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经皮椎体成形术治疗椎体良、恶性疾病

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一、简介

      经皮椎体成形术是1987年在法国由介入放射学家Herve Deramond及其合作小组首先采用的。这是一种简单的、最小创伤性的手术操作,该手术为那些承受着由于骨质疏松症或肿瘤而导致的脊椎骨折和疼痛的患者提供了一种有效的治疗方法。这种介入性技术包括在影像学的介导下向骨折的或破坏的椎体中注入骨水泥,最常使用的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。它具有同时达到缓解疼痛和重建骨骼的生物机械强度的优势。

      在美国经皮椎体成形术是治疗由于骨质疏松性压缩性骨折而引起的疼痛的基本方法。除了良性的骨质疏松性骨折以外,经皮椎体成形术的主要适应征包括血液系统的恶性疾病例如多发性骨髓瘤和淋巴瘤、转移性恶性肿瘤和有症状性的脊柱良性肿瘤(特别是血管瘤)。欧洲关于此手术治疗的经验是更加倾向于对肿瘤性疾病的治疗而非骨质疏松症。

此项技术在我国方兴未艾,逐渐推广,得到广大患者和医师的逐渐认可。

二、患者术前评估和准备

1.疼痛来源的鉴别

      应该严密关注和鉴别疼痛的来源。经皮椎体成型术所针对的患者常常患有多种疾病,如骨质疏松相关性椎体骨折的患者可能还同时患椎间盘突出或膨出、椎体滑脱、严重的骨质增生等合并病症,椎体肿瘤常合并其它脏器的转移病灶和椎体周围肿物。只有严格鉴别疼痛的来源,才能充分保障疗效,使患者免于承担不必要的手术风险。

2.术前检查

      最重要的影像学资料是来源于正、侧、斜位的X光平片,评价骨质疏松的程度、骨质压缩破坏情况、骨质增生情况,椎管、椎间隙和椎间孔等情况。确定第一目标椎弓根,平片也具有重要参考价值。

      MRI是重要的术前检查项目,有助于发现由于肿瘤、间盘和骨折碎片突出而导致的硬膜外、椎间孔或脊髓压迫和占位的证据,周围软组织的结构和肿瘤向周围组织浸润的情况也是重要的评估项目。CT是观察椎体骨性结构的最佳选择,对于入路的选择和设计具有重要帮助,CT还可以明确椎体边界骨皮质破坏的情况,确定潜在的骨水泥渗漏的位置。

三、术中镇痛、镇静

      大部分患者能在局麻下完成手术,对部分患者采用镇定、镇痛麻醉和局麻相结合的方法。手术中患者保持清醒状态,术者随时与患者交流,了解患者的情况。
成功的局部麻醉能大大延长患者的耐受时间,减少静脉麻醉用药和术中合并症。在手术操作过程中使用6-10ml 2%利多卡因进行局部麻醉,在目标椎弓根处进行大范围的骨膜侵润,这种方法达到痛觉麻醉的效果要比静脉使用镇静剂更可靠和安全。
少量患者除了局麻外,还因为紧张、焦虑或疼痛而必须同时使用镇定、镇痛麻醉。咪唑安定(0.1mg/kg)具有非常好的镇静作用;而杜冷丁(0.5mg/kg)和氟哌啶(0.01mg/kg)组合具有非常好的镇痛、镇静作用,但需要注意防止椎体外系症状的出现;芬太尼(0.01mg/kg) 和氟哌啶(0.01mg/kg)组合也具有镇痛、镇静作用,与前一组合相比,镇静效果更佳。大部分患者身体虚弱,又采取俯卧位,而镇痛、镇静药物普遍具有抑制呼吸的作用,术中应该严密观察呼吸功能和血氧饱和度。术中血压增高者,可以用尼莫地平、尼卡地平或压宁定等药物降压。术中单体挥发可以造成患者恶心、头晕等不适,可以采用5羟色胺阻滞剂,如昂丹司琼(4mg)来缓解症状。

