腰椎间盘突出症微创治疗研究进展

郑昊龙，孙莹杰，陈克研，李 凯，黄 明

1.沈阳军区总医院麻醉科，辽宁沈阳 110016;2.沈阳市第四人民医院麻醉科，辽宁沈阳 110031

腰椎间盘突出症(lumber disc herniation，LDH)是临床最常见的慢性退变性骨科疾病，多见于成年人和老年人。有研究显示，在平均年龄为40岁的成年人中，腰椎间盘退变的男女比例分别为35.3%和33.9%［1］。最新版LDH的介入和微创治疗操作规范的专家共识显示，60% ～80%成人在一生中的某一时期发生过腰腿痛，复发率高达60% ～85%［2］。腰椎间盘的退行性改变是一个漫长的过程，长期积累性劳损，脊柱内外力学失衡，导致纤维环受损，椎间盘内压力迫使髓核自组织薄弱处突出，使椎管内体积变小，突出的内容物压迫神经根，造成支配区域疼痛、感觉异常等临床表现［3］。同时，当纤维环破裂时，纤维环内包裹的组织与外界接触，释放出大量炎性介质(如白介素-2、白介素-6、肿瘤坏死因子-2α、一氧化氮、胰岛素样生长因子等细胞因子)造成盘源性神经痛［4］。在LDH的治疗方面，大部分患者采取保守治疗可获得较为满意的疗效，也有约10%～20%的患者需要进行手术治疗来缓解症状。手术治疗后，19% ～37%的患者易再发腰腿痛，且术后2年与保守治疗效果无明显差别［1］。椎间盘微创介入治疗在近20年得到了飞速的发展，由于创伤小、失血少、恢复快、并发症发生率低、术后患者生活质量高等优势，逐渐成为临床脊柱源性疼痛治疗的主流。本文就LDH的微创治疗研究进展作一综述。

1 经皮穿刺治疗

1.1 腰椎间盘化学溶核术 腰椎间盘化学溶核术(lumbar chymopapain chemonucleolysis，LCC)是现代医学最早应用于临床治疗LDH的方法。其基本原则是利用蛋白酶的水解作用，将髓核中胶原蛋白成分溶解、脱水、减压，使神经根压迫解除，从而达到治疗效果。根据注射部位的不同，可分为盘内注射、盘外注射、硬膜外间隙置管注射3种方式。本文主要介绍盘内注射。

1.1.1 胶原酶化学溶解术 20世纪60年代初，美国Smith医生就将木瓜凝乳酶注射到椎间盘内，开启了LDH微创治疗的先河［5］。但由于早期治疗效果不稳定，在临床应用中一直存有争议。1968年，Sussman等［6］首次应用胶原酶替代木瓜凝乳酶进行体外动物实验，并于1981年应用于29例LDH的患者，取得较为满意的临床效果。历经几十年的临床验证，各方观点对其疗效褒贬不一。Nordby等［7］对3 000余例患者进行长达14年的随访，其总优良率为87.2%。国内也有学者对胶原酶溶解术治疗LDH进行大样本的研究，其总有效率为96.67%，优良率为90.58%［8］，提示其疗效可靠;但许多患者术后出现剧烈腰痛和僵硬感，约占所有手术者的20%～40%，过敏、急性横贯性脊髓炎、马尾综合征等也偶有发生。术后最严重的并发症是将酶误注入椎管内引起的截瘫［9］。这些并发症均影响其临床的推广，因此，严格掌握临床适应证是胶原酶化学溶解术的关键。对于年龄较轻(＜60周岁)、单一节段根性病变、有神经根受压的下肢表现、症状体征与影像学一致的患者可考虑进行胶原酶化学溶解术治疗［10］。

