斜外侧椎间融合术手术入路的解剖结构研究进展
2021-01-10王银歌闫康廖博
王银歌,闫康,廖博
1 空军军医大学第二附属医院骨科,西安710032;2 联勤保障部队第922医院骨科
腰椎退行性疾病通常是下腰痛最常见的病因,患者表现为腰背疼痛、下肢神经根性痛及腰椎活动受限等症状,随着病情慢性化,常累及多个节段。为提高患者生活质量,对保守治疗效果不佳者进行手术干预是必要的,脊柱融合术是解决方法之一。传统的后路开放手术,如后正中入路腰椎间融合术(PLIF)和经椎间孔入路腰椎间融合术(TLIF),是治疗腰椎退行性疾病的有效方法,但医源性肌肉、韧带复合体及小关节突损伤无法避免,部分患者术后下腰痛症状不缓解甚至加重。前路椎间融合术(ALIF)手术入路解剖结构复杂,逆行射精、内脏和血管损伤等并发症风险较高,临床应用较少。侧方椎间融合术(LLIF)穿经腰大肌到达椎体侧方,腰丛神经损伤风险大。为克服上述术式缺点,MAYER[1]和SILVESTRE 教授[2]提出了斜外侧腰椎间融合术(OLIF),经腰大肌前缘与主动脉之间的间隙到达椎体侧前方,切除退变间盘组织,植入大尺寸椎间融合器,充分撑开椎间隙,增大椎管和椎间孔容积,实现对脊髓、神经的微创间接减压,恢复脊柱平衡。腰大肌前缘与主动脉之间的间隙是OLIF 手术操作的主要区域,毗邻腹主动脉、腰丛神经、交感神经链、输尿管等重要解剖结构。本研究对OLIF 手术入路相关解剖结构的研究现状进行综述,以期为临床医生提供术前评估和决策依据,指导术中操作,增加OLIF术式安全性、有效性。
1 OLIF手术入路
OLIF 广义上可应用于L1~S1椎间隙,L2~5通常被认为是最适区间,术中常选择右侧卧位左侧入路。腰大肌前缘与主动脉血管之间的间隙构成了手术窗,是OLIF 术式的“生命通道”。根据MAYER[1]和SILVESTRE 教授[2]描述的手术入路解剖方法,DAVIS等[3]对L2~S1OLIF手术可行性做了探索性尸体解剖研究,20 具新鲜冷冻尸体被置于右侧卧位,解剖前通过左股动静脉注入液体乳胶模拟功能良好的血管系统,静息状态下L2~5手术窗(腹膜后动脉左外侧缘与腰大肌前内侧缘)的平均宽度为18.6 mm(L2~3)、19.25 mm(L3~4)和15.0 mm(L4~5),轻微牵开腰大肌后,L2~5手术窗平均宽度可达到25.5 mm、27.05 mm、24.45 mm,L5~S1手术窗平均水平宽度和垂直长度分别为14.75 mm 和23.85 mm。MO⁃LINARES 等[4]收集了100 例患者的腰椎MRI 影像结果,从影像上测量OLIF 手术窗,得到了与DAVIS 类似的测量数据,证实L2~S1侧方存在天然间隙,给术者预留了足够的操作空间。LI等[5]利用MRI数据补充测量了L1~2手术窗平均宽度为18.90 mm,证实OLIF 在L1~2间隙的可行性,但此间隙易被肾及肾血管阻挡。
目前研究[6]认为,腰椎间盘突出症、盘源性腰痛、腰椎椎管狭窄症(Schizas A 或B)、腰椎滑脱症(MeyerdingⅠ°或Ⅱ°)、退行性腰椎侧凸畸形(MIS⁃DEF 1 型或2 型)、腰椎不稳、假关节形成、小关节病变、邻椎病是OLIF良好适应证。受限于融合器宽度与扩张通道直径大小,许多学者将手术窗宽度≥1 cm作为衡量能否进行OLIF 手术的指标之一。LIU 等[7]测量了60 名中国成年人OLIF 手术窗大小,L2~4节段手术工作区均>1 cm,L1~2、L4~5和L5~S1节段分别有3.3%、6.7%和28.3%的成人<1 cm,提示并非所有人或所有节段都适合OLIF术式,临床医生应该根据术前影像情况合理选择。BOGHANI 等[8]报道,L2~S1节段手术窗宽度在不同人种之间存在一定的变异性。TAO 等[9]的研究认为,中国人L1~5OLIF 手术窗普遍小于西方人种,临床医生在为国人选择手术方式时需要慎重考虑。ZEHRI 等[10]观察到,患者术中右侧卧位较术前平卧位检查时手术窗宽度增加2~3 mm,术前MRI评估时手术通道预留1 cm 以上应该会增加OLIF 手术的安全性和成功率,而年龄、BMI、性别对术前与术中手术窗宽度没有影响。
