骨水泥黏度对椎体成形术中渗漏及疗效的影响

摘要

本研究提出了一项针对单节段急性骨质疏松性椎体压缩性骨折老年患者经皮椎体成形术的随机临床方案，重点阐述了高黏度与低黏度骨水泥的标准化应用，以及基于CT的骨水泥渗漏、疼痛、功能和影像学结果评估。

摘要

经皮椎体成形术可为患有急性骨质疏松性椎体压缩性骨折的老年患者提供快速的疼痛缓解；然而，骨水泥渗漏仍然是主要的安全隐患，且水泥黏度对渗漏及临床结果的影响尚未完全明确。本研究评估了高黏度骨水泥是否能在不损害疗效或安全性的前提下减少渗漏。在这项单中心、前瞻性随机对照试验中，共纳入184例患有单节段急性骨质疏松性椎体压缩性骨折的老年患者，并对其随访12个月。排除创伤性爆裂性骨折以及因椎体后壁皮质破坏导致脊髓管受累超过>25%的病例。参与者以1:1的比例随机分配接受高黏度或低黏度骨水泥治疗。主要结局指标为术后48小时通过计算机断层扫描评估的总体骨水泥渗漏情况，并采用Yeom系统进行分类。次要结局包括疼痛（视觉模拟评分），功能（Oswestry功能障碍指数）、影像学参数、围手术期指标及不良事件。与低黏度骨水泥相比，高黏度骨水泥显著降低了总体渗漏率（相对风险比0.47，95%置信区间0.29–0.78；校正后比值比0.36，95%置信区间0.19–0.71；P = 0.003），敏感性分析结果具有一致性。两组间的渗漏模式存在差异，高黏度组C型渗漏更常见，而低黏度组B型渗漏更常见（P = 0.008）。两组患者的疼痛和功能均显著改善，但随时间推移组间无显著差异（所有P > 0.05）。影像学矫正效果、围手术期参数及不良事件发生率在两组间相似。影像判读的可靠性较高（κ = 0.86；组内相关系数 > 0.90）。高黏度骨水泥可减少早期渗漏，同时保持相当的临床和影像学结果，支持其作为此类人群椎体成形术中的优选方案。

引言

骨质疏松性椎体压缩性骨折是老年人群中常见的脊柱脆性骨折，可导致持续性下腰痛、活动受限和生活质量下降，并显著增加跌倒、长期卧床及死亡的风险^1,2。由于经皮椎体成形术具有微创性和快速镇痛的优点，已成为治疗老年急性骨质疏松性椎体压缩性骨折的重要手段³。然而，骨水泥渗漏并不少见，其中静脉型渗漏及严重渗入椎管内的渗漏与神经功能障碍和肺栓塞密切相关。如何在确保镇痛效果和功能恢复的同时降低渗漏风险，是影响临床材料选择的关键因素⁴。既往研究提出，骨水泥黏度、注射时机和压力控制与渗漏密切相关，逐渐形成了以高黏度骨水泥、延迟注射时机和低速注射为核心的手术理念⁵。高黏度与低黏度骨水泥在疗效和安全性方面的差异仍存在争议⁶。一些研究表明，高黏度骨水泥可降低总体渗漏率，尤其是静脉型渗漏，但因病例异质性较大、对骨折节段和病程阶段的限定不足，以及渗漏评估方法的局限性，难以明确单节段急性骨质疏松性椎体压缩性骨折老年患者的最佳骨水泥黏度^7,8。也有观点认为，高黏度骨水泥可能因操作时间窗变窄而增加手术难度，甚至影响骨水泥在椎体内的弥散程度和矫形效果，使临床医生在控制渗漏与保证疗效之间难以平衡⁹。目前仍缺乏采用术后CT系统评估渗漏情况，并对疼痛、功能及影像学参数进行标准化评价的前瞻性随机对照研究。本研究采用前瞻性随机对照设计，系统比较单节段急性骨质疏松性椎体压缩性骨折老年患者使用高黏度与低黏度骨水泥的早期术后渗漏率及渗漏类型分布，全面评估两组在镇痛效果、功能恢复、影像学矫正、围手术期操作参数及不良事件方面的差异，旨在明确高黏度骨水泥是否能在维持疗效的同时显著降低渗漏风险，从而为骨水泥黏度的选择提供可靠依据。

方案

该方案已获机构伦理委员会批准。本试验已在中国临床试验注册中心（ChiCTR2200056512）完成注册。所有患者均签署了书面知情同意书。研究期间，患者的个人信息均去标识化并加密，仅限研究团队授权成员访问。