1.1.2 臭氧溶核术 20世纪80年代后期，意大利医生Verga首先将臭氧注入腰大肌及椎旁间隙治疗腰腿痛［11］。20 世纪 90 年代中期，Muto等［12］将臭氧注入椎间盘及椎旁间隙治疗LDH，并于1998年报道93例，其有效率为78%。目前臭氧治疗LDH的机制尚不明确，但国内外研究表明，其机制大致分为以下几个方面:(1)氧化髓核内的蛋白多糖:臭氧是一种化学性质不稳定的强氧化剂，臭氧氧化髓核内的蛋白多糖使髓核渗透压降低，髓核被氧化后体积萎缩、固缩，从而解除对神经根压迫。(2)抗炎作用:通过拮抗炎症反应中的免疫因子、氧离子等起到消炎消肿的作用，解除对周围组织的压迫而达到缓解疼痛的目的。(3)抑制免疫反应:LDH导致纤维环破裂，使原本有免疫豁免的髓核与外界解除，形成免疫源性，产生免疫反应，臭氧具有抑制免疫的作用。(4)镇痛作用:当纤维环破裂，髓核内的炎症介质(如5-羟色胺、P物质、缓激肽、磷脂酶A2等)也从纤维环的薄弱处释放到神经末梢及突触周围。炎症介质本身就是疼痛介质，直接起到致痛作用。臭氧的强氧化作用能迅速使上述炎性化学物质失活而达到镇痛作用。(5)其他作用:臭氧本身具有刺激性作用，利用其激活机体的抗损伤系统，刺激抑制性神经元，释放脑啡肽等多种物质，打破病理疼痛的恶性循环，起到镇痛作用［13-15］。总之，臭氧治疗LDH的效果确切且不良反应相对较少［16-17］，目前仍广泛应用于轻至中度的单纯性LDH的治疗中。

1.1.3 新型髓核溶解材料 由于臭氧的化学性质不稳定，其治疗LDH的效果也存在一定的不确定性，且容易引起全身过敏反应、椎间盘感染、人为纤维环破裂及截瘫，限制了臭氧的应用［18］。因此，医学界不断寻找一种更安全有效的替代材料。目前，罗马尼亚一家公司研制的一种新型材料DiscoGel®弥补了这一不足之处。DiscoGel®是一种高纯度乙醇凝胶，是添加了乙基纤维素及惰性金属材料钨的合成制剂［19］。乙醇是一种可以使组织溶解和坏死的物质，很长一段时间用于微创介入手术的治疗之中。乙醇可以使蛋白聚糖和糖胺聚糖的分子断裂，导致组织降解、保水能力丧失，造成组织脱水和化学减压，从而减轻对神经根的压迫。由于乙醇具有流动性较强、无组织特异性等缺点，所以很少用于LDH的治疗。DiscoGel®添加的乙基纤维素可以增加组织的黏稠性，当DiscoGel®接触椎间盘组织后，立即变成类似于浸泡在乙醇的棉毛物质特性的组织，这种反应使其注入椎间盘后无漏入硬膜外间隙或沿神经根流动的缺点。另外，凝胶化乙醇在注射部位允许一个更高浓度凝胶注射量，提高治疗效果。此外，DiscoGel®中还添加了金属粉末钨。钨在放射线下可视，相当于造影剂的效果，间接地提高了其安全性，并且具有无免疫源性、无局部化脓性并发症、术后痛苦小、无椎间盘狭窄、没有无菌性炎症、无化学椎间盘炎和缩短患者恢复时间等优点［20-21］。Stagni等［19］应用 DiscoGel®对 LDH 患者进行治疗，证实DiscoGel®是一种安全、容易控制且无不良反应的材料，对于臭氧治疗失败的患者仍可使用。

