CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在胸腰椎骨折經(jīng)皮椎體成形術(shù)中的應(yīng)用

張愛明，李青，黃暉，梁道臣，趙成毅，梅治，姚海燕，范志丹，張非

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CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在胸腰椎骨折經(jīng)皮椎體成形術(shù)中的應(yīng)用

張愛明，李青，黃暉，梁道臣，趙成毅，梅治，姚海燕，范志丹，張非

【摘要】目的探討CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在胸腰椎骨折經(jīng)皮椎體成形術(shù)（PVP）中的應(yīng)用價值。方法回顧性分析中山大學(xué)附屬中山醫(yī)院2007年8月至2014年11月應(yīng)用CT成像Pin-point激光導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下PVP治療526例（868個椎體）胸腰椎骨折患者的臨床資料。根據(jù)是否采用CT三維重建技術(shù)分為非三維組（246例420個椎體）和三維組（280例448個椎體）。比較兩組術(shù)前1 d、術(shù)后3 d視覺模擬量表（VAS）評分、椎體中心高度；每組隨機(jī)選擇40例患者，記錄單個椎體手術(shù)時間；觀察兩組骨水泥滲漏、肺栓塞、脊髓壓迫加重等并發(fā)癥發(fā)生情況。結(jié)果兩組術(shù)后3 d VAS評分相當(dāng)，均明顯低于術(shù)前（P＜0.05）；兩組手術(shù)前后椎體中心高度變化不明顯（P＞0.05）；三維組與非三維組腰椎單椎體操作時間分別為（22.1±1.1）m in和（41.2±1.9）m in，兩組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；非三維組有4例定位錯誤需行二次手術(shù)，三維組無定位錯誤；三維組和非三維組分別有96、93個椎體發(fā)生骨水泥滲漏，均未發(fā)生脊髓壓迫加重及肺栓塞。隨訪3～6個月（平均4.5個月），所有患者疼痛無反復(fù)。結(jié)論CT引導(dǎo)下三維重建輔助PVP具有精準(zhǔn)性高、省時、安全等優(yōu)點(diǎn)，臨床療效滿意。

【關(guān)鍵詞】脊柱骨折；胸椎；腰椎；經(jīng)皮椎體成形術(shù)；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；成像，三維；外科手術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助

作者單位：528403廣東，中山大學(xué)附屬中山醫(yī)院脊柱外科（張愛明，李青，梁道臣，趙成毅，梅治，姚海燕，范志丹，張非），CT室（黃暉）

E-mail：zsphzam@126.com

經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty，PVP）是治療老年椎體壓縮性骨折的成熟技術(shù)［1］。早在2002年，我科就開展了CT成像Pin-point激光導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下PVP治療胸腰椎壓縮性骨折［2-3］；2007年始我們在CT引導(dǎo)下PVP術(shù)中應(yīng)用三維重建技術(shù)。本研究回顧性分析我院采用CT引導(dǎo)下PVP治療的526例胸腰椎骨折患者的臨床資料，探討CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在PVP治療中的應(yīng)用價值，現(xiàn)報道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥65歲；②符合骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮性骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)壓迫癥狀、椎體感染、椎體結(jié)核，嚴(yán)重凝血功能異常、心臟疾患患者。

2007年8月至2014年11月我院符合病例選擇標(biāo)準(zhǔn)的患者共526例（868個椎體），其中男220例，女306例；年齡66～98歲，平均年齡74.7歲。其中單椎體307例、雙椎體123例、3椎體80例、4椎體8例、5椎體5例、6椎體3例；單純椎體壓縮性骨折502例、骨折伴椎體轉(zhuǎn)移瘤24例；骨折椎體分布上至T4、下至S1；228例有摔傷或搬重物史；患者均有腰背部疼痛、翻身行走困難、責(zé)任椎體附近叩擊痛等臨床表現(xiàn)。其中采用三維重建的患者280 例448個椎體（三維組）、未采用三維重建的患者246例420個椎體（非三維組），兩組性別、年齡、病程、視覺模擬量表（visural analogue scale，VAS）評分［5］等一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

