余杰鋒 張 煒 梁 亮 陳軍平

遵義醫(yī)科大學(xué)第五附屬(珠海)醫(yī)院,廣東省珠海市 519100

隨著全球人口老齡化的日益加劇以及人們對生活質(zhì)量的重視,骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)逐漸成為影響老年人的一個突出的社會問題。骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(Osteoporotic vertbral compression fracture,OVCF)是最主要的一種骨質(zhì)疏松癥,可導(dǎo)致患者脊柱形態(tài)學(xué)改變、急性腰痛、慢性腰痛、日?；顒幽芰ο陆档?患者的死亡率增高,該病對患者的身體、精神及生活質(zhì)量造成極大威脅。有數(shù)據(jù)顯示,在中國50多歲的女性中,骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生率約為15%,80多歲的女性中,骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生率高達(dá)37%[1-2]。對于OVCF的治療方法主要有保守治療和手術(shù)治療。保守治療最常見的方法就是用藥結(jié)合臥床休息,但如果長時間臥床,會導(dǎo)致鈣流失、褥瘡、墜積性肺炎、深靜脈血栓等一系列并發(fā)癥發(fā)生,從而造成惡性循環(huán)發(fā)生。因此探索建立一種新型、精準(zhǔn)、高效的經(jīng)皮椎體成形手術(shù)方式,以期能大大縮短手術(shù)時間,減少穿刺創(chuàng)傷,降低放射暴露,減少術(shù)中出血和骨水泥滲漏等手術(shù)并發(fā)癥極為重要[3]。本研究分析數(shù)字骨科技術(shù)輔助經(jīng)皮彎角椎體成形術(shù)在老年骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮骨折中的臨床應(yīng)用效果,報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入我院于2021年3月—2022年6月收治的單椎體OVCF患者90例,分為A、B、C組,各30例。其中A組男19例,女11例,年齡61～79歲,平均年齡(70.63±1.65)歲。B組男18例,女12例,年齡60～78歲,平均年齡(70.55±1.71)歲。C組男17例,女13例,年齡62～80歲,平均年齡(70.55±1.62)歲。本研究符合《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會赫爾辛基宣言》相關(guān)要求,患者知情同意且簽署知情同意書。兩組基本資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),可比較。

1.2 選擇標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn):①老年人(60歲以上),單一椎體受累者;②有顯著的痛感,MRI顯示為新發(fā)的骨折,病變椎體與痛感相吻合,對正常的生活有一定的影響;③術(shù)前患者的骨密度T<-2.5;④術(shù)后追蹤期至少3個月,并有相應(yīng)的追蹤記錄及影像學(xué)記錄。(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①發(fā)生在高能量狀態(tài)下的脊柱發(fā)生爆裂性骨折,表現(xiàn)為脊體不穩(wěn)定或伴有神經(jīng)損害等;②陳舊性骨傷;③腫瘤、結(jié)核及其他感染導(dǎo)致的病理性骨折。④凝血功能障礙。⑤對骨水泥過敏史者。⑥無法配合手術(shù)者

1.3 數(shù)字骨科技術(shù)方法

1.3.1 病椎三維模型的建立:在X光下,用克氏針定位病變椎體,用油筆在病變椎體上畫1條6～8cm橫線,將病變椎體上的棘突點標(biāo)記為A點,將橫線兩邊的兩塊(病變椎體上3～5cm)貼上病變椎體上的棘突點標(biāo)記為B點。對患者行胸部腰椎CT薄層掃描。德國西門子(Siemens)公司(Siemens)推出128層CT(128層CT),通常需要對病椎體上、下2個節(jié)段進(jìn)行CT掃描,管電壓為120kV,管電流為200mA,層數(shù)為1mm,由系統(tǒng)下載后,以醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像與通訊(DICOM)的形式存儲在便攜式硬盤中。DICOM格式的CT片掃描影像輸入交互影像控制系統(tǒng)MIMICS軟件10.01(Materialise’s Interactive Mederical Image Control System,MIMICS)中并將病變椎體與病變椎體之間的關(guān)系進(jìn)行了比較,確定病變椎體,并將病變椎體與病變椎體之間的1個節(jié)段作為重建區(qū)域。在此基礎(chǔ)上,使用門限工具,設(shè)置合適的CT值(230～3 100H),將骨和軟組織分開,形成一個單獨的掩模。使用編輯工具,在3D窗口中互相參考,通過手繪、涂布,在一定區(qū)域內(nèi),分別構(gòu)建出單獨的椎體與椎間盤蒙版。然后,通過形態(tài)學(xué)操縱工具,對每個面具實施“擴(kuò)張”和“刻蝕”,從而消除人工繪制過程中留下的“空洞”,并將每個面具重構(gòu)成3D模型。采用相同的方法,制作出術(shù)前定位片子的3D模型,并用光滑儀對每一個模型進(jìn)行平滑處理,得到更接近實際情況的3D模型。

