微创技术在脊柱外科手术中的应用进展

陈一诺，刘庆鹏

(哈尔滨医科大学附属第二医院脊柱外科，哈尔滨 150001)

随着中国经济发展，人们的生活方式有了较大变化，久坐、缺乏运动及多种不良生活习惯使得脊柱退行性病变的发病趋于年轻化，且相关脊柱疾病的治疗也受到广大医务工作者及患者的广泛关注，同时保守治疗方法及手术治疗技术的日趋完善，使得高治愈率与低并发症成为医师选择手术术式的重要标准。微创手术被定义为一种以维持整个脊柱完整性和功能性为总体目标的手术，其通过减少对脊柱正常结构的医源性损伤，从而降低相关并发症发生率。目前，微创手术已成功应用于所有脊柱节段(颈椎、胸椎和腰椎)，并广泛适用于多种脊柱病变，其可通过前路、后路和外侧入路进行。针对每一个患者，脊柱外科手术方法均须根据需要治疗的特定病灶进行个体化规划。微创手术技术的主要优点为通过使用各种扩张器，并通过较小的手术切口来尽量减少对脊柱肌肉、韧带及骨骼结构的损伤。与开放手术相比，微创手术具有许多潜在优点，包括对周围组织损伤轻微、瘢痕形成较小及对正常脊柱肌肉的创伤更小[1-2]。因此，脊柱外科手术的微创化、精准化成为当今医疗技术的发展趋势。现就微创技术在脊柱外科手术中的研究进展予以综述。

1 经皮穿刺技术

1.1经皮椎体成形术和经皮椎体后凸成形术 经皮椎体成形术是一种经皮注射骨水泥的微创介入疗法。1987年，Galibert等[3]首次应用该术式成功治疗了1例颈椎椎体血管瘤。临床中，若骨质疏松性椎体压缩性骨折经保守治疗后症状无明显缓解，则需选择经皮椎体后凸成形术或经皮椎体成形术等手术治疗。这两种术式在对患者疼痛的改善和脊柱稳定性的恢复上相似。其中，经皮椎体后凸成形术通过术中的球囊扩张尽可能恢复脊柱原有曲线，亦可降低骨水泥渗漏相关并发症的发生率，但该术式手术时间相对较长，且增加了患者的经济负担。经皮椎体成形术骨水泥渗漏并发症发生率虽有所升高，但其手术时间缩短，故减少了麻醉相关并发症的产生，且医疗费用也相对较少。此外Wang等[4]的研究表明，相邻节段椎体骨折的发生率与手术方式的选择无关。

目前，经皮椎体成形术及经皮椎体后凸成形术已得到较好的临床应用，但由于技术难度和更为严重的骨水泥泄漏风险，重度骨质疏松性椎体压缩性骨折一直被认为是这两种手术的绝对或相对禁忌证[5-8]。然而，影响两种术式临床效果的因素很多，除了采用手术方式不同外，单侧穿刺或双侧穿刺、所采用骨水泥种类、骨水泥使用量以及病椎位置等均是影响手术效果的因素。为进一步验证两种术式的最佳临床适应证，需进行大样本多中心研究。

1.2经皮射频消融髓核成形术 射频消融髓核成形术具有操作简单、对患者造成创伤较小等优点，适用于一般状况较差无法行开放手术的患者，其核心技术主要包括皱缩技术和冷融切技术，两者结合运用可达到有效的减压效果，进而减轻对神经的刺激来缓解疼痛症状。Gerges等[9]认为，射频消融不仅能有效降低椎间盘内压力，还可导致消融组织处生成新生血管，改变局部炎症介质释放，这可能也是其改善疼痛的部分原因。有学者将射频消融技术用于治疗腰椎间盘突出症，取得了满意疗效，并被认为是一种安全有效的技术[10-11]。此外有文献报道，射频消融髓核成形术对椎间盘源性腰痛的缓解有明显作用，但对于神经根性疼痛的缓解不尽如人意，提示临床医师需明确诊断、严格掌握手术指征后合理制订外科治疗方案[12]。

随着人们生活方式的改变，从事文案工作的人群数量增加，颈椎间盘突出患者呈增多趋势，且趋于年轻化。然而大部分患者主观症状较重，相关体征相对不明显，达不到开放手术的条件，或患者不同意行开放手术，故射频消融髓核成形术成为无法接受开放手术且保守治疗无效患者的一种选择。

1.3经皮穿刺椎弓根螺钉内固定术 由于传统开放手术对正常脊柱结构的侵入性过大，故经皮穿刺椎弓根螺钉内固定技术应运而生并日益发展起来，广泛应用于脊柱病变的外科治疗。经皮椎弓根螺钉植入时显著减少了对椎旁肌的损伤，可以通过预防传统开放手术可能遇到的诸多问题，进而改善患者预后。冯世龙和贾叙锋[13]的研究显示，经皮穿刺内固定术在术后疼痛、出血量、住院时间、切口大小等方面均表现良好。但与开放式穿刺相比，经皮穿刺对影像学结果及相关并发症发生率无明显改善，且抑郁症方面问题的评分结果也与术后腰疼症状的严重与否有关[14-16]。

