骨科基础：经皮椎体成形术操作步骤及要点

椎体成形术概念及发展历史

经皮椎体成形术（percutaneous vertebroplasty，PVP）是在影像学技术引导下经皮穿刺病变椎体将聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA，骨水泥）注入其内，用来治疗骨质疏松、血管瘤、转移瘤、骨髓瘤、嗜酸性细胞肉芽肿等良恶性病变引起的压缩性骨折的一种介入技术，其主要作用是增加椎体强度、止痛、防止塌陷等。

美国弗吉尼亚大学（University of Virginia）的神经放射介入小组率先将PVP引入美国，随着对PVP的治疗机理进一步研究以及临床观察资料的积累，PVP逐渐成为一种治疗疼痛性椎体疾病（如OVCFs）的常用方法。椎体压缩性骨折伴随的剧烈疼痛是常见的医学问题，据报道PVP有较好的近、远期疼痛缓解疗效，于是PVP很快成为治疗骨质疏松椎体压缩性骨折可接受的治疗方法，并且对既往标准的临床治疗方法——卧床休息和止痛药构成了挑战。

另一方面，随着肿瘤转移患者的生存时间延长，他们对生活质量和疾病的终末阶段能够活动的要求也随之提高。在脊柱转移廇患者中，据报道PVP能够缓解疼痛并且在结构上加强溶骨破坏的椎体，使得患者的痛苦减轻而且能够继续日常的负重活动。Lieberman和Dudeney在Belkoff和Mathis实验研究的基础上，在人体后凸成形术（percutaneous kyphoplasty，PKP），应用一种可膨胀性气囊（inflatable bone tamp，IBT）经皮穿刺置入椎体，充气扩张后注入骨水泥。此后，以色列Discotech公司研制的SKY骨扩张器系统，通过高分子聚合物围绕轴心的皱折达到扩张的作用，从而使骨折椎体复位。PKP既恢复压缩的强度和刚度，又可部分恢复压缩椎体的高度，矫正后凸畸形，并且扩张后使椎体内压力降低，使骨水泥注入更加安全，取得了较PVP更好的治疗效果。

PVP和PKP的治疗原理

发生骨质疏松的椎体骨折后，疏松的骨质条件、异常的脊柱生物力学状态等因素都影响着骨折的愈合过程。

临床医生都有这样的经验：

• 部分椎体骨折病人，即使是陈旧性骨折（即从时间上看骨折已处于临床愈合期），只要进行过伸复位，椎体高度就可得到不同程度的恢复，同时脊柱后凸畸形的程度随之减轻，文献称之为“dynamic fracture mobility”；

• 在X线透视下观察到椎体的骨折块随着病人的呼吸节律而产生“张、合”运动，并且在OVCFs中观察到存在椎体骨折裂隙（intravertebral clefts），认为椎体骨折裂隙是骨折没有愈合的影像学依据；

• 常规X线检查和MRI对裂隙的诊断不太敏感，很多骨折裂隙在注射PMMA时，由于具有特殊的影像学表现才被发现，而且主要分布在胸腰段骨折椎体内，潜在的病因可能是胸腰交界处力学状态导致了骨折愈合困难，有的仅为纤维性愈合（非骨性愈合），从而形成骨不连、假关节。病人的疼痛来源于骨折未愈合的碎块之间的不稳定和微动对椎体内神经末梢的刺激；

• 椎体骨折引起的后凸畸形，使脊柱的生物力学平衡被打乱，导致椎骨的关节结构紊乱和不稳定，以及邻近的肌肉筋膜继发性痉挛也是产生疼痛的原因。

经皮穿刺，向椎体里注射PMMA是PVP的技术要点，PKP借用PVP的原理，利用球囊或SKY扩张的作用，在椎体里做一空腔，再低压灌入PMMA，所以有人又把PKP称作球囊辅助的PVP（balloonassisted vertebroplasty），此外，PKP还可以用来复位压缩的椎体，纠正脊柱后凸畸形。国内外临床文献报道PVP显著缓解OVCFs病人的疼痛，术后迅速止痛，有效率达90%以上，并且疗效在随访期内能够得到很好的保持（durable efficacy）。

