（1） 历史
　　椎体成形术（verteproplasty，VP）是一种新型的脊柱微创外科介入疗法，其实质是通过向椎体注入凝固性材料以达到减轻疼痛和增加椎体稳定性的目的。1984年Galibert和Deramond在法国Amiens首次在患有侵袭性血管瘤的C2椎体内注入医用骨水泥，术后疼痛症状缓解。1987年作者报道了7例类似操作并将其命名为椎体成形术，由于该手术经皮穿刺操作，故又称之为“经皮椎体成形术”（ percuteneous vertebroplasty，PVP）。后来有些学者把这种治疗方法的适应证扩大到其他肿瘤（骨髓瘤、椎体转移性肿瘤）和骨质疏松引起的椎体压缩性骨折。但在20世纪90年代早期，欧洲的学者主要关注VP在椎体肿瘤性病变如椎体血管瘤、骨髓瘤和肿瘤转移病灶上的应用，对VP治疗骨质疏松椎体压缩骨折研究不多。1993年Dion和Jensen在弗吉尼亚大学对一位乳腺癌椎体转移的患者进行了美国第一例椎体成形术。从此，椎体成形术在美国逐步流行开来，并广泛应用于保守治疗无效的骨质疏松性椎体压缩骨折的治疗中。国内在20世纪末和21世纪初开展这项手术。近年来，VP作为一种很有前途的治疗方法，其发展十分迅速，手术量逐年上升，保守治疗无效的骨质疏松压缩性骨折已经成为主要的适应证。
　　（2）适应证和禁忌证
　　椎体成形术问世以来，其适应证从早期的椎体血管瘤，到后来的骨髓瘤、骨转移和骨质疏松性椎体压缩骨折，有了很大的拓宽。目前，椎体成形术还被应用于压缩骨折高危患者的预防性治疗和脊柱外科内固定手术前后稳定椎体的辅助治疗等等。近些年来，学者们从大量临床实践中总结了一些经验，对VP的适应证和禁忌证进行了深入的探讨。
　　适应证包括：① 有疼痛症状的原发或继发性椎体压缩性骨折。② 有疼痛症状的继发于良性或恶性肿瘤（如血管瘤、多发性骨髓瘤和转移病变等）的椎体广泛溶解或侵犯。③ 有疼痛症状的与骨坏死（Kummell病）有关的椎体骨折。④ 证实楔形畸形有移动的不稳定压缩性骨折。
　　绝对禁忌证包括：① 所治椎体骨髓炎。② 非骨质疏松性椎体急性创伤性骨折。③ 无法纠正的凝血机制障碍和出血倾向。④ 对操作所用药品器械有过敏反应。⑤ 椎体后壁不完整。
　　相对禁忌证包括：① 神经根性痛或病变超过椎体的疼痛，由与椎体塌陷无关的压迫引起。② 骨折块后移导致椎管占位。③ 肿瘤突入硬膜外间隙伴显著椎管占位。④ 严重的椎体塌陷，椎体高度压缩超过70％以上。⑤ 一次治疗3个以上椎体。
　　（3）体格检查和影像学检查的价值
　　多发椎体压缩骨折的患者仅凭体格检查和平片是难以明确疼痛椎体的。压痛往往不能准确指明患椎。而平片则较难与愈合的陈旧性压缩性骨折相鉴别。因而对于那些复杂的患者有必要术前行MRI检查来帮助判断目标椎体。Do等认为MRI对明确脊柱肿瘤的部位和侵犯程度，以及判断椎体压缩骨折的病程有帮助。骨折时期不同，骨髓信号特征性改变不同。30天内的急性和亚急性骨折，T1加权为低信号，T2加权和STIR序列为高信号。Cuenod等发现42％的患者在T2加权影像上骨折终板下有高信号带。此外终板下还可以发现亚急性积血。在使用钆对照剂后有可能变成等信号改变。骨折将近1个月时，绝大多数压缩椎体T1和T2加权信号等同于正常骨髓。完全愈合椎体骨髓信号恢复，有时因为显著硬化而在T1和T2加权时成低信号。这些硬化椎体成形时监视操作困难，效果不佳。Do等认为Kummell病MRI显示上终板有液性物质积聚，T1加权低信号，T2加权显著高信号。