【摘要】　目的　探讨骨质疏松性椎体压缩骨折后凸成形术后椎体内磁共振信号改变特征及其临床意义。方法　选择17例骨质疏松性椎体压缩骨折椎体行后凸成形术患者，对其术后2周内，2周～3个月内，3～6个月内，6～12个月内等不同时间段骨折椎体内MRI信号变化特征进行比较分析，总结不同时间MRI信号强度变化规律并探讨信号变化所反映的病理生理及临床意义。结果　术后2周椎体内MRI信号变化最明显，2周～3个月椎体内高低信号混杂；术后3～6个月临床骨折愈合期后椎体内信号仍多为混杂，但信号强度近一步减低；术后6～12个月椎体内MRI信号恢复正常。结论　后凸成形术术后椎体内MRI信号恢复正常时间（6～12个月）比临床骨折愈合时间（3～6个月）长，术后MRI信号变化伴随整个骨折修复重建过程。术后MRI信号从影像学角度反映椎体内病理生理变化，为观察骨质疏松椎体骨折后凸成形术术后临床愈合提供了一种更直观的影像学工具。
    骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF，Osteoporotic Vertebral Compressive Fracture)是骨质疏松骨折最常见类型之一，但OVCF却是所有骨质疏松性骨折中报道最多但了解最少的骨折^[1]。
    后凸椎体成形术(Kyphoplasty Kp)作为一种OVCF治疗方式，具有耐受性好，迅速止痛，恢复椎体高度，改善力学承载，并发症相对较低等优点^[2]。目前已在国内外临床广泛应用并获得较满意效果^[3][4]，。但在术后随访时，由于椎体内松质骨骨折愈合方式与四肢皮质骨折不同，X线片上常无明显骨痂形成,很难观察术后椎体内松质骨修复重建以及松质骨骨水泥界面是否存在改变等情况。MRI作为一种影像学检查，可通过信号变化反映骨折椎体内炎症水肿等病理生理变化^[8]。    
    本文通过分析Kp术后椎体内MRI信号变化，从影像学更直观描述Kp术后不同时间椎体内病理生理变化，并结合临床进行分析，探讨MRI应用于Kp术后随访的临床意义。
资料与方法
1  一般资料
    总结分析北京医院骨科从2004年1月至2007年6月,因“骨质疏松椎体压缩骨折（OVCF）”行Kp治疗患者临床资料。排除炎症，肿瘤，结核等病因引起的病理性骨折(依据术前病史，实验室检查，影像学检查及术后病理)病例，实际收集OVCF患者14例(17个椎体)进行分析。其中男4例，女10；年龄62～78岁平均69.9岁。椎体分布为胸₁₀3个，胸₁₁2个，胸₁₂8个，腰₁3个，腰₂1个。所有OVCF患者均行Kp手术。选用球囊及工具均为美国KyphonInc公司产品，骨水泥为国产丙烯酸树脂骨水泥Ⅲ(天津市合成材料工业研究所产品)。对患者术后2周、2周～3个月、3～6个月及6～12个月MRI信号变化进行分析对比，探讨Kp术后椎体MRI信号变化所反映的病理生理变化及临床意义。
2  影像学检查
    MRI检查：应用GE1.5TGEGgMRI扫描仪，对骨折矢状位T₁WI、T₂WI、T₂WI+FS(压脂像)抑脂像以及横断位TWI、T₂WI、₂WI+FS(压脂像)扫描。相应扫描参数如下：
    矢状面扫描：层厚4mm，层间距0.4mm，层数12层；FOW视野：270×270mm；分辨率：352×280。冠状面扫描：层厚4mm，层间距1mm，层数4～6层，FOW视野：180×180mm分辨率；256×256。
3  影像学分析
    对14例患者17个椎体MRI影像资料分别由1位放射科医师和1位骨科医师独立分析。由于MRI检查费用高昂，耗时较长，同一例患者无法接受术后连续多次MRI检查。但所有收集病例均为骨质疏松性骨折，尽管不是同一患者整个治疗过程资料，但由于术前诊断相同，治疗方法相同，术后骨折修复重建过程相同，MRI应存在相似信号变化。所以对本组OVCF患者术后2周、2周～3个月、3～6个月及6～12个月椎体内MRI信号变化特征进行分析，仍可反映OVCF椎体内骨折愈合的病理生理过程。
    OVCF发生时伴有椎体内水肿，MRI信号特征为T₁WI低信号、T₂WI为高信号、T2WI+FS明显增高。老年患者椎体内脂肪含量较多，脂肪组织在T2WI上也呈高信号，为更好观察水肿信号需要进行脂肪抑制检查，即短T2反转恢复序列，即椎体水肿在T2WI+FS序列呈高信号，而脂肪信号被抑制。T2WI+FS序列与STIR信号相似，能敏感反映椎体内水肿变化^[11，12]。本文对Kp术后椎体内MRI信号变化采用T₁WI信号、T₂WI信号、T2WI+FS信号进行收集并分析。可直观反映术后椎体内病理生理变化。
4  结　　果
    将本组病例术后不同时间MRI信号变化特征收集整理与未骨折椎体内信号比较分析，总结如下。

