淺談椎體成型術(Vertebroplasty)所引起的骨水泥滲漏

    隨著我國逐漸進入超高齡社會,因為老化引起的脊椎骨質疏鬆壓迫性骨折是很常見的,大部分骨鬆壓迫性骨折可以採取保守治療,但有些癒合較慢的骨鬆壓迫性骨折,經過一段時間的保守治療 (臥床,止痛藥物等等)病患仍常常抱怨相當的疼痛,導致行動不便,生活品質下降,此時可以考慮微創的手術治療:經皮穿刺椎體成型術 (Percutaneous vertebroplasty)。

參考:

醫師, 我的背很痛想要灌骨漿(一)
醫師, 我的背很痛想要灌骨漿(二)
醫師, 我的背很痛想要灌骨漿(三)

醫師,我的背很痛想要灌骨漿(四)

          經皮穿刺椎體成型術(percutaneous vertebroplasty-PVP)是利用微創手術來治療經保守治療無效的脊椎壓迫性骨折疼痛。包含隨機分配研究及系統性回顧分析證實這種治療相比於保守治療可以有效改善脊椎骨鬆骨折的疼痛及失能情形[1-4]。PVP最初是1987年由法國醫師Galibert用來治療脊椎血管瘤導致的疼痛[5], 藉由將聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate) PMMA(俗稱骨水泥)經由穿刺針在X光導引下注射進入骨折的椎體,當骨水泥硬化後,達到填補缺損和立即穩定的效果,同時改善疼痛症狀。               

            雖然PVP是種安全有效且微創的手術治療方式,病人傷口快速復原,疼痛立即緩解的特點,但骨水泥滲漏(cement leakage)卻是許多人在意的問題;雖然大部分的骨水泥滲漏不會產生臨床症狀,卻有少數的骨水泥滲漏案例造成嚴重神經損傷,骨水泥肺部栓塞甚至死亡的嚴重併發症報告(Fig.1)。

Fig.1 病患術後發現有骨水泥引起的肺栓塞,症狀為咳嗽,後逐漸緩解

          骨水泥滲漏的機率從30%~70%都有報告過[6-8]。文獻指出,如果用電腦斷層(CT)檢查,可以發現有更多的骨水泥滲漏(68~87%)[7, 9],這是用X光檢查常常會被遺漏的。

          骨水泥的滲漏可以區分為三種路徑(Fig.2). B型滲漏是經由椎基靜脈 (Basivertebral vein)滲漏到椎體後緣,硬脊膜前方部位; S型滲漏是經由椎間靜脈 (segmental vein)滲漏, 而C型滲漏是經由皮質骨缺損( cortical defect),可發生在椎體周邊肉和部位,如椎體旁,椎體後緣或椎間盤等;如滲漏入椎間盤者又稱為D型滲漏。在一篇2016年研究[10]發現: (1)骨水泥黏稠度是B型滲漏的獨立危險因子,黏稠度越低,越容易滲漏 (2)骨折嚴重程度越高,越不容易發生S型滲漏,可能是因為靜脈循環被破壞有關 (3)骨折程度以及核磁共振顯示有椎體裂隙(cleft)是C型滲漏的危險因子 (4)D型滲漏則是和骨折嚴重程度,核磁共振顯示有椎體裂隙及骨水泥黏稠度有相關。

Fig.2 骨水泥的滲漏可以區分為三種路徑 (Yeom et al. JBJS [Br] 2003)

●經皮穿刺球囊撐開椎體成型術(BKP)減少骨水泥滲漏

          經皮穿刺球囊撐開椎體成形術或後凸成型術(Balloon Kyphoplasty-BKP)是在原有PVP的技術基礎上,先在壓迫的椎體經皮穿刺置入可擴張球囊,藉由裝置施加壓力將球囊擴張,同時撐開椎體高度或空間(Fig.3),之後移除球囊再灌入骨水泥,由於骨水泥可被灌注於低壓空間,因此減少骨水泥滲漏的機率[2, 11-15]。

Fig.3 藉由球囊擴張,同時撐開椎體高度或空間

          不管是PVP或者BKP對於保守治療無效的壓迫性骨折都是相當安全有效的治療;大多數的研究並沒有嚴重不良事件(Serious adverse events-SAE)報告;在非常少數的嚴重不良事件報告上,PVP的數量比BKP要多,主要仍是骨水泥滲漏造成的神經症狀[16, 17]。有些研究則是認為BKP比PVP有更好的長期疼痛緩解效果[2, 13], 有些研究認為兩者在長期的疼痛緩解並無差別[12, 14]。至於BKP藉由球囊撐開可以將椎體的高度復原程度較多,這是確定的結論,但是否會因此增加鄰近節骨折(Adjacent fracture)的發生則仍沒有定論[13, 14, 18]。

         在新技術的發展過程中,許多療效或副作用的呈現也許不會那麼客觀,這需要更多更客觀的研究及數據來探討,比如說何種手術方式治療後的疼痛藥物使用較少,也許大數據的研究可以回答這個問題。