研究设计

这是一项单中心、前瞻性、随机、平行对照的临床研究，旨在比较经皮椎体成形术（PVP）治疗单节段急性骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF）老年患者时，高黏度与低黏度医用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥的渗漏发生率和严重程度，并评估两组患者在镇痛效果、功能改善、影像学变化及围手术期参数方面的差异。本研究遵循CONSORT指南进行，患者按连续入组方式纳入，并在随机分组前收集基线资料。研究时间为2022年6月1日至2024年5月31日；所有患者均按照预先设定的方案进行术后12个月的随访。术后所有患者均统一接受抗骨质疏松治疗方案（元素钙600 mg/天，维生素D3 800 IU/天，阿仑膦酸钠70 mg/周，持续12个月）¹⁰，以减少因治疗差异带来的混杂因素影响。

研究参与者

患者从本院脊柱外科门诊及住院部招募。纳入标准：（1）年龄≥65岁；（2）单节段急性骨质疏松性椎体压缩骨折（OVCF），发病至就诊时间≤6周，MRI STIR序列显示患椎存在骨髓水肿；（3）骨密度T值≤−2.5（术前6个月内行DXA检测）；（4）病变节段位于T5至L5范围内之一；（5）静息状态下视觉模拟评分（VAS）≥5分，且对标准化镇痛治疗无反应；（6）ASA麻醉评估为I–III级；（7）能够理解研究内容并签署书面知情同意书。排除标准：（1）外伤性爆裂骨折，或后壁皮质连续性中断伴 >脊髓管矢状径减少25%（通过术前CT评估）；（2）因肿瘤、感染或血管畸形导致的病理性骨折，或继发性骨质疏松；（3）目标节段既往有脊柱手术史或椎体强化术史；（4）进行性神经功能缺损需行减压手术；（5）凝血功能障碍（血小板 <100×10^9/L 或 INR >1.5）或无法终止抗凝治疗；（6）活动性感染；（7）对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或局部麻醉药过敏；（8）严重心肺功能不全（ASA IV级）；（9）认知功能障碍或依从性差，无法完成随访。

随机化与样本量

采用计算机生成的随机数字表将患者按1:1的比例分配至高黏度组和低黏度组，分层依据为骨折节段（胸腰段交界处T11–L2与非胸腰段交界处）。随机序列由外部统计学家生成，通过编号连续、不透明且密封的信封实施分配隐藏。由于材料特性，外科医生无法设盲，但结局评估者和统计分析人员保持盲态。主要终点为术后48小时内骨水泥渗漏的总体发生率。根据本中心既往病例数据库的初步估算，设定低黏度组渗漏率为40%，高黏度组为20%，该差异具有临床意义；采用双侧α=0.05，检验效能（1−β）=0.80，利用两独立样本率比较的正态近似法，计算得出每组需82例患者。考虑到最多12%的失访或数据缺失，计划每组纳入92例患者，总样本量为184例。

手术方法

术前准备与麻醉

常规术前评估包括全血细胞计数、凝血功能检查、心电图和胸部影像学检查。术前预防性使用抗生素：手术前30分钟静脉注射头孢唑林1.0 g，对青霉素过敏的患者则使用克林霉素600 mg。术前5天停用阿司匹林，并评估血小板功能。手术在C型臂X线透视下进行，患者取俯卧位，腹部悬空，并在胸腹部垫衬以降低腹内压。麻醉方式为局部浸润麻醉联合静脉镇静与镇痛：沿穿刺路径逐层浸润1%利多卡因；丙泊酚以0.5–1.0 mg/kg作为负荷剂量静脉推注，随后通过微量输液泵维持；芬太尼以0.5–1.0 µg/kg剂量静脉推注。术中持续监测血压、心率、呼吸和血氧饱和度。

经皮椎体成形术操作步骤

原则上采用单侧椎弓根入路，当椎弓根较小时或需要矫正时则转为双侧入路。在正位和侧位透视引导下，将11G工作套管经椎弓根安全三角区穿刺进入椎体；侧位像上，针尖位于椎体前1/3与中1/3交界处，正位像上则靠近椎体中线。到达预定位置后，先抽吸骨髓以确认无回流，随后注入骨水泥。注射过程在持续侧位透视监测下进行，注射速度控制在0.1–0.3 mL/s。一旦出现以下任一终止标准即立即停止注射：骨水泥前沿到达椎体后1/4处、影像上出现新的椎体外扩散，或达到预定的最大注射量。胸椎的最大注射量上限为3.0 mL，腰椎为5.0 mL¹¹。手术结束时，压迫穿刺通道以止血，并加压包扎。手术时间从皮肤浸润麻醉开始至敷料固定完成为止进行计算。

