新型椎間孔穿刺路徑靶向器的設(shè)計及其在選擇性腰神經(jīng)根封閉術(shù)中的應(yīng)用

劉慶祖，劉建恒，楊慧愷，韓振川，劉重陽,2，運(yùn) 行，毛克亞

1 解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心，北京 100853；2 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院， 山東濟(jì)寧 272000

腰椎退行性疾病是導(dǎo)致腰腿痛的常見原因，以腰椎間盤突出癥和腰椎管狹窄癥最為多見。通常經(jīng)保守治療無效的患者需要手術(shù)治療。退行性腰椎疾病的手術(shù)治療趨于精準(zhǔn)化，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)背景下要求脊柱外科術(shù)前精確定位，明確責(zé)任節(jié)段，減小手術(shù)創(chuàng)傷，避免過度治療[1]。通常結(jié)合病史、查體、體征、影像學(xué)檢查來確定責(zé)任間隙，但部分不典型病例影像學(xué)表現(xiàn)為多節(jié)段病變，神經(jīng)定位模糊，確定責(zé)任節(jié)段困難[2]。如單純根據(jù)影像學(xué)結(jié)果選擇狹窄節(jié)段進(jìn)行減壓，不僅增加手術(shù)創(chuàng)傷和手術(shù)費(fèi)用，更破壞了腰椎穩(wěn)定性，增大手術(shù)風(fēng)險，加速鄰近節(jié)段的退變[3]。目前神經(jīng)根封閉術(shù)已廣泛應(yīng)用于退行性腰椎疾病的診治[4]，其對不典型腰椎退行性疾病手術(shù)節(jié)段選擇有重要指導(dǎo)作用，尤其對側(cè)隱窩內(nèi)神經(jīng)根受累的診斷作用甚佳[5]。目前臨床上通常使用金屬針作為經(jīng)椎間孔選擇性神經(jīng)根封閉術(shù)的定位工具，但定位不精確。2019年6 月本課題組利用穿刺靶點(diǎn)、穿刺靶點(diǎn)在皮膚上投影、穿刺進(jìn)針點(diǎn)(P)構(gòu)成空間直角三角形的原理，設(shè)計了新型椎間孔穿刺路徑靶向器，并獲得國家實用新型專利(專利號：ZL202020025488.4)，解決了傳統(tǒng)金屬定位針定位不準(zhǔn)確、術(shù)前準(zhǔn)備時間長的問題。本文主要討論了新型椎間孔穿刺路徑靶向器結(jié)合乳膠定位板在經(jīng)椎間孔腰骶神經(jīng)根封閉術(shù)前定位中的應(yīng)用，并評價其有效性和安全性。

資料與方法

1 臨床資料 回顧性分析2019年1 月- 2020年2 月于解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心接受選擇性腰椎神經(jīng)根封閉術(shù)的患者99例。納入標(biāo)準(zhǔn)：1)腰椎間盤突出癥，腰痛伴或不伴下肢的不典型放射性疼痛；2)腰椎管狹窄癥，間歇性跛行，伴或不伴下肢的不典型放射性疼痛；3)腰椎間盤突出癥接受經(jīng)皮內(nèi)鏡下腰椎間盤切除術(shù)，術(shù)后復(fù)發(fā)；4)腰椎間盤突出癥、腰椎滑脫癥等腰椎退行性疾病，術(shù)后疼痛改善不明顯。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)伴有全身或腰椎感染、骨折、腫瘤等疾病；2) 凝血功能異常；3)因疼痛嚴(yán)重，保持強(qiáng)迫體位，不能耐受局麻手術(shù)；4) 嚴(yán)重的神經(jīng)根損害癥狀以及馬尾綜合征；5)伴有嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病，心、肺、肝、腎等功能障礙不能耐受俯臥位局麻手術(shù)；6)其他影響腰椎神經(jīng)根封閉術(shù)的禁忌證。符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者，男51例，女48例。術(shù)前明確診斷91例，椎間孔鏡術(shù)后復(fù)發(fā)2例，術(shù)后疼痛改善不明顯6例。2019年7 月之前符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者47例，其中男22例，女25例，平均年齡(66.12±10.99) 歲，使用乳膠定位板定位穿刺方法的病例作為A 組。2019年8 月之后符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者52例，男26例，女26例，平均年齡(62.47±10.23) 歲，使用新型椎間孔穿刺路徑靶向器結(jié)合乳膠定位板進(jìn)行穿刺的病例作為B 組。兩組患者術(shù)前一般情況(年齡、性別、手術(shù)節(jié)段)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。腰椎融合術(shù)前或者經(jīng)皮椎間孔鏡術(shù)前明確責(zé)任間隙(identify responsibility segments，IRS)91例，A 組43例，B 組48例；緩解腰椎融合術(shù)后或經(jīng)皮椎間孔鏡術(shù)后的疼痛癥狀(relieve pain symptoms，RPS) 8例，A 組4例，B 組4例。見表1。

