个性化导板辅助经椎间孔内镜椎间盘切除术

房龙，郝伟，王宝龙，杨增坤，赵廷宝

（山东大学附属山东省立第三医院 a:脊柱脊髓外科；b:关节与运动医学外科，山东济南 250031）

随着脊柱微创理念的普及，经椎间孔内镜腰椎间盘切除（percutaneous transforaminal endoscopic discectomy, PTED）治疗腰椎间盘突出症（lumbar disc herniation,LDH）越来越受到脊柱外科医师的关注［1，2］。精准的定位和穿刺是PTED 的关键，如何提高定位的准确性和穿刺的成功率是初学者面临的难题。计算机辅助设计（computer aided design, CAD）和快速成型制造技术（rapid prototyping,RP）现已应用于医疗领域，其原理是将患者的影像数据导入RP 软件，通过CAD 完成模型设计，利用RP 技术按照模型设计制作个性导板［3］。CAD/RP 个性导板可帮助术者快速、准确的完成经皮穿刺［4］。目前国内关于CAD/RP 个性导板在微创PTED 治疗LDH 的相关临床报道较少，本研究选取2021 年10 月—2022 年9 月本院脊柱外科收治的LDH 患者80 例作为研究对象，旨在探讨CAD/RP 个性导板在微创PTED 治疗LDH 的临床疗效。

1 临床资料

1.1 一般资料

选取2021 年10 月—2022 年9 月本院脊柱外科收治的80 例LDH 患者。所有患者均经核磁共振明确诊断为腰椎间盘突出症，累及单节段，经保守治疗3个月无效。采用随机数字表法将研究对象分为两组，导板组40 例，常规组40 例。两组患者在年龄、性别、病程、身体质量指数（body mass index, BMI）、患病节段等比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究经医院伦理委员会审批，患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

表1 两组患者临床和影像资料比较Table 1 Comparison of clinical and imaging data between the two groups

1.2 手术方法

导板组：将螺旋CT 数据导入Mimics 20.0 软件。对患病节段椎间隙垂直距离、椎间孔空间位置、穿刺深度等图像进行阈值分割，对连续扫描图像进行分割处理，模拟生成三维模型，将模型数据导入3D打印机调试参数后利用RP 技术快速成型建造个性导板（图1a～1c）。患者取俯卧位，在C 形臂X 线机透视下安置CAD/RP 个性导板，并用胶带固定，按照CAD 技术预设的穿刺角度、深度完成进针，经C 形臂X 线机透视确认针尖经椎间孔到达椎间盘突出位点。局部浸润麻醉，从穿刺点往椎间孔方向进针，透视调整进针头倾、背倾角度，确定针尖经椎间孔到达椎间盘突出位点，以穿刺针为中心做长约0.6 cm横行切口，沿穿刺针插入导丝，沿导丝插入逐级扩张套管，置入“舌”形工作套管，置入内镜。镜下显露椎间盘，保护神经根。摘除病变髓核组织，充分减压，局部应用地塞米松1 mg，撤镜，拔出工作套管，缝合切口。

图1 CAD/RP 个性化导板设计与应用。1a: 横断位观；1b: 矢状位观；1c: 背面观；1d: 导板术中应用。Figure 1.Design and application of CAD/RP personalized guide plate. 1a:Transverse view.1b:Sagittal view.1c:Backside view.1d:Intraoperative application of the guide plate.

常规组：术前常规准备，术中未采用CAD/RP 个性导板。麻醉、体位和手术操作同上。

1.3 评价指标

记录两组患者围手术期指标，包括手术时间、术中失血量、透视次数、穿刺次数、术后下地时间、住院时间。采用视觉模拟评分（viaual analogue scale,VAS）、功能障碍问卷表（Roland-Morris Disability Questionnaire, RMDQ）和改良MacNab 标准评价疗效。行影像检查，测量相关数据。

1.4 统计学方法

应用SPSS 22.0 统计学软件进行统计分析。计量数据以±s表示，资料呈正态分布时，两组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用单因素方差分析或配对T检验；资料呈非正态分布时，采用秩和检验。计数资料采用x2检验或Fisher精确检验。等级资料两组比较采用Mann-whitneyU检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 临床结果

两组均顺利手术，无严重术中并发症。两组患者临床资料见表1，导板组手术时间、透视次数、穿刺次数、术后下地时间显著优于常规组（P＜0.05）。术后随时间推移，两组VAS、RMDQ 评分均显著减少（P＜0.05），术前两组VAS、RMDQ 评分的差异均无统计学意义（P＞0.05），术后1 周导板组的VAS、RMDQ 评分均显著低于常规组（P＜0.05），但术后1个月两组间上述评分的差异已无统计学意义（P＞0.05）。术后3 个月按改良MacNab 标准优良率，导板组为97.5%，常规组为95.0%，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 影像评估

两组患者影像测量资料见表1，与术前相比，术后两组椎管占位率均显著下降（P＜0.05），但相应时间点，两组间椎管占位率的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

3 讨 论

虽然90%的LDH 患者通过保守治疗可取得满意的疗效［5］，但是仍有10%的患者需要进行手术治疗。传统开放手术对脊柱后纵韧带复合体造成损伤，虽然能够缓解症状，但增加了术后腰椎退变、不稳及滑脱的风险［6，7］。研究表明，经皮内窥镜椎间盘切除术总体上具有最佳的安全性和有效性，推荐采用经皮内窥镜椎间盘切除术作为手术治疗LDH 的首选方式［8］。PTED 治疗LDH 对术者的操作技术要求高，初学者学习曲线长，反复穿刺增加术中神经血管损伤、术后感染的风险［9，10］。本研究采用CAD/RP 个性导板辅助微创PTED 下腰椎间盘髓核摘除，个性导板的应用提高了穿刺的成功率。CAD 技术将患者影像数据导入模拟软件，通过图像分割、重建功能生成软组织和骨组织蒙版，通过增材建造形成三维模型［11］。利用CAD 技术可直接进行手术模拟操作，个性导板是在CAD 技术辅助下通过RP 技术完成，符合个性化设计，既提高了穿刺准确性，也保证了穿刺的安全性［12，13］。通过应用CAD/RP 个性导板，导板组的透视次数、穿刺次数明显减少；手术时间、术后下地时间相应缩短；术后短期VAS 评分和RMDQ评分导板组明显优于常规组。麻风玉等［14］研究表明术前影像三维测量有利于制定个性化穿刺规划，指导术中安全准确地穿刺。汤长华等［15］分析数字定位结合3D 打印导板辅助PTED 下治疗腰椎管狭窄症，具有术后康复快，可早期下床功能锻炼等优势。CAD/RP 个性导板技术虽然能够提高穿刺的准确性，但是个性导板制作易受影像数据采集造成的误差；导板制作完成后应尽快手术，避免因时间过长患者软组织厚度改变造成导板失准；导板可通过胶带黏贴固定，固定时勿给予皮肤加压造成误差加大。

综上所述，应用CAD/RP 个性导板微创PTED 治疗LDH，可有效提高穿刺成功率，降低初学者学习曲线，术后可短期内缓解疼痛和增强腰部功能。