1.2 经皮穿刺激光腰椎间盘减压术 激光具有定向发光、亮度高、颜色纯、能量高等物理特性，可定向对组织产生破坏作用，使髓核汽化、凝固，髓核体积减小，解除椎间盘内压力，使受压的神经根得到解压，达到治疗的目的。经皮穿刺激光腰椎间盘减压术(percuatnoeus lumber disk discectomy，PLDD)最早由美国的Choy等于1984年提出，1986年进行了可行性研究并应用于临床［22］。与其他椎间盘微创治疗比较，PLDD除具有创伤小、恢复快、不良反应少等特点外，其减压效果更为确切。Choy等［23］曾进行相关研究，表明PLDD后，椎间盘内压可下降50%以上。李福元等［24］报道PLDD对腰间盘突出症的症状有明显改善，国外也有类似研究［25］。PLDD通过高温作用于髓核，使其碳化、固缩，光纤裸露处温度高达300℃以上，周围组织在高温下也受到影响，因此安全性也受到质疑。Choy等［26-27］对其不良反应均有报道，如感染、术中神经损伤、反射性交感神经营养不良、椎间盘炎并发症、脊髓损伤等。近年来，由于材料科学的发展，运用于医学领域的半导体技术等弥补了高能激光的不足，其透射深度仅1 mm，对周围组织损伤甚微，使此技术更加完美。

1.3 经皮椎间盘双极射频修复术 射频为一种高频交流变化的电磁波，通过电流的转化产生磁场，利用专用的穿刺针，将能量传递到针头，作用于预先注入组织间的等渗盐水。在电压的驱使下，针头端的液体分子电离，形成离子状态，电离出来的粒子在电磁场的作用下进行高速运动，撞击髓核组织，使细胞解离、汽化，将原有的大分子蛋白质变成小分子气体，并利用热凝技术(约70℃)使髓核内的蛋白胶原变性、收缩、固化，降低椎间盘内压力，继而解除压迫症状，达到治疗目的。射频的工作范围与发生器的功率、治疗时间、电极针尖的长度、直径及2针针尖间距离呈正比，与电极周围阻抗呈反比［28］。射频作用于组织，利用离子的撞击产生热，而不是针尖本身发热，发热的组织围绕在针尖周围，通过温度传感器监测温度。由于射频可以很好地控制靶区范围及治疗温度，其安全性得到更大提高。对于盘源性疾病的患者，治疗的同时可以对感觉和运动神经进行定位，在减轻或消除疼痛的同时保持本体感觉、触觉和运动功能，使治疗更为精细化。根据作用于神经的不同模式，射频可分为:标准射频毁损模式、脉冲射频毁损模式以及双极射频毁损模式。标准射频毁损模式是一种连续的、低强度的能量输出模式，毁损的大小主要取决于作用的时间。由于其连续输出能量，长时间作用下有损伤神经的危险，所以不适合作用于中枢神经痛。脉冲射频毁损模式是一种间断的、高能输出模式，由于脉冲波在静止期不产热，还可散热，避免了高温对神经的伤害。脉冲射频可以作用于周围选择性神经，由于传导痛温觉的C纤维较为纤细，而传导运动的A纤维相对较粗，所以射频时控制好温度，就能选择性地阻滞疼痛而不发生运动障碍。起初的射频是单极射频，其材质为金属实心电极，由于对周围阻抗较大，影响治疗效果，后期改进为双极射频，使毁损的范围广泛增大。近年出现的一种新型双极水冷射频系统是在双极射频的基础上添加一个内部水冷系统，通过水冷系统，将周围组织产生的多余热量带走，提高射频的安全性。Kapural等［29］进行的临床实验发现，射频技术对临床症状和机体机能方面的改善有明显作用。胡东等［30］对162例LDH患者进行射频消融术治疗，其优良率达90%以上。

2 显微外科椎间盘切除术

2.1 经皮椎间盘髓核切除术 经皮椎间盘髓核切除术的作用机制是通过部分摘除退变的髓核，通过纤维环上的机械性孔道持续减压，使椎间盘内的压力减低，从而缓解突出部分对神经及组织的压迫而改善症状，达到治疗的目的。1975年，日本学者Hijikata首次应用垂体钳摘取髓核治疗LDH［31］。1987年，Kambin等［32］就将其应用于临床，并在治疗前后测量椎间盘内的压力。结果显示，治疗后患者椎间盘内的压力明显下降。但由于当时技术的限制，临床效果欠佳。Hijikata等［33］进行术后脊髓造影显示，治疗后突出的结节未见明显的变化，MR检查结果也没有明显的统计学差别。此后经过近30年的发展，LDH经皮切除技术有了明显进步。经皮椎间盘髓核切除术在机械负压、直接切取椎间盘组织、切吸后保留孔道持续减压以及椎间盘灌洗减少炎症介质等方面发挥很好的治疗作用。