在缺乏科学证据的情况下，选择微创手术与否的主要依据为外科医师和患者的主观意愿。与传统开放手术切口相比，经皮椎弓根螺钉器械的皮肤切口明显较小，同时三维导航训练能显著提高骨科住院医师正确置入椎弓跟螺钉的能力[17-19]。然而，仅凭手术切口较小这一优点不足以令众多脊柱外科医师接受微创手术最初的学习曲线和较为复杂的技术操作。此外，需要更多数据支持两种手术的前瞻性及回顾性研究，以明确微创经皮椎弓跟螺钉置入技术的优势。

2 内镜辅助下的手术技术

20世纪80年代，内镜辅助技术在脊柱外科开始应用，并在90年代初飞速发展，成为一项新型微创脊柱外科技术，其微小创伤优势得到普遍认可[20]。

2.1显微内镜椎间盘切除术 1995年，美国研制出第一代后路显微椎间盘镜髓核摘除系统。1999年，Foley等[21]首次报道了将显微内镜椎间盘切除术应用于治疗腰椎间盘突出症，他们采用传统开放术式与现代微创内镜技术相结合的方式，通过直径为1.8 cm的管道于监视器下经手眼分离配合操作完成椎间盘切除术，从而使得开放式腰椎间盘手术更为微创化。与开放手术相比，显微内镜椎间盘切除术仅需将少部分椎板边缘咬除，从而最大限度地维持了脊柱原有结构的稳定性，同时减轻了术后硬膜囊的粘连程度[22]。

然而，由于显微内镜椎间盘切除术是镜下操作，其二维手术视野和有限的操作空间使得手术操作难度较高，存在陡峭的学习曲线。有研究显示，显微内镜椎间盘切除术具有较长的学习曲线，这可能是较易出现并发症的原因之一[23]。但随着术者技术的提高和手术经验的丰富，掌握并严格遵从手术适应证及标准操作程序，可显著减少手术相关并发症的发生，取得更好的临床效果。

2.2全内镜下腰椎间盘摘除术 近年来，完全内镜技术的设计和应用使得腰椎间盘突出症的微创手术治疗得到快速发展，全内镜下腰椎间盘摘除术所采用的内镜系统操作通道直径小，该手术通过后侧椎板间隙入路进行，具有切口和组织损伤小、术野内照明效果好等特点，在较好维系原有脊柱结构的同时可以相对较彻底地改善神经根压迫症状，且避免了神经根和硬膜囊损伤相关并发症。虽然目前该术式已在临床开展，但由于其应用时间短，病例资料少，仍需进一步监测长期疗效，因此全内镜下腰椎间盘摘除术的临床应用受限。然而，由于与传统术式相比，该术式具有较低的翻修率和并发症发生率，所以其仍可视为一种值得推广并进一步研究的内镜手术方式。

2.3经皮穿刺腰椎间盘髓核摘除术 1992年，Kambin[24]率先采用经皮穿刺腰椎间盘髓核摘除术行腰椎间盘突出症的外科治疗。目前，临床实践中最常用的经皮内镜手术技术为YESS(Yeung Endoscopy Spine System)技术和TESSYES(Thomas Hoogland Endoscopic Spinal System )技术。Yeung和Tsou[25]于2002年研制出第3代经皮椎间孔镜，他们在内镜辅助下建立手术工作通道，并于全监控下进行所有手术操作过程。而相对YESS技术，TESSYES技术被视为更为直接的减压技术[26-27]。

YESS技术和TESSYES技术在手术概念、操作点(工作套管的选择和临床适应证)方面不同。一般来说，TESSYS技术强调椎管内椎间盘的移除和神经根的减压，而不是YESS技术展现的先行椎间盘减压。在选择工作套管的位置时，TESSYS技术不通过Kambin安全三角的方法使用传统的YESS技术，而是通过改变骨骼结构来扩展椎间孔，从而直接进入椎管[28-29]。因此，TESSYS技术可以更直观地揭示进入椎管内的椎间盘组织，其较YESS技术有更广泛的手术适应证。

3 其他微创技术

3.1显微外科技术 自20世纪60年代末显微镜应用于神经外科手术以来，显微外科发展迅速，并在脊柱外科手术中占据重要地位。20世70年代中期，显微外科技术逐渐推广并成为腰椎间盘突出症手术的一项重要辅助技术[30-31]。脊柱显微外科的理念是在多倍放大的高清晰3D视图下进行手术操作，对目标区域的良好可视化显著减少了手术相关并发症，同时提高了治疗效果，症状性椎管狭窄的外科治疗首要目标即通过适当的神经减压来减轻患者症。

脊柱颈前路手术并发症较多且较为严重，而采用显微镜辅助技术可以使术野更清晰，相应的神经损伤概率更低，手术安全性提高。在颈椎疾病的外科治疗中，显微镜辅助技术优势明显，其可以避开血运丰富的入路进入病变平面，具有切口小、出血量少的特点，且更为安全可靠[32]。在腰椎疾病的治疗中，显微镜辅助技术可用于腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症的手术治疗，在严格掌握手术适应证和操作要点的情况下，可以治疗Ⅱ度以下的腰椎滑脱症。此外，显微外科技术尚可辅助椎管内占位、椎体病变等多种脊柱疾病的治疗，在脊柱外科中的应用前景十分广泛。