对于这两种微创手术的治疗原理，目前基本上有较统一的观点：①PMMA稳定骨折的作用，即对椎体骨折的修复作用；

②PMMA对椎体神经组织的物理、化学作用。

适应证及禁忌证

一、适应证：

1．颈椎、胸椎、腰椎、骶椎的溶骨性转移瘤。

2．椎体血管瘤。

3．椎体骨髓瘤。

4．骨质疏松症并发椎体压缩性骨折。

5．椎体骨折引起的背部疼痛的患者，经数周或数月的保守治疗后无效，且排除引起疼痛症状的其他脊柱疾病，如椎间盘突出症、小关节紊乱和椎管狭窄症等。

二、禁忌证：

1．凝血功能障碍。

2．恶病质、全身衰竭。

3．骨折块或肿瘤组织突入椎管或椎间盘突出，导致脊髓及神经根受压，并产生相应临床表现者。

4．椎体后缘有明显骨破坏。

5．成骨性椎体骨转移。

6．严重椎体压缩骨折（椎体高度丢失超过70%者）为相对禁忌证。

颈椎体成形术

一、麻醉与手术体位：

可采取全麻或局部麻醉，国外文献报道采取全麻，作者完成的30多例颈椎椎体成形都在局麻下完成。在CT引导下行颈2椎体成形时采取侧卧位，头下垫枕；其他采取仰卧位，肩下垫薄枕。

二、穿刺进针点的选择：

C1～2椎体穿刺可采取经口腔或侧方进针；C2以下采取前外侧或侧方进，侧方入路穿刺针经椎动脉和颈内动静脉之间的间隙到椎体，在穿刺过程中，采用分步进针法，反复多次行CT扫描观察和调整穿刺角度和方向，不能伤及椎动脉和颈内动静脉。前外侧入路穿刺针经气管与颈动脉鞘的间隙才进入到椎体（图1）。

图1 患者，65岁，女性，出现颈6椎体腺癌转移，疼痛明显。仰卧位，局部麻醉，在CT引导下经外侧入路行椎体成形术，经颈动脉鞘与椎动脉间隙穿刺到椎体，注射骨水泥3毫升，术后疼痛明显好转。

A.患者仰卧位，CT平扫选定穿刺平面，穿刺点及穿刺路径，白箭为穿刺路径；

B.为经预定穿刺路径进入病变椎体的过程；

CD为注入骨水泥后病变椎体扫描所见。

三、影像学导向方法：

在C型臂X线机或数字减影C臂机透视下进行，或CT引导下进行。作者认为在对颈1、2和透视显示不清晰的颈7行椎体成形时，CT引导更准确和安全。

四、操作步骤：

1．前外侧入路：

（1）患者取仰卧位。

（2）颈部消毒铺巾，用2%利多卡因在穿刺点由皮肤向椎体前外侧方向，做穿刺通道软组织全层浸润麻醉后，用手指推移分离气管与颈动脉鞘的间隙，穿刺针经示指和中指间通过此间隙进入椎体。

（3）CT引导时，要采用分步进针法，直到针尖到椎体前1/3；C臂X线机监视下操作时，在侧位透视下进针，术中需双向透视证实穿刺方向。

2．经侧方入路：

（1）行颈2椎体成形，患者取侧卧位，枕头垫高，C2以下椎体成形，患者取仰卧位。

（2）颈部消毒铺巾，局部麻醉下，穿刺针经椎动脉和颈内动静脉之间的间隙到椎体，在穿刺过程中，采用分步进针法，反复多次行CT扫描观察和调整穿刺角度，不能伤及椎动脉和颈内动静脉。