骨水泥的制备及黏度控制的关键要点

两个组均使用经国家药品监管机构注册的医用PMMA骨水泥，并采用真空搅拌器进行制备，环境温度保持在21–23 °C。高黏度组使用厂家标识的高黏度骨水泥，根据说明书，在混合后6–9分钟进入推荐的注射时间窗；低黏度组使用厂家标识的低黏度骨水泥，在混合后2–4分钟进入注射时间窗。两个组均采用螺杆驱动注射装置，实现稳定、低速、连续的注射。各组在材料和注射时间窗方面无交叉。若术中影像监测提示有渗漏征象，立即暂停注射；待黏度进一步升高后，以极低速度进行少量补充注射，或终止注射。

结局指标

与水泥渗漏相关的测量指标

主要终点是术后48小时内骨水泥渗漏的总体发生率。所有患者在术后48小时内均接受了薄层CT复查，影像由两名放射科医生以盲法独立判读。在影像评估前，CT数据已去除身份信息，阅片者无法获取随机分组情况、手术记录，以及骨水泥类型、制备方式或注射时间窗等信息；图像评估仅依据预先定义的渗漏标准，在匿名扫描图像上进行。骨水泥渗漏类型根据Yeom分类进行记录：B型（经椎体内静脉渗漏至椎后静脉丛）、S型（经节段静脉渗漏至椎体外）、C型（经皮质骨缺损渗漏至椎旁软组织或椎间盘）¹²。严重渗漏定义为影像学证实骨水泥进入椎管或节段静脉主干，或出现新的神经功能缺损、呼吸困难、低氧血症等临床事件。若出现呼吸系统症状，将立即进行CT肺动脉造影（CTPA）以排除骨水泥肺栓塞。除记录总体发生率外，还分别记录各类型渗漏的发生率以及严重渗漏的发生率。

疼痛和功能结局指标

疼痛结局作为关键次要疗效终点，采用0–10视觉模拟评分法（VAS）¹³在术前以及术后24小时、1个月、3个月、6个月和12个月进行评估。功能结局作为次要疗效终点，采用中文版Oswestry功能障碍指数（ODI，0–100%）¹⁴在术前以及术后3个月、6个月和12个月进行评估。计算各时间点相对于基线的变化以及组间差异。记录镇痛药物的使用情况，并换算为吗啡当量剂量。

放射学与围手术期参数

影像学结果作为次要终点，包括受累椎体的前缘高度比（AHR）和局部Cobb角。AHR定义为受累椎体前缘高度除以上下相邻椎体后缘高度的平均值，再乘以100%；Cobb角定义为上位椎体上终板与下位椎体下终板之间的夹角。上述测量在术前、术后48小时及术后3个月的标准侧位X线片上进行，由两名医师独立判读并计算一致性。围手术期参数包括手术时间、透视次数、透视剂量-面积积、骨水泥注入量以及术后24小时内卧床时间。

随访方法与时间点

住院期间，观察生命体征、伤口情况及神经系统体征，并于术后48小时完成CT检查及首次结局评估。出院后，分别在1、3、6和12个月进行门诊或电话随访；问卷由研究护士统一发放和回收，并核实用药记录。若在任何随访时间点出现神经系统症状或持续性疼痛明显加重，则安排额外影像学复查，并记录为不良事件。随访数据录入电子数据采集系统，并进行双重核对。

统计学方法

主要终点根据意向性治疗原则进行分析。分类变量以频数和百分比表示，连续变量以均值±标准差或中位数（四分位间距）表示。组间基线可比性通过t检验或Mann-Whitney U检验以及卡方检验进行评估。主要终点采用卡方检验进行比较，并计算相对风险及95%置信区间；构建多变量逻辑回归模型，对年龄、性别、骨折节段和T值等基线协变量进行校正。VAS和ODI采用线性混合效应模型作为重复测量数据进行分析，以个体作为随机截距，固定效应包括组别、时间及其交互作用，并报告每个时间点的组间边缘均值差及其95%置信区间；若残差分布偏离正态性，则采用稳健标准误。影像学和手术参数的单时间点比较采用t检验或Mann-Whitney U检验；术前至随访期间的变化采用混合模型进行分析。渗漏类型的阅片者间一致性采用加权κ系数评估，连续影像学测量值的一致性采用双向随机效应、绝对一致性组内相关系数（ICC）进行评估。当缺失数据比例超过5%时，对连续型结局指标采用多重插补法（m=20）进行敏感性分析；若主要终点所依赖的48小时CT检查缺失，则进行两种敏感性分析：在最差情况假设下，将缺失值视为“存在渗漏”；在最佳情况假设下，将缺失值视为“无渗漏”。所有检验均为双侧检验，以P < 0.05为具有统计学意义。多重性问题采用Holm法进行控制，优先考虑术后24小时和3个月VAS这两个关键次要终点；其他次要结局被视为探索性分析，仅报告效应量及置信区间。

