微創技術在脊柱外科手術中的應用進展

陳一諾，劉慶鵬

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院脊柱外科，哈爾濱 150001)

隨著中國經濟發展，人們的生活方式有了較大變化，久坐、缺乏運動及多種不良生活習慣使得脊柱退行性病變的發病趨于年輕化，且相關脊柱疾病的治療也受到廣大醫務工作者及患者的廣泛關注，同時保守治療方法及手術治療技術的日趨完善，使得高治愈率與低并發癥成為醫師選擇手術術式的重要標準。微創手術被定義為一種以維持整個脊柱完整性和功能性為總體目標的手術，其通過減少對脊柱正常結構的醫源性損傷，從而降低相關并發癥發生率。目前，微創手術已成功應用于所有脊柱節段(頸椎、胸椎和腰椎)，并廣泛適用于多種脊柱病變，其可通過前路、后路和外側入路進行。針對每一個患者，脊柱外科手術方法均須根據需要治療的特定病灶進行個體化規劃。微創手術技術的主要優點為通過使用各種擴張器，并通過較小的手術切口來盡量減少對脊柱肌肉、韌帶及骨骼結構的損傷。與開放手術相比，微創手術具有許多潛在優點，包括對周圍組織損傷輕微、瘢痕形成較小及對正常脊柱肌肉的創傷更小[1-2]。因此，脊柱外科手術的微創化、精準化成為當今醫療技術的發展趨勢。現就微創技術在脊柱外科手術中的研究進展予以綜述。

1 經皮穿刺技術

1.1經皮椎體成形術和經皮椎體后凸成形術 經皮椎體成形術是一種經皮注射骨水泥的微創介入療法。1987年，Galibert等[3]首次應用該術式成功治療了1例頸椎椎體血管瘤。臨床中，若骨質疏松性椎體壓縮性骨折經保守治療后癥狀無明顯緩解，則需選擇經皮椎體后凸成形術或經皮椎體成形術等手術治療。這兩種術式在對患者疼痛的改善和脊柱穩定性的恢復上相似。其中，經皮椎體后凸成形術通過術中的球囊擴張盡可能恢復脊柱原有曲線，亦可降低骨水泥滲漏相關并發癥的發生率，但該術式手術時間相對較長，且增加了患者的經濟負擔。經皮椎體成形術骨水泥滲漏并發癥發生率雖有所升高，但其手術時間縮短，故減少了麻醉相關并發癥的產生，且醫療費用也相對較少。此外Wang等[4]的研究表明，相鄰節段椎體骨折的發生率與手術方式的選擇無關。

目前，經皮椎體成形術及經皮椎體后凸成形術已得到較好的臨床應用，但由于技術難度和更為嚴重的骨水泥泄漏風險，重度骨質疏松性椎體壓縮性骨折一直被認為是這兩種手術的絕對或相對禁忌證[5-8]。然而，影響兩種術式臨床效果的因素很多，除了采用手術方式不同外，單側穿刺或雙側穿刺、所采用骨水泥種類、骨水泥使用量以及病椎位置等均是影響手術效果的因素。為進一步驗證兩種術式的最佳臨床適應證，需進行大樣本多中心研究。

1.2經皮射頻消融髓核成形術 射頻消融髓核成形術具有操作簡單、對患者造成創傷較小等優點，適用于一般狀況較差無法行開放手術的患者，其核心技術主要包括皺縮技術和冷融切技術，兩者結合運用可達到有效的減壓效果，進而減輕對神經的刺激來緩解疼痛癥狀。Gerges等[9]認為，射頻消融不僅能有效降低椎間盤內壓力，還可導致消融組織處生成新生血管，改變局部炎癥介質釋放，這可能也是其改善疼痛的部分原因。有學者將射頻消融技術用于治療腰椎間盤突出癥，取得了滿意療效，并被認為是一種安全有效的技術[10-11]。此外有文獻報道，射頻消融髓核成形術對椎間盤源性腰痛的緩解有明顯作用，但對于神經根性疼痛的緩解不盡如人意，提示臨床醫師需明確診斷、嚴格掌握手術指征后合理制訂外科治療方案[12]。

