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经皮椎体成形术的研究进展

 发布时间:2012-9-19 浏览次数:1634

  各种原因特别是老龄化或激素应用所导致的骨质疏松、脊柱的转移瘤、骨髓瘤、侵袭性血管瘤和骨巨细胞瘤,均是造成骨质丢失,发生椎体压缩性骨折(vertebral compression fracture,VCF)的常见原因。椎体压缩性骨折的临床表现主要有剧痛、脊髓麻痹、神经功能障碍、肺功能受损、生活质量下降等。传统的治疗手段包括治疗原发疾病、卧床休息、应用止痛药物等。然而持续卧床会加重骨质丢失、肌肉僵硬及局部疼痛,同时因原发疾病的治疗起效较慢,疼痛难以在短期内缓解[1]。
  经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)是一种在放射影像引导下的非血管介入性治疗方法,该方法通过经皮穿刺,将聚甲基丙烯酸甲脂polymethlymethacrylate,PMMA)注射到患病椎体内,稳定椎体,从而达到止痛的目的[2,3]。椎体成形术最早应用于开放手术时,用于加强有血管瘤的椎体。1984年法国学者Galibert[4]等在外科手术填塞骨水泥的经验基础上首先采用X线监视下,经皮穿刺椎体内注射骨水泥治疗侵袭性血管瘤取得满意效果。1990年Galibert等又进一步将该技术扩大应用于椎体恶性肿瘤[3]。1994年被美国Virgina大学将该技术引入美国[5]并应用于骨质疏松性椎体压缩骨折,迅速引起了介入科医师及骨科医师的广泛关注。我国学者滕皋军[6,7]等1999年开始进行实验研究,并临床应用于治疗骨质疏松椎体压缩性骨折、血管瘤、椎体转移瘤等疾病。
  1、PVP的适应证和禁忌证
  PVP的适应证:(1)骨质疏松引起的椎体压缩性骨折:常见于老年患者,以往多采用药物治疗和卧床休息,长期卧床可引发并发症,其中卧床后运动量减少,更加重骨质疏松,容易再发椎体压缩骨折,形成恶性循环,PVP能迅速止痛并增加脊柱强度,恢复日常活动,避免骨质疏松进一步加重;(2)脊柱恶性肿瘤:脊柱的溶骨性转移瘤和骨髓瘤常引起剧烈疼痛,部分患者因一般情况差,难以手术治疗,化疗或放疗不能迅速缓解疼痛,且可影响骨组织重建,增加椎体塌陷的发生。PVP能立即缓解疼痛并增加脊柱强度,且可与放化疗联合应用,增加疗效;(3)疼痛性椎体血管瘤:脊柱血管瘤多无症状,当引起疼痛或为侵袭性血管瘤时,放疗曾是主要的治疗方法,但由于可引起各种并发症,有被PVP取代的趋势。
  PVP的禁忌证:PVP无绝对禁忌证,相对禁忌证如下:(1)椎体骨折线越过椎体后缘或骨质破坏致椎体后缘不完整者;(2)胸椎椎体压缩程度超过50%、腰椎椎体压缩程度超过75%者;(3)出凝血功能障碍,有出血倾向者;(4)严重心肺疾病,体质极度虚弱,不能耐受手术者;(5)椎体成骨性转移性肿瘤;(6)穿刺部位有感染者。
  为确保治疗效果,应严格选择病例,术前检查至少应包括X线平片和CT,必要时应进行MRI检查和核素扫描[2~9]。
  2、药物选择
  目前市场上尚无美国食品与药品管理局(FDA)批准直接用于椎体成形术的骨水泥,用于椎体成形术的骨水泥必须改变其调配比例,加入比厂家所推荐的更多单体降低粘度以易于注射,而不影响它的强度和硬度[10~12]。现阶段临床使用的骨水泥有两大类[12]:(1)不可降解的骨水泥:丙烯酸骨水泥,聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)等;(2)可被降解的骨水泥:羟甲基磷酸钙骨水泥(hydroxyapatie,HA)等。Belkoff等[14]体外实验发现羟甲基磷酸钙骨水泥不能提高椎体强度与硬度。PMMA是目前PVP最常用的骨水泥。