1.3.2 術(shù)前數(shù)字化設(shè)計模擬:單側(cè)入路腰椎成形:將腰椎成形術(shù)前定位片所處的位置作為患者后背皮膚水平,通過MIMICS軟件MedCAD繪制出腰椎成形的虛擬平面。選擇適當(dāng)?shù)乃?在病椎骨蒙版中,通過椎弓根單側(cè)行路,模擬出椎體成形術(shù)的入針位置、入針角度和入針深度。手動描畫出穿刺針,并構(gòu)建出三維模型,之后再使用平移和旋轉(zhuǎn)功能來調(diào)整三維模型,在三維視窗下,對穿刺針的位置進(jìn)行設(shè)置和微調(diào),使其更加符合手術(shù)實際情況,并確保其尾端穿過電極所在的虛擬平面。在每個視窗內(nèi),再次對各椎體、椎間盤模型的精度進(jìn)行檢驗,在確定了穿刺針模型的位置與實際情況相吻合之后,使用MIMICS軟件內(nèi)的測量距離和測量角度工具,對穿刺針在虛擬平面內(nèi)距離A、B電極旁開的距離進(jìn)行測量,穿刺針尖端距虛擬平面的距離也就是進(jìn)針深度,以及穿刺針與矢狀面、冠狀面形成的角度進(jìn)行測量。

1.4 手術(shù)方法

1.4.1 A組采用數(shù)字技術(shù)輔助經(jīng)皮彎角椎體成形術(shù)(PCVP)。術(shù)前通過數(shù)字化技術(shù)采集入組患者的影像資料,輸入MIMICS,建立病椎體的3D模型,在手術(shù)中模擬穿刺位置,測量穿刺的角度和深度。手術(shù)過程中患者采用平躺位,胸部放置軟墊。使用C臂機(jī)透視來對責(zé)任椎體進(jìn)行定位,根據(jù)術(shù)前的模擬情況,用油筆在體表上做標(biāo)記,從而確定椎弓根穿刺的進(jìn)針點和穿刺角度,在進(jìn)行局部麻醉之后,再進(jìn)行單側(cè)椎弓根穿刺,當(dāng)穿刺針尖到達(dá)計劃深度時停止穿刺,將針芯抽出來,通過穿刺針的外套管,將其放入彎角注入器,然后將其穿刺到對側(cè)。將彎曲的角形穿刺針頭拔下,然后安裝好骨水泥輸送管。配制骨水泥液,盡早注入骨水泥液,在注入過程中,逐步抽出骨水泥液,依次將骨水泥液注入對側(cè)、中、穿刺側(cè)。在固定好的骨水泥后,取出工作槽,將穿刺處包裹起來,完成手術(shù)。

1.4.2 B組采用常規(guī)雙側(cè)穿刺PVP組。通過對兩個椎弓根的穿刺,形成一個工作管道,然后分別向兩個方向注射骨水泥;余同靜脈曲角針穿刺術(shù)。

1.4.3 C組采用常規(guī)單側(cè)穿刺PVP組。在一側(cè)椎弓根腔內(nèi)置入,形成工作通道,然后在一側(cè)注入骨水泥;余同彎角穿刺PVP組。

1.4.4 術(shù)后處理。手術(shù)后2h可適當(dāng)翻身;術(shù)后1d戴腰托,下床活動,并服用抗骨質(zhì)疏松癥的藥物。在手術(shù)第1天拍攝正側(cè)位X片或CT來評價骨水泥的分布情況。