2 OLIF手术入路的解剖结构
相对于其他开放术式,OLIF 手术操作空间狭小深窄,虽然术中不需要劈开腰大肌,降低了腰大肌及腰丛损伤风险,但手术操作时仍有可能对入路内相邻血管、神经、脏器等解剖结构带来不利影响。研究OLIF 手术入路内解剖结构的形态分布及相对关系,制定评价指标,既有利于术前评估、术中定位、精细操作,也有利于减少手术副损伤,增加手术安全性及有效性。
2.1 腹主动脉 腹主动脉的走行分布对于OLIF手术安全性至关重要,术前应通过CT、MRI 等影像检查详细评估,做好完备手术预案。LIU 等[11]通过观察L4~5椎间隙腹主动脉、腰大肌与椎体腹缘切线、椎体正中矢状线、椎体正中冠状线、椎体左边缘切线的相对位置,建立了新型等级评分系统,通过比较临床效果和实际手术难度参数发现,A 型患者(腰大肌不超过椎体前缘切线且大血管不触及椎体左缘切线,约占46.88%)术区暴露操作时间最短,血管、交感神经链和腰大肌损伤症状风险最低,C 型患者(腰大肌越过椎体前缘切线且大血管触及或穿过椎体左缘切线,约占12.50%)术区暴露操作时间最长,血管、交感神经链和腰大肌损伤风险最高。WANG 等[12]在Moro 分区基础上提出了一种新的简单可行的分区方法,为术前评估提供依据,其将椎间盘横断面MRI图像纵向上划分为A、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、P 区,水平上划分为R、a、b、c、L 区,用网格系统标记左腰大肌前缘和主动脉左缘的相对位置,其中AL型患者左侧腰大肌和主动脉间隙极窄,大血管损伤风险较高,应避免选择OLIF 术式,而ⅡR 型和Ⅱa 型患者有着宽大的手术窗,术中发生入路相关并发症的风险较小。
2.2 腰椎节段动脉 腰椎节段动脉是主动脉的直接分支,在椎体表面和椎间孔区发出多支细小分支,损伤可致大出血或脊髓缺血性损伤。腰椎节段动脉在L1~L3处形成的分支呈锐角向头侧方向走行,在L4~L5处呈钝角向尾侧方向走行。L5节段动脉常表现出较高的变异性,常走行在L4~5椎间盘附近或直接穿过椎间盘,在处理椎间盘过程中很容易损伤。为减少节段动脉损伤,建议扩张通道放置在Moro Ⅰ区和Ⅱ区是最安全合适的,处理L1~2、L2~3椎间隙时固定钉应置于的下位椎体上缘,L3~4、L4~5椎间隙则应置于上位椎体下缘,椎间融合器的操作和放置应在Ⅱ区和Ⅲ区进行,L3~5节段应避免在Ⅳ区进行操作[13]。
2.3 腰大肌 腰大肌作为椎旁核心肌群的一部分,其表面和内部走行多条神经,是影响OLIF手术入路的决定性结构之一。腰大肌损伤时除了表现自身损伤症状外,更多的是表现为其内部走行神经损伤的症状,如屈髋无力。左侧腰大肌的大小可能会影响手术中腰大肌的牵开,其宽度和厚度L4~5>L3~4>L2~3,腰大肌位置越低,宽度越大,厚度越厚[14]。腰大肌随着年龄增长呈退行性改变,如内外宽度减少、横截面面积降低、形态学改变和脂肪浸润。因此,可以观察到老年患者腰大肌前缘向背侧后退,OLIF 手术窗宽度增加[5,15]。退行性腰椎侧凸患者凹侧腰大肌呈典型萎缩性改变,变短变粗、脂肪浸润增加,凸侧腰大肌因牵拉伸展而变薄。因此,凹侧手术通道可能变窄,手术对腰大肌损伤的风险增加。损伤凹侧萎缩的腰大肌会加速萎缩的进展,并累及神经,增加术后髋关节屈曲无力的概率。研究[16]显示,凸侧腰大肌与腹膜后血管的间隙增宽,导致凸侧手术安全区增加,为进入椎间盘间隙提供了最佳通道,且对腰大肌的损伤更小。