表1 兩組患者術(shù)前一般情況Tab.1 Baseline characteristics of patients in the two groups

2 椎間孔穿刺路徑靶向器的構(gòu)成 椎間孔穿刺路徑靶向器由4 部分鏈接而成：1)有角度的半圓弧帶；2)可任意旋轉(zhuǎn)的穿刺針導(dǎo)軌帶；3)帶有刻度的尺子；4)固定旋鈕。見圖1。

圖1 新型椎間孔穿刺路徑靶向器的構(gòu)成A：椎間孔穿刺路徑靶向器正視圖；B：后視圖；C：側(cè)視圖；D：俯視圖Fig.1 Targeted puncture deviceA:the front view of targeted puncture device;B:the rear view;C:The side view;D:the vertical view

3 新型椎間孔穿刺路徑靶向器設(shè)計原理 利用穿刺靶點(diǎn)(T)、穿刺靶點(diǎn)在皮膚上投影(A)和進(jìn)針點(diǎn)(P)構(gòu)成的空間直角三角形，設(shè)計了新型椎間孔穿刺路徑靶向器(圖2)，結(jié)合乳膠定位板對穿刺靶點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，計算穿刺針進(jìn)針的外展角、頭傾角、進(jìn)針深度并對穿刺路徑進(jìn)行導(dǎo)航。

圖2 穿刺靶向器的原理模式圖Fig.2 Schematic diagram of design principle targeted puncture device

4 術(shù)前影像學(xué)測量 經(jīng)椎間孔選擇性腰骶椎神經(jīng)根封閉術(shù)選擇Kambin 三角入路(圖3A)。圖3 所示T 點(diǎn)為椎間孔穿刺靶點(diǎn)，A 為靶點(diǎn)在背部皮膚的投影，AT 距離可通過MRI 測量(圖3C：使用Medcare 影像系統(tǒng))，P 點(diǎn)為穿刺進(jìn)針點(diǎn)，PT 為穿刺針進(jìn)針路線，根據(jù)直角三角形定理計算∠APT 的大小以及PT 的長度。帶刻度的直尺可測量進(jìn)針點(diǎn)與穿刺靶點(diǎn)在皮膚表面投影的距離(圖3C)，穿刺靶點(diǎn)與其在皮膚表面投影距離可MRI 橫斷面測量(圖3C)，進(jìn)針靶點(diǎn)、投影點(diǎn)、進(jìn)針點(diǎn)3 點(diǎn)構(gòu)成空間直角三角形，利用直角三角形定理計算出穿刺深度(穿刺進(jìn)針點(diǎn)與穿刺靶點(diǎn)的距離)以及進(jìn)針路徑外展角。使半圓弧的圓心與進(jìn)針點(diǎn)重合，直尺與進(jìn)針點(diǎn)與投影點(diǎn)重合(圖4E)，調(diào)節(jié)并固定穿刺針軌道與半圓弧的角度使之等于外展角，助手固定穿刺靶向器，主刀醫(yī)生使用18G 穿刺針進(jìn)行穿刺。

圖3 術(shù)前影像學(xué)檢查A：X 線上穿刺靶點(diǎn)；B：X 線穿刺路徑在皮膚表面的頭傾角；C：在MRI 的橫斷面上測量穿刺靶點(diǎn)至穿刺靶點(diǎn)在皮膚表面投影點(diǎn)的距離Fig.3 Imaging data of pre-operationA:the puncture target spot in X-ray radiograph;B:the head inclination angle in X-ray；C:the distance between the puncture target spot and the projection of target point on the skin in MRI

5 穿刺靶點(diǎn)標(biāo)記 A、B 兩組均由同一手術(shù)組醫(yī)生完成，均采取Kambin 三角入路。乳膠定位板中均勻加入鋇劑，于X 線下可顯影。定位板質(zhì)地柔軟、堅韌，能夠貼合患者背部曲線放置，可耐受常規(guī)高溫消毒。其長17 cm、寬11 cm，可滿足腰椎區(qū)域定位，長寬均以1 cm 的網(wǎng)格為基本單位，使用斜線、三角、圓圈、方形等結(jié)構(gòu)將網(wǎng)格進(jìn)行分區(qū)，便于快速定位標(biāo)記。乳膠定位板網(wǎng)格設(shè)計致密，無論靶點(diǎn)落在網(wǎng)格內(nèi)還是網(wǎng)格連接處，均可準(zhǔn)確定位。使用乳膠定位板進(jìn)行第1 次透視，確定穿刺靶點(diǎn)、穿刺靶點(diǎn)在皮膚表面的投影、進(jìn)針點(diǎn)和穿刺路徑的頭傾角，用記號筆標(biāo)記并取下定位板(圖4B)。

