脊柱大通道內鏡輔助下經皮椎弓根空心螺釘置入在腰椎融合治療中的應用探討

尹穩 焦偉 于海洋 鄭國輝 梁成民 翟云雷 付青松 崔西龍 李海江 姜濟世

經皮椎弓根螺釘固定 ( percutaneous pedicle screw fixation，PPSF ) 技術與傳統切開直視下置釘比較，具有出血少、醫源性損害少、術后恢復快等明顯優勢，在胸腰椎骨折及退行性疾病的手術治療中得到廣泛應用[1-3]，促進了脊柱微創外科的發展。但 PPSF 技術具有一定的盲目性，過度依賴術者的經驗及手感，術中需多次放射線透視[2,4-6]，同時造成關節突及周圍軟組織損失，已經引起國內外學者的重視[7-9]。脊柱大通道內鏡的發展，使脊柱深部結構的顯露更加清晰和直視化。本研究將大通道內鏡技術與 PPSF 技術相結合，利用自行研制的鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器，通過大通道內鏡輔助下置入椎弓根空心螺釘導針，輔助置釘，獲得良好的臨床應用效果，報道如下。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1. 納入標準：( 1 ) 腰椎退行性疾病診斷明確，經動力位 X 線片證實存在腰椎不穩；( 2 ) 經反復保守治療 3 個月無效，具有融合固定指征；( 3 ) 患者知情，并自愿簽署知情同意書。

2. 排除標準：( 1 ) 有脊柱腫瘤、畸形、感染、手術史；( 2 ) 伴有嚴重心腦血管、呼吸系統及其它系統疾病，無法耐受手術者；( 3 ) 伴有認知功能障礙患者；( 4 ) 拒絕參與本項目研究者。

二、一般資料

本組共納入 2019 年 12 月至 2020 年 12 月，我院收治的 24 例需行全脊柱內鏡下腰椎椎管減壓融合內固定的患者，根據隨機數字法分為觀察組與對照組。對照組采用傳統經皮穿刺置入椎弓根空心螺釘導針至椎體內 ( 簡稱傳統組 )，觀察組利用自行研制的鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器，通過脊柱 Lusta 內鏡輔助下將椎弓根空心螺釘導針置入至椎體內 ( 簡稱鏡下組 )。患者一般資料詳見表1，兩組間年齡、性別、手術節段及病種差異無統計學意義。所有患者術前及術后完善腰椎 MRI、正側位 X 線片及腰椎三維 CT 重建，本研究經過倫理委員會批準同意且患者均簽署知情同意書。

三、手術方法

所有患者均采用全身麻醉，俯臥位，術前 C 型臂機定位并標記椎弓根外上緣，標記點稍偏外做長約 1.5 cm 縱向切口，切開筋膜層。傳統組采用穿刺針錨定于椎弓根進釘點，C 型臂機透視并調整位置確認進釘點位于椎弓根投影的外上緣，穿刺針向內傾斜并平行終板穿入椎弓根，至椎體中前 1 / 3 交界處，拔出內芯，置入椎弓根空心螺釘導針，取出穿刺針。鏡下組用大通道內導棒直接鈍性穿刺至人字棘，逐級擴張軟組織后，安裝內鏡大通道，內鏡直視下用射頻及髓核鉗顯露人字棘，直視下保護關節囊，經通道下將自行研制的鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器 ( 圖1 ) 錨定于進釘點，C 型臂機透視并調整位置后，直接置入至椎體中前 1 / 3 交界處，拔出內芯，置入椎弓根螺釘導針，取出鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器。根據患者神經減壓部位的不同、病理解剖的個體化，自責任節段關節突外緣穿刺，大通道全內鏡下分別采用后側、后外側或者組合式手術治療方案[10]，行椎管減壓，切除黃韌帶及椎間盤，并切除上下軟骨板至新鮮骨面，放置椎間融合器通道，將異體骨混合切除的關節突骨質植于椎間隙內，放置 cage。最后采用軟組織擴張器經皮椎弓根空心螺釘導針逐級擴開通道，攻絲并置入經皮椎弓根螺釘。放置適當長度的連接棒并鎖緊各螺帽，全層縫合切口。

