术中三维影像脊柱导航引导椎体成形术治疗椎体压缩骨折

【摘要】  ［目的］探讨采用术中三维影像脊柱导航技术引导的椎体成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的方法和效果。［方法］41例骨质疏松性椎体压缩骨折患者分别采用术中三维影像脊柱导航(A组)和传统C型臂X线机透视(B组)引导完成椎体成形术。两组分别配对比较手术前后RDQ评分及VAS评分变化，分组比较两组间患者平均手术时间、透视次数、椎弓根穿刺精确度，术后复查X线片了解骨水泥分布情况。［结果］共46椎成功注射骨水泥，所有患者手术前后RDQ评分及VAS评分均有显著差异，组间差异不明显。A组平均手术时间及透视次数明显低于B组。A组未发现椎弓根穿破病例，B组有1例椎体发生骨水泥渗漏于椎旁软组织，但椎管及椎弓根结构完整。术后平均随访21个月(6～38个月)，无明显并发症，无椎体塌陷。［结论］采用术中三维影像脊柱导航引导行椎体成形术，能明显提高手术精确度和安全性，并能缩短手术时间，减少透视次数，减少手术并发症，疗效肯定。

【关键词】  导航； 椎体成形术； 椎体压缩骨折

Application of spinal navigation with the intraoperative 3Dimaging modality in vertebroplasty to treat osteoporotic vertebral compression fracture∥SUN Qi,XU Lin,YU Xing,et al,Department of Orthopaedics,Dongzhimen Hospital,Beijing 100700,China

    Abstract：［Objective］To study the effect of intraoperative threedimensional fluoroscopybased spinal navigation guidance for vertebroplasty to treat osteoporotic vertebral compression fracture（OVCF）.［Method］A clinical study was performed in which 41 patients suffering painful osteoporotic vertebral compression fractures underwent vertebroplasty procedure.During this procedure,cannulation of the pedicle and vertebral body was performed with the aid of isocentric 3D fluoroscopybased spinal navigation (group A) and biplanar fluoroscopy (group B).RDQ and VAS of each group was compared between preoperation and postoperation.Total operating time,intraoperative fluoroscopy time and pedicle puncturation accuracy were compared between group A and group B.Possible complications such as cement extravasations were evaluated with Xray fluoroscopy.［Result］Fortysix vertebrae were successfully injected with polymethyl methacrylate.The two groups had statistically significant difference in RDQ and VAS between preoperation and postoperation,but no statistically significant difference between the two groups.Mean operating time and intraoperative fluoroscopy times of group A were shorter than those in group B.There was no case of broken pedicle in group A.One vertebra was found to have bone cement leakage to soft tissue in group B,but the vertebral canal and pedicle intact.The author followed up for an average of 21 months (range 8～38 months) and found no severe complication or collapse of vertebra.［Conclusion］With the aid of intraoperative threedimensional fluoroscopybased spinal navigation,vertebroplasty can be performed more accuractly and securely.The shorter total operating time,intraoperative fluoroscopy times are convincing and less possible complication can be expected.

    Key words：navigation；     vertebroplasty；     vertebral compression fracture

    随着老龄社会的到来，骨质疏松性椎体压缩性骨折日益增多，近年来椎体成形术已发展成为治疗此病的重要技术。目前该术式面临的主要问题是如何提高椎弓根穿刺精确度，缩短手术时间，减少透视次数和X线辐射。影像导航技术在脊柱外科的应用可明显提高经椎弓根操作的精确性和安全性［1］，如能将椎体成形术和导航技术二者结合起来，可有效解决椎体成型术面临的问题。作者从2003年9月始在脊柱椎弓根螺钉植入过程中采用术中三维影像导航系统，现已常规用于各类涉及椎弓根操作的脊柱手术［2］，2005年9月以来，开展术中三维影像脊柱导航引导的椎体成形术19例，为客观评价其效果，与传统椎体成形术进行分组比较研究，现将分析结果报告如下：

    1     材料与方法

    1.   1     一般资料

    自2005年9月-2008年2月共41例骨质疏松性椎体压缩骨折（46椎）患者行Sky膨胀式椎体后凸成形术，根据术中是否采用脊柱导航辅助分组：导航组(A组)和传统C型臂X线机透视组(B组)。A组：19例（24椎），男6例、女13例，年龄56～81岁（平均73.   3岁），骨折部位为T9～L2（胸椎14椎，腰椎10椎），压缩程度为20％～80％，其中单椎体14例、双椎体3例、三椎体2例。B组：22例（22椎），男9例，女13例，年龄55～78岁（平均71.   2岁），骨折部位为T10～L1（胸椎12椎，腰椎10椎）。两组患者年龄、性别、一般情况、服药情况等均无明显差异。