1.2手術(shù)方法

術(shù)前行X線片及MRI檢查確定責(zé)任椎體；完善實(shí)驗(yàn)室檢查。兩組均由同一手術(shù)組醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)，均采用局部麻醉方式。

非三維組：采用PHILIPS 16排CT機(jī)，常規(guī)行俯臥橫軸位掃描，根據(jù)CT掃描定位像結(jié)合X線片、MRI確定掃描范圍（包括病變椎體及鄰近椎體），穿刺部位以3 mm層厚、3 mm層間距行容積掃描，然后根據(jù)常規(guī)CT掃描結(jié)果對穿刺點(diǎn)進(jìn)行定位。術(shù)中借助CT成像Pin-point激光導(dǎo)航系統(tǒng)（PHILIPS螺旋CT機(jī)自帶）對穿刺點(diǎn)進(jìn)行皮膚定位，按參考文獻(xiàn)［3］方法行PVP手術(shù)，如遇骨質(zhì)疏松嚴(yán)重、顯像不清情況（圖1），從骶椎、T12椎或既往行PVP的椎體開始向上或向下定位；穿刺椎體成功后再進(jìn)行掃描，確定針尖達(dá)到理想位置后注射骨水泥，嚴(yán)密觀察生命體征及患者肢體感覺、運(yùn)動情況。術(shù)后2 d可下床輕微活動，復(fù)查傷椎正側(cè)位片，觀察3～4 d后出院。

三維組：①在常規(guī)掃描后即刻以1.5 mm層厚對圖像進(jìn)行多平面重建（multi-planar reconstrution，MPR）［6］，首先根據(jù)MRI矢狀位圖像（圖2A）及CT矢狀位三維重建圖像（圖2B），直接定位傷椎及椎弓根，然后利用CT激光導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合術(shù)前CT測量數(shù)據(jù)（圖2C）對穿刺點(diǎn)進(jìn)行皮膚定位（圖2D），指導(dǎo)穿刺針至傷椎骨折線附近并確定穿刺針進(jìn)針方向（圖2E），以確保精準(zhǔn)穿刺；②術(shù)中在剛進(jìn)入椎體、椎弓根、椎體中央以及注射完骨水泥時均行三維重建（圖2F～2J），獲得的矢狀位圖像可清晰顯示穿刺點(diǎn)的高低偏差，橫斷面圖像可顯示穿刺點(diǎn)的內(nèi)外偏差，借此指導(dǎo)定位、進(jìn)針及觀察骨水泥分布情況；③術(shù)后即刻行三維重建，以顯示矢狀位、橫斷面骨水泥分布及滲漏情況。復(fù)查傷椎正側(cè)位X線片（圖2K）等術(shù)后處理方法與非三維組相同。

1.3療效評價

評估術(shù)前1 d、術(shù)后3 d VAS評分和椎體中心高度；觀察有無骨水泥滲漏、肺栓塞、脊髓壓迫加重等并發(fā)癥；每組隨機(jī)抽取40例單腰椎骨折患者（L1～L5皆可）的臨床資料，統(tǒng)計(jì)其單個椎體手術(shù)時間。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x-±s）表示，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或配對t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以例表示，采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行比較。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1　兩組患者術(shù)前一般資料比較（±s）

表1　兩組患者術(shù)前一般資料比較（±s）

注：VAS：視覺模擬量表

非三維組三維組統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量P值例數(shù)246 280年齡/歲76±5 75±7 t = 2.246 0.248性別/例男102 118 χ2= 0.024 0.900 女144 162伴發(fā)椎體轉(zhuǎn)移瘤/例10 14 χ2= 0.036 0.742椎體骨折部位/個胸椎206 242 χ2= 1.615 0.250腰椎214 206病程/d 4.8±1.6 4.6±1.4 t = 3.466 0.486 VAS評分/分8.3±0.7 8.4±0.7 t = 2.322 0.686