四、影像引导和进针技术

1.影像设备

      经皮椎体成形术只有在高质量的X线透视引导下进行才是安全的。如果不能够清晰地看见穿刺针的走行和骨水泥的分布,术者就无法控制操作,容易导致并发症的发生。多数严重并发症的发生都与透视影像质量差有关系。

2.椎弓根穿刺定位方法

(1)单椎弓根入路
      如果椎体的椎弓比较粗,由后外向前内侧走行,进针路线向椎体中线倾斜的余地比较大,容易完成单侧椎弓根入路,这种情况在腰椎中比较常见。参考椎弓根的角度和粗细,使穿刺针由外向内轻度倾斜,能更容易地到达椎体中线,达到单侧锥弓根入路的目的,但应该强调的是:在侧位透视下穿刺针尖通过椎弓根进入椎体之前,透视下针尖绝不可以越过锥弓根内侧,箭头指示椎弓根内缘。

(2)双椎弓根入路
      但并非所有椎体都能完成单椎弓根入路,而有些椎体,椎弓根比较细,与椎体正中垂直线之间夹角小甚至平行,进针路线向椎体中线倾斜的余地比较小,不容易完成单侧椎弓根入路。

3.椎体组织活检
      当穿刺针通过椎弓根进入椎体内后,拔除穿刺针套芯。将活检针套芯去除后,通过穿刺针进入椎体,用骨锤轻轻敲打活检针,活检针向椎体内深入时,骨性组织或肿瘤组织就会进入没有套芯的活检针内。当活检针越过预定活检区域1cm以上的距离后,以注射器抽吸活检针形成复压,同时轻轻旋转活检针,使组织能留在活检针内。

五、骨水泥的配置和注射技术

1.骨水泥的调制

调制方法:
      大多数现有骨水泥粉末含有相当于10%的钡的显影剂,比重近似于1。(1)术中粗略地以注射器称量13~14ml粉末(相当于13~14g),倒于不锈钢或塑料碗中;(2)再加入6g钡剂,充分混匀,使钡剂的含量相当于增加到了40%,另一种可供选择的方法是加入8克钽或钨粉末;(3)在碗中加入10毫升的液态单体;(4)用匙子搅拌混合物直到粉末完全溶解,在准备注射时骨水泥应该呈现出一种“有光泽的”特征;骨水泥-钡剂混合物从后方装入到20毫升的注射器中;然后再将其从后方转入到十个1毫升的注射器中;当骨水泥呈现为融化的冰激凌样物质并可以从1毫升的注射器头部缓慢的滴下时就可以准备注射了。这样调制的骨水泥的工作时间为8分钟左右。

      可以通过调节粉末成分的含量来控制混合物的粘度,通过粘度的改变,可以使骨水泥适应不同的病变,以保证手术的安全性。成骨性病变需要低粘度骨水泥,则可以把粉末含量降到11-13g;对于严重的浸润性椎体血管瘤或破坏严重的椎体恶性肿瘤,则可以把粉末含量提升到15-16g,以便提高骨水泥粘度,骨骼破坏越严重,就越需要粘度高的骨水泥,因为这会减少意想不到的渗漏现象的发生率。

2.骨水泥注射技术
      手术前应该仔细研究CT影像,皮质破坏的程度决定了能够进行安全注射的骨水泥的粘度。椎体的后缘完整性是防止骨水泥向后渗漏最关键的因素,应该在整个注射过程中持续地监测,如果骨水泥蔓延到椎体后1/4时,骨水泥渗漏到椎管的危险就增加了。

      如果透视监测下发现骨水泥向椎体周围静脉从流动,或向椎体后界或边界破损的方向流动,则应该停止注射30秒到1分钟,并等待静脉内的骨水泥初步凝固和血栓形成,并改变穿刺针斜面朝向的方向,则可以使骨水泥改变弥散方向,向安全的方向流动。在穿刺针向椎体内进入的过程中,可以间断的取出管心针来检查有无血液返流,这是一种简便的方法但是仅能作为参考。如果穿刺针已经与大的引流静脉相通,就会在椎体骨质内形成一条通往静脉的途径,继续向前穿刺而不是回撤穿刺针,才有希望使针尖真正避开静脉。

