結(jié)合術前CT規(guī)劃及術中透視建立穿刺通道技術在老年骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折手術中的應用

椎體成形術(PVP)和椎體后凸成形術(PKP)是治療老年骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折(OVCF)的常用手術方法[1-3]。兩種手術操作均包括經(jīng)皮穿刺建立骨性通道和沿通道在椎體內(nèi)填充骨水泥。在操作過程中,穿刺通道經(jīng)過脊椎后部的椎弓根或胸肋關節(jié)到達傷椎的椎體,通道周圍緊鄰椎管內(nèi)的脊髓或神經(jīng)根,因此穿刺過程有神經(jīng)損傷的風險[4]。另一方面,穿刺通道的位置決定了球囊的位置、骨水泥的彌散方向和填充的骨水泥量,這些因素合適與否決定著手術的療效[5-6]。因此穿刺通道的建立是PVP和PKP技術的關鍵步驟。

我們基于以往的手術經(jīng)驗,設計了一種能夠精確建立穿刺通道的技術。該技術利用術前薄層CT掃描進行術前設計,再結(jié)合術中X線正側(cè)位透視的引導進行穿刺操作。本研究旨在驗證該方法的有效性和安全性。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取2017年7月至2018年6月,就診于北京積水潭醫(yī)院脊柱外科的病人進行前瞻性研究。納入標準:(1)低能量損傷所致胸腰椎骨折;(2)年齡>60歲;(3)胸背部疼痛劇烈無法堅持保守治療者,或OVCF保守治療過程中,出現(xiàn)繼發(fā)的后凸畸形或胸背痛持續(xù)不緩解者。排除標準:(1)腫瘤、感染等所致的病理性骨折者;(2)疼痛輕微,可選擇支具保護和短期臥床治療者;(3)高能量損傷所致不穩(wěn)定骨折者;(4)椎體爆裂骨折者;(5)病人無法耐受超過半個小時俯臥位體位者;(6)嚴重的心、肺功能障礙無法耐受手術者。入選病人簽署手術知情同意書,本研究通過我院倫理委員會批準。

1.2 手術方法 納入合適的病人后,記錄病人術前視覺疼痛評分(VAS)。常規(guī)行胸腰椎T1和T2加權(quán)相以及壓脂相MRI、CT平掃及胸腰椎正側(cè)位X光片檢查。如果病人符合以下條件之一,選擇PKP手術治療:(1)胸腰段(T10～L2)傷椎存在明顯的后凸畸形,表現(xiàn)為側(cè)位片上測量局部的Cobb角大于20°(例如傷椎為T12,則測量T11-L1的Cobb角);(2)椎體高度塌陷超過30%。如果涉及多個節(jié)段手術,其中某個節(jié)段行PKP手術,其他節(jié)段也行PKP手術,目的是利用球囊擴張減少骨水泥注射壓力。

首選單側(cè)通道進行穿刺[7]。在術前CT上選擇沒有椎弓根骨折及穿刺通道硬化的一側(cè)進行穿刺;如果冠狀位CT顯示左右塌陷程度不一致,導致局部側(cè)彎,則選擇在塌陷多的一側(cè)進行穿刺;如果兩側(cè)椎弓根均細,單側(cè)穿刺通道無法實現(xiàn)穿刺針穿過中線時,選擇雙側(cè)通道穿刺。操作過程均由一位術者完成。

1.3 結(jié)合術前CT規(guī)劃和術中透視建立穿刺通道

1.3.1 術前CT規(guī)劃穿刺通道:在PACS系統(tǒng)上(Carestream PACS,11.0版本)進行術前設計。以傷椎為中心,首先在CT矢狀位圖像上確定軸位的平面,然后在軸位圖像上進行穿刺通道的規(guī)劃(圖1)。以單通道后外側(cè)入路為例,從椎弓根背側(cè)向椎體方向劃線為R線,調(diào)整骨面入點(B點)的位置和通道方向,使得R線不穿過椎管,且盡量在骨性結(jié)構(gòu)內(nèi),遠端穿過中線到達另一半椎體,測量R線和中線的夾角作為穿刺通道的橫向角α。做R線的延長線至皮膚表面,測量經(jīng)皮入點到中線的距離為d(圖2)。在B點上作平行中線的直線C,測量椎弓根內(nèi)壁到C線的垂直距離為a,椎弓根內(nèi)壁到中線的距離為b,計算a/b的比值。在椎體后緣垂直于中線,劃一條直線M線和R線相交,觀察交點是否在椎弓根內(nèi)壁以內(nèi)(圖2)。

注:使用CT重建模式,在矢狀位圖像A上,調(diào)整紅線方向和穿刺路徑一致;在冠狀位圖像B上調(diào)整紅線方向和上終板或下終板平行,得到軸位圖像C圖1 選擇合適的軸位圖像