结果

受试者入组与基线特征

共评估了314例急性骨质疏松性椎体压缩骨折的老年患者；其中130例被排除，184例被随机分配至高黏度组和低黏度组，每组各92例。接受指定干预措施的比例均>97%，术后48小时CT检查完成率均>97%，12个月随访率均>91%，表明整体入组和随访实施基本完整（图1）。两组在年龄、性别、骨密度T值、骨折节段分布、发病至手术时间或ASA分级方面均无统计学显著差异；基线VAS评分和ODI评分也相似（所有P>0.05），表明随机化后两组间基线情况总体均衡（Table 1）。

术后48小时骨水泥渗漏的总体发生率

组间比较采用卡方检验和多变量逻辑回归分析。术后48小时的CT评估显示，高黏度组的总体渗漏率显著低于低黏度组（P = 0.002），未经调整的相对风险（RR）为0.47（9...

讨论

High-viscosity bone cement showed a markedly lower overall leakage risk than low-viscosity bone cement on early postoperative CT assessment. After handling missing CTs using worst-case and best-case assumptions, the trend of reduced relative risk remained consistent, indicating that the effect of leakage control was relatively stable. Among cases with leakage, Type C leakage via a cortical defect predominated in the high-viscosity group, whereas Type B venous-type leakage via the intravertebral venous route was more comm...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
70 mg 阿仑膦酸钠片	杭州民生滨江制药有限公司	H20203221	阿仑膦酸钠70 mg片剂；经中国国家药品监督管理局（NMPA）批准；作为老年患者标准抗骨质疏松治疗，每周服用一次。
骨活检针套装，11G（用于椎体穿刺）	IZI 医疗产品	G36211 / DBBN-11-10.0-M2-S	Osteo-Site Murphy M2-S 骨活检针套装；外管 11G × 10 cm，内切割活检针 14G × 17.1 厘米；用于椎体成形术/椎体后凸成形术中的椎体穿刺、活检及骨水泥注射。
骨水泥注射器，双速	史赛克公司	0206-600-000	双速水泥注射器；一种螺杆驱动注射器，通常与PMMA骨水泥配合使用，在椎体成形术中实现可控、低速的持续注射。
C型臂X光透视系统，PLX7100A	南京佩尔维医疗设备有限公司	PLX7100A	PLX7100A HF 移动式数字化C形臂系统；该移动C形臂广泛应用于中国骨科和脊柱外科手术中的术中透视引导。
CT扫描仪，SOMATOM Definition AS 64	西门子医疗	SOMATOM Definition AS 64	64排多探测器CT扫描仪；广泛用于脊柱成像，包括术前评估后壁完整性以及术后对骨水泥渗漏进行薄层扫描评估。
DXA 系统，Hologic Discovery Wi	Hologic, Inc.	Discovery Wi	Hologic Discovery 系列双能 X 射线吸收测定仪（DXA）系统；Discovery A / Wi / W 型号在中国的多中心研究和医院中广泛用于骨密度评估。
高黏度PMMA骨水泥，VertaPlex HV	Stryker Corporation	0406-622-015	VertaPlex HV 显影骨水泥；一种为椎体压缩性骨折开发的高黏度聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥，混合后立即呈现高稠度，操作时间约18分钟；VertaPlex HV 的单包装产品编号为 0406-622-015。
低黏度PMMA骨水泥，VertaPlex	史赛克公司	0406-402-000	VertaPlex 骨水泥；一种设计为初始黏度低、操作时间延长（约20分钟）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥，适用于多节段椎体强化；0406-402-000 为 20 g 双联包装（半剂量）VertaPlex 骨水泥。
MRI 系统，Magnetom Avanto 1.5T	西门子医疗	Magnetom Avanto 1.5T	1.5T超导磁共振成像系统在大型医院中广泛安装；支持STIR序列，用于检测骨质疏松性压缩性骨折中的急性椎体骨髓水肿。
患者监护仪，迈瑞 PM9000	深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司	PM9000	多参数床旁监护仪（血压、心率、SpO2、呼吸等）；迈瑞PM9000在中国手术室中广泛应用，并在中国临床研究中被专门报道用于芬太尼镇静期间的监测。
丙泊酚中/长链脂肪乳注射液（10 mg/mL，20 mL：0.2 g）	Haisco Pharmaceutical Group Co., Ltd.	N/A	丙泊酚中/长链脂肪乳注射液 20 mL：0.2 g，由海思科生产；在中国广泛用于静脉镇静和麻醉的仿制丙泊酚MCT/LCT乳剂。该产品及生产商已记录于中国的一项注册临床试验中。
真空骨水泥混合与输送系统	Zimmer Biomet	414701	Zimmer Biomet 真空骨水泥混合系统 &封闭式真空混合与输送系统；用于PMMA骨水泥的封闭式真空混合与输送套装，可减少孔隙率及操作人员暴露风险；常用于关节置换术和椎体强化手术。