（3）证实穿刺针位置准确无误后，调配PMMA，在黏稠阶段开始注射，2～3分钟内将2.5～3.5ml PMMA注射完毕。在CT引导下，要求分次注射骨水泥，根据CT显示骨水泥分布情况决定骨水泥注射量。透视下操作时，在侧位透视下注射PMMA，务必掌握不能使骨水泥外漏，特别避免漏到椎管内，如发现出现外漏时，应立即停止注射。注射PMMA时，做心电监护观察血压、心电图等生命指征。注射完毕后为防骨水泥沿针道反流，旋转穿刺针，等2～3分钟后再拔出穿刺针。拔针后，暂时别让患者活动或搬动患者，直到体外骨水泥完全变硬（图1-7）。

图2 女性，15岁，颈4、5椎体血管瘤，因颈肩部及双手疼痛，曾行手术治疗，因术中大出血而终止手术，后进行CT引导下骨水泥成形术。

A.X线侧位片示：颈4、5椎体呈楔形变，内部见条状密度增高影及低密度透光区，颈4、5椎体已有融合趋势，颈椎出现后凸畸形；

B.CT平扫MPR矢状位重建显示椎体内部密度变化比X线平片更加细微、清楚；

C.为CT平扫MPR冠状位重建；

D，E为横轴位CT平扫示网格状骨嵴间隔低密度骨质破坏区。

图3 同上一例患者，颈部血管造影表现。

F.右侧甲状颈干超选择造影示：颈4，5椎体病变血供丰富，见血管明显迂曲、增粗，并可见肿瘤染色。

G为左侧甲状颈干超选择造影，所见类似于右侧。

图4 同上一例患者，C型臂引导下穿刺进入颈4椎体进行骨水泥成形术H为穿刺过程；I为注射骨水泥的过程。

图5 同上一例患者，注射骨水泥后的CT平扫所见。

图6 患者，女，38岁，宫颈癌颈2椎体转移，患者疼痛剧烈，不能活动颈部，不能坐立，因全麻插管困难而不能行外科手术治疗。后在CT引导下，局部麻醉，经皮由侧方入路行椎体成形术，术后疼痛明显缓解，3天后能坐立，结合放疗，患者疼痛完全消失。图为CT平扫，颈2椎体骨质破坏。

图7 同上一例患者，在CT引导下，经皮侧方入路穿刺进入颈2椎体后，注入骨水泥行椎体成形术，术后CT示骨水泥在椎体内沉积良好五、并发症及处理如出现骨水泥外漏到椎管内，致椎管狭窄并引起症状时，需外科手术处理。

六、术后康复术后处理：

术后12小时观察患者的血压、脉搏等生命体征，并作常规静脉滴注抗生素3天预防感染。

七、疗效及相关因素：

因行颈椎成形术的患者基本都属于肿瘤患者，颈椎肿瘤主要以转移性肿瘤为主，其次为血管瘤，疗效明显，有效率可达100%，缓解的程度与肿瘤累及的范围有关，对转移性癌引起的，椎体成形术后，局部应配合放疗，能提高患者的近期和远期疗效，有相当一部分患者能达到局部治愈效果。

胸腰椎体成形术

一、术前准备：

胸腰椎体成形术的PVP和PKP的术前准备同其他手术，血常规、凝血试验是必要的检查项目，对于在服用抗凝药物（如华法林）的病人，应请专科医生会诊进行调整。常规在术前、术后给予抗生素。一般采用局部麻醉+中度镇静的方法，使病人在手术中处于舒适和放松的状态；很少选用全身麻醉，仅使用在病人不能耐受因体位变化而产生的剧痛时或精神异常者。

二、穿刺针及路径的选择：

手术者根据椎体压缩程度、椎体和椎弓根的大小以及病人的体型等情况，选择合适外径（Φ：2.5～3.5mm）的椎体穿刺针；其内径越大，推注处于黏稠状态的PMMA的阻力就越小，因此，应尽量选用较粗的针，以减少推注压力，更好地控制PMMA的流向。