2　結(jié)果

手術(shù)均順利完成；骨水泥注入量1.8～3.5 mL，平均注入量3.2 mL。如表2所示，兩組術(shù)后3 d VAS評分相當(dāng)（P＞0.05），患者疼痛均較術(shù)前明顯緩解（P＜0.05）；兩組手術(shù)前后椎體中心高度變化不明顯（P＞0.05）。三維組腰椎單椎體手術(shù)操作時間少于非三維組［（22.1±1.1）min vs（41.2± 1.9）min）］，兩組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t = 58.067，P = 0.000）。非三維組有4例定位錯誤，需再次行PVP，三維組無定位錯誤；三維組和非三維組分別有96、93個椎體發(fā)生骨水泥滲漏，均未發(fā)生肺栓塞及脊髓壓迫加重癥狀。隨訪3～6個月，平均隨訪時間4.5個月，所有患者疼痛無反復(fù)。

圖1　非三維重建患者CT定位像，術(shù)前定位困難，顯像差

圖2CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在經(jīng)皮椎體成形術(shù)中的應(yīng)用（女，80歲，T12、L3椎體骨折）2A術(shù)前MRI矢狀面2B術(shù)前利用CT三維重建圖像快速定位骨折椎體2C術(shù)前CT測量數(shù)據(jù)2D借助CT導(dǎo)航系統(tǒng)對穿刺點(diǎn)進(jìn)行皮膚定位2E確定進(jìn)針點(diǎn)并局麻2F剛進(jìn)入椎體時三維重建顯示矢狀位、橫斷面、冠狀面穿刺針位置2G進(jìn)入椎弓根時三維重建顯示矢狀位、橫斷面、冠狀面穿刺針位置，測量進(jìn)針深度為27.2 mm 2H穿刺至椎體前1/3時三維重建顯示矢狀位、橫斷面、冠狀面穿刺針位置2I穿刺成功后注射骨水泥2J橫斷面、冠狀面、矢狀面三維重建顯示骨水泥分布情況2K術(shù)后2 d復(fù)查腰椎正側(cè)位X線片

表2　手術(shù)前后兩組臨床指標(biāo)比較結(jié)果（±s）

表2　手術(shù)前后兩組臨床指標(biāo)比較結(jié)果（±s）

注：VAS：視覺模擬量表

術(shù)前術(shù)后t值P值VAS評分/分三維組（n = 280）8.4±0.7 1.9±0.6 110.106 0.000非三維組（n = 246）8.3±0.7 2.0±0.6 111.169 0.000 t值2.322 2.264 P值0.686 0.794椎體中心高度/mm三維組（n = 280）18.4±3.3 18.8±3.2 0.123 0.810非三維組（n = 246）18.2±2.1 18.7±3.3 0.163 0.818 t值2.268 2.344 P值0.564 0.686

3　討論

3.1 CT引導(dǎo)下PVP手術(shù)

PVP是治療胸腰椎骨折的常用術(shù)式，能夠迅速緩解疼痛，恢復(fù)椎體穩(wěn)定性，改善臨床癥狀［7-8］。但存在穿刺定位困難、易發(fā)生骨水泥滲漏等不足。胸腰椎骨折患者以老年人居多，全身情況差，心肺功能不佳，不能耐受長時間俯臥，CT室通常缺乏監(jiān)護(hù)及急救設(shè)備，因此如何使PVP手術(shù)更加快捷、安全、有效，是脊柱外科醫(yī)師關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。CT成像Pin-point激光導(dǎo)航系統(tǒng)為CT機(jī)本身自帶，其原理是先行CT掃描，獲取傷椎/病椎三維數(shù)據(jù)，然后在PVP手術(shù)過程中進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和操作導(dǎo)航。借助這一技術(shù)，PVP手術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性大為提高，尤其是對鄰近多節(jié)段胸腰椎骨折，效果滿意［2-3］。