圖2 術前CT規(guī)劃穿刺路徑介紹

1.3.2 術中透視引導穿刺:病人俯臥位,調(diào)整C臂機透視方向,確保正側(cè)位為標準位置:正位透視時棘突位于椎體中心,側(cè)位透視時椎體輪廓沒有重疊。在后背上用記號筆劃出中線,使用彎折的克氏針進行傷椎的定位?？耸厢樤谧倒队吧?沿克氏針在皮膚上劃一條橫線,在該橫線上距離中線距離為d 的點,作為在橫向上入點的位置，這樣就確定好皮膚上入點的位置(圖3)。常規(guī)消毒鋪巾,入點附近采用1%利多卡因浸潤麻醉,并在穿刺通道骨面進行浸潤麻醉。切開長0.5 mm切口,使用11G穿刺針從切口穿入,使用消毒后的量角器確定入針的橫向角度,為CT上測量值α。探及骨面時,行正側(cè)位透視,調(diào)整穿刺針尖的位置,正位上使得針尖到椎弓根內(nèi)壁的距離和內(nèi)壁距離中線的距離比值等于a/b,側(cè)位上針尖在椎弓根徑線上,調(diào)整穿刺針的縱向角度(圖4)。確定骨面入點后,擺出橫向角度α和側(cè)位透視確定的縱向角度,進行骨性通道穿刺。穿刺至一定深度進行透視確認,直到在側(cè)位透視上,針尖抵達椎體后壁,此時正位透視針尖應在椎體內(nèi)壁以內(nèi)(圖5)。

當穿刺針到達椎體后緣2 mm時,拔出針芯,放置導針,沿導針放置工作套筒(KyphX?Osteo Introducer?),然后使用骨鉆至椎體前緣,正位透視確認骨鉆尖端是否過中線,由同一術者(本文第一作者)和助手共同確認。記錄此次穿刺過程中骨鉆尖是否穿到對側(cè)椎體。如果選擇PKP手術,使用球囊擴張進行復位操作。最后制備和推注骨水泥(OSTEOPAL?V,Heraeus Holding?)。

圖3 體表入點的定位方法

圖4 骨面入點和入針角度確定方法

注:當側(cè)位片上針尖到椎體后壁時,即CT上M線和R線的交點的位置,正位片上針尖應在椎弓根內(nèi)壁圖5 穿刺針穿到椎體確認方法

1.4 觀察指標

1.4.1 穿刺成功率:選擇單通道時,透視圖像上骨鉆尖端能夠到達對側(cè),穿過中線且術后CT證實沒有穿透椎弓根內(nèi)壁即為穿刺成功。選擇雙通道時,透視圖像上骨鉆尖端到達椎弓根內(nèi)壁和中線之間,術后CT證實沒有穿透椎弓根內(nèi)壁即為穿刺成功。

1.4.2 其他指標:術后即刻記錄病人下肢感覺和肌力的改變,確定是否有神經(jīng)損傷情況。術后第1天記錄病人VAS,術后常規(guī)進行CT檢查和X光片檢查。記錄每個節(jié)段操作的手術時間(總手術時間除以椎體數(shù))、推入骨水泥的量;術后CT或X光片觀察術中并發(fā)癥(骨水泥滲漏至椎管);術前和術后病人VAS變化;每個節(jié)段a/b值。

1.5 統(tǒng)計學方法 使用SPSS 13.0進行統(tǒng)計分析,計量資料采用均數(shù)±標準差表示,組間比較采用t檢驗,術前和術后VAS值比較采用配對t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 病人穿刺基本情況分析 本研究共納入43例病人,男10例,女33例,年齡50～92歲,平均(73.4±10.1)歲。其中36例病人術前距離受傷時間小于1個月。共對50個節(jié)段進行穿刺操作,節(jié)段范圍為T5～L5,其中胸腰段(T12～L1)為22個,T5～T11為7個,T12～L5節(jié)段所占比例為86%。進行PKP操作的共12個。共三個節(jié)段建立雙側(cè)穿刺通道,其中兩個是因為L1椎弓根細,建立單側(cè)通道穿刺針無法到達對側(cè)椎體;另一個是L5節(jié)段,因為髂嵴的阻擋,無法實現(xiàn)單側(cè)通道穿刺。

2.2 病人穿刺成功率 共48個節(jié)段穿刺成功,成功率為96%。2個節(jié)段穿刺骨鉆尖端沒能到達對側(cè)椎體,分別發(fā)生在L5和T5水平,骨水泥的彌散偏向一側(cè),但是均沒有發(fā)生穿到椎管內(nèi)的情況。穿刺成功的48個節(jié)段操作過程中,沒有發(fā)生穿刺針進椎體后重新調(diào)整通道的情況。

2.3 病人每個節(jié)段a/b值 T12～L1單側(cè)穿刺通道為0.97±0.11,T5～T11 單側(cè)穿刺通道為1.80±0.21，L2～L5雙側(cè)通道為0.68±0.04。3個部位比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表1。