      有作者提出穿刺针到位后用静脉造影的方法来评价椎体相关的静脉系统,注射骨水泥前预先警戒危险的静脉沟通。但这种方法一直处于争论之中,有人认为不可或缺,也有人认为只在治疗椎体血管瘤时使用,也有人这项操作并无多大的价值。北京天坛医院和Johns Hopkins医院的病例都没有使用静脉造影的情况下保证手术的安全完成。在一些病例中,静脉造影导致造影剂滞留于椎体的血窦内或肿瘤病灶腔内,干扰椎体成型术的透视监测;静脉造影可能有潜在的造影剂

六、经皮椎体成型术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折

      超过60%的绝经期的女性骨密度值异常,据估计在这些女性中有将近40%将会在其一生中经历骨质疏松相关性骨折。椎体压缩性骨折是发生在骨质疏松人群中的最常见的骨折类型,在这些骨折患者中仅仅只有25%的患者有过一次明确的外伤史。椎体骨折可以导致持续数月的功能障碍性疼痛,这种疼痛足以使患者丧失劳动力,引发潜在的疾病。显然,绝经期的女性是骨质疏松症高风险人群,其他明确的危险因素包括年龄、吸烟和过早绝经。高危人群还包括长期使用皮质类固醇激素治疗的患者、肾功能衰竭患者或长期不能活动的患者。好发部位是胸腰结合部的椎体特别是T12和L1椎体最常见,约45~50%,其它好发部位依次为T10~T11,L2~L4等。

      在欧美地区学者认为一旦出现症状性椎体压缩性骨折,就应该行经皮椎体成型术,这是因为经皮椎体成型术能预防椎体的进一步压缩,减少保守治疗可能出现的问题。而我们认为经皮椎体成型术的时机的判断应该因患者而异,建议大多数压缩性骨折患者仍然尝试2周的保守治疗同时进行诊断和评估,使用麻醉性止痛药和钙剂补充剂进行药物治疗。严密观察这两周病程的走向:当疼痛恢复较快,止痛药物可以逐渐减量,患者一般情况稳定,我们则建议患者继续进行保守治疗;如果在保守治疗期间,疼痛缓解不明显甚至加重,镇痛药物剂量增加,则应该行经皮椎体成型术治疗;有的患者因为卧床迅速导致精神抑郁或烦躁,主观上不能坚持卧床,或出现药物不良反应,也是尽早手术治疗的指征;不主张观察期过长,否则会出现静脉血栓、肺炎等并发症而失去治疗的机会;有的学者认为病程超过半年,治疗效果不佳,很多作者对于高龄、严重(压缩程度超过2/3)、病史长(超过半年)的椎体压缩性骨折的治疗产生疑虑,并将此类患者作为高风险人群而排除在适应人群之外,而我们认为这些都不是绝对禁忌证,多数患者都能因治疗受益;有学者提出对于骨折高风险的椎体行预防性经皮椎体成型术,但还存在广泛争议。

      手术的绝对禁忌证是:患者合并手术或附近区域的感染;患者合并凝血功能障碍;骨折导致神经根或脊髓受压,有明显的神经系统症状,需要行外科手术减压者。

      大多文献报道,经皮椎体成型术治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折的疼痛缓解率在90%左右,并发症的比率在0%~10%,大多在1%左右。