3.2 CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)在PVP中的應(yīng)用

3.2.1應(yīng)用價值CT MPR圖像與橫斷面圖像比較，其優(yōu)勢在于多方位、多角度地顯示傷椎/病椎的具體情況以及椎管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高治療的精準(zhǔn)性，降低并發(fā)癥的發(fā)生?，F(xiàn)有16排及以上螺旋CT處理速度快、圖像清晰，3～5個椎體在15 s內(nèi)即可完成掃描并實(shí)現(xiàn)同步重建，我們以3 mm層厚掃描、1.5 mm層厚重建，重建圖像質(zhì)量優(yōu)良，不增加患者的輻射劑量，同時進(jìn)一步提高了穿刺的精準(zhǔn)性，明顯節(jié)約手術(shù)時間，減輕患者的痛苦。

國外學(xué)者將三維C型臂重建應(yīng)用于PVP中，根據(jù)CT掃描數(shù)據(jù)評價骨水泥在骨折椎體的分布［9-11］。國內(nèi)趙磊等［12］則指出，將三維重建技術(shù)用于經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)，可在術(shù)前篩選合適的患者，為手術(shù)提供參考依據(jù)，還可評估手術(shù)效果，應(yīng)用價值較高。本研究比較分析三維組與非三維組CT引導(dǎo)下PVP手術(shù)的椎體操作時間、臨床效果以及并發(fā)癥發(fā)生情況，結(jié)果表明，兩組患者術(shù)后VAS評分明顯優(yōu)于術(shù)前，在緩解疼痛方面兩組療效相當(dāng)。三維組由于在術(shù)前定位，剛進(jìn)入椎體、椎弓根、椎體中央及注射完骨水泥后均行三維重建，因此可以快速找到骨折椎體楔形變或增生明顯的椎體（疼痛椎），椎體操作時間較非三維組明顯縮短（P＜0.05），且無定位錯誤，手術(shù)更加精準(zhǔn)，安全性更高；而在非三維組，部分病例無法根據(jù)單純CT定位像進(jìn)行定位，尤其是胸椎骨折椎體，需從骶椎、有特征性的T12椎體或既往行PVP手術(shù)的椎體開始向上或向下定位，定位時間較長，易發(fā)生定位錯誤，組中有4例因此發(fā)生定位錯誤而需要重新行PVP。兩組患者術(shù)后均未發(fā)生脊髓壓迫加重及肺栓塞等并發(fā)癥。

結(jié)合臨床實(shí)踐，我們認(rèn)為CT引導(dǎo)結(jié)合三維重建技術(shù)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①術(shù)前定位更加準(zhǔn)確。盡管CT比C型臂、G型臂X線機(jī)更易于定位，但對胸椎顯影差，尤其是上胸椎骨折，而CT三維重建矢狀面圖像能顯示各椎體形態(tài)［13］，結(jié)合MRI矢狀面圖像可更加準(zhǔn)確地定位目標(biāo)椎體，錯誤率低。②穿刺操作更加精準(zhǔn)。非三維組穿刺時只能參照橫斷面圖像，明確穿刺點(diǎn)的內(nèi)外偏差。而三維組穿刺時可清晰顯示穿刺點(diǎn)的高低偏差，更加直觀、精準(zhǔn)、安全；穿刺還可直達(dá)椎體骨折線處，增強(qiáng)了骨折線分布區(qū)域的止痛效果［14］。③椎體操作更加省時。由于提高了定位和穿刺的準(zhǔn)確性，操作也就更加快捷；對多節(jié)段胸腰椎骨折可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)穿刺，一次掃描，可同時觀察各穿刺點(diǎn)的具體位置，明顯縮短了手術(shù)時間。④及時發(fā)現(xiàn)骨水泥滲漏等并發(fā)癥發(fā)生情況。借助CT三維重建技術(shù)，術(shù)者可從橫斷面、冠狀面及矢狀面角度更加清晰立體地觀察有無骨水泥滲漏以及骨水泥彌散效果，我們推測這也是三維組骨水泥滲漏發(fā)生率不低的原因之一；同時還可避免穿刺時骨水泥進(jìn)入椎管、椎間盤及鄰近正常椎體，降低醫(yī)源性損傷發(fā)生的風(fēng)險。