表1 穿刺病人每個節(jié)段a/b值比較

注：與T5～T11比較,*P<0.05,與T12～L1比較,△P<0.05

2.4 手術時間、骨水泥量及手術前后VAS評分 每個節(jié)段操作的手術時間為(36.7±6.1)min,每個椎體推注的骨水泥量平均為(6.0±0.9)mL。僅有2例為骨水泥通過椎體靜脈竇滲漏至椎管,病人術后沒有出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙。術前病人VAS評分為(5.42±1.26)分,術后為(3.42±1.06)分,手術前后比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。

3 討論

OVCF是老年骨質(zhì)疏松病人常見的骨折類型,PVP或PKP是治療OVCF的常用方法,對緩解腰背痛有明顯效果[8-9]。

PVP和PKP需要經(jīng)皮建立穿刺通道和在通道內(nèi)推注骨水泥。術者選擇穿刺通道時,往往基于個人經(jīng)驗以及影像手段的輔助[10-11],包括術中進行X線正側(cè)位透視引導、CT引導下穿刺、計算機導航和機器人引導下穿刺和特制的術中引導裝置[12]。其中X線透視引導是最方便和采用最多的輔助引導方式。然而X線正側(cè)位提供的是二維影像,很難反映脊柱的三維立體結(jié)構(gòu),會造成術者的誤判和穿刺的失敗。Kamei等[4]報道，穿刺通道穿到椎管內(nèi)的風險為3%～5%。因此,僅依靠術中透視引導穿刺并不完全可靠。

通道穿刺需要確定兩個參數(shù):入點的位置(橫向和縱向)和入針的角度(橫向和縱向)。通過術前CT可以確定在橫向上的入點位置以及入針的橫向角度,再通過術中透視確定在縱向上的入點位置和縱向上的入針角度。有些醫(yī)生使用定位導向器或術前CT來確定經(jīng)皮的入點[12-13],由于后背的輪廓并不平坦,很難進行直線的測量;而且皮膚和軟組織在進行穿刺操作時會出現(xiàn)移動,因此經(jīng)皮入點的位置并不精確。本研究也在術中標記經(jīng)皮入點的位置作為入點的大致位置,但主要是確定骨面上入點的位置(B點),骨面點的位置非常恒定,不會隨著軟組織的移動而發(fā)生變化,因此確定骨面入點的位置比較可靠。

本研究中，86%的傷椎發(fā)生在T12～L5,選擇單側(cè)通道占93%,因此T12～L5進行單側(cè)通道穿刺是最常見的情況。術中正位透視識別椎弓根內(nèi)壁,并且確認好接觸骨面的點到椎弓根內(nèi)壁的距離,和椎弓根內(nèi)壁距離中線的距離,兩個距離的比值在T12～L5節(jié)段接近1∶1,在T5～T11節(jié)段接近2∶1,即可確認好橫向上骨面的入點。本研究采用椎弓根內(nèi)壁作為骨面入點的參考點原因如下:(1)T12～L5節(jié)段選擇單側(cè)通道時a/b值接近1∶1,在T5～T11節(jié)段該值接近2∶1,術者容易在正位片上用肉眼進行比較和確認該比值,可操作性強;(2)椎弓根內(nèi)壁比椎弓根外壁在透視圖像上更容易辨認。

通過術前CT的測量,確定在正位片上骨面入點距離椎弓根內(nèi)壁的距離與內(nèi)壁距離中線距離的比值(a/b值),然后在術中透視時參照椎弓根內(nèi)壁的位置和該比值確定入點。這樣結(jié)合術前CT規(guī)劃和術中透視可以建立合適的穿刺通道。研究結(jié)果顯示，使用該技術,穿刺的成功率為96%,證明該技術安全有效。有2例穿刺不成功,一例發(fā)生在T5,由于肋骨遮擋,透視時對于解剖標志辨識不清楚,另一例發(fā)生在L5,由于髂骨遮擋和L5節(jié)段前突較大,透視圖像不清晰。2例穿刺通道沒有到達另一半椎體,骨水泥彌散偏向穿刺一側(cè),但是均沒有發(fā)生穿刺到椎管內(nèi)的情況。

手術決策以及規(guī)劃通道是術者應該在操作前完成的,尤其對于手術的初學者,由于手術經(jīng)驗有限,更需要詳細的規(guī)劃來彌補經(jīng)驗的不足。雖然每一例OVCF病人的診斷都相同,可是每一例骨折的形態(tài)和病人的體型均不相同,同時可能存在一些解剖變異,例如椎弓根直徑小;以及會出現(xiàn)增加穿刺難度和風險的情況,例如椎弓根骨折、通道周圍硬化。這些情況如果操作前沒有識別,手術決策可能出現(xiàn)失誤,同時增加并發(fā)癥的發(fā)生風險。因此通過術前CT規(guī)劃,術者可以進行個性化的穿刺通道設計,同時還可以識別出增加穿刺難度和風險的情況。