该MRI影像上缺乏骨髓炎或脓肿常见的椎体周围炎性改变信号。骨扫描对于判断有问题的椎体压缩骨折可能也有帮助，还可帮助判断急性骨折和骨折愈合的部位，特别是多发椎体骨折的患者。Maynard等认为骨折部位示踪剂摄取增加高度预示VP有好的治疗效果。在他们的研究中28例患者中有26例疼痛缓解。骨扫描对于诊断椎体压缩骨折非常敏感，阴性结果同MRI阴性影像一样提示该椎术后疼痛缓解的可能较低。然而，当椎体压缩骨折有效治疗后骨扫描还会长期呈阳性表现。Mathis等主张尽可能选择MRI，不能行MRI检查时才考虑骨扫描。因为MRI除了能提供详实的解剖结构，还能同时反映椎管狭窄等影响椎体成形术患者筛选的异常情况。有时肿瘤性和骨质疏松性椎体压缩骨折之间在MRI和骨扫描上无法鉴别时，可在灌注骨水泥前先行活检。CT主要用来明确椎体后壁及椎弓根破坏情况，以及椎体及椎弓根解剖情况以指导操作。
　　（4）操作技术
　　１）灌注入路　颈椎病变通常用小号穿刺针，经外侧或前外侧入路穿刺入椎体，灌注骨水泥。C1～C3颈椎可以经口咽入路，C3～C7颈椎通常采用前外侧入路。T5或T6以上胸椎椎体因其解剖结构和位置操作难度大，一般可以用13G或16G的小号穿刺针，采用经椎弓根或椎弓根旁入路。CT或联合使用X线透视可以减少并发症，便于操作。在胸腰椎，由于经椎弓根注入途径可以明显减少针道骨水泥渗漏和气胸的危险，因此已经取代后外侧途径而被广泛应用。椎弓根旁后外侧入路常经过椎间孔，易使神经根损伤，特别是骨水泥沿针道渗漏时。但在下腰椎或椎弓根遭破坏的情况下可以考虑后外侧椎旁入路灌注。在S1和S2水平，大多数情况下采用经椎弓根入路，有时也采用经骶骨翼入路。
　　2）骨水泥　聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）是目前临床广泛应用的黏合材料，也是椎体成形术最常用的骨水泥。PMMA优点：骨科医师熟悉；黏稠度较低，容易操作，容易灌注；可以添加造影剂；可以快速提供必要的强度和刚度；价格不贵等。缺点：没有骨传导和诱导性能；组织相容性差；不可吸收性，不能为正常骨组织所代替，而且还会抑制成骨反应；聚合时产热高水泥渗漏时可能会对周围组织带来不可逆的损伤；单体毒性当渗漏到血液中可能会引起全身毒性反应；本身X线不透射性差不具备放射不透明性，需要另外添加造影剂等；刚度过大等。
　　3）剂量的选择　骨水泥灌注剂量最早受到学者扪的关注。从临床角度看，多少骨水泥剂量就能达到良好的疗效尚未有系统的研究。早期人们热衷于灌注剂量最大化，临床上一般是在透视下观察到水泥渗漏或到达椎体外壁时即停止注射。这样水泥的注入量是比较大的，通常8～10ml，甚至更多。同其他的骨科器械用来帮助骨折愈合一样，椎体成形术的目的也是在骨折愈合的过程中为椎体提供稳定性。从这个意义上讲，椎体成形术应该被看作是一种骨折修复技术，而不是简单的灌注充填。研究表明疼痛缓解并不与灌注的骨水泥量相关，而是同椎体内骨水泥的分布有关，特别是骨折平面。Kallmes等比较了大剂量3ml以上和小剂量3ml以下的VP临床效果，结果并无显著差异。作者认为不应该追求完全填充，后者会使渗漏的概率大大增加。Murphy等发现随着剂量加大，骨水泥渗漏的危险也加大。Belkoff等研究中发现8ml灌注渗漏率是6ml的3倍。此外，过量的骨水泥可能增加椎体刚度导致相邻椎体骨折。