Kp术后椎体内MRI信号变化特征规律：

    与未骨折椎体内MRI信号比较，术后骨折椎体内信号强度随时间延长逐渐减弱，术后2周内椎体MRI信号最强，信号特征为：T₁WI低信号、T₂WI为高信号、T2WI+FS明显增高。随后高信号逐渐减少，出现高低混杂信号，此过程持续到术后3～6个月，信号特征为T1WI信号高低混杂、T2WI信号高低混杂、T2WI+FS信号高信号。在术后6～12个月，骨折椎体内MRI信号恢复正常，与未骨折椎体信号无差异。信号特征为：T₁WI等信号、T₂WI为等信号、T2WI+FS等信号。
    术后2周、2周～3个月、3～6个月及6～12个月椎体内骨水泥无论T₁WI，T2WI，T2WI+FS均为黑色低信号。即骨水泥信号不随时间而改变。骨水泥成分为聚甲基丙烯酸甲酯聚合物及硫酸钡显影颗粒，其不含氢离子，故无论在T1或T2相均为低信号。
5  讨　　论
    目前，OVCF行Kp治疗，术后评估包括疼痛改善及脊柱功能恢复等方面，术后影像学随访常采用X线或CT检查，用来评估椎体形态变化及骨水泥填充情况。但在临床工作中发现，X线或CT在术后不同时间随访检查中，其影像学变化不大，无法直接观察术后椎体内松质骨修复重建变化，很难反映Kp手术带来的椎体内变化特征与临床意义。本组病例应用MRI信号直接观察Kp术后椎体内水肿变化过程，分析OVCF行Kp术后椎体内松质骨修复重建变化规律及其临床意义，在国内外文献中尚未见类似报道。

　　一、OVCF椎体病理及MRI信号变化特点  OVCF病理变化包括椎体终板骨皮质骨折及椎体内松质骨骨折。临床上，会遇见椎体骨皮质及终板完整，但椎体内松质骨发生骨折的情况。因此，椎体内松质骨骨折是OVCF发生的基本病理改变。与皮质骨愈合方式不同^[14]，松质骨骨折后沿骨折小梁断面会出现压紧或分离。在松质骨骨折愈合中没有明显的类似皮质骨的骨痂形成。但松质骨在修复重建过程伴随着水肿的产生吸收。因此，松质骨修复重建的病理生理变化可通过椎体内水肿的变化直观表现出来。对于OVCF椎体内水肿，X线及CT相对不敏感^{[9，10，11]}。

MRI基本原理是利用氢质子成像。松质骨尽管本身无氢质子成分，但椎体内含大量脂肪和水质子，能产生很强信号，将松质骨和皮质骨结构衬托的非常清楚。因此，White^[5]等认为，椎体MRI信号强度变化可反映松质骨密度和分布结构变化。临床上，OVCF椎体内MRI信号可直观显示椎体内是否发生水肿，信号强度的变化反映了椎体内松质骨密度和结构变化。当骨折发生时，椎体内水肿明显，MRI信号最强，随着骨折时间延长，修复重建开始，水肿吸收，MRI信号减弱，当修复重建结束时，MRI信号恢复正常。因此说，MRI信号变化特征可敏感地反映椎体内松质骨修复重建的继发病理变化过程^[8,15]。

二、 Kp术后OVCF椎体变化特征：

Kp与传统椎体成形术(Vertebroplasty, Vp)不同，Vp是通过骨水泥在椎体内的压力弥散即沿松质骨的骨小梁间隙达到充填，进而提高椎体强度；Kp是通过液压扩张在椎体内部撑开一定空间，即在椎体内部形成一定容积的空腔，然后由骨水泥充填这部分空腔。Kp带来椎体内部两方面的变化^[6]。一方面，原位置松质骨被挤压填充到空腔周围空间，相当于椎体内自体松质骨移植。这改变了椎体内空腔周围空间松质骨密度及分布结构，造成空腔周围松质骨密度增高；另一方面造成空腔周围空间发生松质骨骨折，椎体内产生第二次骨折(图5)。Togawa^[6]等曾对OVCF行Kp术患者进行术后尸检发现：椎体内松质骨微结构由于球囊液压扩张作用造成椎体内松质骨断裂并重新排列，出现新生松质骨爬行替代，说明骨折内部残余松质骨断裂及重新排列是一种微骨折。因此说，Kp手术导致OVCF椎体内发生新骨折。