经椎弓根进针法是非常经典的穿刺途径，因有以下优点，被绝大多数手术者所接受：

①明确的解剖学标志供定位及穿刺；

②避免引起其他结构（如：神经根、肺）的损伤；

③通过椎弓根能高效地完成手术，经椎弓根途径能防止骨水泥返流时漏到椎间孔。先从椎体压缩显著的一侧进针。

三、PVP的操作步骤：

在胸、腰椎采用经椎弓根进针法（图8-9）行PVP时：

①病人取俯卧位；

②经X线透视，在正位像确定椎弓根位置，在侧位像确定椎弓根倾斜度（由头侧向足侧倾斜）；

③常规消毒铺巾后，在拟订的穿刺通道采用1%利多卡因行全层浸润麻醉，包括骨膜组织；

④穿刺针应与矢状面成15°～30°的角度，逐层进入到椎板皮质，正位X线透视证实针尖位于椎弓根卵圆形投影边缘的2点（左侧）或10点处（右侧），由外上向内下经椎弓根内穿入，侧位透视下，保持进针方向平行于椎弓根的上下缘，针体应靠上缘，避开经椎弓根下缘离开椎管的神经根；

⑤当侧位显示针尖到达椎体后壁时，正位透视的针尖影像应不能越过椎弓根内侧壁，这是保证穿刺针不穿破椎弓根、并进入椎管的重要影像学依据；

⑥继续进入穿刺针，使针尖位于椎体的前上或下份，应避免穿破椎体前方皮质，导致前方结构受损；

⑦注射骨水泥后如不满意，可用同样方法完成椎体的对侧穿刺注射骨水泥。

图8 经皮经椎弓根途经穿刺椎体示意图（腰椎）。

A为穿刺起始部；

B穿刺到椎弓根中部；

C穿刺到椎弓根基底部；

D穿刺到椎体中部；

E穿刺到位后的位置。

图9 经皮经椎弓根外途经穿刺椎体示意图（胸椎）。

A为穿刺起始部；

B穿刺到椎弓根中部；

C穿刺到椎弓根基底部；

D穿刺到椎体中部；

E穿刺到位后的位置。

在胸椎（T5～T10）穿刺或椎体的椎弓根很小时，可选用经肋骨椎骨间途径或椎弓根旁入路（图9），由于进针角度较大，常常可以通过单侧穿刺完成PMMA在椎体内的满意充盈。应用此法时，应避免气胸、出血和神经根损伤等并发症。对上位胸椎（T1～T4）透视下显示不清或不佳时，可采取CT引导完成椎体成形术（图10-17）。