　　适宜的剂量并非是简单的定量。即使剂量相同，骨水泥产品的不同、固液比不同、是否添加造影剂或抗生素以及个体椎体大小差异等都会影响灌注效果。在骨水泥条件既定下，个体化选择灌注剂量是一种不错的研究方向。术前定量CT和骨密度数据以及计算机有限元分析就将起着决定性的作用。Tack等发现PMMA骨水泥量和CT所测骨小梁间隙面积之间有较强相关性，通过CT扫描和有限元分析可以预先估计骨水泥灌注量，达到个体化治疗目的。
　　4) 止痛假说 目前尚不知道疼痛缓解是否继发于力学稳定、化学毒性或神经组织热坏死效应。最为直觉的解释包括单纯的骨折机械稳定，即骨水泥稳定了椎体，使小关节减轻负荷。然而另外的观点包括PMMA的局部化学、血管和热效应作用于周围组织神经末梢产生的麻醉效果。目前主要有3种假说：(1) 椎体内的微小骨折在水泥注入后得到了固定,减少了微小骨折断端之间相对运动；(2) 水泥承担了部分负荷，也就减少了松质骨所承受的负荷；(3) 松质骨中的感觉神经末梢由于骨水泥单体聚合时放热或单体所具有的细胞毒性所破坏。
　　5) 临床疗效　椎体成形术的出现，使得骨质疏松性压缩骨折有了一个新的治疗方法。椎体成形术能明显缓解背部疼痛，还可以避免受治椎体再次发生骨折。该技术创伤小，即刻效果明显，已经得到广泛应用。骨质疏松压缩骨折也成为目前临床上椎体成形术应用最多的适应证。许多研究表明椎体成形术短期效果明确。1997年Jensen 等报道29人47例对止痛药物无效的患者椎体成形术术后有26例症状改善，缓解率达90％。Lin 等报道了Johns Hopkins医院的经验。他们在19个月内进行75人97次112椎椎体成形术，骨折病程从6周到10年，所有都对保守治疗无效。完全或大部缓解97次中有91次，4例稍有改善，2例无变化，没有加重患者。中长期的随访也显示椎体成形术的疗效持续或进一步改善。Alvarez 等对260人423例椎体成形术随访12个月，患者VAS评分从8.9下降到2.7。Winking 等对38例患者行椎体成形术，随访12个月，VAS评分从7下降到2.6，Oswestry下腰痛功能（Oswestry Low Back Pain Disability，OLBPD)评分术后有92％的改善。Perez-Higueras 等长期随访13例椎体成形术患者平均达65个月，5年VAS评分由90.7下降到21.5，疗效肯定。
　　6）并发症
　　尽管椎体成形术被广泛应用于临床，但其并发症不容忽视。近来，FDA在其网站上对于PMMA高外渗率所致副作用提出了警告。
　　Nussbaum 汇总了1999年到2003年6月27日的FDA公布的椎体成形术并发症相关报告。共有19例不良反应报告，其中有11例明确与经椎弓根椎体成形术相关，5例后外侧入路，3例入路不明。经椎弓根入路共有3例死亡，但与骨水泥渗漏无关。瘫痪1例，心跳骤停2例，过敏或血压下降2例，骨水泥栓子2例，器械破裂5例，后三者皆无临床症状。外侧入路有4例死亡。1例由于患者对骨水泥过敏，1例针管穿破椎体后壁骨水泥渗漏压迫脊髓，另2例则为一次多节段椎体成形术（8节和11节）。另外有1例器械破裂。
　　（1）与骨水泥渗漏无关的并发症
　　（i）局部疼痛　最常见的并发症是皮肤穿刺点局部疼痛，可能是擦伤或血肿。局部疼痛可以在术后几小时或几天内加重，但多在72h内缓解。疼痛程度可能与骨水泥灌注的量有关。小的擦伤应用药物可以缓解，或在套管取出后按压切口可以减少擦伤。恶性病变术后皮肤疼痛更常见些，但不需要特殊处理。Kaufmann 等提出皮下通道内的骨水泥沉积可能是局部疼痛的原因，并提出灌注后针尖变向朝上终板前进稍许可以断开骨水泥柱，避免骨水泥残留于皮下通道。