Kp导致的骨折与其他松质骨骨折一样，也需要一定愈合阶段。与临床常见骨折愈合不同，临床上为达到骨折愈合首先需要骨折对位对线良好，然后需要应用固定为骨折早期提供稳定环境，以保证骨折愈合。Kp手术通过液压扩张后骨水泥填充，使OVCF椎体强度及刚度均恢复，实现即时固定。虽然固定方式有所不同，但效果相似。另一方面，从骨折的复位角度看，这种松质骨骨折不存在解剖及功能复位问题。只要骨折强度恢复，能提供稳定的力学环境，并有充足血运即可完成最终骨折愈合。

本组病例显示Kp术后MRI信号变化过程漫长，代表术后椎体内水肿发生发展直到消失时间较长，反映术后椎体内松质骨发生断裂并重新排列后，存在一种类似新骨折发生及骨折修复重建过程。这种信号变化存在于一段时间内，从本组资料观察发现，术后2周内的信号强度最强，术后三个月内高信号仍然存在，但较术后2周内信号强度明显减低，出现高低混合信号，持续时间在3～6个月。6～12个月内信号强度明显减低并逐渐恢复正常。整个信号变化反映椎体内水肿发生发展吸收即松质骨骨折吸收重建和自体骨移植愈合过程。文献报道，OVCF行非手术治疗病例中，观察骨折后椎体内3个月、6个月、12个月MRI信号变化特征也存在类似变化规律^{[9，10，11]}，表明Kp治疗并不能改变椎体内松质骨修复重建进程。但与非手术相比，Kp术后椎体内MRI信号变化时间是否完全一致，因缺乏对照研究，目前尚不确定。

本组资料观察发现，椎体内MRI信号一般在术后6～12个月恢复正常。这说明椎体内松质骨骨折修复重建时间与常见骨折临床愈合时间比较，时间相对较长。表明Kp手术不同于传统意义上骨折复位固定术。

三、椎体内骨水泥松质骨界面MRI信号变化　Kp手术导致骨水泥与松质骨椎体内同时存在，而两者之间界面是否存在吸收重建变化？很多学者做过在体及离体实验。Togawa等^[6]对Kp术后1年再次行骨折椎体切除患者，行Kp椎体病理组织学检查，发现椎体内松质骨骨水泥界面未见骨形成，界面主要为一层薄纤维组织充填。本次研究中骨水泥与松质骨界面之间MRI信号变化特征无法反映两者界面间组织学变化。但通过观察MRI信号变化发现。骨水泥与松质骨界面未发生明显骨吸收、水肿及重建变化，椎体内MRI信号变化主要发生在椎体内未被骨水泥填充的松质骨区域。

椎体内骨水泥MRI信号在整个松质骨修复重建过程未发生变化。

四、Kp治疗OVCF疼痛缓解原因  OVCF产生疼痛原因尚不明确。有学者认为化学因素可能为引起疼痛的原因之一^[7][13]，推测骨折椎体内水肿压力增高导致神经受压产生疼痛。本组资料发现术后6个月内MRI信号均提示椎体内有水肿，但患者没有疼痛，说明椎体内水肿不是造成疼痛直接原因，水肿只是反映椎体内发生松质骨骨折修复重建过程。而疼痛产生真正原因应是：(1)内在因素即椎体内松质骨折导致椎体强度和硬度下降引起椎体力学负荷下降，刺激椎体终板的压力感受器引起疼痛；(2)椎体外部因素即骨折后椎体强度下降，导致后方小关节及邻近椎体应力负荷增加，肌肉韧带紧张产生继发性疼痛。化学因素可能不是疼痛产生的主要原因。Kp术后疼痛缓解及脊柱功能恢复关键是骨折强度刚到迅速恢复，达到新的稳定，脊柱力学负荷迅速恢复，而非骨水泥产热使椎体内神经末梢灼伤坏死缓解疼痛。

Kp作为一种OVCF治疗方式，跨过骨折愈合阶段，缓解疼痛，使脊柱迅速恢复功能，是一种功能重建治疗方法。椎体内MRI信号变化表明术后在功能重建后椎体内仍存在结构重建。利用MRI信号变化直接观察到OVCF椎体内修复重建是一个漫长过程。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   椎体内MRI信号变化特征是否适用于外伤性非骨质疏松椎体爆裂骨折及肿瘤、炎症导致的病理性椎体骨折？是否与骨质疏松骨折椎体信号变化有相关性？本文尚无法确定。作为一种影像学工具，MRI存在信号过分敏感，检查时间长，费用过高等不足。并不提倡所有患者都常规做术后MRI检查，只想将椎体内MRI信号变化特征及临床意义总结分析，进一步认识Kp手术。
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