3.2图像引导和脊柱导航 在手术过程中，对脊柱的影像学检查可以确定准确的手术位置及更为合适的脊柱植入物。因此，术中X线透视已成为一种金标准。然而由于有限的肌肉剥离并不能暴露传统徒手技术所必需的骨解剖，故准确的经皮螺钉应用在脊柱导航中也是一个挑战。近年来，计算机辅助导航已取得了很大进步，其通过融合术前获得的图像模式(X线、CT、磁共振成像)创建患者脊柱的三维模型。注册程序完成后，这些数据用于术中脊柱导航，并允许在多个视图中对手术器械进行实时定位。术中融合X线透视或CT可增强脊柱导航，刷新数据，提高准确性，尤其是在经皮螺钉中的应用。此外，使用计算机辅助脊柱导航可减少辐射暴露，在导航系统的帮助下，整个手术过程可以“虚拟的”在导航系统的工作站上规划，可以模拟和计划内固定物的轨迹和各种测量值，如螺钉的直径和长度。因此，运用导航系统辅助进行手术也是手术医师培训和成长的一个部分，是医师以科学合理的方法逐步掌握整个复杂外科手术的重要过程[33-34]。脊柱导航最常见的缺点为手术时间延长、费用增加、缺乏必要性、导航精度不可靠、术中干扰过多等，为提高手术流程的可接受性和整体性，须提高脊柱导航的成本效益。由于关于图像引导和脊柱导航技术的优点与劣势均比较明显，可以预见其有良好的发展前景，所以在临床应用中，需要权衡利弊，如需行脊柱矫形这类风险较大的手术时，与传统手术相比，运用图像引导和脊柱导航技术辅助手术能有效降低手术相关神经并发症的发生率。

3.3机器人技术 近年来，机器人逐渐被引入医学实践中，以提高各种手术和外科手术的质量，缩短手术时间，并在手术期间协助外科医师。机器人不仅可以进行手术操作，也可在恢复期间为患者提供帮助。2004年，SpineAssist脊柱机器人在以色列开发并进行了临床试验，这是美国食品药品管理局批准用于脊柱手术的第一个机器人系统，应用此系统放置经椎弓根螺钉，在经皮和开放模式下，贴装精度均很完美。该系统可用于针对椎体骨折或血管瘤的椎体成形术，其主要优点为精确度高，缺点为成本高。此后，ROSA Spine系统及中国研发的天玑脊柱手术机器人系统等逐步投入临床，但中国脊柱手术机器人技术发展尚处于起步阶段，仍存在基础理论不完善、技术研究分散、产品种类少和临床应用有限等问题。

目前，使用机器人技术放置椎弓根螺钉似乎是安全的，且精确度高于徒手放置。但尚缺乏将机器人技术与图像引导进行比较的研究，故需进一步探索。

3.4非融合技术 目前，脊柱外科手术的非融合策略已成为人们关注的焦点，全椎间盘切除和人工椎间盘置换术的概念也早已被提出，其总体目标是通过去除退化的椎间盘来减轻疼痛，同时仍允许这一节段的运动，并防止脊柱临近节段的蜕变。在欧洲，腰椎人工椎间盘置换已有了较为广泛的应用[35-36]。虽然早期的研究成果使人们对非融合技术期望较高，但手术的高并发症发生率、失败率，以及不理想的长期疗效显著降低了人们对该技术的预期，所以仍需大数据支持来完善相关手术技术。微创的理念不仅仅指切口大小的改变，更应该是将患者自身原有结构的损伤降到最低，而非融合技术恰恰完全符合这一理念。虽然该技术尚不成熟，临床应用效果无法达到预期，但以该技术为核心的治疗方案将成为日后脊柱外科治疗的重要部分。

4 小 结

随着相关生物学技术的日益进步及临床医师和患者群体对微创理念了解的日益增加，脊柱手术微创化将成为脊柱疾病治疗的趋势。计算机辅助导航技术、机器人技术、生物材料的开发及骨骼和椎间盘的组织工程等领域的共同发展推动微创脊柱手术发展成为更高层次的外科手术技术，并在解决病灶的同时最大限度地减少手术相关组织损伤。然而目前所强调的微创理念并不是刻意去追求微创化，因其会导致手术时间延长、患者经济负担增加等，因此手术医师需严格掌握微创手术及所采用术式的适应证及禁忌证，并对有可能出现的突发情况有完备的预防措施。

目前，大多数脊柱外科微创手术及相关微创技术的临床应用还缺乏长期回顾性研究和前瞻性研究。如经皮椎体成形术和经皮椎体后凸成形术术式的选择、经皮椎弓根螺钉置入及全内镜下腰椎间盘摘除术较传统术式的优势，图像引导技术与机器人技术对比研究等的报道尚不足以给出明确结论以指导临床工作。未来，可将相关微创技术结合，并通过更多的临床病例来阐述各个术式的优劣势，以研究出更安全有效的微创技术。