系列可视化操作器械在内窥镜下齿状突切除术中的初步应用

林仲可，金海明，王向阳，吴爱悯，池永龙

（温州医科大学附属第二医院骨科医院 脊柱外科，浙江 温州 325027）

系列可视化操作器械在内窥镜下齿状突切除术中的初步应用

林仲可，金海明，王向阳，吴爱悯，池永龙

（温州医科大学附属第二医院骨科医院 脊柱外科，浙江 温州 325027）

目的：克服目前颈椎前路内镜手术器械存在的缺点，设计带有内窥镜的系列可视化操作器械，并在尸体标本上应用此系列可视化操作器械行寰椎前弓及齿状突的切除，评价其可行性。方法：在1具新鲜成年尸体标本上应用系列可视化操作器械检验其实际应用情况。另选16具福尔马林保存的尸体标本，随机分成实验组和对照组，每组8具标本，在双通道操作配合下，实验组应用系列可视化操作器械，而对照组则应用常规手术器械，行寰椎前弓和齿状突等组织切除术，并记录手术时间及C型臂X光机的透视次数。结果：在所有尸体标本上均完成寰椎前弓和齿状突等组织的切除，基本实现预想的功能。实验组在手术时间及C型臂X光机透视的次数明显优于对照组。结论：在双通道操作配合下，系列可视化操作器械能改进目前手术器械的缺点，缩短手术时间，降低术者及患者的X射线暴露剂量，提高颈椎前路经颈内窥镜下手术的安全性和精确性。

可视化操作器械；内窥镜；颈椎；手术技术

微创化是外科手术的主要发展方向之一，其中内窥镜辅助下手术是微创外科的重要内容。医用手术器械高精技术、生物计算机技术、数码成像技术和纳米材料技术的迅猛发展，为内窥镜下脊柱外科技术的产生与发展创造了条件[1]。目前颈椎前路内窥镜下手术入路方式主要有：内窥镜辅助下经口咽入路，内窥镜下经鼻入路，Smith-Robinson颈前咽后入路。

经颈前路内窥镜下手术入路，能避免内窥镜下经口咽、经鼻入路切口感染的并发症[2-3]。多位学者[2，4-5]认为，前路经颈内窥镜下手术软组织损伤小，可降低喉返神经、食管等器官损伤的发生率。且前路经颈内窥镜下入路暴露范围广，上可以显露颅底[6]，下可以显露全部颈椎。池永龙等[7]在显微脊柱内窥镜辅助下，前方咽后入路治疗难复性寰枢关节脱位，此手术入路优点是：脊柱外科医师熟悉此入路，不干扰口腔，良好照明和组织放大使局部解剖更清楚，损伤更小，组织创伤小，出血量少，术后恢复快，术后可早期经口进食等。

目前前路经颈内窥镜下手术所用的操作器械中，部分整合有内窥镜，其设计思路类似于YESS系统的多通道内镜[8-10]，操作器械上除有内窥镜外，还有工作通道和进出水通道，工作通道可放置电极或（和）咬骨钳[11-14]等。但这些操作器械存在不少缺点，如操作器械与内窥镜之间的位置固定，不能满足不同操作器械对内窥镜的观察视角及深度的不同要求；同时由于操作器械操作时，内窥镜不能自动跟进，不利于实时观察等。

为此，我们改进研制出系列可视化操作器械（将内窥镜整合进常规操作器械，称为可视化操作器械），在可扩内窥镜工作套管（以下简称可扩套管）配合下，在尸体标本上，初步应用系列可视化操作器械，完成经颈前路内窥镜下齿状突切除术。

1　材料和方法

1.1系统可视化操作器械研制总体设想 所谓可视化操作器械是指在手术操作器械上整合内窥镜，从而使手术操作器械移动时，内窥镜能及时跟进，不间断地监视手术器械的操作。可视化操作器械的主要特点为：①在主要操作器械（如刮匙、髓核钳、环锯等）上整合内窥镜及进出水管道，这样手术器械进行操作时，内窥镜和进出水管能自动跟进，便于实时观察、冲洗手术区域，提高手术操作的便捷性和安全性。②在主要操作器械上，均整合内窥镜通道，且根据不同器械的特点，合理配置内窥镜与操作器械的空间关系。

