微创技术在腰椎外科手术中的应用概述

周跃

（第三军医大学附属新桥医院骨科，重庆400037）

手术的微创化、功能化和智能化是现代外科技术的标志，也是未来外科技术的发展方向。微创脊柱外科技术（minimally invasive surgery of spine，MISS）是将传统脊柱手术与微创技术完美结合，以期达到减少手术对患者的创伤、减轻患者术后的伤痛不适，缩短卧床和住院时间，加速患者术后功能的康复，并努力保持脊柱正常解剖结构的完整性。近十年来，微创腰椎外科技术的不断进步与发展，充分体现了现代微创脊柱外科技术的进步与发展。

1 微创腰椎减压

1.1 后外侧椎间孔镜下微创椎间盘切除术

经皮椎间盘切除减压治疗腰椎间盘突出症经历了近20余年的发展历史。在Craig[1]侧后路经皮腰椎间盘穿刺活检途径的基础上，Hijilkata[2]和Onik等[3]先后报道侧后路经皮腰椎间盘手动和自动切除术，Kambin等[4]报道了内镜辅助下的腰椎间盘切吸术，随后Forst[5]和Schreiber等[6]又分别报道了内窥镜直视下的腰椎间盘切除减压术。随着微创脊柱内窥镜和手术器械的不断改进和发展，以及先进手术设备如激光、射频和导航的临床应用，使经皮椎间孔镜技术发生了革命性改变。从早期的后外侧经皮腰椎间盘盲切，发展到当今内镜辅助下的切吸、从过去单纯经Kambin安全三角区进入椎间盘内行间接的椎间盘减压YESS技术[7]，发展到当今能直接经椎间孔进入椎管内行直接神经根松解和减压TESSYS技术[8]、从过去只能做单纯的包容性腰椎间盘突出，发展到能完成各种类型的腰椎间盘突出和脱出的直接手术摘除，以及椎间孔狭窄的经皮椎间孔扩大成形术，该手术己成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内窥镜技术。现正努力探索经皮椎间孔镜下的腰椎融合、髓核置换和干细胞移植等手术。该手术己成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内镜技术。

经皮椎间孔镜下腰椎间盘切除术是经后外侧入路，通过椎间孔“安全三角工作区”进入椎间盘。该区位于纤维环的后外侧，可允许器械安全通过而不至于损伤出行神经根（exiting nerve root）。后外侧经皮椎间孔镜下微创椎间盘切除术局麻下操作，这样手术者可以在置入工作通道时获得患者的直接反馈以避免损伤神经根。尽管该手术的优势显著，如极少的出血、微小手术创伤与瘢痕，但仍存在一些缺陷。如：①患者髂嵴位置较高，患者的椎间隙已塌陷，或伴有脊柱畸形时就很难找准通道的精确置入点[9]。而且当椎间盘碎片已经游离，则手术操作难度显著增高。②对于疼痛敏感患者，局麻有时会带来剧烈疼痛和恐惧，对于需要全麻或深度镇静的患者，神经根损伤的风险也明显增高。③经皮椎间孔镜下的手术使外科医师视觉局限于内镜摄像头的狭小视野，而且镜头又常被血液、水雾阻挡。为保证手术的安全，医生们又必须在X线透视下操作，从而承受大量X射线的照射。

针对内镜下对医师与患者所造成的手术风险，最有意义的进展是影像导航技术的临床应用。影像导航通过术前和术中某一患者的个体数据进行解剖定位、显示器械轨迹和位置，从而增强外科医生控制器械、企及特殊解剖结构的能力。我们推测未来经皮椎间孔下微创椎间盘切除术将演变为影像导航下后外侧椎间盘融合技术。

1.2 微创通道下显微椎间盘髓核摘除术

通过微创通道下进行显微椎间盘髓核摘除术是目前治疗椎间盘突出症最常应用的微创脊柱外科技术。这套系统由Foley和Smith[10-12]发明，由一系列同心扩张套管和不同长度的薄壁管状工作通道组成。经典工作通道的直径为18 mm，手术通常是在工作通道下采用显微镜下（microsurgery）或内镜下（microendoscopic）完成。最近一些研究比较了微创椎间盘髓核摘除术和传统的开放手术，结果表明微创手术中组织损伤小，神经干扰轻，失血少，术后疼痛症状轻，住院时间短，恢复和返回工作岗位快[13-17]。对于传统开放显微椎间盘髓核摘除术和微创通道下显微椎间