　　（ii）肋骨骨折　骨质疏松的老年患者由于体位关系会发生肋骨骨折。Jensen 等报道29人47椎VP术后发生2例肋骨骨折。而Peters 等报道显示42例患者中发生2例，
　　（iii）其它　在上中胸椎行VP时有发生气胸的可能，但少有报道。感染也比较少见。Chiras 报道了1例免疫抑制的患者术后发生继发性感染。Yu等报道了1例T12骨质疏松压缩骨折行VP术后1月发现有严重的化脓性脊柱炎。Walker 等报道了2例VP术后感染发生骨髓炎，经病灶清除内固定后缓解。作者认为对于有感染史的患者应慎重选择VP手术。Kallmes 等发现250例患者中有1例表皮葡萄球菌感染，该患者使用多种免疫抑制药物。
　　（2）与骨水泥渗漏有关的并发症　许多并发症主要是由骨水泥的渗漏引起，渗漏至不同的部位会有不同的症状：(1) 渗漏至椎旁组织，最常见，常无临床表现。如果椎体皮质已有破损或穿刺造成破坏，骨水泥可能会渗漏至椎体旁软组织。有时尽管侧位片上针尖尚在椎体内，但可能已经穿刺过度针尖在椎体外。(2) 渗漏至椎间隙，并不少见。椎间盘渗漏通常无症状，但长期存在可能会引起相邻椎体生物力学性能的改变。特别是在骨质疏松患者和椎体严重压缩骨折，有可能增加相邻椎体骨折的发生率。有报告在椎体严重压缩骨折的患者，术后有35％发生骨水泥椎间盘渗漏。并且作者发现渗漏的发生和压缩骨折椎体的形状无关。(3) 渗漏至椎旁静脉。导致临床症状的很少，但已有发生肺栓塞和脑栓塞的报道。这类并发症一旦发生，后果可能相当严重。(4) 渗漏至硬膜外或椎间孔。当椎体后部骨质有缺损时，此类泄漏的发生率超过50％。但很少患者有症状，只有很少患者由于脊髓或神经根受压而需要手术减压。除了皮质破坏，骨水泥渗漏主要与灌注剂量、灌注压力和穿刺部位等有关。Ryu 等回顾了159人347椎VP，CT发现渗漏到硬膜外间隙的发生率为26.5％。研究中同时发现T7以上比T7以下椎体发生渗漏显著增高，灌注剂量越大，渗漏率越高。穿刺针尖位置和静脉回流情况与渗漏则无明显关联。
　　(3) 预防措施　美国介入放射学会业务委员会要求VP并发症发生率对于骨质疏松症患者应控制在2％以下，肿瘤病人控制在10％以下。控制并发症发生关键在于减少骨水泥渗漏。因此如何防止骨水泥的渗漏是VP面临的主要问题。目前临床上有很多方法减少渗漏，如：术前仔细估计骨质破坏的程度、术中良好的监视设备、注入水泥前先行静脉造影、采用尽可能粗的穿刺针并增加水泥的黏滞度、采用侧方注射的穿刺针等。但即使如此，渗漏发生率仍然很高，幸运的是，绝大部分渗漏并不产生临床症状。因此一般认为无症状的渗漏不应归于并发症。Laredo 等主张针尖要避免置于破坏的终板下方或椎体中央富于血管的部位。在严重压缩的椎体中针尖要尽可能靠前使骨水泥灌注的时候自前向后弥散。而对于有真空和裂隙现象的压缩骨折则针尖应尽可能进入或靠近空隙处，这样才能达到良好的临床效果。经椎弓根入路在胸腰椎要避免破坏椎弓根内皮质，特别是上胸椎，一旦破坏PMMA就容易外渗。椎体穿刺时要防止针尖断裂。Jang 等建议：骨水泥聚合至糊状时灌注比液态状能减少渗漏，特别当灌注血管丰富的肿瘤椎体时；高质量的X线透视和PMMA添加造影剂有助于预防栓塞；多节段灌注易造成肺栓塞，应特别谨慎选择；若发现针尖进入血管，应调整位置或用凝胶海绵封堵。