脊柱大通道内镜辅助下经皮椎弓根空心螺钉置入在腰椎融合治疗中的应用探讨

尹稳 焦伟 于海洋 郑国辉 梁成民 翟云雷 付青松 崔西龙 李海江 姜济世

经皮椎弓根螺钉固定 ( percutaneous pedicle screw fixation，PPSF ) 技术与传统切开直视下置钉比较，具有出血少、医源性损害少、术后恢复快等明显优势，在胸腰椎骨折及退行性疾病的手术治疗中得到广泛应用[1-3]，促进了脊柱微创外科的发展。但 PPSF 技术具有一定的盲目性，过度依赖术者的经验及手感，术中需多次放射线透视[2,4-6]，同时造成关节突及周围软组织损失，已经引起国内外学者的重视[7-9]。脊柱大通道内镜的发展，使脊柱深部结构的显露更加清晰和直视化。本研究将大通道内镜技术与 PPSF 技术相结合，利用自行研制的镜下椎弓根空心螺钉导针置入器，通过大通道内镜辅助下置入椎弓根空心螺钉导针，辅助置钉，获得良好的临床应用效果，报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 腰椎退行性疾病诊断明确，经动力位 X 线片证实存在腰椎不稳；( 2 ) 经反复保守治疗 3 个月无效，具有融合固定指征；( 3 ) 患者知情，并自愿签署知情同意书。

2. 排除标准：( 1 ) 有脊柱肿瘤、畸形、感染、手术史；( 2 ) 伴有严重心脑血管、呼吸系统及其它系统疾病，无法耐受手术者；( 3 ) 伴有认知功能障碍患者；( 4 ) 拒绝参与本项目研究者。

二、一般资料

本组共纳入 2019 年 12 月至 2020 年 12 月，我院收治的 24 例需行全脊柱内镜下腰椎椎管减压融合内固定的患者，根据随机数字法分为观察组与对照组。对照组采用传统经皮穿刺置入椎弓根空心螺钉导针至椎体内 ( 简称传统组 )，观察组利用自行研制的镜下椎弓根空心螺钉导针置入器，通过脊柱 Lusta 内镜辅助下将椎弓根空心螺钉导针置入至椎体内 ( 简称镜下组 )。患者一般资料详见表1，两组间年龄、性别、手术节段及病种差异无统计学意义。所有患者术前及术后完善腰椎 MRI、正侧位 X 线片及腰椎三维 CT 重建，本研究经过伦理委员会批准同意且患者均签署知情同意书。

三、手术方法

所有患者均采用全身麻醉，俯卧位，术前 C 型臂机定位并标记椎弓根外上缘，标记点稍偏外做长约 1.5 cm 纵向切口，切开筋膜层。传统组采用穿刺针锚定于椎弓根进钉点，C 型臂机透视并调整位置确认进钉点位于椎弓根投影的外上缘，穿刺针向内倾斜并平行终板穿入椎弓根，至椎体中前 1 / 3 交界处，拔出内芯，置入椎弓根空心螺钉导针，取出穿刺针。镜下组用大通道内导棒直接钝性穿刺至人字棘，逐级扩张软组织后，安装内镜大通道，内镜直视下用射频及髓核钳显露人字棘，直视下保护关节囊，经通道下将自行研制的镜下椎弓根空心螺钉导针置入器 ( 图1 ) 锚定于进钉点，C 型臂机透视并调整位置后，直接置入至椎体中前 1 / 3 交界处，拔出内芯，置入椎弓根螺钉导针，取出镜下椎弓根空心螺钉导针置入器。根据患者神经减压部位的不同、病理解剖的个体化，自责任节段关节突外缘穿刺，大通道全内镜下分别采用后侧、后外侧或者组合式手术治疗方案[10]，行椎管减压，切除黄韧带及椎间盘，并切除上下软骨板至新鲜骨面，放置椎间融合器通道，将异体骨混合切除的关节突骨质植于椎间隙内，放置 cage。最后采用软组织扩张器经皮椎弓根空心螺钉导针逐级扩开通道，攻丝并置入经皮椎弓根螺钉。放置适当长度的连接棒并锁紧各螺帽，全层缝合切口。

