經皮脊柱內鏡腰椎微創融合術的臨床研究進展

韓振川，任博文，劉慶祖，劉建恒，毛克亞，楊賀軍

1 解放軍總醫院第四醫學中心 骨科醫學部，北京 100853；2 河南省直第三人民醫院 脊柱外科，河南鄭州 450005

近年來，隨著內鏡技術及微創器械的飛速發展，經皮脊柱內鏡技術得到了廣泛的臨床應用。從最初單純用于治療腰椎間盤突出癥髓核摘除[1-2]，到現階段經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合技術的初步應用，已獲得一系列臨床經驗及研究報告[3-11]。經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術(percutaneous endoscopic lumbar interbody fusion，PE-LIF) 正 逐漸成熟為一種組織損傷小、并發癥發生率低、住院時間短、恢復速度快的微創新技術，引領微創脊柱外科的發展方向[12]。經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術常見適應證包括腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥、椎間盤源性腰痛、腰椎終板炎、腰椎不穩、退行性或峽部裂型腰椎滑脫(≤Ⅱ度)、腰椎術后不穩、背部手術失敗綜合征等[4-6,8,13-14]。禁忌證包括極度狹窄的Kambin’s 三角、重度腰椎滑脫(≥Ⅲ度)、嚴重的中央管狹窄，任何可能降低置入物安全性和有效性的情況，如重度骨質疏松、椎體骨折、感染或先天性畸形等[6]。本文圍繞經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術使用的內鏡系統、手術入路、操作規程及融合器等進行文獻綜述，為臨床醫師提供參考。

1 內鏡系統

根據所用內鏡系統的不同分為同軸內鏡系統及雙通道內鏡系統。同軸內鏡系統目前在臨床上使用最廣泛，其特點是內鏡系統設計集成了光學照明、成像及操作通道于一體，利用經皮穿刺技術完成內鏡系統的置入，在水介質環境中單通道完成神經減壓、椎間隙處理、植骨及融合器置入等一系列操作[15-16]。雙通道內鏡系統的特征是光學照明成像系統與操作通道獨立分開[12,17]，一般使用0°或30°關節鏡作為光學照明成像工具，基本原理類似于關節鏡手術，需要在椎體同側經皮穿刺建立獨立內鏡通道和器械操作通道，內鏡通道主要提供術野的持續沖洗和觀察，器械通道用于進出器械操作。此系統優勢在于器械通道可以進出常規脊柱外科器械、融合器的置入可在內鏡監視下完成、學習曲線平緩等[18]。

2 經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術的手術入路及操作規程

根據手術路徑的不同，經皮內鏡輔助下腰椎融合術手術路徑可分為經椎間孔入路和經椎板間隙入路。經椎間孔入路技術最早于1999 年由Yeung[19]提出，隨后HoogLand 等[20]于2002 年在此基礎上予以改進。經椎間孔入路定位點通常位于棘突正中線旁開5～13 cm，穿刺的目標點是上關節突，減壓范圍可以涵蓋椎間孔外、椎間孔、椎管內及側隱窩等部位[3,21-24]。經椎板間隙入路于2005 年被Ruetten 等[25]最先報道，相對于椎間孔入路減壓更直接，即通過腰椎后路椎板間隙選好穿刺點，突破黃韌帶直達椎管，主要適用于中央椎管嚴重狹窄癥的病例，實現神經背側充分減壓[5-6]。

2.1 同軸內鏡輔助下腰椎融合術 由于該技術目前尚未標準化，不同術者對該技術理解不同，存在手術入路及操作流程的差異。手術步驟大致為：患者麻醉后(文獻報道大部分病例采用全身麻醉，少數病例報道采用局部麻醉[26-29])，取俯臥位，X 線透視下體表定位目標椎間隙及上下椎弓根在體表投影。穿刺點通常位于棘突正中線旁開5～13 cm，進針的目標點是上關節突或關節突表面，在側位透視下確認穿刺位置良好后，將逐級擴張管置入擴張軟組織通道，然后放置內鏡工作套管和脊柱內鏡。在內鏡監視下使用環鋸或者磨鉆切除該側部分或全部關節突關節，充分顯露黃韌帶起止點，切除黃韌帶充分顯露硬膜囊和神經根。這一步操作對實現神經減壓和下一步椎間隙處理至關重要。在廣泛關節突切除后，更換大直徑保護套管進行椎間盤的切除和終板的處理。經工作通道插入鉸刀絞除椎間盤組織，用刮匙刮除上下終板軟骨面，鏡下髓核鉗取出刮除的軟骨終板及部分髓核組織，觀察骨性終板處理是否符合植骨條件。待椎間隙處理完畢后，向椎間隙內填充植骨材料，然后再將融合器置入椎間隙內。最后經皮置入椎弓根螺釘完成固定。