Do 等认为灌注前填塞明胶海绵或先灌注部分封闭血管再穿刺灌注可以减少骨水泥的渗漏。Aebli 等认为经单侧椎弓根入路灌注骨水泥时，经对侧椎弓根钻孔减压可能会减少渗漏引起的并发症。对22只母羊进行4个节段的单侧椎弓根入路椎体成形，其中10只经对侧椎弓根钻孔。结果表明平均动脉压、氧分压和pHD下降和二氧化碳分压增高，而对侧钻孔组变化程度减轻。肺血管脂肪栓塞程度也由19％降至9％。
　　7） 椎体后凸成形术
　　椎体后凸成形术（kyphoplasty，KP）是在VP基础上辅以气囊治疗椎体压缩性骨折。1994年美国Kyphon公司首先研制成功可扩张球囊（inflatable bone tamp，IBP）。1998年M.A.Reiley在美国加州用IBP完成了第1例椎体后凸成形术。1998年Kyphon公司的可扩张球囊获得美国FDA的认可，被批准应用于骨折复位和（或）在松质骨内造成空腔。目前IBP的球囊直径有15mm和20mm两种，能在T5～L5进行操作。
　　KP常采用经椎弓根入路，胸椎可采用经肋骨头与椎弓根之间入路，腰椎也可采用经后外侧入路。经双侧椎弓根入路可使骨折整复位效果更好，经后外侧入路可行单侧KP。一般KP操作步骤包括：皮肤作小切口；透视下以11G穿刺针经椎弓根或旁椎弓根入路至骨折椎体；取出穿刺针，置入操作管道，建立到达椎体后部的工作通道；把4.19mm的套管针插入管道或用手钻将椎体内通道扩大；导入IBP，置于塌陷终板下方，以便在抬高终板的同时减少对两侧及后方的挤压；透视监测下，通过压力注射器用造影剂逐步扩张IBP，并密切注意压力值；扩张满意后将IBP 复原后撤出，调配灌注剂，透视监测下注入椎体空腔，充填量一般比IBP 最后扩张的容积多1~2ml，以使灌注剂与周围松质骨交错结合。Carrino认为停止扩张的指标包括：压缩骨折恰当的复位已完成；IBP压力读数达到220psi；X线透视显示IBP与椎体皮质接触；IBP 膨胀达到最大容积，直径15mm的球囊为4ml，20mm为6ml。术者应警惕球囊破裂，造影剂外漏。对于大多数急性骨折，椎体双侧球囊撑开后应一侧保留另侧灌注，以免复位丢失。也有学者认为经单侧椎弓根入路同样能较好完成KP，疗效满意。
　　恢复椎体高度，矫正后凸畸形和减少骨水泥渗漏被认为是KP优于椎体成形术（VP）的最重要的方面。Belkoff等通过离体实验比较了KP和VP的成形效果，结果显示KP能恢复97％丢失高度，而VP仅能恢复30％。两种成形方法都能显著增强椎体的抗压强度。此外，仅KP组能恢复椎体的刚度。作者认为与VP相比，KP可在患椎内形成空腔，恢复椎体高度，矫正后凸畸形。在椎体高度恢复方面也存在争议。Belkoff等报道相对VP，KP能显著恢复椎体高度。VP也能较好恢复高度，但不如KP。前述的KP临床报道也提示KP在恢复椎体高度方面的能力显著。Lieberman等认为认为VP灌注时骨水泥较稀，容易产生渗漏。而KP灌注时因有空腔，骨水泥可以在较黏稠时轻松注入。Phillips等离体实验表明相比VP，KP所致经血管和皮质骨水泥渗漏发生率较低。作者认为VP灌注时压力较高，而KP灌注时由于空腔的存在而压力较低，减少了骨水泥的渗漏。此外，KP术中椎体内空腔形成的同时松质骨也受到压实作用，一定程度上阻挡了骨水泥渗漏至血管内或椎体外。