1.3 微创单侧入路行双侧腰椎管减压

微创腰椎减压的一个重要原则是保留多裂肌在棘突上的腱性止点。在传统的全椎板切除术中，棘突被切除，多裂肌被牵向两侧。在关闭伤口时，多裂肌的起点不可能被修复到棘突上。然而，采用半椎板切除技术，通过工作通道可以在单侧进行彻底的椎管减压[20]。将工作通道向背侧倾斜可以看到棘突的下面和对侧椎板，将硬膜囊轻轻下压，切除黄韧带和对侧上关节突，从而完成双侧减压。上位腰椎的解剖结构与下位腰椎不同。

多项研究对微创后路腰椎减压的安全性和有效性进行了评估[21-25]。在Yagi等[26]的一项前瞻性研究中，将41例腰椎管狭窄症患者随机分为两组，一组（20例）进行微创显微内镜减压，另一组（21例）采用传统椎板切除减压，平均随访18个月。与传统椎板切除减压组相比，微创减压组的平均住院时间短，失血量少，血液中肌酸磷酸激酶的肌肉同工酶水平低，术后1年腰痛VAS评分低，恢复更快。Castro等[27]采用18 mm的工作管道对55例腰椎管狭窄的患者进行显微内镜下椎管减压术。通过平均4年的随访，72%的患者获得优良的效果，68%的患者主观满意度为优。ODI评分平均降低30.23，腿痛的VAS评分平均降低6.02。盘髓核摘除术的随机对照研究显示，微创通道下手术安全有效[18-19]。特定部位的病理改变决定工作通道的安放位置。微创腰椎减压术可以对中央椎管，侧隐窝和椎间孔区域进行充分减压。此外还可以对椎间孔外的椎间盘组织进行切除。对不同区域进行减压之前需要计划手术路径。对于椎间孔外神经减压可以将工作通道安放在横突间的横突间膜上，首先确定横突间膜并打开以显露出行根，一旦出行根被确定便可在神经根的深部找到突出的椎间盘组织。

由Foley和Smith所开发椎间盘镜（MED）新技术是微创显微外科技术与内镜技术完美结合。MED手术类似于开放的显微镜下椎间盘切除术，可以用于椎板切除减压和椎间孔切开术以及椎间盘突出手术。MED操作容易、适应征较广和功能多样使外科医生更容易从传统手术转换到内镜手术。虽然内镜下的可视化操作，不但使手术视野清晰放大，而且手术操作方便有效，但它只能提供二维的图像，且经常被出血和显示不清妨碍，这点上还不及显微镜下椎间盘切除术。内镜成像和内镜图像融合技术的进步可以帮助改善这一问题。

对于退变性腰椎滑脱患者，不进行融合的微创腰椎管减压术也许是一种行之有效的方法。Pao等[28]对13例腰椎管狭窄同时合并Ⅰ度腰椎滑脱的患者仅进行微创腰椎管减压。术后所有患者临床效果良好，并未出现滑脱程度加重。Sasai等[29]采用单侧入路双侧减压技术治疗了23例退变性腰椎滑脱和25例退变性腰椎管狭窄患者。经过两年的随访，虽然退变性腰椎滑脱组的神经源性间歇性跛行评分结果和ODI评分稍差，然而总体来讲，两组上述两种评分结果相似。在23例退变性腰椎滑脱患者中，有3例患者术后滑脱程度加重≥5%。Kleeman等[30]应用保留棘突和棘间韧带的减压技术治疗15例合并退变性腰椎滑脱的腰椎管狭窄患者，平均滑移6.7 mm。经过平均4年的随访，2例患者滑脱程度和症状加重，12例患者获得良好或极好的临床效果。

2 微创腰椎融合术

2.1 腹腔镜下腰椎前路融合术

自1991年Obenchain首次报道腹腔镜下经腹腔入路行腰椎前路融合，在腹腔镜下行腰椎前路融合术逐渐开展起来，随着金属cage的出现，前路腰椎椎间融合变得越来越普及。腹腔镜下腰椎前路融合术（ALIF）的优点：①可以避免后路对椎旁肌肉剥离与牵拉，不需要切除椎板和关节突，无需进入椎管，可避免硬膜外静脉丛出血和瘢痕形成；②避免发生牵拉神经组织所引起神经损伤；③从前方切除椎间盘更完全，能够植入更大的椎间融合器，恢复椎间隙高度，间接达到椎管和椎间孔减压[31]。腹腔镜下ALIF适应于有症状的退变性椎间盘疾病或伴有椎间孔狭窄、Ⅰ～Ⅱ度椎体滑脱后路术后需要前路融合、腰椎间融合术后假关节形成、椎间隙感染引流术、后路手术失败的补救处理[32]。