2.2 雙通道內鏡輔助下腰椎融合術 原理類似于使用通道擴張器的微創經椎間孔腰椎椎體間融合術（MIS-TLIF）。手術可以采用全身麻醉或硬膜外麻醉進行[30]。所有的神經減壓、椎間隙處理及融合器置入等操作均是在內鏡監視下完成。患者俯臥位，透視下定位，在同側上下椎弓根上做兩個皮膚切口，例如左側手術入路中，上切口作為內鏡通道入口，下切口作為工作通道入口。體表做1 cm 切口，深度達筋膜層，插入軟組織擴張器擴張軟組織通道，然后在工作通道中插入軟組織剝脫器剝離椎板骨面軟組織。內鏡與工作通道的交匯處位于上位椎板的下緣。減壓范圍：同側上位椎板下緣及下位椎板上緣部分切除，下關節切除，上關節突部分切除，顯露至黃韌帶近端和遠端，切除同側黃韌帶；同側充分減壓后，再經棘突根部至對側椎板下去除對側黃韌帶，切除對側部分小關節，完成對側神經根顯露減壓。術中收集減壓碎骨屑作為植骨材料。使用等離子刀頭及射頻電極交替進行術中軟組織清理和止血。完成神經減壓后，內鏡監視下使用髓核鉗和鉸刀處理椎間隙，使用終板刮刀處理終板軟骨面，提供植骨床。隨后將自體骨屑經植骨漏斗器械置入椎間隙內并夯實，內鏡監視下打入椎間融合器。最后經皮置入椎弓根螺釘完成固定。

3 融合器的選擇

目前，關于融合器在經皮內鏡輔助下腰椎融合術中的應用，僅有少數報道不使用椎體間融合器，行單純椎體間植骨[12,31]，絕大多數文獻報道使用不同類型椎間融合器，根據融合器材質不同可分為金屬可撐開融合器[3,9,14,21]、PEEK 融合器[5-6,22,28]及生物型可吸收融合器[32]等。

3.1 PEEK 椎間融合器 目前在脊柱融合術中，最常用聚醚醚酮(poly ether ether ketone，PEEK)材質的椎間融合器。PEEK 材料由于彈性模量接近人骨，生物相容性穩定，可以透過X 線，在椎間隙起到牢固的支撐作用，而且在術中、術后可觀察融合器的位置且不影響影像學上椎間融合的判斷[33-34]。此類融合器一般尺寸固定，較小的融合器雖能順利通過工作通道，但是椎間隙高度難以恢復到理想效果，不能提供足夠的椎間支撐作用。大尺寸的融合器置入則需要更換較大直徑的工作通道，增加了椎板和關節突骨質的去除量，神經根及硬膜囊受損的風險也相應會增加[35]。也有文獻報道，PEEK 材料本身生物活性較低，不利于細胞的黏附，骨組織與PEEK 融合器之間無法實現骨性連接，存在融合器移位、下沉或假性關節形成風險，特別是對于嚴重骨質疏松癥患者[36]。針對以上不足，國內外已有公司在傳統PEEK 融合器的設計理念上，設計制作出新型PEEK 融合器，融合器寬度多為9 mm，更加考慮融合器的通過性和減少對神經組織的騷擾。相關產品如上海三友公司“Halis”腰椎融合器、Amendia 公司“Zeus-O”腰椎融合器、Spineology 公司“Rampart-O”腰椎融合器及Globus 公司“Caliber”可撐開腰椎融合器等，都是專為脊柱微創融合手術設計的新型PEEK 融合器。