表1 两组患者术前一般资料比较Tab.1 Comparison of preoperative general data between the two groups

图1 自行研制的镜下椎弓根空心螺钉导针置入器Fig.1 Self-developed endoscopic pedicle hollow screw insertion device

四、观察指标

记录所有患者椎弓根螺钉导针成功置入时的透视放射性次数，导针置入所用手术时间，穿刺调整次数，螺钉置入切口长度。记录两组术前、术后疼痛视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS ) 评定疼痛程度，日本骨科协会 ( Japanese orthopaedic association，JOA ) 评分评估术后早期效果，记录早期并发症。通过术前 CT 测量患者椎弓根横径、纵径及关节突角 ( facet angle，FA )，根据术后 CT 并参照 Gertzbein-Robbins 分类标准[11]对置钉准确性进行评估：A 类，无皮质侵及；B 类，皮质穿透 ＜ 2 mm；C 类，2 mm ≤ 皮质穿透 ＜ 4 mm；D 类，≤ 4 mm 皮质穿透 ＜ 6 mm；E 类，皮质穿透 ＞ 6 mm。置钉准确率 = ( A + B 类螺钉数量 ) / 组内全部置入螺钉数量×100%。参考 Badu 关节突关节破坏分级标准[8]对关节突破坏进行评估：0 级，螺钉没有侵袭关节突；1 级，螺钉侵袭关节突关节面侧缘，但没有进入关节腔内；2 级，螺钉穿透关节面，距离 ≤ 1 mm；3 级，螺钉穿透关节面超过 ＞ 1 mm。所有数据测量均在 PACS 系统内完成。

五、统计学处理

采用 SPSS 22.0 软件进行统计学分析，符合正态分布的数据采用±s 表示，两组之间计量资料比较差异性使用独立样本t检验，计数资料使用频数或百分比表示，采用χ2检验或 Fisher 确切概率法比较差异，等级数据相关性分析采取 Spearman 秩相关检验，P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、早期临床结果

所有患者均顺利完成椎弓根空心螺钉置入，共置入椎弓根空心螺钉 96 枚，1 例术中出现神经根鞘膜损失，术后无神经根损失症状；1 例术中 cage 置入时，上终板骨折；1 例植骨块侵袭椎管内，患者无神经压迫症状，2 例术中探及硬膜囊破裂，所有患者均无感染，无大血管损伤。

两组患者围术期资料见表2。镜下组椎弓根空心螺钉导针置入手术时间大于传统组、镜下组椎弓根螺钉导针置入透视次数及调整次数小于传统组，差异均有统计学意义 (P＜ 0.05 )，两组间螺钉置入切口长度与两组间术前、术后 3 天 VAS 及 JOA 评分差异均无统计学意义。

表2 两组间早期临床结果与比较 (±s)Tab.2 Comparison of early clinical results between the two groups ( ±s )

表2 两组间早期临床结果与比较 (±s)Tab.2 Comparison of early clinical results between the two groups ( ±s )

项目 镜下组 ( n = 12 )传统组 ( n = 12 ) t 值 P 值置入螺钉数目 48 48 - -导针置入透视次数 10.7±2.7 22.5±8.5 4.574 0.000导针置入用时 ( min ) 31.1±9.8 19.3±8.2 -3.179 0.004导针置入调整次数 7.2±5.0 15.3±6.2 3.541 0.002切口长度 ( mm ) 17.45±1.29 17.53±1.63 0.285 0.777 VAS 评分 术前 6.2±1.3 6.3±1.3 -0.160 0.875 术后 3 天 2.1±0.9 2.3±1.1 -0.416 0.681 JOA 评分 术前 14.2±2.5 13.6±2.4 0.582 0.566 术后 26.6±1.7 26.2±1.8 0.570 0.575