虽然，通过腹腔镜技术进行ALIF可有效减少对组织的损伤，但经腹腔的ALIF手术，需建立气腹,腹部充气并调整体位为头低脚高位时会导致通气困难和气栓发生[33]。此外，前路腰椎椎间融合术并发症还包括腹外疝、腹部脏器损伤、大血管的损伤、动静脉的栓塞、医源性椎管内神经损伤、逆行射精以及器械的断裂等。腰椎融合术后逆行射精的问题越来越引起人们的重视。这是由于在操作中损伤了位于下腰椎前方的支配下腹部的神经丛所致。Regan等[34]报道215例腹腔镜下的下腰椎间BAK融合手术中，逆行射精的发病率为5.1%。美国FDA评价腹腔镜下植

2.2 腰椎前路小切口（AALLIIFF）

Mayer首次报道先后路椎弓根螺钉固定，1～2周后再行前路微小切口植骨融合治疗腰椎退变性疾病伴不稳、椎体滑脱及腰椎术后综合征。随着外科医生经验丰富及器械的发展，手术切口进一步缩小，微创小切口腹膜后入路ALIF技术日趋成熟。Aunoble等[35]报道应用SynFrame撑开系统对L5椎体滑脱患者行ALIF+前路钛板固定，结果显示：患者满意度90%；术后2年椎间融合率达95%，没有出现传统手术并发症。Saraph等[36]对小切口和传统腹膜后入路ALIF进行比较分析，结果显示：平均随访5.5年，前者失血量明显减少，手术时间缩短，临床症状得到改善，两者融合率和并发症没有明显差异。Chung和Escobar等[37,38]对腹腔镜下和小切口ALIF随访研究显示：患者平均住院时间、失血量、融合率、疼痛程度、残疾指数及患者满意度均无显著性差异，但腹腔镜下ALIF手术时间较长，技术难以掌握，需要较长的学习曲线。Zdeblick等[39]报道腹腔镜行L4/5椎间融合，并发症发生率为20%，而小切口入路并发症为4%。此外，他们还发现腹腔镜入路有16%患者存在暴露不足。Kaiser等报道腹腔镜入路通道与小切口相比，逆行性精射并发症明显增高。因此，近年来，腰椎微创前路小切口ALIF手术逐渐代替腹腔镜下ALIF手术。

2.3 微创极外侧入路腰椎间融合术（mn--XLIF）

入椎间融合器的报告中，高达16.2%的男性手术患者并发逆行射精，上述并发症的发生率显著高于传统的开放手术。

近年来应用球囊扩张后腹膜行腹腔镜ALIF手术，用球囊扩张后腹膜比吹入CO2扩张腹膜后腔更有利于吸血液和灌洗，而且消除了CO2对血液动力学和代谢的影响，便于手术器械操作，可放置较大的融合器；减少术中失血量。

Pimenta等[40]在2001年首次报道内镜下经外侧入路腰椎间融合术（mini-XLIF）。Heim和Ozgur等[41,42]分别对XLIF的手术技术进行详细的描述。mini-XLIF借助光源辅助下的手术通道系统，在尽可能充分显露手术视野的同时减小肌肉损伤，其优点[43-44]：①手术医师从患者外侧经腹膜后入路，在直视下完成常规手术，避免背部肌肉、软组织及椎体后部结构的损伤；②可以放置较大的椎间融合器以撑开椎间隙和矫正侧弯畸形；③XLIF在双光源照明下直视手术，手术野暴露充分；④术中采用自动电生理监测技术，提高了保护神经损伤的安全性。XLIF适用于[45,46]：椎间盘源性腰痛、退变性椎间盘疾病伴不稳、复发性椎间盘突出症、椎板切除术后节段性不稳、退变性脊柱侧弯等。禁忌证包括严重中央型椎管狭窄、明显旋转脊柱侧凸、中重度脊柱向前滑脱患者。XLIF需要后方经皮椎弓根螺钉辅助内固定，也可以采用腰椎侧路钢板直接固定[47]。Ozgur等[48]报道了13例接受单节段或多节段侧方腰椎椎间融合术的病例。所有患者术后疼痛得到明显缓解，功能性评分得到了改善，并且没有并发症的发生。Anand等[49]报道了12例同时接受侧方椎间融合和L5/S1经骶骨椎间融合的病例。平均融合3.6个节段，Cobb角由术前18.9°矫正至术后6.2°。Pimenta等[50]采用侧方融合技术治疗了39例患者，平均融合2个节段。侧弯角度由术前平均18°改善至术后平均8°，腰椎前凸角度由术前平均34°增加至术后平均41°。所有病例在手术当天可以下地行走并进行普通膳食。平均失血量小于100 ml，平均手术时间200 min，平均住院时间2.2 d。疼痛评分和功能评分术后均得到了改善。6个月后所有患者X线片可见到骨融合，明显改善脊柱侧弯矢状面和冠状面畸形；但有患者出现手术侧腹股沟区轻微疼痛、髋部肌力减弱或屈曲时同侧腰大肌间歇性疼痛等报道，术后3～8个月症状缓解。XLIF技术扩大了脊柱微创手术的适应证，它使外科医生通过很小切口、类似开放手术操作完成微创脊柱手术。

