨骼结构的重塑与改变以及骨密度的丢失增加了发生椎体压缩性骨折的风险[2]。VCF的临床症状主要为要腰背部的疼痛，大部分VCF患者翻身时疼痛明显加重，造成此现象的原因可能是脊柱屈伸时骨折处不稳定，组织水肿造成的疼痛。此外某些VCF患者除了表现骨折部位相应的疼痛外，也会出现沿骨折部位神经走行的放射痛。如胸椎压缩性骨折，背部疼痛沿肋间神经放射，多表现为胸前区或肋弓处疼痛；腰椎压缩性骨折的患者，腰部疼痛可向腹前区放射，或沿股神经或坐骨神经放射，相应神经支配区疼痛木胀感。其中大约66%的患者出现腹部及前方放射痛，大约6%的患者出现下肢放射痛[3]。

胸腰椎部位的X线可作为VCF的首选方法，而MRI常常为诊断VCF的重要诊断方式，其能通过信号敏感地反映出X线及CT诊断不出的髓内骨折，且在多发节段椎体楔形变时能够通过脂肪抑制技术来判定责任节段。除此之外，MRI还可用于VCF与其他疾病的鉴别诊断，如骨肿瘤导致的病理性骨折等[4]。

目前VCF的治疗目的通常为缓解疼痛、恢复患者正常行动以及预防VCF的再次发生。目前有研究表明，超过50%的选择保守治疗的VCF患者在3个月内能够充分减轻腰背部疼痛。一项针对259位VCF患者的研究显示，经过3周保守治疗疼痛明显减轻及活动受限减轻的95%的患者能将这一改善效果维持到1年[5]。VCF患者经药物、胸腰椎支具、严格卧床等保守治疗后无效后，可考虑手术治疗。手术治疗一般分为微创手术与开放手术，开放手术对患者创伤较大，需患者对手术耐受程度较好，且全身麻醉对患者的一般情况要求较高，但能够处理不稳定的压缩骨折，也能够改善被骨折块压迫脊髓和神经出现的症状。除此之外，开放手术也能最大程度地矫正脊柱后凸。目前国内外开放式手术治疗VCF的主流术式为后路脊柱融合内固定术。而微创手术有着创伤小、恢复快、手术时长短的优势，而且只需局部浸润麻醉就可完成，大部分患者都可耐受，但其对于伴有脊柱后凸畸形或神经及脊髓压迫症状的严重压缩性骨折的治疗效果略逊色于开放式手术。微创术式中国内外常用的为经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)、经皮后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)以及经皮椎弓根螺钉内固定术。本文主要目的是对这3种微创术式治疗VCF加以综述，总结这3种术式的优缺点如表1，为未来的临床治疗提供参考，也进一步探究VCF患者的最佳治疗选择。

Table 1. Comparison of different surgical procedures

表1. 不同术式的对比

术式	PVP	PKP	PPSF	PVP/PKP联合PPSF
主要适应症	不伴神经损伤的单纯 稳定的椎体压缩性骨折	伴有椎体高度丢失、 后凸畸形的椎体压缩性骨折	伴有椎体高度丢失、 后凸畸形的压缩性 骨折，伴有神经损伤或椎管占位的椎体压缩性骨折	严重三柱损伤伴椎体塌陷的脊柱骨折，伴有严重骨质疏松但伴有神经损伤或椎管展位的椎体压缩性骨折
手术关键参数	水泥粘度与注射时机的控制	恢复部分椎体高度， 纠正后凸角	在术中C臂引导下 完成准确置钉	常线后路固定，再前柱强化
疗效指标	VAS评分改善率：70%~90% ODI功能障碍指数改善：约60%~70% Cobb角矫正度：几乎无矫正作用	VAS评分改善率：80%~95% ODI功能障碍指数 改善：显著改善 Cobb角矫正度：可部分矫正	VAS评分改善率：高 ODI功能障碍指数 改善：显著改善 Cobb角矫正度： 大部分可矫正，可显著矫正矢状面失衡	VAS评分改善率：高 ODI功能障碍指数改善： 全面改善 Cobb角矫正度：矫正能力 最强
主要并发症 发生率	骨水泥渗漏：20%~40% (多数无症状)，症状性肺栓塞：<1%，邻椎骨折： 约10%~20%	骨水泥渗漏率：低于PVP，约5%~10%， 球囊破裂：罕见，邻椎骨折：风险同PVP	螺钉误置/松动：3%~8% (骨质疏松者 更高)，切口感染或 血肿：1%~3%	并发症叠加：兼具两者 风险，手术时间与出血量 增加，感染风险略增