隨著人們生活方式的改變，從事文案工作的人群數量增加，頸椎間盤突出患者呈增多趨勢，且趨于年輕化。然而大部分患者主觀癥狀較重，相關體征相對不明顯，達不到開放手術的條件，或患者不同意行開放手術，故射頻消融髓核成形術成為無法接受開放手術且保守治療無效患者的一種選擇。

1.3經皮穿刺椎弓根螺釘內固定術 由于傳統開放手術對正常脊柱結構的侵入性過大，故經皮穿刺椎弓根螺釘內固定技術應運而生并日益發展起來，廣泛應用于脊柱病變的外科治療。經皮椎弓根螺釘植入時顯著減少了對椎旁肌的損傷，可以通過預防傳統開放手術可能遇到的諸多問題，進而改善患者預后。馮世龍和賈敘鋒[13]的研究顯示，經皮穿刺內固定術在術后疼痛、出血量、住院時間、切口大小等方面均表現良好。但與開放式穿刺相比，經皮穿刺對影像學結果及相關并發癥發生率無明顯改善，且抑郁癥方面問題的評分結果也與術后腰疼癥狀的嚴重與否有關[14-16]。

在缺乏科學證據的情況下，選擇微創手術與否的主要依據為外科醫師和患者的主觀意愿。與傳統開放手術切口相比，經皮椎弓根螺釘器械的皮膚切口明顯較小，同時三維導航訓練能顯著提高骨科住院醫師正確置入椎弓跟螺釘的能力[17-19]。然而，僅憑手術切口較小這一優點不足以令眾多脊柱外科醫師接受微創手術最初的學習曲線和較為復雜的技術操作。此外，需要更多數據支持兩種手術的前瞻性及回顧性研究，以明確微創經皮椎弓跟螺釘置入技術的優勢。

2 內鏡輔助下的手術技術

20世紀80年代，內鏡輔助技術在脊柱外科開始應用，并在90年代初飛速發展，成為一項新型微創脊柱外科技術，其微小創傷優勢得到普遍認可[20]。

2.1顯微內鏡椎間盤切除術 1995年，美國研制出第一代后路顯微椎間盤鏡髓核摘除系統。1999年，Foley等[21]首次報道了將顯微內鏡椎間盤切除術應用于治療腰椎間盤突出癥，他們采用傳統開放術式與現代微創內鏡技術相結合的方式，通過直徑為1.8 cm的管道于監視器下經手眼分離配合操作完成椎間盤切除術，從而使得開放式腰椎間盤手術更為微創化。與開放手術相比，顯微內鏡椎間盤切除術僅需將少部分椎板邊緣咬除，從而最大限度地維持了脊柱原有結構的穩定性，同時減輕了術后硬膜囊的粘連程度[22]。

然而，由于顯微內鏡椎間盤切除術是鏡下操作，其二維手術視野和有限的操作空間使得手術操作難度較高，存在陡峭的學習曲線。有研究顯示，顯微內鏡椎間盤切除術具有較長的學習曲線，這可能是較易出現并發癥的原因之一[23]。但隨著術者技術的提高和手術經驗的豐富，掌握并嚴格遵從手術適應證及標準操作程序，可顯著減少手術相關并發癥的發生，取得更好的臨床效果。

2.2全內鏡下腰椎間盤摘除術 近年來，完全內鏡技術的設計和應用使得腰椎間盤突出癥的微創手術治療得到快速發展，全內鏡下腰椎間盤摘除術所采用的內鏡系統操作通道直徑小，該手術通過后側椎板間隙入路進行，具有切口和組織損傷小、術野內照明效果好等特點，在較好維系原有脊柱結構的同時可以相對較徹底地改善神經根壓迫癥狀，且避免了神經根和硬膜囊損傷相關并發癥。雖然目前該術式已在臨床開展，但由于其應用時間短，病例資料少，仍需進一步監測長期療效，因此全內鏡下腰椎間盤摘除術的臨床應用受限。然而，由于與傳統術式相比，該術式具有較低的翻修率和并發癥發生率，所以其仍可視為一種值得推廣并進一步研究的內鏡手術方式。