2.4 微创骶前入路轴向椎间融合术（AxiaLIF）

最近，根据一系列尸体和临床研究，经皮从骶前间隙到达腰骶部，避免暴露脊柱前方、后方及侧方结构，不损伤后方肌肉、韧带及后部椎体结构，也不需进入腹腔或牵拉血管、内脏器官。同时双平面X线透视技术的应用，为术中减少并发症提供了可靠的保证[51-54]。

Cragg等[55]首先报道经皮骶前入路行L5/S1椎间融合：①在尾骨切迹旁作约4 mm小切口，在X线透视导航下插入导针并沿骶骨前表面上行到达S1椎体，建立工作通道工作；②切除L5/S1椎间盘并刮除软骨终板，椎间隙植骨；③应用特制的3D钛合金螺钉植入并恢复椎间隙高度，达到神经根孔自动减压；④从后方经皮固定：使L5-S1获得即时360°固定。临床随访[56,57]发现：经AxiaLIF治疗L5滑脱及L5/S1椎间盘源性腰痛的患者，VAS和ODI评分较术前有明显改善，24 h可以出院，15 d内返回工作岗位，无移植物后脱位、松动及骶骨畸形等，12个月融合率为88%。Marotta等[58]临床研究表明AxiaLIF是一种安全、有效的方法。由于AxiaLIF需要专门的技术和非常规入路的解剖知识，医生不能在直视下直接行椎间盘切除和椎管减压，这对于手术医生来说是一种挑战。

2.5 微创后路腰椎椎体间融合（mn--PLIF）

Cloward等最早在1947年夏威夷医学协会会议上提出后路腰椎椎体间融合（PLIF）概念，随着脊柱手术通道器械的发展出现微创mini-PLIF。在对应病变节段后中线旁2.5 cm处做约2.5 cm小切口，用扩张器分离椎旁肌肉，安装METRx-tube通道和内窥镜系统，镜下减压、切除椎间盘、处理终板，椎间植骨融合及同时行后路椎弓根螺钉固定。mini-PLIF主要用于退变性椎间盘疾病引致椎间盘源性疼痛、退变性腰椎不稳或滑脱等[59]。Park等[60]随访比较单节段微创和开放PLIF术患者，结果显示：两组病例在临床表现和影像学上没有差异，微创PLIF术具有创伤小，失血量和输液量减少、术后疼痛轻、恢复快、卧床及住院时间短等优点。微创PLIF同开放PLIF一样，能增加椎间隙高度，提供良好的椎间融合环境，缩短融合时间，减少假关节形成[61,62]。Kasis的一项前瞻性研究发现，与传统开放手术相比，有限暴露的mini-PLIF手术能够获得更佳的临床效果和更短的住院时间。他认为该术式可以保留脊柱后方结构，避免向横突外侧剥离，能够完全切除双侧关节突关节，且有较少的神经损害并发症。

2.6 微创经椎间孔腰椎椎体间融合术（mi--TLIF）

经椎间孔腰椎椎间融合术（TLIF）最早由Blume和Rojas提出，Harms和Jeszensky推广。该技术是由Cloward最早提出的经后方腰椎椎间融合术（PLIF）演变而来。PLIF手术需要广泛的椎管减压，双侧神经根牵拉来显露椎间隙，而TLIF手术是经过椎间孔从单侧显露椎间隙。因而与需双侧完成的PLIF手术相比，TLIF手术对神经结构的牵拉较小。TLIF手术的一个主要优点是通过一个单独的后方切口可以同时完成后方的腰椎管减压和前方的椎间融合。