      Deramond等报道的80例患者中,90%的病例术后立即获得疼痛缓解,只有1例患者因为肋间神经疼痛采用局部封闭治疗。Heini等报道45例病例的治疗,所有的病例都得到临床症状的缓解,1年内随访,效果保持稳定,20%的病例中出现了骨水泥的渗漏,但没有引发任何并发症。Bai等报道的70例治疗中,95%的病例在48小时内获得疼痛缓解,随访18个月,63%的病例疼痛完全缓解,32%的病例疼痛显著缓解。Cunin等人的29例患者47次手术中,90%的患者术后获得疼痛缓解,2例出现肋骨骨折。Cortet对16名骨质疏松性压缩性骨折并导致剧烈而且持续的疼痛患者进行了一项开放性的前瞻性的研究,他们在20节椎体进行了椎体成型术并在术后第3天、第30天、第90天和第180天进行临床评估。观察到在第3天就获得了具有统计学意义的疼痛缓解,并且在随后的6个月的评估中疼痛缓解效果保持稳定。同样随着时间的延长,患者的一般健康状况评分(Nottingham Health Profile量表)也有明显的好转,特别是在身体运动能力、情绪反应、社会融合和精力方面的提高显著。没有发现任何的副作用,在6个月的随诊中没有发现椎体骨折的出现。Johns Hopkins医院和天坛医院共治疗372例骨质疏松性椎体压缩性骨折的患者,症状完全缓解162例(43.5%),显著缓解173例(46.5%),部分缓解23例(6.2%),无效率14例%(3.7%)。

七、经皮椎体成型术治疗椎体血管瘤

      骨血管瘤发生于10~40岁之间,男女发病率相近,比较容易发生于脊椎,椎体血管瘤也称为良性血管内皮细胞瘤,椎体血管瘤在骨附属组织良性肿瘤中属于比较常见的一种,为错构瘤。基于系列的尸检和脊柱平片的回顾,椎体血管瘤在人群中的发病率为10%~12%,大多数血管瘤是无症状的。其中以下段胸椎和上段腰椎多见,其次是颈椎及骶椎等处。

      根据临床和影像学特点,椎体血管瘤可以分为四型。I型:无症状的椎体血管瘤,没有影像学恶性表现;II型:没有影像学恶性表现但表现为严重的背痛;III型:椎体血管瘤没有明显的症状,但有明显的影像学恶性表现;IV型:椎体血管瘤有明显的症状,而且影像学恶性表现,IV型可以分为两个临床亚型,其一是急性脊髓或马尾压迫症状(IVa),其二是渐进性的疼痛、脊髓病或马尾综合症(IVb)。I型患者不需要治疗,II型患者需要椎体成型术注射骨水泥。III型患者可以采用椎体成型术治疗,也可以暂不治疗,而进行密切的临床观察和影像学随访。IVa患者需要椎体成型术和外科手术联合治疗,IVb可以酒精硬化后,采用椎体成型术治疗。治疗IVa型患者采用三个步骤治疗:
(1)经动脉栓塞(早期采用,现在已经废弃);
(2)一天后,经皮椎体成型术注射骨水泥加强椎体强度,同时向椎弓根注射正丁基丙烯酸酯以减少术中出血;
(3)隔天外科手术治疗,包括椎板切除减压、硬膜外血管瘤切除。用这种方法,椎板切除术中出血很少,硬膜外肿物的切除也很容易,以上方法同时保证椎体的稳定性防止椎体塌陷。

      Cohen等治疗31例(43个节段)椎体血管瘤,76%的患者症状明显改善,减少或停用镇痛药物,效果略低于同期治疗的椎体压缩性骨折病例(87%的病例有明显改善)。Gangi等报道经皮椎体成型术治疗椎体血管瘤能使78%的患者得到明显的症状改善,相比83%的椎体压缩性骨折的治疗缓解率略低,并发症是骨水泥渗漏导致的神经根痛。Gangi等早年还采用CT影像引导治疗10例症状性椎体血管瘤,所以病例都有明显的缓解,没有并发症。Johns Hopkins医院2000年报道5例症状性椎体血管瘤,4例得到明显的缓解。而同期Barr等报道的1例治疗却没有任何效果。到目前为止,Johns Hopkins医院和天坛医院采用经皮椎体成型术的方法共治疗25例症状性椎体血管瘤,其中症状完全缓解者12例,显著缓解者8例,轻度有效3例,无效2例,没有任何并发症。天坛医院的一组病例术前6点疼痛评分为2.67±0.41,自理能力评分2.83±0.33;术后疼痛评分降为0.33±0.47,运动功能评分1.33±0.41,配对T检验术前、术后有明显差异(p<0.01)。