图10 患者，女，64岁，肺癌腰1椎体转移，腰背部疼痛，透视下行骨水泥成形术。术前先进行正侧位透视确定穿刺点。

图11 同上一例患者，正侧位透视确定穿刺点后，进行皮肤标记，消毒，铺无菌洞巾，穿刺点2%利多卡因局部麻醉。

图12 同上一例患者，正侧位透视下，调整针尖方向进行穿刺，进入病变椎体后，按说明调配好骨水泥，预先抽好备用。

图13 同上一例患者，侧位透视下，注入骨水泥，当注入阻力较大，透视下骨水泥分布满意后，结束操作。

图14 患者，男，55岁，肺腺癌腰2椎体左侧椎弓根转移，腰背部疼痛。

A.CT平扫示腰2椎体及左侧椎弓根溶骨性破坏（白箭）；

B.CT引导经皮椎弓根成形术，示穿刺针进入患侧椎弓根及椎体内；

C.成形术后示骨水泥沉积良好。

图15 患者，男，75岁，胸2，3椎体血管瘤，出现上胸背部剧烈疼痛。

A，B.MRI矢状位T1WI及T2WI，示胸2椎体压缩变扁，呈长T1长T2信号改变，胸3椎体内亦可见长T1长T2信号改变（白箭）。

C，D为CT平扫，示病变椎体内网格状密度增高影半囊状低密度骨质破坏区。

图16 同上一例患者，透视下分别经侧后方穿刺进入胸2、3椎体内，注入骨水泥。

图22-17 同上一例患者，透视下注入骨水泥后，示胸2，3椎体内骨水泥沉积良好。A，B为X线平片；C，D为CT扫描所见；E，F为CT平扫MPR矢状位重建图像。

四、PKP的操作步骤：

• PKP需要建立工作通道用于放置球囊或SKY扩张器和向椎体内填充PMMA，术中保持X线投照方向与椎体终板保持平行，终板呈一线影；

• 正位下两侧椎弓根的形状必须对称并与棘突的间距相同。

• 用球囊行PKP时，按上述PVP手术方法完成“可拆针座导针”（Φ：3.4mm）的穿刺定位，然后拆下针座，沿导针插入“工作导管”（Φ：4.0mm）固定于椎体后缘前2～3mm，这一过程中应防止导针随工作导管前移而刺破椎体前壁，到位后拔出导针建立手术通道。

• 经过工作导管手工将椎体精细钻缓慢钻入，直到椎体前部（侧位示前3/4处），X正位显示钻头靠近棘突，随即同向旋转取出精细钻，放入球囊扩张系统，待对侧穿刺和球囊放置完毕，分别连接已吸入造影剂的“带表加压注射装置”，同时加压扩张两侧球囊，在连续X线透视下观察球囊扩张和骨折复位情况，当椎体骨折复位满意或扩张的球囊接触到椎体的皮质骨或球囊压力达到300psi（pounds per squareinch，1psi=0.068atm）或扩张的球囊达其最大容积时，停止扩张；

• 记录扩张体积和压力后吸出造影剂，取出球囊，等待PMMA的灌注。选择两枚球囊双侧同时扩张，填充PMMA，理论上可以对称地复位、稳定椎体骨折；

• 有的学者对手术扩张方法作一变通，采用一个球囊双侧分别膨胀复位，临床观察其在椎体的复位、Cobb角纠正的效果无异于双侧双球囊同时扩张治疗组，认为可以节省医疗费用；

• Steinmann在力学实验中，比较经单侧单球囊与经双侧双球囊扩张对压缩椎体骨折的干预效果，发现两组对椎体力学性能（强度、刚度）、椎体高度的恢复都无差异，单侧组并没有出现人们所担心的椎体侧方楔形（不对称复位），作者认为如同单侧PVP手术，单侧PKP能更节省手术时间和医疗费用，减少病人和术者在X线中的暴露，并不影响临床疗效（图18～图25）。

图18 经皮球囊扩张椎体后凸成形术手术操作示意图。

图19 76岁女性患者，原发性骨质疏松，腰1椎体楔型压缩性骨折，球囊扩张复位骨折椎体。

图20 同上一例患者，球囊扩张后注入骨水泥。

图21 SKY椎体后凸成形术配套器械。

图22经皮SKY骨扩张椎体后凸成形术示意图从左到右依次为：SKY扩张前，SKY部分扩张，SKY完全扩张。

图23 腰1椎体楔型压缩性骨折，经皮SKY扩张椎体后凸成形术。A.侧位X线平片示腰1椎体楔形变；B.为透视下穿刺过程。

图24C.插入科氏；D.针经手术套管和科氏针，将钻头钟摆式旋入椎体内；E.SKY在椎体内完全扩张。

图25 注入骨水泥后的表现，后凸畸形明显改善用SKY行PKP的方法类似于用球囊行PKP。SKY系统的定向扩张比球囊扩张好，另外，其扩张强度比球囊大，适于较陈旧性的压缩骨折。

五、手术操作技术要点：

手术者必须掌握PMMA的物理特性，才能在PMMA的调和和注射时得心应手。不同骨水泥产品主要区别在于发生聚合反应的时间长短，它决定PMMA的工作时间，即能够用于注射和X线透视观察的时间。