2.3經皮穿刺腰椎間盤髓核摘除術 1992年，Kambin[24]率先采用經皮穿刺腰椎間盤髓核摘除術行腰椎間盤突出癥的外科治療。目前，臨床實踐中最常用的經皮內鏡手術技術為YESS(Yeung Endoscopy Spine System)技術和TESSYES(Thomas Hoogland Endoscopic Spinal System )技術。Yeung和Tsou[25]于2002年研制出第3代經皮椎間孔鏡，他們在內鏡輔助下建立手術工作通道，并于全監控下進行所有手術操作過程。而相對YESS技術，TESSYES技術被視為更為直接的減壓技術[26-27]。

YESS技術和TESSYES技術在手術概念、操作點(工作套管的選擇和臨床適應證)方面不同。一般來說，TESSYS技術強調椎管內椎間盤的移除和神經根的減壓，而不是YESS技術展現的先行椎間盤減壓。在選擇工作套管的位置時，TESSYS技術不通過Kambin安全三角的方法使用傳統的YESS技術，而是通過改變骨骼結構來擴展椎間孔，從而直接進入椎管[28-29]。因此，TESSYS技術可以更直觀地揭示進入椎管內的椎間盤組織，其較YESS技術有更廣泛的手術適應證。

3 其他微創技術

3.1顯微外科技術 自20世紀60年代末顯微鏡應用于神經外科手術以來，顯微外科發展迅速，并在脊柱外科手術中占據重要地位。20世70年代中期，顯微外科技術逐漸推廣并成為腰椎間盤突出癥手術的一項重要輔助技術[30-31]。脊柱顯微外科的理念是在多倍放大的高清晰3D視圖下進行手術操作，對目標區域的良好可視化顯著減少了手術相關并發癥，同時提高了治療效果，癥狀性椎管狹窄的外科治療首要目標即通過適當的神經減壓來減輕患者癥。

脊柱頸前路手術并發癥較多且較為嚴重，而采用顯微鏡輔助技術可以使術野更清晰，相應的神經損傷概率更低，手術安全性提高。在頸椎疾病的外科治療中，顯微鏡輔助技術優勢明顯，其可以避開血運豐富的入路進入病變平面，具有切口小、出血量少的特點，且更為安全可靠[32]。在腰椎疾病的治療中，顯微鏡輔助技術可用于腰椎間盤突出癥和腰椎管狹窄癥的手術治療，在嚴格掌握手術適應證和操作要點的情況下，可以治療Ⅱ度以下的腰椎滑脫癥。此外，顯微外科技術尚可輔助椎管內占位、椎體病變等多種脊柱疾病的治療，在脊柱外科中的應用前景十分廣泛。

3.2圖像引導和脊柱導航 在手術過程中，對脊柱的影像學檢查可以確定準確的手術位置及更為合適的脊柱植入物。因此，術中X線透視已成為一種金標準。然而由于有限的肌肉剝離并不能暴露傳統徒手技術所必需的骨解剖，故準確的經皮螺釘應用在脊柱導航中也是一個挑戰。近年來，計算機輔助導航已取得了很大進步，其通過融合術前獲得的圖像模式(X線、CT、磁共振成像)創建患者脊柱的三維模型。注冊程序完成后，這些數據用于術中脊柱導航，并允許在多個視圖中對手術器械進行實時定位。術中融合X線透視或CT可增強脊柱導航，刷新數據，提高準確性，尤其是在經皮螺釘中的應用。此外，使用計算機輔助脊柱導航可減少輻射暴露，在導航系統的幫助下，整個手術過程可以“虛擬的”在導航系統的工作站上規劃，可以模擬和計劃內固定物的軌跡和各種測量值，如螺釘的直徑和長度。因此，運用導航系統輔助進行手術也是手術醫師培訓和成長的一個部分，是醫師以科學合理的方法逐步掌握整個復雜外科手術的重要過程[33-34]。脊柱導航最常見的缺點為手術時間延長、費用增加、缺乏必要性、導航精度不可靠、術中干擾過多等，為提高手術流程的可接受性和整體性，須提高脊柱導航的成本效益。由于關于圖像引導和脊柱導航技術的優點與劣勢均比較明顯，可以預見其有良好的發展前景，所以在臨床應用中，需要權衡利弊，如需行脊柱矯形這類風險較大的手術時，與傳統手術相比，運用圖像引導和脊柱導航技術輔助手術能有效降低手術相關神經并發癥的發生率。