表1 兩組患者術前一般資料比較Tab.1 Comparison of preoperative general data between the two groups

圖1 自行研制的鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器Fig.1 Self-developed endoscopic pedicle hollow screw insertion device

四、觀察指標

記錄所有患者椎弓根螺釘導針成功置入時的透視放射性次數，導針置入所用手術時間，穿刺調整次數，螺釘置入切口長度。記錄兩組術前、術后疼痛視覺模擬評分 ( visual analogue scale，VAS ) 評定疼痛程度，日本骨科協會 ( Japanese orthopaedic association，JOA ) 評分評估術后早期效果，記錄早期并發癥。通過術前 CT 測量患者椎弓根橫徑、縱徑及關節突角 ( facet angle，FA )，根據術后 CT 并參照 Gertzbein-Robbins 分類標準[11]對置釘準確性進行評估：A 類，無皮質侵及；B 類，皮質穿透 ＜ 2 mm；C 類，2 mm ≤ 皮質穿透 ＜ 4 mm；D 類，≤ 4 mm 皮質穿透 ＜ 6 mm；E 類，皮質穿透 ＞ 6 mm。置釘準確率 = ( A + B 類螺釘數量 ) / 組內全部置入螺釘數量×100%。參考 Badu 關節突關節破壞分級標準[8]對關節突破壞進行評估：0 級，螺釘沒有侵襲關節突；1 級，螺釘侵襲關節突關節面側緣，但沒有進入關節腔內；2 級，螺釘穿透關節面，距離 ≤ 1 mm；3 級，螺釘穿透關節面超過 ＞ 1 mm。所有數據測量均在 PACS 系統內完成。

五、統計學處理

采用 SPSS 22.0 軟件進行統計學分析，符合正態分布的數據采用±s 表示，兩組之間計量資料比較差異性使用獨立樣本t檢驗，計數資料使用頻數或百分比表示，采用χ2檢驗或 Fisher 確切概率法比較差異，等級數據相關性分析采取 Spearman 秩相關檢驗，P＜ 0.05 為差異有統計學意義。

結 果

一、早期臨床結果

所有患者均順利完成椎弓根空心螺釘置入，共置入椎弓根空心螺釘 96 枚，1 例術中出現神經根鞘膜損失，術后無神經根損失癥狀；1 例術中 cage 置入時，上終板骨折；1 例植骨塊侵襲椎管內，患者無神經壓迫癥狀，2 例術中探及硬膜囊破裂，所有患者均無感染，無大血管損傷。

兩組患者圍術期資料見表2。鏡下組椎弓根空心螺釘導針置入手術時間大于傳統組、鏡下組椎弓根螺釘導針置入透視次數及調整次數小于傳統組，差異均有統計學意義 (P＜ 0.05 )，兩組間螺釘置入切口長度與兩組間術前、術后 3 天 VAS 及 JOA 評分差異均無統計學意義。

表2 兩組間早期臨床結果與比較 (±s)Tab.2 Comparison of early clinical results between the two groups ( ±s )

表2 兩組間早期臨床結果與比較 (±s)Tab.2 Comparison of early clinical results between the two groups ( ±s )

項目 鏡下組 ( n = 12 )傳統組 ( n = 12 ) t 值 P 值置入螺釘數目 48 48 - -導針置入透視次數 10.7±2.7 22.5±8.5 4.574 0.000導針置入用時 ( min ) 31.1±9.8 19.3±8.2 -3.179 0.004導針置入調整次數 7.2±5.0 15.3±6.2 3.541 0.002切口長度 ( mm ) 17.45±1.29 17.53±1.63 0.285 0.777 VAS 評分 術前 6.2±1.3 6.3±1.3 -0.160 0.875 術后 3 天 2.1±0.9 2.3±1.1 -0.416 0.681 JOA 評分 術前 14.2±2.5 13.6±2.4 0.582 0.566 術后 26.6±1.7 26.2±1.8 0.570 0.575