      综上所述,经皮椎体成型术治疗椎体血管瘤是一个非常有效的治疗手段,但在某些特殊的情况下,还需要与其它的治疗方法(放疗,手术,无水酒精注射)配合能取得更加满意的效果。

八、经皮椎体成型术治疗椎体恶性肿瘤

      椎体恶性肿瘤可以分为转移性肿瘤、血液系统的恶性疾病、脊柱肉瘤和原发性恶性肿瘤等几大类。转移性恶性肿瘤是最常见的脊柱恶性肿瘤类型,其次是血液系统的恶性肿瘤。椎体是转移瘤最好发的部位,大约30%的恶性肿瘤患者会出现有症状的椎体转移性病灶,这其中70%发生溶骨性破坏产生椎体骨折、塌陷导致严重的疼痛。最常见的椎体转移瘤可能转移自肺癌、乳腺癌、结肠癌、肾癌等,占脊柱转移肿瘤的60%以上,其它可以转移到椎体的肿瘤还包括肝癌、胃癌、骨骼恶性肿瘤、胰腺癌等。转移瘤一般是多发的,但早期阶段单发于某一节椎体内也不少见,最常见的部位依次为胸椎、腰椎、颈椎和骶椎,常见跳跃现象。当连续侵犯多节椎体时,一般不侵犯椎间盘。血液系统的脊椎恶性肿瘤可能是来源于身体其它部位,也可能是原发于脊椎。脊柱是浆细胞瘤最好发部位,还可发于肋骨、骨盆、头颅等。脊柱恶性淋巴瘤包括网状细胞肉瘤、淋巴肉瘤、何杰金氏病和巨滤泡性淋巴瘤,网状细胞肉瘤多发于10~60岁之间,淋巴肉瘤多发于40岁以上的患者,何杰金氏病多发于20~40岁,可以导致严重的椎体骨质破坏。骨肉瘤恶性程度非常高,单发于脊柱者少见,但转移到脊柱者多见。先天性骨肿瘤中包括脊索瘤、畸胎瘤等,脊椎不是好发部位。

      因为肿瘤治疗学的高度进展,放疗、化疗、外科手术技术的提高,使患者的存活时间明显延长,同时发现恶性椎体肿瘤椎体压缩性骨折的发病率比过去明显升高,患者对生活质量的要求也增加了。这就对目前的技术提出要求,应用微创伤技术,改善患者的症状。

      经皮椎体成型术适应证:剧烈疼痛,保守治疗(包括镇痛药物,卧床休息,外固定支具等)无效的病例;因为体质衰弱、合并症或多节段椎体病变而不适合手术者;在无症状患者中,对于椎体塌陷的高危因素骨质溶解性病变进行预防性的治疗是可行的。

      经皮椎体成型术的禁忌证:肿瘤突入椎管内形成椎管内占位,压迫神经和脊髓,产生明显的神经症状者;不能准确定位疼痛椎体节段;疼痛以神经根痛为主;凝血功能障碍,局部感染;不能耐受俯卧位;肿瘤造成广泛椎体、椎弓根破坏,尤其是椎体后缘骨皮质破坏(轻度后缘破坏不是手术禁忌证);成骨性恶性肿瘤。
对于出现急性神经受压症状的病例,有学者主张急诊手术减压,联合应用椎体成型术加固椎体强度和稳定性。