2.2 椎间盘突出症微切治疗 椎间盘突出症微切治疗的原理主要通过运用椎间孔镜，将通道导入椎间盘中，利用特有的器械进行髓核切吸，进而降低椎间盘内的压力，使突出的髓核组织回纳到椎间盘内，起到物理性减压的目的。Stryker公司研发的经皮椎间盘摘除器是一个由最大直径为1.5 mm的穿刺旋切针及动力系统构成的设备，可以使穿刺及髓核切除一步完成，与其他LDH治疗技术比较，具有创伤更小、恢复更快、并发症更少等优势［34］。

3 内镜辅助下切除术

内镜辅助下切除术(microendoscopic discectomy，MED)从开始到广泛应用于临床不到20年。1995年，Smith对MED最早进行介绍［35］。之后，美国Somafor Dank公司推出第一代MED系统。MED由显示系统、手术通道及手术器械共同构成。手术时通过扩张套管，建立1条直径1.6～1.8 cm的工作隧道，手术在影像学导引下确认间隙、皮肤、腰背筋膜及椎旁的肌肉组织，于肌肉间隙中插入引导针，并沿引导针方向置入管道，将内镜及手术系统置入，调节术野，对突出的组织进行切割、剥离、止血，达到治疗目的。MED显示系统可将手术视野扩大64倍，能更好地分辨椎旁组织，了解硬膜囊、椎管内静脉丛、神经根及突出髓核的解剖位置，在进行椎间盘减压术的同时，避免损伤周围组织，达到微创、可视的效果。由于术中剥离少量椎旁肌肉，最大程度地保留脊柱组织的完整性，不干扰脊柱正常的生物力学结构，术后能最大程度地保持腰椎的稳定性，减少了术后脊柱滑脱、下腰痛等并发症的发生［36］。但最初的MED系统不能重复使用、图像处理技术不完善，而且工作范围狭小，限制了手术的开展。此后针对以上问题进行改进，并于1999年推出第二代METRX系统。METRX系统可以与 X-Tube、Quadrant、Sextant以及 B-Twin 系统联合应用［37］。X-Tube系统是一组底部可扩张的通道管组成的微创手术系统，当扩张管与骨解剖面平齐时，锁定在自由臂上，再利用专门的扩张器使手术通道管底部的直径由2.5 cm扩张到4.0 cm，为手术提供足够的空间，完成减压、植骨、摘除以及内固定等操作。肖瑞法等［36］对22例单节段LDH患者进行中短期疗效观察，其手术的优良率高达90.9%。而Quadrant系统原理基本与X-Tube系统类似，也是管道升级产品。Lee等［38］对1 591例患者进行分析，应用Quadrant系统手术患者的优良率与开放手术类似，而不良反应相对较少。Sextant系统为椎弓根螺钉内固定系统，是利用几何轨迹原理，通过双固定使力学结构更为稳定，同时可以向前推顶伤椎，增加伤椎畸形的矫正并维持伤椎的高度，提高椎体间的间隙［39］。Sextant-R固定系统在Sextant系统基础上，增加了可调式的提拉杆，通过提拉杆的提拉复位、撑开或加压作用，使Sextant-R具有畸形矫正作用［40］。B-Twin系统则是在MED系统下，利用特有的置入器将椎间融合器置入椎间隙，提高了植骨的安全性及可靠性。

4 结语

综上所述，LDH的微创治疗已经成为脊柱源性疾病治疗的趋势，不仅创伤小，而且临床疗效确切，已被临床医师及患者接受，成为脊柱源性疼痛治疗的有效手段。除上述治疗外，还有脊髓电刺激治疗，也可取得较为满意的疗效［41］。如何在众多微创技术中挑选出最适合、最有效、最高性价比的方案，还需在临床工作中严格掌控各项技术的适应证，为更多的患者提供最优的诊疗技术，使LDH的微创介入技术日臻完善。

［1］张达颖.腰椎间盘突出症微创介入治疗现状与思考［J］.中国疼痛医学杂志，2011，17(7):385.