●高黏稠度骨水泥(High-Viscosity Cement: HVC)可以減少骨水泥滲漏機率

          不少研究者認為骨水泥黏稠度(viscosity)是影響骨水泥滲漏的主要因素,增加骨水泥的黏稠度可以大幅降低骨水泥的滲漏[19, 20]。根據不同配方骨水泥的特性,高黏稠度骨水泥(HVC)在灌注的過程中可以比較均勻的擴張體積,而低黏稠度骨水泥(LVC)在灌注的過程中容易沿著壓力較小路徑滲漏。而骨水泥滲漏的位置,有研究顯示高黏稠度骨水泥(HVC)相對於低黏稠度骨水泥(LVC),可以減少骨水泥滲漏進入椎間盤的機率。然而有些學者持不同的意見,認為骨水泥的黏稠度對於骨水泥的滲漏無明顯相關[21]。

          

          在一篇Meta-analysis[22]的研究中,比較高黏稠度骨水泥和低黏稠度骨水泥,結果顯示HVC相比於LVC可以降低骨水泥滲漏的發生率(Risk ratio=0.38),在椎間盤位置 (Risk ratio=0.45 to 0.80) 還有滲漏入靜脈位置 (RR=0.54).然而在術後的疼痛(VAS),功能性評估,所灌注的骨水泥的體積以及鄰近節的骨折在兩者並沒有差異。

          其實LVC在硬化的過程中也會經過高黏稠度的狀態,但它一旦抵達高黏稠度狀態,接下來硬化會非常快速,若這時候才灌注,常因為工作時間過短而灌注困難。HVC一開始黏稠度就比較高,而且保留足夠的灌注時間(ex. 10min),不過HVC常需要特殊的裝置才能有足夠壓力順利灌注,不像低黏稠度骨水泥灌注相對簡單容易。

      使用一般低黏稠度骨水泥灌注減少滲漏的小技巧就是灌注的時候要有耐心,一般從開始可以灌注到硬化的時間都蠻長的,要用相當緩慢穩定的速度灌入骨水泥,並且在術中X光 (fluoroscopy)小心監控下進行,這樣能避免骨水泥順著壓力較小路徑造成滲漏。

 使用高黏稠度骨水泥椎體成型術治療

●高黏稠度骨水泥經皮穿刺椎體成型術(PVP)與低黏稠度骨水泥經皮穿刺球囊撐開椎體成型術(BKP)的比較

          在20150年Pain physician 的一篇前瞻隨機分配研究[23]比較了高黏稠度骨水泥PVP(n=53)以及低黏稠度骨水泥BKP(n=54)治療脊椎骨鬆骨折的結果,發現(1)BKP骨水泥灌注的量較PVP多((4.22 vs. 3.31 mL, p< 0.0001). (2)骨水泥滲漏的機率在低黏稠度骨水泥BKP比高黏稠度骨水泥PVP要高 (13.24% vs 30.56%, p< 0.05)。(3)在高黏稠度骨泥PVP的骨水泥滲漏沒有造成症狀,但在低黏稠度骨水泥BKP,有一個病患的滲漏造成的椎間盤疼痛 (Discogenic pain ),而有另外一位則是發生了無症狀的骨水泥肺栓塞。(4) 對於椎體高度的復原,兩者術後都有明顯改善,而BKP組的椎體復原程度更明顯 (44.87% vs 23.93%,p<0.0001)。(5)在高黏稠度骨水泥PVP組,有1例發生了新的鄰近節骨折(adjacent fracture),而在低黏稠度骨水泥BPK,則有4例有新的鄰近節骨折發生 (p=0.18)。

●結論.

          椎體或氣球撐開椎體成型術是簡單的微創手術,而骨水泥滲漏似乎並不少見,且有許多細小的滲漏從X光無法清楚看見。雖然大部分的滲漏不會造成臨床症狀,但少部分的滲漏,可能會造成嚴重的併發症例如神經損傷甚至死亡。因此,手術前小心評估檢查,嚴格掌握手術適應症,選擇合適的填充材料,改進手術技術,避免過多穿刺,這些都是可以降低骨水泥的滲漏機率,讓微創骨水泥灌注可以安全有效的造福病患;當然,也不忘了同步給予病患抗骨鬆藥物的治療。

本文部分內容刊登於台灣骨鬆肌少關節防治學會專刊

參考:
灌完骨水泥卻越來越痛！小心脊椎結核菌感染！

淺談骨鬆患者脊椎手術使用骨水泥加強椎弓根釘固定的應用

高齡脊椎手術 (一) :85歲的婆婆合併嚴重骨鬆骨折以及腰椎椎管狹窄神經壓迫

#鄞宗誠醫師

1.         Klazen, C.A., et al., Vertebroplasty versus conservative treatment in acute osteoporotic vertebral compression fractures (Vertos II): an open-label randomised trial. Lancet, 2010. 376(9746): p. 1085-92.