表3 兩組間影像學評估結果與比較Tab.3 Radiographic evaluation of the two groups

二、影像學測量結果

兩組間影像學測量結果見表3。兩組間椎弓根直徑及 FA、置釘準確率差異無統計學意義 (P= 0.127 )，但關節突關節破壞率及分級，鏡下組明顯優于傳統組，差異有統計學意義 (P= 0.021 )，并且螺釘關節突侵襲級別與置釘準確性分類呈正相關，相關性P= 0.000，準確度 0.403，提示正向的強相關性。典型病例見圖2。

圖2 患者，女，51 歲，診斷：腰椎椎管狹窄癥，行全脊柱內鏡下椎管減壓髓核摘除椎間 cage 植骨融合 + 內鏡輔助下椎弓根空心螺釘內固定術 a、b：術前 MRI 可見患者 L4～5 節段椎管重度狹窄；c、d：術前腰椎正側位 X 線片可見 L4～5 椎間隙高度丟失，終板呈鋸齒樣改變伴有硬化；e：鏡下顯示人字棘，藍色箭頭為人字棘；f：從人字棘置入椎弓根空心螺釘導針置入器；g：經椎弓根空心螺釘導針置入器置入空心螺釘導針；h：術中 C 型臂機透視確認導針位置良好；i、j：術后復查正側位 X 線片提示椎弓根螺釘內固定位置良好； k：術后復查三維 CT 冠狀面提示椎弓根螺釘位置良好，無關節突侵犯；l、m：分別為 L4 及 L5 椎弓根螺釘位置Fig.2 Female, 51 years old. Diagnosis: lumbar spinal stenosis. She underwent endoscopic decompression of the spinal canal and CAGE intervertebral fusion with endoscopic pedicle hollow screw fixation a - b: L4-5 spinal stenosis was seen on MRI preoperatively; c - d: Preoperative AP and lateral radiographs showed loss of intervertebral space height ( L4-5 ) with serrated end-plate with sclerosis; e: Vertex anatomic landmark was showed ( blue arrow ); f: Placement of a pedicle hollow screw guide pin from vertex anatomic landmark; g: A hollow screw guide needle was inserted through a pedicle hollow screw guide needle; h: Needle position was confirmed by C-arm fluoroscopy; i - j: Postopearative AP and lateral radiographs showed good position of the pedicle screw fixation; k: Postopearative three-dimensional CT coronal plane image showed that pedicle screws were in good position with no articular process invasion; l - m: L4, L5 pedicle screw positions

討 論

PPSF 技術早期主要用于無神經癥狀的胸腰椎骨折復位內固定及腰椎不穩的固定融合中，隨著脊柱內鏡技術的不斷發展，PPSF 技術已經被廣泛應用于胸腰椎骨折及退行性疾患減壓融合內固定中[12-14]，由于創傷小、出血少、對神經肌肉干擾小、同時能夠獲得與傳統開放置釘同樣的穩定性等優點[3,15]，已經成為脊柱微創的重要治療手段之一。但由于 PPSF 技術采用的是閉合穿刺導針技術，仍存在以下亟待解決的問題[2,16]：( 1 ) 術中反復多次透視造成醫患放射性傷害；( 2 ) 穿刺具有一定盲目性；( 3 ) 增加關節突損傷風險；( 4 ) 過度依賴術者的手感與經驗。近年來，光電導航系統[17]、O 型臂數字化[18]及輔助機器人[19]的臨床應用，使 PPSF 技術更加安全化和精準化[20]，但由于設備價格昂貴，難以在基層醫院推廣開展。