1.5 觀察指標(biāo)

1.5.1 術(shù)中情況。記錄手術(shù)時間(術(shù)區(qū)消毒至拔除穿刺套管)、X線曝光次數(shù)、術(shù)中出血量及骨水泥注入量。

1.5.2 術(shù)后住院天數(shù)。出院條件:術(shù)后復(fù)檢X光片或 CT,切口未見感染跡象,能下床活動,無合并疾病,無須住院治療。

1.5.3 疼痛改善。于術(shù)前、術(shù)后24h、術(shù)后3個月采用疼痛視覺模擬評分(VAS)評估手術(shù)前后患者疼痛改善情況。

1.5.4 脊柱功能。于術(shù)前及術(shù)后6個月采用Oswestry功能障礙指數(shù)(ODI)評估手術(shù)前后患者腰胸椎功能狀況,總分45分,分值越高功能狀況越差。

1.5.5 術(shù)后并發(fā)癥。術(shù)后觀察正位和側(cè)位X光片或CT檢查是否有骨水泥漿漏出,當(dāng)骨水泥漿在兩個脊柱前方2/3處分布均勻,且在脊柱中心處同時存在時,為骨水泥漿質(zhì)量較好;觀察3個月后傷椎有無再次骨折和相鄰椎體出現(xiàn)骨折的情況。

2 結(jié)果

2.1 三組手術(shù)指標(biāo)比較 A組的手術(shù)時間、X線曝光次數(shù)、術(shù)中出血量、骨水泥注入量、術(shù)后住院時間均少于B、C兩組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 三組手術(shù)指標(biāo)比較

2.2 三組VAS評分、ODI評分比較 術(shù)前三組的疼痛評分、ODI評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),A組術(shù)后24h、3個月的VAS評分及術(shù)后6個月的ODI評分均低于B、C組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。

表2 三組VAS評分、ODI評分比較分)

2.3 三組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較 A組術(shù)后并發(fā)癥總發(fā)生率低于B、C兩組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。

表3 三組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率比較

3 討論

隨著手術(shù)器械的不斷改良,PCVP已初步應(yīng)用于臨床,并得到了比較理想的結(jié)果。PCVP穿刺針套管的遠(yuǎn)端為彎角形,從單側(cè)穿刺就可以達(dá)到對側(cè),可以進(jìn)行多點連續(xù)低壓注入骨水泥,讓骨水在傷椎內(nèi)均勻分布[4]。PCVP指的是將具有彈性的彎角骨水泥注入器放置在椎體的前1/3位置,從而在椎體內(nèi)擴(kuò)展出一條連續(xù)的弧形通道,這條通道穿過椎體的中部,并延伸到椎體的對側(cè)。PCVP的骨水泥出口在彎角弧形的背側(cè),在連續(xù)的弧形通道內(nèi),可以邊退出注入器邊進(jìn)行連續(xù)多點注射,骨水泥從椎體前柱向中后柱連續(xù)弧形彌散,較傳統(tǒng)PVP的骨水泥分布更加均勻[5]。PCVP是一種集單側(cè)與雙側(cè)入路于一體的新型手術(shù)方式,充分發(fā)揮NiTi合金良好的回彈力,在不需要過分向后傾斜的情況下,單側(cè)就可以將穿刺針?biāo)椭磷刁w對側(cè),并通過孔道注入,使得骨水泥在骨折椎體(對側(cè)、椎體中部、穿刺側(cè))彌散性分布,增強(qiáng)椎體穩(wěn)定性,更符合脊柱“三柱支撐”的要求[6]。