Jensen等推荐两种方法来延长PMMA的聚合时间：

①22g多聚体+12g BaSO4充分混合后，与经24小时持续0℃冷冻的22ml单体进行调和；

②不改变固/液比例，把调和好的PMMA吸入注射器，然后冷冻，以上都能使PMMA的工作时间得以延长，甚至超过15分钟。

国内作者研究发现，粉剂∶单体∶造影剂的比例为3∶2∶1时最适合PVP术中使用。调和PMMA必须均匀，使粉剂有时间充分“溶解”于单体，防止在注射过程中两者分离，形成粉栓堵住针道。改变厂家规定的PMMA粉/液比例和添加BaSO4或造影剂，会引起PMMA力学性质的变化，但临床疗效都出现一致的阳性结果，并发症只与PMMA的漏出相关。

PMMA的注射量与临床效果的关系令人关注，PVP的良好疗效来自PMMA对骨折的修复、稳定作用，为了恢复椎体骨折前的机械完整性（mechanical integrity）所需的水泥量，应该就是治疗剂量。Belkoff等在离体力学研究显示，欲恢复骨质疏松的胸椎和腰椎节段骨折前的强度和刚度，需要注射PMMA的量分别为2.5～4ml和6～8ml，并使骨折椎体残余体积的50%～70%得以充填。然而，PMMA的椎体外漏出率随注射量的增大而增加，有作者比较PMMA“高注射剂量组”（＞3ml）与“低剂量组”（＜3ml）的临床疗效，发现两组几无差异；所以为了减少水泥漏出造成不良后果，临床推荐注射相对较少量的PMMA。

六、并发症的预防及处理：

减少PVP、PKP手术并发症的最重要措施是在X线透视下，严密监视PMMA在椎体的充填过程，避免“症状性漏出”。关键在于PMMA应具有良好的显影性，很少量的漏出即被发现而停止注射。为提高骨水泥显影性，手术时可以在多聚体（粉剂）中加入适量无菌的硫酸钡颗粒（BaSO4），使BaSO4占整个干粉重量的30%；有的作者在调和PMMA时混入少量静脉用非离子型造影剂，两者都能达到增强PMMA显影性的目的。

在PVP手术中，为了减少水泥从椎体内漏出，应该在PMMA处于较黏稠的状态，即糨糊期时才进行注射，这样注射的阻力很大，常需特制的“螺旋加压注射装置”来控制PMMA的注射速度、剂量；当X线透视显示PMMA接近椎体后壁或有漏出征象，应立即停止注射操作。由于球囊或SKY扩张在椎体内形成了空腔，可以于低压下填充水泥，所以在PKP手术时，PMMA应在更加黏稠的状态（拉丝状态）时，采用“骨水泥注入装置”完成其在椎体空腔的灌注。骨水泥注入过程结束后，应旋转穿刺针（PVP）或“骨水泥注入装置”（PKP）数周，使PMMA在针尖或“装置”前端处断开，防止在软组织内遗留坚硬的PMMA“尾巴”，造成疼痛症状。应等待PMMA充分固化后，才能拔出器械，否则，处于椎体内高压状态下的PMMA会沿针道退出，进入背部软组织。术中、术后应密切观察病人生命体征、神经功能的变化。

在注射PMMA时，病人的平均动脉压、心率没有显著改变，血氧饱和度有下降趋势（由98.0%降至97.4%），但无临床意义；PVP术后，1%～2%的病人会感觉局部疼痛加重（不伴放射痛及神经功能障碍），可以口服镇痛药、NSAIDs或注射甾体激素等对症治疗；如出现其他神经体征，需立即进行影像学检查（通常是CT扫描），若由于PMMA漏出，压迫神经组织，则需急症手术减压。对肿瘤引起的椎体破坏压缩，单纯放疗后会增加椎体压缩的机率或程度，应在放疗行PVP或PKP术。成骨性肿瘤不适于行PVP或PKP术。

参考文献：《实用疼痛学》作者：刘延青，崔健君.出版社：人民卫生出版社出版.时间：2013-08.ISBN：9787117171427.