［2］中华医学会放射学分会介入学组.腰椎间盘突出症的介入和微创治疗操作规范的专家共识［J］.中华放射学杂志，2014，48(1):10-12.

［3］吴鹏波，胡振武，马卫华，等.椎间盘退变机制研究进展［J］.咸宁学院学报:医学版，2010，24(2):175-177.

［4］Eloqayli H，A1omari M.Percutaneousdiscectomy:minimally invasie method for treatment of recurrent lumbar disc herniation［J］.Clin Neurol Neurosurg，2012，114(7):871-875.

［5］Kim YS，Chin DK，Yoon DH，et al.Predictors of successful outcome for lumbar chemonucleolysis:analysis of 3000 cases during the past 14 years［J］.Neurosurgery，2002，51(5 Suppl):S123-S128.

［6］Sussman BJ，Bromley JW，Gomez JC.Injection of collagenase in the treatment of herniated lumbar disk.Initial clinical report［J］.JAMA，1981，245(7):730-732.

［7］Nordby EJ，Javid MJ.Continuing experience with chemonucleolysis［J］.Mt Sinai J Med，2000，67(4):311-313.

［8］王义清，王执民，张洪新，等.胶原酶溶解术治疗腰椎间盘突出症1600 例［J］.第四军医大学学报，2001，22(7):616-618.

［9］Boccanera L，Laus M.Chemonucleolysis:advantages and disadvantages［J］.Chir Organi Mov，1990，75(1):25-32.

［10］萨维茨.微创脊柱外科技术［M］.郑州:郑州大学出版社，2001:20.

［11］徐清榜，张小洺，张建强.医用臭氧在疼痛治疗中的应用及相关研究［J］.广东医学，2012，33(9):1340-1343.

［12］Muto M，Avella F.Percutaneous treatment of herniated lumbar disc by intradiscal oxygen-ozone injection［J］.Interv Neuroradiol，1998，4(4):279-286.

［13］Bocci V，Corradeschi E，Cervelli C，et al.Oxygen-ozone in orthrpaedics:EPR detection of hydroxyl free radicals in ozone treated“nucleus pulposus”material［J］.Rivista Dineuroradiologia，2001，14(3):55-59.

［14］Baabor MG，Vázquez PF，Sánchez JA.Automated nucleotomy and nucleolysis with ozone［J］.Acta Neurochir Suppl，2011，108:97-101.

［15］刘建雄，夏建龙，谢林.腰椎间盘突出症微创治疗的新进展［J］.山西中医学院学报，2010，11(1):75-78.

［16］唐世早，芮兵，许玮.医用臭氧介入治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究［J］.安徽医学，2010，31(11):1305-1307.

［17］Bonetti M，Fontana A，Cotticelli B，et al.Intraforaminal O(2)-O(3)versus periradicular steroidal infiltrations in lower back pain:randomized controlled study［J］.Am J Neuroradiol，2005，26(5):996-1000.

［18］潘富文，杜秀藩.腰椎间盘突出症微创治疗的临床研究进展［J］.海南医学，2013，24(24):3668-3672.

［19］Stagni S，de Santis F，Cirillo L，et al.A minimally invasive treatment for lumbar disc herniation:DiscoGel®chemonucleolysis in patients unresponsiveto chemonucleolysis with oxygen-ozone［J］.Interv Neuroradiol，2012，18(1):97-104.

［20］Theron J，Guimaraens L，Casasco A，et al.Percutaneous treatmet of lumbar intervertebral disk hernias with radiopaque gelified ethanol:a preliminarystudy［J］.J Spinal Disord Tech，2007，20(7):526-532.