      北京天坛医院结合病人的具体情况,将患者分为四类,第一类,能确定原发灶,除了椎体转移灶无其它转移灶;第二类,高度怀疑椎体恶性肿瘤,但没有发现原发灶;第三类,能确定原发灶,除了椎体外,合并出现全身多脏器转移;第四类,合并急性脊髓、神经压迫症状。对于第一、二类,没有多脏器广泛转移的恶性椎体肿瘤患者,即使病变累及多阶段椎体,也应该尽可能处理所有已经发现的病变(包括没有产生症状的病灶),延长患者的生命,提高生活质量;对于第三类患者,因为已经有多脏器的广泛转移,估计存活期不会超过半年,治疗已经不能延长生命,只是缓解临终前的痛苦,而且这类患者多处于癌症晚期的恶液质状态中,即使经皮椎体成型术这样的微小创伤手术,如果一次处理多个节段椎体,这对这些患者来讲,承担起来也困难,所以我们只处理疼痛症状明显的受累节段,经皮椎体成型术也许不能延长第三类病人的生命,但能使患者最后的人生旅程中,得到一个相对安宁和正常的生活状态也是这种治疗的价值之一。第四类患者,我们建议外科手术减压,术中经椎弓根行椎体成型术。

      经皮椎体成型术能明显改善椎体恶性肿瘤患者的症状,改善生活质量,但并不能延长患者的存活期。

      Fourney等(2003年)治疗56例,21例为多发骨髓瘤,35例为原发或继发恶性肿瘤,症状平均时间为3.2个月,84%的患者得到完全或显著的缓解,9%无效,7%没有进行评价,疼痛指数在术后1年内仍然显著降低,镇痛药用量明显减少,没有症状的骨水泥渗出发生率为9.2%,没有手术相关并发症。Weill等(1996年)治疗35例转移瘤患者的52节段椎体,73%的病例疼痛完全缓解,24%的病例显著缓解,3个病例因为骨水泥渗漏而导致有一过性的神经根痛,1例因为骨水泥渗漏到椎管内导致神经压迫症状而急诊手术减压。另一个研究报道40例椎体恶性肿瘤,30例转移瘤,10例多发骨髓瘤。97.3%的患者在术后48小时内得到缓解,13.5%完全缓解,55%显著缓解,30%中度缓解。29例(72.5%)的病例中出现了骨水泥渗漏,15例骨水泥渗漏到硬膜外间隙,8例渗漏到间盘内,2例骨水泥流入引流静脉。8例骨水泥渗漏到椎间孔,其中2例产生神经根压迫症状而行急诊减压术。Gangi等报道经皮椎体成型术治疗椎体恶性肿瘤,疼痛的缓解率达到83%。Alvarez等报道治疗21例椎体转移瘤的病例,其中13例处于卧床状态,10例有神经受压表现,采用经皮椎体成型术治疗所有的病人,在15例患者采用椎体成型术与放疗联合治疗,3例联合外科手术神经减压。术后疼痛显著缓解,随访中,疼痛指数进一步下降,14例停止使用镇痛药物,77%的患者恢复运动能力,81%的患者获得满意的随访结果。只有1例患者存在一过性的放射性神经根痛。最大的收获是69%的卧床患者术后立即恢复运动能力。
文献报道显示:治疗椎体恶性肿瘤的最大风险是骨水泥渗漏,在治疗椎体恶性肿瘤时比治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折面临更大的骨水泥渗漏的风险。骨水泥处于液态期比糊状期更容易外渗,然而大多数病例中,骨水泥渗漏没有并发症。

      而我们两家医院54例椎体恶性肿瘤的治疗结果是:24例患者术后疼痛完全缓解,19例明显缓解,6例有所改善,5例没有改善。北京天坛医院的一组11例恶性椎体肿瘤,6点疼痛评分和生活自理能力评分由术前的4.18和 5分。分别降到0.81和 1.72。配对T检验术前、术后有明显差异(P <0.01)。

      普遍认为,经皮椎体成型术治疗恶性肿瘤的效果要逊于椎体压缩性骨折的治疗效果,原因是患者都一般状况差,多发骨或其它脏器转移。
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