表3 两组间影像学评估结果与比较Tab.3 Radiographic evaluation of the two groups

二、影像学测量结果

两组间影像学测量结果见表3。两组间椎弓根直径及 FA、置钉准确率差异无统计学意义 (P= 0.127 )，但关节突关节破坏率及分级，镜下组明显优于传统组，差异有统计学意义 (P= 0.021 )，并且螺钉关节突侵袭级别与置钉准确性分类呈正相关，相关性P= 0.000，准确度 0.403，提示正向的强相关性。典型病例见图2。

图2 患者，女，51 岁，诊断：腰椎椎管狭窄症，行全脊柱内镜下椎管减压髓核摘除椎间 cage 植骨融合 + 内镜辅助下椎弓根空心螺钉内固定术 a、b：术前 MRI 可见患者 L4～5 节段椎管重度狭窄；c、d：术前腰椎正侧位 X 线片可见 L4～5 椎间隙高度丢失，终板呈锯齿样改变伴有硬化；e：镜下显示人字棘，蓝色箭头为人字棘；f：从人字棘置入椎弓根空心螺钉导针置入器；g：经椎弓根空心螺钉导针置入器置入空心螺钉导针；h：术中 C 型臂机透视确认导针位置良好；i、j：术后复查正侧位 X 线片提示椎弓根螺钉内固定位置良好； k：术后复查三维 CT 冠状面提示椎弓根螺钉位置良好，无关节突侵犯；l、m：分别为 L4 及 L5 椎弓根螺钉位置Fig.2 Female, 51 years old. Diagnosis: lumbar spinal stenosis. She underwent endoscopic decompression of the spinal canal and CAGE intervertebral fusion with endoscopic pedicle hollow screw fixation a - b: L4-5 spinal stenosis was seen on MRI preoperatively; c - d: Preoperative AP and lateral radiographs showed loss of intervertebral space height ( L4-5 ) with serrated end-plate with sclerosis; e: Vertex anatomic landmark was showed ( blue arrow ); f: Placement of a pedicle hollow screw guide pin from vertex anatomic landmark; g: A hollow screw guide needle was inserted through a pedicle hollow screw guide needle; h: Needle position was confirmed by C-arm fluoroscopy; i - j: Postopearative AP and lateral radiographs showed good position of the pedicle screw fixation; k: Postopearative three-dimensional CT coronal plane image showed that pedicle screws were in good position with no articular process invasion; l - m: L4, L5 pedicle screw positions

讨 论

PPSF 技术早期主要用于无神经症状的胸腰椎骨折复位内固定及腰椎不稳的固定融合中，随着脊柱内镜技术的不断发展，PPSF 技术已经被广泛应用于胸腰椎骨折及退行性疾患减压融合内固定中[12-14]，由于创伤小、出血少、对神经肌肉干扰小、同时能够获得与传统开放置钉同样的稳定性等优点[3,15]，已经成为脊柱微创的重要治疗手段之一。但由于 PPSF 技术采用的是闭合穿刺导针技术，仍存在以下亟待解决的问题[2,16]：( 1 ) 术中反复多次透视造成医患放射性伤害；( 2 ) 穿刺具有一定盲目性；( 3 ) 增加关节突损伤风险；( 4 ) 过度依赖术者的手感与经验。近年来，光电导航系统[17]、O 型臂数字化[18]及辅助机器人[19]的临床应用，使 PPSF 技术更加安全化和精准化[20]，但由于设备价格昂贵，难以在基层医院推广开展。