2. 经皮椎体成形术(PVP)

经皮椎体成形术于1987年被Galibert发明，初始被用于治疗椎体血管瘤[6]。随后经过多年的发展与改进，此术式现已被广泛用于胸腰椎的压缩性骨折。该手术可在全身麻醉或局部浸润麻醉下进行，术者在术中C型臂或CT的引导下将穿刺针定位后，沿椎弓根入路到达骨折椎体前部和中部的1/3，随后置入牙膏状稠度的骨水泥。目前PVP以及PKP所用的骨水泥都为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)。目前经皮椎体成形术缓解患者局部疼痛的确切机制尚未得到证实，但目前的机制主要有：(1) 微小骨折的稳定，骨水泥能够使椎体的微小骨折达到固定，从而减小了对神经末梢的刺激，以此缓解疼痛；(2) 高温的消融，骨水泥的放热反应产生的高温消融了神经末梢，从而达到了缓解疼痛的作用；(3) 生物力学的恢复，经皮椎体成形术使患者的骨折椎体恢复了一定的高度和强度，从而达到了椎体骨内减压的作用，一定程度上缓解了疼痛；(4) 骨水泥的毒性作用，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对神经末梢具有毒性，从而降低了神经末梢对疼痛的传导[7]。经皮椎体成形术的一般入路有两种，一种为双侧椎弓根入路，一种为单侧椎弓根入路。Jianmin Y等人[8]研究表明，单侧椎弓根入路的经皮椎体成形术相较于双侧椎弓根入路有着术中透视次数减少、手术时间缩短以及减少骨水泥渗漏发生率的优点。而Wang YF等人[9]认为骨水泥经过椎体中线扩散时，才会使椎体两侧达到生物力学的平衡，但由于椎弓根宽度的限制，经椎弓根入路的穿刺针往往无法到达椎体中线，导致了骨水泥局限在穿刺侧，无法越过中线，这也使椎体两侧往往达不到应力平衡，因此他们选择单侧经Kambin三角入路来治疗VCF，研究结果表明此种入路穿刺针可调整角度与方向到达椎体中线，能顺利地使骨水泥均匀向两侧分布，从而达到椎体的应力平衡。尽管PVP对于减轻VCF患者的疼痛非常有效，但其也增加了患者骨折临近节段再骨折的风险。Celene Hadley [9]等人认为正常屈曲时，椎间盘内压力随着负荷的增加而增加，压力负荷平均分布。但是椎体压缩性骨折以后，髓核可利用的空间增加；增加了椎间盘体积导致椎间盘内压降低。当屈曲过程中核内压力不再增加时，缓冲效应减低；负荷分布到椎间盘边缘。纤维环承受更多的压力，增加了屈曲时骨骺环前部的负荷，导致相邻骨折的风险增加。当骨水泥固定后，椎体被 PMMA填充，椎体高度恢复；然而，终板骨折不一定减少，因为髓核可用空间可能仍然增加。屈曲时，椎间盘压力仍然低于正常值，前部应力仍然加倍，因此相邻节段骨折通常发生在骨折终板附近。所以PVP手术的缺点之一是无法减低临近终板再骨折的风险[10]。

3. 经皮椎体后凸成形术(PKP)