Peng等[63]比较了微创TLIF手术和传统开放TLIF手术的临床和影像学结果。两年随访结果相似，但是微创组最初术后疼痛较轻，康复快，住院时间短，并发症低。Dhall等[64]回顾性比较了各21例的微创TLIF手术和传统开放TLIF手术患者，经过两年随访发现，两组临床结果无差异，但是开放组出血量显著增加，住院时间也明显延长。

临床研究[65,66]发现mini-TLIF具有传统微创手术的优点，术后患者腰腿痛明显缓解，生活质量得到显著提高。Scheufler等[67]报道53例经皮椎间孔腰椎间融合术（pTLIF），该技术联合采用Sextant系统对单节段和多节段腰椎退行性不稳伴腰腿痛行pTLIF，结果显示：术中失血量及术后伤口疼痛较传统TLIF明显减少，16个月随访临床优良率为87%，融合率94%，没有出现症状恶化、植入物移位、螺钉松动等常规并发症，pTLIF对于单节段和多节段退行性腰椎不稳是一种安全、有效的治疗方法。

Slucky等[68]对微创TLIF术在体外行生物力学测试发现：单侧椎弓根螺钉固定对脊柱刚度稳定性明显较双侧椎弓根螺钉固定差，单侧椎弓根螺钉联合对侧关节突螺钉固定与双侧椎弓根螺钉固定对脊柱刚度稳定性没有统计学差异，提示微创单侧椎弓根固定TLIF术可能会增加内固定物失败或假关节形成。

2.7 微创后路固定技术

微创椎弓根螺钉植入可以采用经皮或旁正中小切口入路实现，其目的是为了尽量保护多裂肌的功能。经皮椎弓根螺钉植入技术是在透视引导下,采用套管针进行椎弓根穿刺，将套管针置入椎弓根内后拔出穿刺针，沿套管插入导丝。沿导丝安放序列扩张导管将软组织扩开，然后在导丝的引导下进行攻丝和中空椎弓根螺钉的植入。连接棒可以采用经皮的方式安放以减少对软组织的损伤。

微创小切口椎弓根螺钉植入技术是在椎弓根外侧缘稍偏外做一纵向切口，然后在多裂肌和最长肌之间进行分离。在对软组织进行逐级扩张之后，安放工作通道，显露峡部及头侧和尾侧的乳状突，采用高速磨钻开口，然后以椎弓根探子锥入椎弓根。使用中空或非中空椎弓根螺钉植入椎弓根。在工作通道下可以对峡部，关节突关节，横突做去皮质处理以进行植骨融合。

相比经皮椎弓根螺钉植入技术，微创小切口植入技术有如下2个优点：①可以直视下辨认解剖结构，使用中空或非中空椎弓根螺钉均可；②该技术可显露出较大的区域来进行后方植骨融合。然而，采用微创小切口植入技术有可能伤及脊神经后支的内侧支，该神经向下走行至尾侧节段的横突，向后方走行发出分支支配多裂肌，横突间肌和横突间韧带，以及头侧节段的关节突关节。因此经过乳突植入椎弓根螺钉时可能损伤脊神经后支的内侧支，使得头侧节段的关节突关节失去了该神经的支配。Regev等[69]对两种微创椎弓根螺钉植入技术在尸体上进行比较研究，结果发现微创小切口植入技术更易造成脊神经后支内侧支的损伤。他建议如果想降低邻近头侧节段的多裂肌失神经支配，在邻近头侧节段最好采用经皮植入技术。

已有研究报道了微创椎弓根螺钉植入技术的安全性和精确度。Ringel等[70]评估了经皮植入在103例患者体内的488个椎弓根螺钉[71]。结果发现仅有3%螺钉的位置不能接受，9个螺钉需要进行翻修重置。所有这些研究均反映了微创后路脊柱固定的安全性和有效性[72,73]。在对130项研究，植入的37337枚椎弓根螺钉的荟萃分析结果表示，总体的螺钉植入精确度为91.3%[74]。

3 展望

近几年来，微创技术应用于腰椎固定融合取得了很大的进步，临床随访结果令人振奋，但也有许多问题需要改进：如何进一步降低并发症，能否研制出更适合于微创植入的椎间融合器，如何降低微创技术的学习曲线以利于微创手术的普及等。微创手术远期临床效果目前报道甚少，尚需进一步跟踪随访。虽然微创手术创伤较小，但并不代表手术的风险更小，相反外科医生承担了更大的手术难度和风险，需要微创脊柱外科医生熟悉脊柱周围的三维解剖，严格掌握微创手术的适应症，在临床实践中不断总结经验，使微创脊柱外科技术的发展更好地造福于人类。

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