脊柱内镜技术可以在不增加患者创伤的同时，通过内镜下直视显露脊柱的深层结构，是脊柱微创外科的典型代表。2000 年 Müller 等[21]借助胸外科内镜工作通道，实现了内镜辅助下置入椎弓根螺钉。随后国内学者相继探索在胸腰椎骨折、腰椎融合固定中[14,22-24]，采用 MED、X-tube、quadrant 通道内镜下置钉，获得了良好的治疗效果。2017 年，何二兴 等[25]探索并设计椎弓根内镜系统，该内镜系统为双通道内镜技术，实现了全内镜直视下的椎弓根螺钉置入。但上述 MED、X-tube 及椎弓根镜下辅助置钉技术的介绍，内镜下均以空气作为介质[26]，术中出血易造成视野的模糊，本研究通过 Lusta 内镜系统，内镜下水介质成像使镜下操作更为简单和清晰。镜下直视显露进钉点，将自制镜下椎弓根空心螺钉导针置入器直接通过 Lusta 内镜锚定“人”字棘进钉点，保持合理内倾、平行于终板并置入至椎体内，然后放置椎弓根空心螺钉导针。由于 Lusta 内镜工作通道直径小于传统 PPSF 通道直径，术中不像 MED 及 X-tube 等通道需过度撑开皮缘，所以不增加患者手术切口长度，本研究中两组间手术切口长度无统计学差异。内镜直视下置入空心螺钉导针，避免了传统 PPSF 技术盲目穿刺的弊端，同时降低了术中放射线透视次数，减少了对医患的医源性放射伤害。本研究中，镜下组椎弓根螺钉导针置入所需透视次数、调整次数均明显少于传统组，置钉准确率两组间无统计学差异。

关节突关节在体表无典型的透射投影标志，传统 PPSF 技术缺乏对关节突的保护，椎弓根螺钉置钉关节突损失发生率高达 30%～47%[7,27]，螺钉对关节突关节的损失可能加重近端节段的退变[8,28-29]，继发关节突不稳，已经逐渐引起重视。既往诸多传统 PPSF 技术的报道[30-31]均未将关节突关节破坏纳入评价标准，徐正宽等[7]研究发现 FA 与关节突关节破坏率、破坏等级相关，本研究组中，两组间 FA 值无统计学差异，镜下组关节突关节破坏率明显低于传统组，考虑是由于内镜下清楚显露进钉点所致。该项技术的应用，难点在于如何显露人字棘解剖结构，通过镜下组的临床经验，给出如下注意事项：( 1 ) 重视术前体位摆放；( 2 ) 皮肤切口的位置应在椎弓根螺钉的轴线上；( 3 ) 镜下首先清晰显露的部位往往是关节突关节囊结构，呈边界清晰的白色“蒙古包”样形态，注意保护该结构，避免关节囊损伤；( 4 ) 关节囊外下缘既为人字棘结构 ( 图2e )，可通过双极探头探及“人”字棘内外缘进一步确认或者通过探及横突上下缘进一步确认；( 5 ) 由于镜下视野局限，解剖结构生疏，容易将“峡部”误认为是“人”字棘，在“峡部”和“人”字棘之间存在一凹陷区，该区被自然的黄色脂肪颗粒充盈，该黄色脂肪外侧既为“人”字棘结构，可以作为辨认的一个标志。

本研究通过 Lusta 脊柱大通道内镜显露椎弓根螺钉进钉点，利用自行研制的镜下椎弓根空心螺钉导针置入器，通过内镜直视下锚定于进钉点，并放置椎弓根空心螺钉导针，降低术中透射次数及关节突关节破坏率，是一种安全、有效的置钉技术，可以作为 PPSF 临床应用的一种新的选择方法。但该研究仍存在一定局限性：( 1 ) 镜下组椎弓根空心螺钉导针置入时间明显长于传统组；( 2 ) 术者需熟练掌握镜下操作技术及人字棘周围解剖结构[21]；( 3 ) 本研究是临床治疗早期结果的报道，未对患者进行长期随访，未对椎间植骨愈合情况进行统计分析；( 4 ) 未对两组间出血量进行统计分析。