3.3機器人技術 近年來，機器人逐漸被引入醫學實踐中，以提高各種手術和外科手術的質量，縮短手術時間，并在手術期間協助外科醫師。機器人不僅可以進行手術操作，也可在恢復期間為患者提供幫助。2004年，SpineAssist脊柱機器人在以色列開發并進行了臨床試驗，這是美國食品藥品管理局批準用于脊柱手術的第一個機器人系統，應用此系統放置經椎弓根螺釘，在經皮和開放模式下，貼裝精度均很完美。該系統可用于針對椎體骨折或血管瘤的椎體成形術，其主要優點為精確度高，缺點為成本高。此后，ROSA Spine系統及中國研發的天璣脊柱手術機器人系統等逐步投入臨床，但中國脊柱手術機器人技術發展尚處于起步階段，仍存在基礎理論不完善、技術研究分散、產品種類少和臨床應用有限等問題。

目前，使用機器人技術放置椎弓根螺釘似乎是安全的，且精確度高于徒手放置。但尚缺乏將機器人技術與圖像引導進行比較的研究，故需進一步探索。

3.4非融合技術 目前，脊柱外科手術的非融合策略已成為人們關注的焦點，全椎間盤切除和人工椎間盤置換術的概念也早已被提出，其總體目標是通過去除退化的椎間盤來減輕疼痛，同時仍允許這一節段的運動，并防止脊柱臨近節段的蛻變。在歐洲，腰椎人工椎間盤置換已有了較為廣泛的應用[35-36]。雖然早期的研究成果使人們對非融合技術期望較高，但手術的高并發癥發生率、失敗率，以及不理想的長期療效顯著降低了人們對該技術的預期，所以仍需大數據支持來完善相關手術技術。微創的理念不僅僅指切口大小的改變，更應該是將患者自身原有結構的損傷降到最低，而非融合技術恰恰完全符合這一理念。雖然該技術尚不成熟，臨床應用效果無法達到預期，但以該技術為核心的治療方案將成為日后脊柱外科治療的重要部分。

4 小 結

隨著相關生物學技術的日益進步及臨床醫師和患者群體對微創理念了解的日益增加，脊柱手術微創化將成為脊柱疾病治療的趨勢。計算機輔助導航技術、機器人技術、生物材料的開發及骨骼和椎間盤的組織工程等領域的共同發展推動微創脊柱手術發展成為更高層次的外科手術技術，并在解決病灶的同時最大限度地減少手術相關組織損傷。然而目前所強調的微創理念并不是刻意去追求微創化，因其會導致手術時間延長、患者經濟負擔增加等，因此手術醫師需嚴格掌握微創手術及所采用術式的適應證及禁忌證，并對有可能出現的突發情況有完備的預防措施。

目前，大多數脊柱外科微創手術及相關微創技術的臨床應用還缺乏長期回顧性研究和前瞻性研究。如經皮椎體成形術和經皮椎體后凸成形術術式的選擇、經皮椎弓根螺釘置入及全內鏡下腰椎間盤摘除術較傳統術式的優勢，圖像引導技術與機器人技術對比研究等的報道尚不足以給出明確結論以指導臨床工作。未來，可將相關微創技術結合，并通過更多的臨床病例來闡述各個術式的優劣勢，以研究出更安全有效的微創技術。