近年來,數(shù)字化骨科三維重建技術(shù)和相關(guān)計算機(jī)軟件的出現(xiàn)與不斷發(fā)展,也為現(xiàn)代椎體成形手術(shù)提供了研究和解決上述問題的新途徑。通過CT等影像設(shè)備掃描獲取患者的DICOM數(shù)據(jù)[7]。然后利用此數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)字有限元分析軟件進(jìn)行術(shù)前數(shù)字化設(shè)計,進(jìn)行建模,模擬術(shù)中定位穿刺等操作,手術(shù)個體化程度高,可根據(jù)患者不同情況,特別是合并有重度骨質(zhì)疏松、脊柱側(cè)彎和后凸畸形的老年人,設(shè)計不同的穿刺進(jìn)針入點和方向、穿刺深度,達(dá)到精準(zhǔn)測量和手術(shù)的目的,可以減少術(shù)中透視次數(shù)、增加穿刺準(zhǔn)確性,減少穿刺并發(fā)癥的發(fā)生[8]。本研究擬運用數(shù)字骨科技術(shù),在CT成像基礎(chǔ)上采用Mimics軟件制作OVCF的三維有限元模型,對病椎模型進(jìn)行精準(zhǔn)測量,模擬椎體成形經(jīng)單側(cè)椎弓根穿刺,并結(jié)合經(jīng)皮彎角椎體成形術(shù)技術(shù),進(jìn)行個體化術(shù)前設(shè)計。本研究結(jié)果顯示,A組的手術(shù)時間、X線曝光次數(shù)、術(shù)中出血量、骨水泥注入量、術(shù)后住院時間均少于B、C組,A組術(shù)后24h、3個月的VAS評分及術(shù)后6個月的ODI評分均低于B、C組;A組術(shù)后并發(fā)癥總發(fā)生率低于B、C組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)?？梢姅?shù)字骨科技術(shù)輔助經(jīng)皮彎角椎體成形術(shù)在老年骨質(zhì)疏松性胸腰椎壓縮骨折中具有較高的臨床應(yīng)用價值,有利于恢復(fù)患者的腰椎功能。分析原因:(1)基于精準(zhǔn)CT影像,構(gòu)建精準(zhǔn)的3D有限元建模,可以更好地了解骨折部位的解剖及解剖特征,為患者制定個體化的治療方案。(2)使用Mimics模擬了通過椎弓根針入的過程,可以獲得病變椎體需要的最佳穿刺點,而且可以通過體表處的皮膚來獲得,這樣既可以增加穿刺點的精確度,又不會對周圍的主要器官造成損傷。(3)PCVP綜合了單側(cè)進(jìn)路和雙側(cè)入路兩種方式的優(yōu)勢,通過持續(xù)地將骨水泥注入脊柱,提高了骨水泥的分散度,增強(qiáng)了脊柱的穩(wěn)定性,更加滿足了“三柱理論”的生物力學(xué)需求,降低了患者遠(yuǎn)期再骨折的風(fēng)險。(4)可以降低術(shù)中對穿刺點的檢查,或在術(shù)中對穿刺點進(jìn)行多個檢查,從而降低了手術(shù)的耗時、失血量、照射量和骨水泥的泄露率。(5)利用Mimics軟件對患者進(jìn)行個性化建模,獲得定量、客觀性的資料,能更好地預(yù)測患者的病情變化,對患者的病情做出準(zhǔn)確的預(yù)測及評估,進(jìn)而指導(dǎo)患者的恢復(fù)方案。(6)本項目所采用的技術(shù)和設(shè)備均較為簡便,僅用普通電腦即可運行,并且易于實施,不增加患者的經(jīng)濟(jì)壓力,因此,本項目的研究成果將具備良好的應(yīng)用前景和社會意義,并具備良好的普及前景[9-10]。

綜上所述,數(shù)字骨科技術(shù)輔助PCVP新技術(shù)的科學(xué)性及有效性,對開展骨質(zhì)疏松椎體壓縮骨折手術(shù)具有顯著的輔助作用,其具有廣闊的臨床應(yīng)用前景和社會效益。