圖4 定位穿刺過程A：使用G 形臂進(jìn)行透視；B、C：確認(rèn)并標(biāo)記穿刺路徑的頭傾角；D：測量進(jìn)針點(diǎn)與進(jìn)針靶點(diǎn)在皮膚表面投影點(diǎn)的距離；E：助手固定穿刺靶向器，主刀醫(yī)生進(jìn)行穿刺；F、G：正側(cè)位X 線透視顯示到達(dá)穿刺靶點(diǎn)Fig.4 Process of the puncture locationA:using G-arm for fluoroscopy;B,C:confirm and mark the head inclination angle of the puncture path;D:measurement of the distance between the puncture entry point and the projection of puncture target spot on the skin surface;E:puncturing by using the new transforaminal puncture path targeting device;F,G:arriving the target spot

6 手術(shù)方法 1)乳膠定位板組(A 組)：患者取俯臥位，將定位板展平置于患者腰部正中，移動G 形臂進(jìn)行透視(圖4A)，在監(jiān)視器上確定目的間隙，明確并標(biāo)記穿刺靶點(diǎn)在皮膚表面的投影(A)和進(jìn)針點(diǎn)(P)。移除定位板，將A 點(diǎn)、P 點(diǎn)連線即為穿刺路徑在皮膚表面的投影(圖4C)。沿A 點(diǎn)做垂直于脊柱的直線AC。AC、AP 夾角α 為頭傾角(圖3C，圖4B，圖4C)，消毒鋪巾，依照穿刺路徑穿刺，調(diào)整穿刺針方向，直至正側(cè)位透視確認(rèn)穿刺針尖到Kambin 三角(圖4F，圖4G)，注射得寶松和利多卡因。2)新型椎間孔穿刺路徑靶向器結(jié)合乳膠定位板組(B 組)：患者取俯臥位，將定位板展平置于患者腰部正中，移動G 形臂進(jìn)行透視(圖4A)，在監(jiān)視器上確定目標(biāo)間隙，明確并標(biāo)記穿刺靶點(diǎn)在皮膚表面的投影A、進(jìn)針點(diǎn)P(圖4B，圖4C)，移除定位板，將A 點(diǎn)、P 點(diǎn)連線即為穿刺路徑在皮膚表面的投影，使用靶向定位器直尺部分測量AP 距離(圖3C，圖4B，圖4C)。結(jié)合術(shù)前測量靶點(diǎn)至皮膚表面投影的距離計算出穿刺針的進(jìn)針深度和外展角。進(jìn)行穿刺時將靶向器半圓弧的圓心與進(jìn)針點(diǎn)重合，直尺部分與AP 連線重合，調(diào)節(jié)并固定穿刺針導(dǎo)軌使其等于外展角。將18G 穿刺針置于導(dǎo)軌穿刺至預(yù)定距離，撤除靶向器進(jìn)行透視直至穿刺至椎間孔靶點(diǎn)，注射得寶松和利多卡因。撤除穿刺針，使用靶向器直尺部分測量并記錄實際進(jìn)針距離。

7 觀察指標(biāo) 記錄并比較兩組患者手術(shù)過程中穿刺次數(shù)、透視次數(shù)、手術(shù)時間、并發(fā)癥、術(shù)后2h穿刺區(qū)視覺模擬評分(visual analogue scale，VAS)，分析術(shù)中實際穿刺深度和術(shù)前理論計算穿刺深度的組間差異。

8 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS26.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，計量資料以表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

兩組的穿刺次數(shù)、透視次數(shù)、手術(shù)時間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，B 組均優(yōu)于A 組。術(shù)后2 h 穿刺區(qū)域VAS 評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(表2，P＜0.001)。兩組患者穿刺過程中的實際進(jìn)針深度為(13.18±0.93) cm，與術(shù)前理論計算穿刺深度(12.85±0.90)cm比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.066)。兩組均未出現(xiàn)椎管內(nèi)血腫、腹腔臟器損傷、下肢感覺運(yùn)動異常等并發(fā)癥。