1.2系列可视化操作器械的研制

1.2.1可视化环锯：可视化环锯外形为手枪状，环锯中空，其内可容纳内窥镜和进出水管；工作时，内窥镜插入中空内芯，手持手柄，将环锯锯齿顶在骨质上，用手转动环锯尾部的齿轮，带动环锯锯齿转动，达到锯取骨片的目的。因内窥镜套管、进水管和出水管的最前端距环锯锯齿约2 cm，可以容纳最多2 cm厚的骨块。锯取骨块后，通过环锯前部的空槽处取出骨块和清洗出水管头端。见图1。

图1　可视化环锯实物图

1.2.2可视化刮匙：可视化刮匙结构与可视化环锯类似，整个可视化刮匙除头端的刮匙头外，其余均为中空，其内有内窥镜通道和进出水管。刮匙头用于刮除组织。见图2-3。

图2　可视化刮匙实物图

图3　可视化刮匙头端图

1.2.3可视化髓核钳：可视化髓核钳在常规髓核钳的合适位置整合内窥镜及进出水管。可视化髓核钳的特点：随着髓核钳的移动，内窥镜及进水管和出水管能及时跟进，观察和清洗手术区域，且不需人工协调内窥镜、进出水管和髓核钳的关系。见图4-5。

1.2.4可视化剪刀：可视化剪刀与可视化髓核钳的结构类似，就是在常规剪刀的合适部位整合内窥镜和进出水管。可视化剪刀的特点：随着剪刀头的移动，内窥镜及进出水管能及时跟进，观察和清洗手术区域。见图6-7。

图4　可视化髓核钳实物图

图5　可视化髓核钳头部图

图6　可视化剪刀实物图

图7　可视化剪刀头端图

1.3研究对象 福尔马林保存的成年尸体标本16具，新鲜成年男性尸体标本1具，均由温州医科大学解剖教研室提供。

1.4手术人员 由具有5年以上工作经验的脊柱外科医师进行手术操作。

1.5主要实验器材 内窥镜系统，浙江天松医疗器械股份有限公司；图像采集系统，浙江天松医疗器械股份有限公司；C型臂X光机，飞利浦公司，BV 25 gold；可扩套管（保护鞘外径10.0 mm，操作通道6.6 mm，拨开叶片与套管轴成15°，拨开叶片长20.7 mm，拨开叶片撑开时头端宽13.8 mm），浙江天松医疗器械股份有限公司；可视化髓核钳、可视化刮匙、可视化环锯、可视化剪刀，浙江天松医疗器械股份有限公司；腹腔镜下手术trocar及闭孔器（外径为11.6 mm）。

可扩套管分为外套管和内套管两部分，拨开器外套管中空，用于容纳内套管，内套管也为中空，用于容纳手术器械或内窥镜。内套管头端一侧附有拨开片。内套管头端的拨开片与内套管纵轴呈向外成角，并具有一定的弹性和硬度。可扩套管的拨开片未被推出时，位于外套管管壁内且被外套管的套管部约束，与内套管的套管部成180°。将内套管向前推进，推动面状拨开片逐渐伸出外套管外，最终完全伸出外套管的套管部之外，并借助本身的弹性，自动撑开，使面状拨开片与内套管的套管部向外成角，达到分离、推开软组织，并形成适当体积的操作空间。如需将拨开器面状拨开片回缩，则通过将内套管往后拉，带动面状拨开片回缩，重新回至外套管的套管部之内。见图8。

图8　可扩套管实物图

1.6手术方法 新鲜成年男性尸体标本，在C型臂X光机及内窥镜监视下，双入路通道配合下，用磨钻、椎板咬骨钳和可视化环锯等可视化手术器械切除寰椎前弓、齿状突等组织。将16具福尔马林保存的成人尸体标本随机分成2组，实验组为应用可视化手术器械操作组，对照组为常规手术器械操作组，每组各8具。

实验组手术过程：将尸体标本放置在操作台上，取仰卧位，头部稍过伸，手术切口参考Fong等[15]的研究，即在双侧胸锁乳突肌的内缘2 cm平舌骨处向内作长约1 cm切口。切开皮肤、皮下、颈阔肌和深筋膜浅层，于血管鞘与内脏鞘之间钝性分离，直达椎前间隙，用血管钳紧贴椎体上下钝性分离并缓慢向中线移动[16]。于双侧切口内分别置入可扩套管的外套管和trocar，将闭孔器顶端紧贴于椎体前外缘，透视下确定位于寰椎或枢椎前缘后先上下钝性分离并逐渐向中线移动，直到感到可扩套管和trocar已经相互接触并相对。取出闭孔器，将可扩套管的内套管置入外套管内，并将内套管向前推出，使得拨开片推出外套管之外，并撑开形成具有一定体积的操作空间。将可视化刮匙、可视化髓核钳等操作器械置入可扩套管和trocar内，在C型臂X光机及内窥镜监视下，清除寰枢椎前缘的软组织。在C型臂X光机及内窥镜监视下，双入路通道配合下，用磨钻、椎板咬骨钳和可视化环锯清除部分寰椎前弓、齿状突等组织，在C型臂X光机透视下确定已切除寰椎前弓及齿突状，术毕。