3.2.2技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)①PVP術(shù)中第一次掃描完成后即開始重建，定位時運(yùn)用CT三維重建矢狀面結(jié)合MRI矢狀面圖像定位，找準(zhǔn)楔形變或增生明顯的椎體，避免定位及穿刺錯誤。②操作要細(xì)致，進(jìn)針動作要緩慢，尤其是剛進(jìn)入椎體時，首先進(jìn)行CT掃描，邊掃描邊重建，然后根據(jù)三維重建結(jié)果調(diào)整進(jìn)針方向，避免穿刺針進(jìn)入椎管造成脊髓損傷；通過椎弓根后可安全進(jìn)針，但要避免穿刺針穿出椎體誤傷椎旁血管，尤其是胸腹主動靜脈。③骨水泥呈“牙膏狀”時注入，注入骨水泥量不可過多，以降低滲漏風(fēng)險；發(fā)生骨水泥椎管內(nèi)滲漏時，只要無癱瘓癥狀，就不要盲目手術(shù)取出，以免加重病情。④既往視椎體后緣破壞為PVP禁忌，但我們術(shù)中同樣穿刺，只是盡量穿刺至椎體前緣，骨水泥注射量控制在2 m L以內(nèi)，未見明顯滲漏。

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臨床研究

Application of CT guided PVP combined w ith 3D reconstruction for treatment of thoracolumbar fractures

ZHANG Aiming*，LI Qing，HUANG Hui，LIANG Daochen，ZHAO Chengyi，MEI Zhi，YAO Haiyan，F(xiàn)AN Zhidan，ZHANG Fei. *Department of Spinal Surgery，Zhongshan Hospital Affiliated to Zhongshan University，Zhongshan，Guangdong 528403，China

【Abstract】Objective To study application value of CT guided percutaneous vertebroplasty（PVP）combined w ith 3D reconstruction for treatment of thoracolumbar fractures. Methods Clinical data of 526 patients（868 vertebrae）w ith thoracolumbar fractures treated by CT imaging Pin-point laser navigation system guided PVP from August 2007 to November 2014 in Zhongshan Hospital A ffiliated to Zhongshan University，were retrospectively analyzed. According to whether used 3D reconstruction during PVP，patients were divided intobook=20,ebook=20two groups，non 3D group（246 cases，420 vertebrae）and 3D group（280 cases，448 vertebrae）. Visual analogue scale（VAS）scores，central vertebral body height at 1 day preoperatively and 3 days postoperatively were compared between two groups；Forty patients from each group were random ly selected to determ ine the single vertebral body operation time；Complications such as bone cement leakage，pulmonary embolism，spinal cord compression were observed. Results VAS scores at 3 days after surgery showed similar results in both groups，which were significantly lower than preoperative ones（P＜0.05）；There were no significant differences in central vertebral body height between preoperation and postoperation；Average single lumbar vertebrae operation time was（22.1±1.1）min in 3D group and（41.1±1.9）min in non 3D group（P＜0.05）. Four cases had positioning errors and needed to reoperation in non 3D group；Cement leakage had happened in 96 vertebrae in 3D group and 93 in non 3D group，no pulmonary embolism or spinal cord compression aggravation occurred. During 3-6 months（mean 4.5 months）follow-up period，no local pain reoccurred. Conclusion CT guided PVP combined w ith 3D reconstruction for thoracolumbar fractures could obtain good clinical effect w ith the advantages of high precision，time-saving and safety.

【Key words】Spinal fracture；Thoracic vertebrae；Lumbar vertebrae；Percutaneous vertebroplasty；Tomography，X-ray computed；Imaging，three-dimensional；Surgery，computer-assisted

中圖分類號：R683.2，R814.42

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-666X（2016）02-081-06

DOI：10.3969/j.issn.1674-666X.2016.02.003

收稿日期：（2016-01-07；修回日期：2016-03-01）（本文編輯：白朝暉）