3.2 金屬可撐開椎間融合器 為了滿足微創手術的需要，降低融合器相關并發癥，金屬可撐開椎間融合器成為近年來脊柱內鏡下融合器研發的熱點方向。金屬可撐開椎間融合器具有“小尺寸置入、大尺寸撐開”的優勢，既提高了融合器置入過程中的安全性，金屬材質又能提供堅強的椎間支撐效果[3,21]。金屬可撐開椎間融合器置入時體積較小，呈收縮狀態，置入椎間隙后撐開體積增大，可很好恢復椎間隙的高度，重建椎間隙即刻穩定性。最早臨床應用的金屬可撐開椎間融合器是以色列Disc-O-Tech 公司設計研發的B-Twin 鈦合金可膨脹椎間融合器[37]。該融合器未膨脹時的直徑為5 mm，完全膨脹后能夠實現3 倍(15 mm)的徑向擴張[38]。B-Twin 可膨脹椎間融合器與終板是多點接觸支撐，這使得接觸點應力過于集中。隨訪發現融合器容易下沉，椎間隙高度無法維持。同時，該產品不具備骨誘導作用，融合器內部無法植骨，長期隨訪椎間融合率存在爭議[39]。但是B-Twin 可膨脹椎間融合器設計思路值得后續產品參考借鑒。其他金屬可撐開椎間融合器的產品：Globus 公司“Rise”融合器是一種全鈦金屬可撐開腰椎融合器，未撐開時最小高度8 mm，連續撐開后最多可獲得7 mm 的高度提升；Stryker 公司“Mojave PL 3D”融合器通過融合器前后部撐開高度不同，在恢復椎間隙高度同時，還可以恢復腰椎前凸，調節脊柱矢狀面平衡，融合器與終板接觸面還設計有500 μm 的縱向通道，結合橫向窗口，旨在實現更可靠的骨長入；類似的產品還有Spinal Elements 公司“Omega XP”融合器及DePuy Synthes公司“CONCORDE LIFT”融合器等。有研究表明，金屬可撐開椎間融合器在力學穩定性上優于不可撐開的PEEK 椎間融合器，但是撐開過程中存在過度擠壓引起終板骨折風險[40-43]。目前，金屬可撐開椎間融合器還無法獲得可靠的融合器內部植骨，臨床效果還有待于進一步驗證。

3.3 生物可吸收椎間融合器 小牛骨椎間融合器作為一款新型投入臨床使用的新型生物型可吸收融合器，目前已有在經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術中使用的報道[32]。該融合器材料取自小牛脛骨，經過去鈣化、高溫殺菌制成，外觀設計有上下螺紋曲面彈頭形，彈性模量與人骨基本相同，實質上是一種異種骨可吸收融合器。小牛骨椎間融合器發揮椎間隙支撐作用同時還具有骨傳導支架作用，隨著小牛骨在人體內吸收與降解，自體骨完成爬行替代，最終實現椎間融合的過程。文獻報道了經皮內鏡輔助下腰椎融合術使用小牛骨椎間融合器，術后隨訪12 個月發現采用小牛骨椎間融合器與PEEK 融合器最終融合效果比較，差異無統計學意義，影像學均達到牢固融合標準，兩種椎間融合器位置良好，無終板塌陷、椎體破壞、螺釘松動、斷裂現象，椎間隙高度恢復到正常[32]。關于生物型可吸收椎間融合器的研究還處于起步階段，臨床應用的報道較少，作為一種功能型椎間融合器的設計思路，未來具有廣泛的發展空間。

4 結語

鑒于脊柱內鏡技術在單純腰椎間盤突出和腰椎管狹窄治療方面獲得的巨大成功，可以預見，經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術將成為腰椎融合手術中一種更加實用、更加微創化的解決方案。特別是對于老年人或存在嚴重麻醉風險的患者，經皮脊柱內鏡輔助下腰椎融合術可以在局麻下完成。當然，該技術也存在局限：學習曲線較長，難以實現明確的、全面的減壓和充分的椎間融合，還沒有實現手術標準化。雖然目前還缺乏該技術的遠期效果證據，手術標準尚未統一，但關鍵理念和早期結果顯示出較好的應用前景。