2001年经皮椎体成形术(PVP)的第一个变种经皮椎体后凸成形术(PKP)横空出世。Lieberman IH等人[11]认为虽然椎体成形术目前已成功缓解了VCF患者的疼痛，但该技术并未尝试恢复塌陷椎体的高度。椎体成形术的主要局限性是骨水泥外渗，骨水泥外渗率在椎体成形术中高达 65%，在治疗椎体骨折时高达 30%。为解决PVP存在的不足，他们发明了扩张骨球囊(inflatable bone tamp IBT)，利用这种工具，可使因压缩性骨折而塌陷的椎体恢复至原始的高度。同时也创建了一个可供骨水泥填充的空腔，从而降低了注射骨水泥时的压力，以此降低了骨水泥外渗的风险。但Daher M等人[12]研究表明与PVP术后的患者相比，PKP术后患者骨折高度恢复更好，脊柱后凸角度也有明显改善，相邻椎体发生骨折的概率更低，但在骨水泥渗漏风险与术后疼痛缓解程度上，二者并无明显差异。随着时代的不断发展，机器人辅助各种手术层出不穷。最近Soni A等人[13]运用了机器人辅助PKP手术来代替传统的C型臂辅助透视的PKP术，经研究发现经机器人辅助的PKP术相较于传统的透视PKP术，有着更少的骨水泥渗漏、更好的椎体高度恢复、更少的辐射暴露以及更短的手术时间，在疼痛缓解上，二者并无显著差异。这一发现表明机器人辅助PKP术相较于传统的PKP术，更有益于患者的预后以及康复。Makareous Laham K等人[14]采用了O型臂辅助PKP术，发现与传统C型臂辅助的PKP术相比，O型臂辅助PKP术比传统透视下定位更精准、也更安全，其骨水泥渗漏率以及神经损伤远低于传统透视下的PKP术。与PVP术相同，PKP术也有着双侧椎弓根入路与单侧椎弓根入路两种入路，Aduri TT等人[15]经过研究表明：椎体后凸成形术无论是单侧椎弓根入路或双侧椎弓根入路都能有效缓解患者术前疼痛，术后并发症二者并无明显差异。但单侧椎弓根入路所需手术时间以及辐射暴露更少。尽管如此，在面对临床上的VCF患者时，我们应依据患者的病情、骨折类型来具体考虑运用哪种方案。关于PKP的术后并发症与PVP的类似，最主要的一项便是椎体再骨折，Lin YH等人[16]研究表明：经PKP术或PVP术后的VCF患者再次出现椎体压缩性骨折的危险因素有年龄较高、骨密度低、术前脊柱后凸角较大、糖皮质激素的使用、吸烟以及术中骨水泥渗漏量较多。但也有些因素与再骨折的关系尚不确定，如患者身高体重指数(Body Mass Index BMI)，需要我们再进一步的研究。

4. 经皮椎弓根螺钉内固定术(Percutaneous Pedicle Screw Fixation, PPSF)

传统术式的椎弓根螺钉内固定术在治疗胸腰椎压缩性骨折时，由于其造成的组织创伤较大，并发症多、恢复时间较慢以及花费较高，导致了经皮椎弓根螺钉内固定术的出现。这项技术于1982年被Magerl首先报道用于治疗胸腰椎骨折[17]。张文志等人[18]经过研究表明：与传统术式的椎弓根螺钉内固定术相比，微创经皮椎弓根螺钉内固定技术治疗胸腰椎骨折不但手术操作简易、还更加安全可靠，具有创伤小、出血少、恢复快、住院日短、术后疼痛轻、并发症少等优势，而且对伤椎畸形的矫正和内固定效果与传统开放手术相当。经皮椎弓根螺钉内固定术的一大优势是能够减少VCF患者后期脊柱出现后凸畸形的概率，Li J等人[19]通过比对PKP术与经皮椎弓根螺钉内固定术对VCF患者的疗效发现：PKP术所需手术时间更短、术中失血量更少、患者住院时间更少，而PPSF术在恢复椎体高度以及后凸畸形矫正上优于PKP术。二者在术后并发症的发生率上无显著差异。经过不断的发展，目前已经有了PKP联合PPSF的术式，Huang D等人[20]研究发现：接受单纯PKP术治疗的VCF患者的VAS、ODI、椎体高度和后凸角度均得到初步改善，但在末期随访访视时椎体高度和后凸角度的矫正显著丢失，VAS评分和ODI也同样如此。最为可能的原因是 PKP术最初可以恢复椎体高度和局部后凸，但由于椎间隙和骨质疏松导致随后的高度丢失。椎体内断裂区域由坏死的松质骨、软骨和骨痂组成，通常与缺血性坏死相关。这可能会导致脊柱的不稳定、背痛和腰椎滑脱。而接受PKP术联合PPSF术的患者，在术后1年内实现了更长的矫正期和更强的椎体支撑。这说明相较于单纯的PKP术，PKP术联合PPSF术治疗VCF患者不仅能获得良好的疗效，而且能更好地矫正脊柱后凸以及维持椎体高度。

5. 结语

综上所述，PVP术、PKP术、PPSF术都是治疗VCF患者的有效治疗方式，PVP术能够快速减轻患者痛苦，但恢复椎体高度以及改善脊柱后凸畸形上不如PKP术与PPSF术。PKP术作为PVP术的变种，虽然也能够恢复椎体高度以及改善脊柱后凸畸形，但远期效果不如PPSF术。而PPSF术后期能顾有效降低患者脊柱后凸的概率，但手术时长以及恢复程度略逊于其它两种术式。这三种术式都是由传统术式经过前人的总结与改良产生，随着时代的发展，我们也要在临床的工作中多总结思考，改善各种术式的不足，为患者带来更好的治疗效果与预后。

NOTES

^*通讯作者。