［21］Riquelme C，Musacchio M，Mont＇Alverne F，et al.Chemonucleolysis of lumbar disc herniation with ethanol［J］.J Neuroradiol，2001，28(4):219-229.

［22］Choy DS，Altman PA，Case RB，et al.Laser radiation at various wavelengths for decompression of intervertebral disk.Experimental observations on human autopsy specimens［J］.Clin Orthop Relat Res，1991，267:245-250.

［23］Choy DS，Michelsen J，Getrajdman G，et al.Percutaneous laser disc decompression:an update-Spring 1992［J］.J Clin Laser Med Surg，1992，10(3):177-184.

［24］李福元，许文哲.影像导引腰椎间盘突出症微创治疗技术进展［J］.医学影像学杂志，2012，22(3):494-496.

［25］Ishiwata Y，Takada H，Gondo G，et al.Magnetic resonance-guided percutaneous laser disk decompression for lumbar disk herniation relationship between clinical results and location of needle tip［J］.Surg Neurol，2007，68(2):159-163.

［26］Choy DS.Percutaneous laser disc decompression:a 17-year experience［J］.Photomed Laser Surg，2004，22(5):407-410.

［27］Grönemeyer DH，Buschkamp H，Braun M，et al.Image-guided percutaneous laser disk decompression for herniated lumbar disks:a 4-year follow-up in 200patients［J］.J Clin Laser Med Surg，2003，21(3):131-138.

［28］王勇，宋占文.射频消融技术在肝脏外科的应用进展［J］.中国现代普通外科进展，2010，13(2):145-148.

［29］Kapural L，Vrooman B，Sarwar S，et al.A randomized，placebocontrolled trial of transdiscal radiofrequency，biacuplasty for treatment of discogenic lower back pain［J］.Pain Med，2013，14(3):362-373.

［30］胡东，武士勇，王维兴，等.射频消融术微创治疗腰椎间盘突出症［J］.颈腰痛杂志，2010，31(2):149-150.

［31］Hijikata S.Percutaneous nucleotomy.A new concept technique and 12 years＇experience［J］.Clin Orthop Relat Res，1989，238:9-23.

［32］Kambin P，Brager MD.Percutaneous posterolateral discectomy.A-natomy and mechanism［J］.Clin Orthop Relat Res，1987，223:145-154.

［33］Hijikata S.Percutaneousnucleotomy.A new concept technique and 12 years’experience［J］.Clin Orthop Relat Res，1989，238:9-23.

［34］邢建瑞，李艳，郭小燕，等.经皮椎间盘摘除联合臭氧注射与单纯臭氧注射治疗腰椎间盘突出症的疗效观察［J］.吉林医学，2012，33(32):6962-6964.

［35］张超，周跃.MED治疗腰椎间盘突出症研究进展［J］.中国矫形外科杂志，2005，13(23):1820-1822.

［36］肖瑞法，张勇，彭自强.X-tube下MIS-TLIF内固定治疗单节段腰椎间盘突出症［J］.中国现代医生，2014，52(27):154-156.

［37］陈远武，易伟宏，刘春利，等.METRX内窥镜辅助X-Tube下减压、融合、内固定治疗腰椎退变性疾病［J］.临床骨科杂志，2009，12(3):254-256.

［38］Lee MJ，Konodi MA，Cizik AM，et al.Risk factors for medical complication after spine surgery:a multivariate analysis of 1591 patients［J］.Spine J，2012，12(3):197-206.

［39］Foley KT，Gupta SK.Percutaneous pedicle screw fixation of the lumbar spine:preliminary clinical results［J］.J Neurosurg，2002，97(1 Suppl):7-12.

［40］王宏伟.Sextant微创经皮内固定系统在胸腰椎骨折中的应用及相关生物力学研究［D］.第三军医大学外科学，2010.

［41］蔡长华.硬膜外脊髓电刺激治疗慢性疼痛研究现状［J］.创伤与急危重病医学，2014，2(1):23-25.