2.4 腰丛神经 腰丛神经由第12 肋下神经前支的一部分、L1~3神经前支和L4神经前支的一部分组成,发出髂腹下神经、髂腹股沟神经、股外侧皮神经、生殖股神经、股神经和闭孔神经。HE 等[17]通过采集58名腰椎退行性疾病患者腰椎MRI影像进行3D FI⁃ESTA 序列图像重建,分析腰丛在L1~5节段分布情况,发现腰丛神经在L1~2和L2~3节段位于椎间盘矢状中心垂直线(SCPL)的后方,远离术区,提示神经损伤的风险较低,腰丛神经在L3~4节段向SCPL 靠近,提示OLIF术中牵拉腰大肌引起神经损伤风险增加。OIKAWA 等[18]报道,L3~4节段腰丛所有神经走行均位于椎体后1/4(Moro Ⅳ区20%、P 区80%),L4~5节段腰丛走行均位于椎体中心后方(Ⅲ区10%、Ⅳ区60%、P 区30%),L5~S1节段神经走行分布较广,约40%位于椎体中心前方(Ⅰ或Ⅱ区),约60%位于椎体中心后方(Ⅲ区40%、Ⅳ区20%、P 区20%)。许多临床研究均报告了L4~5节段手术时医源性腰丛神经损伤的发生率最高。
2.5 生殖股神经 生殖股神经是损伤风险最高的感觉神经,损伤后会引起令人不快的腹股沟区神经痛。生殖股神经在L2椎体处穿出腰大肌,走行于L2~L3的Uribe Ⅱ区、L3~L4的Ⅰ区或Ⅱ区、L4~L5的Ⅰ区,提示生殖股神经从L2~L3水平向L4~L5水平腹侧移行,在腰大肌腹侧内缘走行,越向下越靠近术区,紧挨着腰大肌牵开器刀片的下方。生殖股神经的神经纤维从L2~L3到L4~L5逐渐明显,在暴露过程应作为一个重要标志加以识别[17]。MORO等[19]的尸体解剖研究结果提示,生殖股神经在L3椎体及以下损伤风险较其他节段增高。为了减少潜在的神经损伤风险,放置扩张通道牵开器刀片时应小心谨慎,并确保其足够稳定,同时需要限制腰大肌牵拉的时间,注意术中操作时不要损伤腰肌筋膜。
2.6 交感神经链 交感神经链通常在腰大肌前面沿着腰椎前外侧走行,但其分布受腰椎退行性改变影响较大。MAHATTHANATRAKUL 等[20]回顾分析了144 例腰椎退行性疾病患者的MRI 影像数据,发现左交感神经链位于OLIF 手术入路的外侧1/3 处,由于交感神经链与椎体存在黏连,在腰椎右侧凸时,左交感神经链靠近血管,而在左侧凸时,左交感神经链远离血管。RUTTER 等[21]研究发现,如果L4~5节段存在骨赘,则大多数交感神经链移位到骨赘的外侧,在L5~S1水平,半数骨赘病例的交感神经链移位至骨赘上方,93%的腰椎退变患者交感神经链与L4~5椎间盘间发生黏连。因此,进行手术通道建立和椎间盘处理时交感神经链损伤风险较高。WANG等[22]认为,OLIF 手术真正的“安全窗”应该在腹主动脉左外侧缘与左交感神经链之间的位置,左侧交感神经链在L2~3节段较偏后外侧的位置,而在L3~4和L4~5节段较靠前,L2~3节段可以为OLIF 提供更安全的手术空间,在L3~4和L4~5操作OLIF时,神经损伤的风险可能更高,术中可对交感神经链的下部和上部进行预先适当的松解并随腰大肌向后推移,创建缓冲空间以减少神经牵张损伤风险,男性适宜的推移空间为14 mm,女性为10 mm,但其研究对象为健康年轻人群,未考虑到腰椎退变的影响,只能起到一定的理论参考作用。GRAGNANIELLO 等[23]也建议,OLIF 术中适当松解交感神经链以便于放置牵开器,他认为即使损伤也只会产生患者通常不会注意到的腿部皮温升高症状,但是在年轻患者(尤其是女性)中应慎重,交感神经损伤可能会导致单侧下肢肿胀和其他不适症状。
2.7 输尿管 输尿管腹膜后段在第2~5 腰椎水平呈直线下降,倾斜角从L2~3到L5~S1逐渐增大,输尿管在腹膜后间隙下降过程中逐渐从腰大肌外侧缘向前内侧移位,当输尿管位于腰大肌的外侧缘时是相对安全的,移位于腰大肌的前部或内侧时更容易损伤,损伤后可有腰痛、腹痛、发烧和血尿等症状,有些患者症状隐匿,术后多日才被发现。XIAO等[24]应用增强CT 造影研究输尿管与OLIF 手术入路之间的解剖关系,发现双侧L2~3及左侧L3~4节段输尿管位于手术窗外,损伤可能性较小,双侧L4~5和右侧L3~4输尿管均在手术窗内,有较高的损伤风险,其中右侧L4~5节段损伤风险最高,左侧L4~5节段次之,右侧L3~4节段再次之。