    1.   2     手术方法

    A组：手术床和体位垫均能透X线，导航红外相机置于手术台头端，工作站置于术者对面，将术中三维影像系统与脊柱导航系统连接，将导航参考基固定于手术节段上一椎体棘突根部，采用术中三维影像系统采集手术区域脊柱三维资料，采集完毕后将影像资料传输至脊柱导航系统工作站，调整红外线相机，识别术野器械，构建导航坐标系统，完成图像注册，术者按照导航监测仪上显示的轨迹选择理想的进针点和角度，依次用开口器、开路器完成双侧椎弓根通道，通道深度至椎体前中1/3处。沿完成的通道植入Sky膨胀式椎体成型器，顺时针旋转手柄膨胀撑开到位、逆时针旋转手柄并退出成型器，换用骨水泥注入器，注入骨水泥，一侧注射量约1.   5～2 ml。随即采用术中三维影像系统对骨水泥分布进行评估（图1、2）。

    B组：患者俯卧于体位垫，保持胸腰段椎体过伸利于椎体复位。C型臂X 线机透视下确定手术节段椎弓根双侧皮肤进针点并标记。常规消毒、铺无菌巾后在C型臂X线机透视引导下将导针经皮穿刺由一侧椎弓根进入患椎，直至导针针头位于椎体前1/3处，沿导针置入工作通道套管，经套管用Sky膨胀杆特定钻头开道，然后插入膨胀器，顺时针旋转手柄膨胀撑开到位、逆时针旋转手柄并退出成型器，换用骨水泥注入器，注入骨水泥，一侧注射量约1.   5～2 ml。手术全过程在C型臂X线机透视下进行，一旦发现泄漏立即停止注射。　

    1.   3     记录手术前

    RDQ评分及VAS评分、手术后1 dVAS评分及术后1周RDQ评分。记录每例手术时间及透视次数。记录术后近期并发症。术后门诊随访症状及影像学情况。

    1.   4     统计方法

    两组患者RDQ、VAS评分、平均手术时间及透视次数以均数±标准差表示，t检验进行术前术后、组间统计学比较。统计软件采用SPSS 13.   0，P<0.   05为有统计学差异，P<0.   01为有统计学显著差异。

    2     结     果

    41例（46椎）患者均成功完成椎体成形术，A组患者术后即刻行三维影像系统评估，无椎弓根穿破病例。B组1例患者术后X线片见骨水泥渗漏于椎前软组织，但椎管及椎弓根结构完整，无下肢症状。分析原因可能为骨水泥通过椎体前缘骨折缝隙渗出（图3） 。

    37例术后3 d能佩戴支具下床活动，38例术后2个月腰痛完全消失。术后平均随访21个月（8～38个月），无椎体塌陷、疼痛复发和神经症状。

    2.   1     手术前后RDQ、VAS评分情况

    手术后A、B组RDQ评分明显减低，与术前比较有统计学意义（P=0.   000，P=0.   000）（表1），术前A/B组间无显著差异（P=0.   8869），术后A/B组间无显著差异（P=0.   8457）。

    手术后A、B组VAS评分明显减低，与术前比较有统计学意义（P=0.   000，P=0.   000）（表1），术前A/B组间无显著差异（P=0.   8864），术后A/B组间无显著差异（P=0.   7698）。表1     手术前后RDQ评分和VAS评分比较A组术前术后B组术前术后

    2.   2     两组患者平均手术时间和透视次数情况

    A组平均手术时间：单椎体（60.   0±10.   7）min、双椎体（68.   3±11.   5）min、三椎体（77.   3±10.   4）min；B组平均手术时间单椎体（89.   4±20.   9）min，两组单椎体平均手术时间有显著差异（t′，=-5.   7791,P=0.   0058）。A组平均透视次数较B组明显减少，两组间平均透视次数有显著差异（t′，=-9.   3995,P=0.   0000）(表2) 。表2     两组患者单椎平均手术时间和透视次数比较平均手术时间

    3     讨     论

    骨质疏松性椎体压缩性骨折日益增多，传统治疗方法不能有效降低患者死亡率。自1987年法国介入放射学家Galibert首先采用经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty,PVP）治疗椎体血管瘤以来，椎体成形术和后凸成形术（Kyphoplasty）已广泛用于治疗椎体压缩性骨折、椎体血管瘤、椎体转移瘤等多种疾病，并取得很好的疗效。Zoarski等［3］报道PVP治疗骨质疏松性压缩性骨折30例，术后数小时疼痛缓解率达96.   7%(29/30)，15～18个月后随访疼痛缓解率仍达95.   7%(22/23)。