  PMMA是一种无机高分子骨修复材料,主要由聚甲基丙烯酸甲脂和单体丙烯酸甲脂聚合而成,属传统的骨替代材料,PMMA具透X线的特性,为增强其不透X线性,可适当加入钡、钽或钨粉[12]。目前生产PMMA的厂家众多,所添加的不透X线的粉剂类别、量及粉∶液的调制比例各不相同。英国Corin公司生产的Corinplast 3,推荐的粉∶液比例为2∶1,即20g粉+10ml调配液[13],其聚合过程大致分为四个时相,包括:(1)稀薄阶段:粉液迅速调匀,在开始30~50s 内呈稀薄液状;(2)黏稠阶段:粉液混合50s后PMMA开始变黏稠,呈糨糊至生面团状,约持续到3min,经皮椎体成形术需在此阶段15~25min内迅速将PMMA注入椎体内,否则,则难于将PMMA注入椎体内;(3)硬化阶段:约5~7min后PMMA变硬固定、按压不变形;(4)产热阶段:7~12min聚合时产热最高可达70℃,此时组织可能有一定的灼伤。何仕诚[7~9]等将PMMA的配方改为3∶2,体外试验证明,这一浓度可以延长骨水泥的黏稠阶段,而抗压强度差异无显著性,临床应用时有利于从容不迫的注射骨水泥,并建议采用粉∶液∶对比剂按3∶2∶1的配方配制PMMA,这样在穿刺过程中更有利于X线下对骨水泥的观察。
  3、PVP的治疗机制
  椎体压缩性骨折时,椎体成形术止痛的机制尚未完全明了,推测可能与稳定椎体,防止骨折部位微小移动,同时PMMA聚合时产热使椎体痛觉末梢坏死有关,可视为骨折的修复技术。Cotton[15]等发现骨水泥注入瘤体内可导致肿瘤部分或完全坏死,可能为PMMA具有不同程度毒性和其凝固过程中释放热量所致。Deramand[16]、余建宏等[17]实验研究中测定的温度似乎不足于产生如此的效果。因此有学者认为椎体成形术的抗肿瘤作用可能是肿瘤组织对热作用比正常组织敏感,而且注射的骨水泥直接或间接堵塞肿瘤血管,造成肿瘤的部分坏死。
  4、PVP技术方法
  患者术前常规X线及CT检查,必要时行MRI检查明确病变部位、性质,完善其它常规检查。术前给镇静剂,手术前30min给抗生素。颈椎病变患者取仰卧位从前侧方进针,胸椎和腰椎病变患者取俯卧位从侧后方进针,胸椎经椎弓根或胸肋关节间进针,腰椎经椎弓根穿刺[6~9]。先在X线或CT引导下定位,确定穿刺点及穿刺角度,局部消毒铺巾,利多卡因局部麻醉,边进针边观察直至针尖到达椎体前1/3处,如为椎体转移性肿瘤原发病灶不明确时可同时进行活检[18]。经穿刺针注入非离子型对比剂行椎静脉造影,部分学者[19]认为骨水泥黏度大,不会进入静脉,而且椎体恶性肿瘤时对比剂在肿瘤内弥散染色,妨碍注射骨水泥时的观察,因此只在椎体血管瘤时选择椎静脉造影。Cotton等[15]建议骨水泥平均注射量为颈椎2.5ml,胸椎5.5ml,腰椎7.0ml。进行适当的骨水泥和单体调配,使之凝固时间延长,适于推注。经专用的螺纹加压式注射器,在调配后2~5min内于密切观察下快速均匀推注,使其弥散到椎体的50%以上,如对侧充盈不满意,可经对侧穿刺注射。骨水泥于注射后1h内达其强度的90%。注射完毕在骨水泥硬化前拔出穿刺针,待骨水泥硬化后送病房平卧4~6h后即可正常活动。
  5、临床疗效