表2 新型椎間孔穿刺靶向器臨床效果Tab.2 Clinical outcomes of the new targeting device

討 論

腰椎退行性疾病治療效果主要取決于手術(shù)減壓的精確程度及減壓范圍[6]，為確保手術(shù)效果，臨床醫(yī)生會選擇在影像學(xué)上有壓迫或退變嚴(yán)重的節(jié)段進(jìn)行廣泛減壓，手術(shù)后臨床癥狀緩解較徹底，但減壓范圍較大，脊柱穩(wěn)定性受到破壞，手術(shù)時間較長，術(shù)中出血較多，住院時間延長，圍術(shù)期并發(fā)癥較多[7-9]。此外患者醫(yī)療費(fèi)用增加，造成醫(yī)療資源浪費(fèi)[10]。經(jīng)椎間孔選擇性神經(jīng)根封閉手術(shù)具有神經(jīng)根定位準(zhǔn)確、操作簡單、創(chuàng)傷小、花費(fèi)少的優(yōu)點(diǎn)，理論上可以精確定位引起老年復(fù)雜腰椎退行疾病的責(zé)任節(jié)段[11-14]。

通常使用金屬針作為經(jīng)椎間孔選擇性神經(jīng)根封閉術(shù)的定位工具，但金屬針定位不精確，需反復(fù)調(diào)整透視，多次調(diào)整穿刺針會增加患者的痛苦，延長穿刺定位時間會提高硬膜囊、神經(jīng)根等組織損傷風(fēng)險，反復(fù)透視延長手術(shù)時間會增加醫(yī)務(wù)人員和患者輻射暴露量。近年來，研究人員報道了相關(guān)穿刺定位復(fù)制設(shè)備。Fan 等[15]報道了一種應(yīng)用于經(jīng)皮內(nèi)鏡下腰椎間盤切除術(shù)的定位系統(tǒng)，定位方法及穿刺路徑設(shè)計方法與本研究相似，但術(shù)中架設(shè)該設(shè)備花費(fèi)時間較長，術(shù)中定位架輕微移動會增加穿刺針調(diào)整次數(shù)。朱慧陽等[16]利用三維影像結(jié)合激光導(dǎo)航器輔助穿刺定位，但在操作過程中，激光導(dǎo)航器為固定設(shè)備，術(shù)中要求患者保持水平俯臥位，如穿刺過程中患者因疼痛等原因出現(xiàn)體位的變化，可能會給穿刺過程帶來較大誤差。本研究報道的新型靶向器具有如下優(yōu)勢: 1)原理簡單，設(shè)計簡潔，計算方法科學(xué)，穿刺精度高；2)體積小，操作靈活，適用于各個節(jié)段。

采用新型椎間孔穿刺路徑靶向器結(jié)合乳膠定位板進(jìn)行穿刺的B 組穿刺次數(shù)、透視次數(shù)、手術(shù)時間均優(yōu)于采用乳膠定位板進(jìn)行穿刺的A 組(P＜0.05)，該靶向器具有較好的穿刺準(zhǔn)確性。新型椎間孔穿刺路徑靶向器可計算并控制穿刺角及深度，能避免重復(fù)調(diào)整穿刺針?biāo)鶎?dǎo)致的術(shù)中、術(shù)后并發(fā)癥。該靶向器減少了術(shù)中穿刺次數(shù)，提高了穿刺效率，且穿刺位置良好，無需進(jìn)行多次調(diào)整透視，減少了輻射劑量。該靶向器主要用于經(jīng)椎間孔選擇性神經(jīng)根封閉術(shù)，在采用椎間孔入路的手術(shù)或操作中也可應(yīng)用，包括經(jīng)皮椎間孔鏡[17]、椎管內(nèi)腫瘤活檢、脊柱膿腫引流等，具體操作與前述操作無異。

新型穿刺路徑定位裝置結(jié)合乳膠定位板可減少經(jīng)椎間孔選擇性神經(jīng)根封閉術(shù)中穿刺次數(shù)、透視次數(shù)和手術(shù)時間，具有良好的有效性、安全性和臨床應(yīng)用價值。本研究也有一些局限性，其中最重要的是回顧性研究設(shè)計和樣本量較少。此外，本研究是單一中心研究，結(jié)果可能不適用于其他醫(yī)療中心。我們將繼續(xù)完善經(jīng)皮內(nèi)鏡技術(shù)輔助椎間孔穿刺定位儀的設(shè)計，繼續(xù)進(jìn)行大規(guī)模前瞻性臨床對照試驗研究，在精密醫(yī)學(xué)的研究背景下進(jìn)一步準(zhǔn)確定位穿刺。