    3.   1     椎体成型穿刺的精确性和安全性

    椎体成型术关键在于如何准确而安全的向椎体内注入骨水泥，椎体成形术后患者出现下肢运动功能障碍，多与术中椎弓根穿刺位置不佳导致椎弓根破裂，骨水泥流入椎管所致。这就要求手术医生具有丰富的椎弓根穿刺技术以建立准确的骨水泥注入通路。而老年患者常合并有脊柱侧弯、旋转等严重的退变畸形或压缩程度过大、椎弓根过细等，手术难度将进一步增加，即使C型臂X线机反复换位多次投照，也很难达到手术精度的要求。若术中椎弓根骨皮质不慎被穿破，骨水泥渗漏的机率将大大增加，一旦损伤到神经组织，将会出现灾难性后果。而且术中反复多次透视，不仅延长手术时间，对术者和患者的皮肤、角膜、甲状腺及性腺也存在很大危害［4］。脊柱导航系统则可将患者术前或术中影像数据和手术中患者的解剖结构准确对应，术中跟踪手术器械，并将手术器械的位置在影像上以虚拟探针的形式实时显示，使医生对手术器械与病人解剖结构的位置关系一目了然，从而使手术更加精确、安全、快速，充分体现了现代微创外科的要求和特点。Laine T等在46名T9～S1椎弓根螺钉固定的患者中随机比较了脊柱导航和传统方法的临床效果：传统方法椎弓根穿破率高达15.   9%(23/145)，而应用脊柱导航系统后椎弓根穿破率下降到4.   1%（4/98），P=0.   004。徐林等［5］分析比较术中三维影像导航技术和传统技术在腰椎椎弓根螺钉中的应用发现：导航组椎弓根螺钉穿破率为3.   1%，穿破均<2 mm，不需要重新调整；而传统技术穿破率为14.   4%，其中6.   5%螺钉穿破>2 mm，需要重新调整。本研究A组患者经导航后，椎弓根穿破率为0%，这说明通过导航引导的椎体成型术是可行的、安全的。

    3.   2     手术时间和透视次数　

    在应用脊柱导航手术初期,由于操作不熟练,会在一定程度上增加手术时间。熟练掌握导航技术后,加之手术定位准确,减少了不必要的操作程序和重复,可明显缩短手术时间,减少透视次数。对于解剖结构复杂、脊柱畸形严重的病例,越能体现术中三维影像导航的优势［6］。本病例中：A组平均手术时间为单椎体（60.   0±10.   7）min、双椎体（68.   3±11.   5）min、三椎体（77.   3±10.   4）min，B组平均手术时间为单椎体（89.   4±20.   9）min，两组间单椎体手术时间有显著差异（P<0.   01）；A组平均透视次数为（3.   7±0.   9）次，B组平均透视次数为（10.   4±3.   2）次，A组平均透视次数较B组明显减少。这说明熟练掌握导航技术后，不但能缩短手术时间，而且能显著减少患者和术者X线的暴露时间。

    3.   3     手术适应证

    以往认为胸椎压缩程度>50%，腰椎压缩>75%者不适合行椎体成形术，原因是过度压缩导致穿刺及注入骨水泥困难，但是在脊柱导航指引下同时多方位、动态观察导针的位置和方向，大大提高了手术的精度和安全性，在行球囊扩张或Sky撑开时，可准确的将扩张器置入压缩椎体空间内实行撑开，所以，在导航辅助下仍然可为这类患者行椎体成形术，以减轻此类患者的病痛［7］。A组病例中椎体最大压缩达到80%，仍能在导航引导下很精确的实施了手术，这说明随着导航技术的普及，一些基于传统透视方法而制定的手术适应证可适当放宽。

    3.   4     存在的不足

    脊柱导航引导的椎体成形术也存在一些不足：(1)由于目前的导航图像最多能够包含4个椎体，在非连续的多节段骨质疏松性压缩性骨折病例中，可能需要第2次图像采集，增加了额外的操作；相反，在连续的多节段病例中，就能明显减少透视次数，缩短手术时间，本组病例中3例双椎体及2例三椎体患者经1次导航完成；(2)由于需要将动态参考基固定于棘突根部，所以在经皮椎体成形术时，需要额外做一手术切口，造成微小创伤。

【参考文献】
  ［1］ Langston T,Holly LT,Foley KT.Intraoperative spinal navigation［J］.Spine,2003,28:26-35.

［2］ 俞 兴，徐 林，毕连涌,等.术中三维导航引导的腰椎椎弓根螺钉植入效果分析［J］.中华医学杂志，2008，27:1905-1908.

［3］ Zoarski GH,Snow P,Olan WJ,et al.Percutaneous vertebroplasty for osteoporotic compression fractures:quantitative prospective evaluation of long term outcomes［J］.J Vasc Interv Radiol,2002,2:39-48.

［4］ Perisinakis K.Patient exposure and associated radiation risks from fiuoroscopically guided vetebroplasty or kypnoplasty［J］.Radiology,2004,2:701-707.

［5］ 徐 林，俞 兴，郑大滨,等.脊柱导航-术中三维影像系统在椎弓根螺钉固定术中的应用［J］.中国矫形外科杂志,2004,23-24:1895-1897.

［6］ 俞 兴，徐 林，毕连涌,等.三维导航在脊柱畸形或翻修手术患者椎弓根螺钉置入中的应用［J］.中国脊柱脊髓杂志,2008,7:522-525.

［7］ 王文军，王麓山，胡文凯,等.Sky膨胀式椎体成形器在骨质疏松性椎体压缩骨折重建中的初步应用［J］.中国矫形外科杂志,2005，22：1694-1696.

作者单位：北京中医药大学东直门医院骨科中心，北京东城区海运仓5号100700