  术后患者除穿刺部位有轻微疼痛外,原脊柱部位的疼痛4~12h内可明显减轻,Cortet[20]等37例椎体成形术,36例(97.3%)的患者术后48h有不同程度的缓解,其中5例(13.5%)完全缓解,20例(54.1%)明显缓解,11例(29.7%)的患者中等缓解,1例无效。追踪观察75%的患者术后6个月仍保持良好效果,72.5%的患者骨水泥渗入椎旁组织,其中2例因骨水泥渗入椎间孔引起放射痛。Gangi[21]等报道PVP 187例病例,其中骨质疏松性压缩骨折105例,转移性肿瘤、骨髓瘤69例,海绵状血管瘤11例,有效率分别为78%,83%,73%。陆军等[18,22]报道PVP治疗症状性椎体血管瘤12例,疼痛缓解率91.7%,治疗脊柱转移瘤54例总有效率88.7%。Kaufmann[23]等将骨折时间和术前应用止痛药物等因素与术后效果进行分析,结果表明骨折时间长和术前长期应用止痛药物的患者其效果要稍差于骨折时间短短期或没有应用止痛药物的患者。
  6、主要并发症及预防
  PVP并发症的发生率与所治疗的疾病类型有关,骨质疏松性压缩骨折的发生率为1%~3%,海绵状血管瘤为2%~5%,转移性肿瘤少于10%[24]。主要有穿刺时周围器官的损伤,如颈椎穿刺时颈动、静脉损伤;胸腰椎穿刺时椎弓根皮质的破裂、硬脊膜损伤感染、一过性血压下降;骨质疏松治疗时相邻椎体骨折或肋骨骨折、骨水泥渗漏进入椎体周围组织和椎间盘,渗漏入椎静脉引起肺栓塞,渗漏入硬膜外和椎间孔引起神经痛。渗漏入椎管是最严重的并发症,渗漏入椎间盘和椎旁组织无临床意义[15,25]。
  预防措施主要有:(1)选择适当的适应证,有神经压迫症状或影像学有严重的硬膜外压迫时要防止渗漏加重压迫或放弃PVP治疗;(2)骨水泥应在呈糊状时进行注射,过稀时不但容易渗漏,而且易随静脉回流扩散,引起肺栓塞;(3)穿刺针位于椎体前中部时,先注射对比剂造影,如穿刺针进入椎体内静脉,椎管内或椎旁静脉丛常迅速充盈,此时应将针尖向前穿刺,直至静脉充盈主要局限于椎体内,则位置满意;(4)配置优良的监测设备,在透视或CT监测下缓慢注射,发现骨水泥随静脉迅速扩散应立即停止,待其黏度增加或骨水泥栓塞该静脉后再注射,一旦发现有硬膜外或椎间孔渗漏迹象应立即结束,有椎体后壁破坏时应注意,骨水泥将达椎体后缘时即停止;(5)不宜追求充填量或完全充满椎体。
  7、展望
  经皮椎体成形术创伤小,能有效缓解椎体溶骨性转移瘤、侵袭性血管瘤、骨髓瘤以及骨质疏松所致疼痛,增加椎体强度,提高脊柱稳定性,尽管其临床应用时间不长,因其安全且效果显著,已得到充分肯定,应用前景广阔。最近报道[26,27]的经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)是利用可膨胀骨填塞器撑开压缩椎体并在椎体内建立一个空间然后注入高黏度骨水泥。该法结合了后凸矫形术和PVP的优点,既可以重建压缩椎体高度,矫正椎体后凸畸形,又可起到止痛、加固椎体维持功能的作用,并可恢复椎体骨质疏松压缩骨折或外伤压缩骨折椎体的高度。由于后凸矫形术在压缩椎体内创建了足够大的空间及注入高黏度PMMA,从而防止了骨水泥渗漏并发症的发生。此外,PVP技术有望应用到治疗其它承重骨骼病变如股骨头、股骨下端、胫骨上端病变等。但经皮椎体成形术仍需进一步深入研究,如骨水泥与骨界面之间的如何反应、治疗椎体与邻近椎体之间的生物力学有何变化;新型安全、经济、生物相容性好、毒副反应小的骨水泥的开发,以及前瞻性随机对照研究的试验等均需要深入研究。



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