2.         Taylor, R.S., R.J. Taylor, and P. Fritzell, Balloon kyphoplasty and vertebroplasty for vertebral compression fractures: a comparative systematic review of efficacy and safety. Spine (Phila Pa 1976), 2006. 31(23): p. 2747-55.

3.         Voormolen, M.H., et al., Percutaneous vertebroplasty compared with optimal pain medication treatment: short-term clinical outcome of patients with subacute or chronic painful osteoporotic vertebral compression fractures. The VERTOS study. AJNR Am J Neuroradiol, 2007. 28(3): p. 555-60.

4.         Wardlaw, D., et al., Efficacy and safety of balloon kyphoplasty compared with non-surgical care for vertebral compression fracture (FREE): a randomised controlled trial. Lancet, 2009. 373(9668): p. 1016-24.

5.         Galibert, P., et al., [Preliminary note on the treatment of vertebral angioma by percutaneous acrylic vertebroplasty]. Neurochirurgie, 1987. 33(2): p. 166-8.

6.         Fourney, D.R., et al., Percutaneous vertebroplasty and kyphoplasty for painful vertebral body fractures in cancer patients. J Neurosurg, 2003. 98(1 Suppl): p. 21-30.

7.         Schmidt, R., et al., Cement leakage during vertebroplasty: an underestimated problem? Eur Spine J, 2005. 14(5): p. 466-73.

8.         Venmans, A., et al., Postprocedural CT for perivertebral cement leakage in percutaneous vertebroplasty is not necessary--results from VERTOS II. Neuroradiology, 2011. 53(1): p. 19-22.

9.         Yeom, J.S., et al., Leakage of cement in percutaneous transpedicular vertebroplasty for painful osteoporotic compression fractures. J Bone Joint Surg Br, 2003. 85(1): p. 83-9.

10.       Ding, J., et al., Risk factors for predicting cement leakage following percutaneous vertebroplasty for osteoporotic vertebral compression fractures. Eur Spine J, 2016. 25(11): p. 3411-3417.

11.       Boonen, S., et al., Balloon kyphoplasty and vertebroplasty in the management of vertebral compression fractures. Osteoporos Int, 2011. 22(12): p. 2915-34.

12.       Han, S., et al., Percutaneous vertebroplasty versus balloon kyphoplasty for treatment of osteoporotic vertebral compression fracture: a meta-analysis of randomised and non-randomised controlled trials. Int Orthop, 2011. 35(9): p. 1349-58.

13.       Wang, H., et al., Comparison of Percutaneous Vertebroplasty and Balloon Kyphoplasty for the Treatment of Single Level Vertebral Compression Fractures: A Meta-analysis of the Literature. Pain Physician, 2015. 18(3): p. 209-22.

14.       Wu, X., et al., Is Balloon kyphoplasty a better treatment than percutaneous vertebroplasty for chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients with osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs)? J Orthop Sci, 2018. 23(1): p. 39-44.

15.       Zhao, G., X. Liu, and F. Li, Balloon kyphoplasty versus percutaneous vertebroplasty for treatment of osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs). Osteoporos Int, 2016. 27(9): p. 2823-2834.

16.       Liebschner, M.A., W.S. Rosenberg, and T.M. Keaveny, Effects of bone cement volume and distribution on vertebral stiffness after vertebroplasty. Spine (Phila Pa 1976), 2001. 26(14): p. 1547-54.

17.       Lovi, A., et al., Vertebroplasty and kyphoplasty: complementary techniques for the treatment of painful osteoporotic vertebral compression fractures. A prospective non-randomised study on 154 patients. Eur Spine J, 2009. 18 Suppl 1: p. 95-101.

18.       Papanastassiou, I.D., et al., Comparing effects of kyphoplasty, vertebroplasty, and non-surgical management in a systematic review of randomized and non-randomized controlled studies. Eur Spine J, 2012. 21(9): p. 1826-43.

19.       Ruger, M. and W. Schmoelz, Vertebroplasty with high-viscosity polymethylmethacrylate cement facilitates vertebral body restoration in vitro. Spine (Phila Pa 1976), 2009. 34(24): p. 2619-25.

20.       Zhang, L., et al., A comparison of high viscosity bone cement and low viscosity bone cement vertebroplasty for severe osteoporotic vertebral compression fractures. Clin Neurol Neurosurg, 2015. 129: p. 10-6.

21.       Georgy, B.A., Clinical experience with high-viscosity cements for percutaneous vertebral body augmentation: occurrence, degree, and location of cement leakage compared with kyphoplasty. AJNR Am J Neuroradiol, 2010. 31(3): p. 504-8.

22.       Zhang, Z.F., et al., Comparison of high- and low-viscosity cement in the treatment of vertebral compression fractures: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore), 2018. 97(12): p. e0184.

23.       Wang, C.H., et al., Comparison of high-viscosity cement vertebroplasty and balloon kyphoplasty for the treatment of osteoporotic vertebral compression fractures. Pain Physician, 2015. 18(2): p. E187-94.