VOIN 等[25]通过透视尸体标本输尿管与腰椎侧方骨性解剖的关系发现,87.5%的输尿管按照L2椎体前缘后方2.5 cm、L3椎体前缘后方3.0 cm、L4前缘后方1.0 cm、L5椎体前缘的路径走行,通常情况下,输尿管从侧面穿过上腰椎的后1/3,在L3椎体侧方接近中1/3,在L4、L5椎体侧方到达前1/3,尔后下降至骨盆。FUJIBAYASHI 等[26]研究报道显示,90.4%的输尿管位于腰大肌的前方,靠近OLIF 手术操作区,尽管侧卧位下输尿管与腹膜内容物一同向前滑移,但仍存在输尿管松动不足,会导致损伤的风险,特别是消瘦者。因此,随着腰椎节段降低,OLIF的安全手术区减小,输尿管损伤的可能性增大,右侧尤甚。术中应通过直视下的手指触诊进行操作评估,确认输尿管不在手术操作区内,确保可以安全放置通道,避免术中输尿管损伤。
2.8 特殊解剖结构 相对于其他节段,L5~S1节段的OLIF 手术窗解剖结构更为复杂和多变,L5~S1操作窗上缘及左缘都是重要血管,因此,血管对L5~S1是否可行OLIF 至关重要。MOLINARES 等[4]发现,髂总静脉汇合于L4椎体上1/3和L5椎体下1/3之间,腔静脉分叉越低,L5~S1椎间盘行OLIF 手术的可能性越小,只有69%的患者存在手术窗,髂总静脉汇合情况可以成为预测L5~S1椎间盘可达性的决定性因素。L5~S1节段OLIF术式本质上可看作是在侧卧位上进行腰椎前路椎间融合术(ALIF),手术操作需跨过左髂总静脉(LCIV),保护静脉尤为重要。在L5~S1节段的ALIF 中,LCIV 是最常见的血管损伤结构,因为它通常位于L5~S1椎间盘的内侧,并遮挡L5~S1椎间盘。因此,在L5~S1的OLIF 手术中,术前评估血管结构是必要的,根据松解难易程度,CHUNG 等[27]将LCIV 分为三种类型:Ⅰ型(无需松解,LCIV 位于L5~S1椎间盘左侧2/3以外),Ⅱ型(易松解,LCIV 位于L5~S1椎间盘左侧2/3 以内,LCIV下有血管周围脂肪组织存在)和Ⅲ型(潜在松解困难,LCIV 位于L5~S1椎间盘左侧2/3 以内,LCIV 下无血管周围脂肪组织),Ⅲ型LCIV 构型术中血管损伤概率最高,因此,L5~S1节段OLIF术前血管评估应包括LCIV 位置以及LCIV 和L5~S1椎间盘之间血管周围脂肪组织是否存在。CHUNG 等[28]还建议,当L5~S1椎间盘间隙的中央入路有血管或神经丛损伤的风险时,使用左侧髂动脉外侧的外侧入路可以作为L5~S1节段OLIF 手术的替代方法。BERRY 等[29]的研究提示,左侧入路行L5~S1节段融合时常需结扎髂腰静脉、节段静脉、骶正中血管等结构以获得术区充分显露,远高于其他融合节段。ZAIRI 等[30]同样建议通过先结扎髂腰静脉,安全地松解髂部血管以减少L5~S1节段血管损伤风险。SONG 等[31]则比较了L5~S1椎间盘间隙的左右血管解剖,左侧L5~S1椎间盘间隙的血管距离正中线12.47 mm,右侧为16.93 mm,且右侧多为伴行血管周围脂肪组织的动脉,血管损伤风险低,L5~S1右侧入路也可作为OLIF手术候补入路。
综上所述,手术入路相关解剖结构是手术操作基础,利用入路相关解剖结构制定各种分型标准有利于术前评估与决策,成为术中有利工具。解剖入路相关并发症往往在新手术技术早期高发,随着研究深入,逐渐下降。与ALIF、LLIF 手术相比,OLIF手术入路依靠天然间隙更易被医生及患者接受,入路相关解剖结构损伤风险较低,同时保护了后方韧带复合体、椎旁肌、骨性稳定结构。但要注意,术前完善的影像学检查与评估、入路解剖结构的熟悉和良好的术前计划是保证手术效果、减少并发症的主要措施,术中轻柔谨慎操作,保证操作在直视下进行,术者要对严重并发症能够及时判断并处理,才能最大化OLIF微创入路优势。