脊柱內鏡技術可以在不增加患者創傷的同時，通過內鏡下直視顯露脊柱的深層結構，是脊柱微創外科的典型代表。2000 年 Müller 等[21]借助胸外科內鏡工作通道，實現了內鏡輔助下置入椎弓根螺釘。隨后國內學者相繼探索在胸腰椎骨折、腰椎融合固定中[14,22-24]，采用 MED、X-tube、quadrant 通道內鏡下置釘，獲得了良好的治療效果。2017 年，何二興 等[25]探索并設計椎弓根內鏡系統，該內鏡系統為雙通道內鏡技術，實現了全內鏡直視下的椎弓根螺釘置入。但上述 MED、X-tube 及椎弓根鏡下輔助置釘技術的介紹，內鏡下均以空氣作為介質[26]，術中出血易造成視野的模糊，本研究通過 Lusta 內鏡系統，內鏡下水介質成像使鏡下操作更為簡單和清晰。鏡下直視顯露進釘點，將自制鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器直接通過 Lusta 內鏡錨定“人”字棘進釘點，保持合理內傾、平行于終板并置入至椎體內，然后放置椎弓根空心螺釘導針。由于 Lusta 內鏡工作通道直徑小于傳統 PPSF 通道直徑，術中不像 MED 及 X-tube 等通道需過度撐開皮緣，所以不增加患者手術切口長度，本研究中兩組間手術切口長度無統計學差異。內鏡直視下置入空心螺釘導針，避免了傳統 PPSF 技術盲目穿刺的弊端，同時降低了術中放射線透視次數，減少了對醫患的醫源性放射傷害。本研究中，鏡下組椎弓根螺釘導針置入所需透視次數、調整次數均明顯少于傳統組，置釘準確率兩組間無統計學差異。

關節突關節在體表無典型的透射投影標志，傳統 PPSF 技術缺乏對關節突的保護，椎弓根螺釘置釘關節突損失發生率高達 30%～47%[7,27]，螺釘對關節突關節的損失可能加重近端節段的退變[8,28-29]，繼發關節突不穩，已經逐漸引起重視。既往諸多傳統 PPSF 技術的報道[30-31]均未將關節突關節破壞納入評價標準，徐正寬等[7]研究發現 FA 與關節突關節破壞率、破壞等級相關，本研究組中，兩組間 FA 值無統計學差異，鏡下組關節突關節破壞率明顯低于傳統組，考慮是由于內鏡下清楚顯露進釘點所致。該項技術的應用，難點在于如何顯露人字棘解剖結構，通過鏡下組的臨床經驗，給出如下注意事項：( 1 ) 重視術前體位擺放；( 2 ) 皮膚切口的位置應在椎弓根螺釘的軸線上；( 3 ) 鏡下首先清晰顯露的部位往往是關節突關節囊結構，呈邊界清晰的白色“蒙古包”樣形態，注意保護該結構，避免關節囊損傷；( 4 ) 關節囊外下緣既為人字棘結構 ( 圖2e )，可通過雙極探頭探及“人”字棘內外緣進一步確認或者通過探及橫突上下緣進一步確認；( 5 ) 由于鏡下視野局限，解剖結構生疏，容易將“峽部”誤認為是“人”字棘，在“峽部”和“人”字棘之間存在一凹陷區，該區被自然的黃色脂肪顆粒充盈，該黃色脂肪外側既為“人”字棘結構，可以作為辨認的一個標志。

本研究通過 Lusta 脊柱大通道內鏡顯露椎弓根螺釘進釘點，利用自行研制的鏡下椎弓根空心螺釘導針置入器，通過內鏡直視下錨定于進釘點，并放置椎弓根空心螺釘導針，降低術中透射次數及關節突關節破壞率，是一種安全、有效的置釘技術，可以作為 PPSF 臨床應用的一種新的選擇方法。但該研究仍存在一定局限性：( 1 ) 鏡下組椎弓根空心螺釘導針置入時間明顯長于傳統組；( 2 ) 術者需熟練掌握鏡下操作技術及人字棘周圍解剖結構[21]；( 3 ) 本研究是臨床治療早期結果的報道，未對患者進行長期隨訪，未對椎間植骨愈合情況進行統計分析；( 4 ) 未對兩組間出血量進行統計分析。