对照组手术过程：对照组手术过程与实验组相同，但应用常规手术器械及应用可视化手术器械操作时不放置内窥镜。从切开皮肤至在C型臂X光机透视下确定已切除寰椎前弓及齿状突，为手术操作时间。记录手术操作的时间、术中C型臂X光机透视次数。见图9-12。

图9　双入路通道操作示意图（术中照片）

图10　透视下各种器械操作（术中照片）

图11　系列可视化操作器械自身内窥镜监视图（新鲜标本操作）

图12　系列可视化操作器械另一入路通道内窥镜监视图（新鲜标本操作）

1.7统计学处理方法 采用SPSS19.0统计学软件进行数据分析。计量资料用±s表示，采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

在1具新鲜尸体标本及16具福尔马林保存尸体标本上，内窥镜及C型臂X光机监视下，应用系列可视化操作器械及常规器械，均顺利完成寰椎前弓及齿状突等组织的切除减压术（见图13-15）。在新鲜尸体标本上，体验系列可视化操作器械的应用情况，总结经验（因新鲜尸体标本曾用氧化铝灌注血管，X线检查时伪影较多，颈椎显影欠清）。

图13　术前和术后的X线正位片

在福尔马林保存尸体标本上进行相关手术操作，实验组和对照组的数据分布经统计检验符合正态分布且方差齐性，实验组无论在手术时间及C型臂X光机监视上，均优于对照组。见表1。

图14　术前和术后的X线侧位片

图15　术后CT三维重建图

表1　2组手术时间和透视次数比较（n=8，±s）

表1　2组手术时间和透视次数比较（n=8，±s）

与对照组比：aP＜0.05

组别手术时间（min）透视次数（次）实验组39.0± 6.6a10.4±2.1a对照组49.8±10.313.6±3.4

3　讨论

3.1颈椎前方入路的解剖特点 颈椎前路经颈内窥镜下手术多采用标准或扩大的Smith-Robinson颈前咽后入路[13，17-18]，经血管鞘与内脏鞘之间进入，并到达椎前间隙，一个比较安全的手术入路[19-21]。Soliman等[5]采用盲法，随机对比了70例患者内窥镜下颈椎前路椎间融合术与传统颈椎前路椎间融合术，平均随访28个月，发现内窥镜下颈椎前路椎间融合术与传统颈椎前路椎间融合术的手术效果相似，但内窥镜下颈椎前路椎间融合术在美观、咽喉部并发症发生率、术后疼痛等方面较传统颈椎前路椎间融合术具有优势。内窥镜下Smith-Robinson颈前咽后入路较开放入路更安全，再增加一个内窥镜通道对有关手术入路并发症的发生率的增加不会有明显影响，切口仅为1 cm，对美观的影响很小，且能实现多角度观察手术区域，及方便器械之间的配合，能提高手术的安全性和减少手术的并发症。椎前间隙为一潜在的间隙，经器械钝性分离后，其潜在的腔隙适合可扩套管拨开叶片的应用。颈椎前方入路的解剖特点使得双通道操作适用于颈椎前路手术。

3.2系列可视化手术器械 前路经颈内窥镜下手术所用的操作器械绝大部分为常规器械，即器械上未整合有内窥镜。也有少量手术器械整合有内窥镜，如Ruetten等[13]用一个外径为3.8 mm×6.2 mm的椭圆形套管，放置2.5 mm外径的内窥镜后，余空间放置咬骨钳等手术器械。Ahn等[11-12]和Deukmedjian等[14]所用的器械，类似于YESS系统的多通道内镜[8-10]。这些整合内窥镜的手术器械存在不少缺点：因术中所用器械种类繁多，尺寸形状各异，其工作通道很难满足放置各式各样器械的要求；因不同器械对其与内窥镜的空间关系要求不同，其工作通道不能满足多种器械的要求；另外操作器械的头端会明显阻挡内窥镜的视野，会有视野盲区。

通过在主要操作器械上整合内窥镜及进出水管道，这样操作器械进行操作时，内窥镜和进出水管道能自动跟进，便于观察和冲洗手术区域，提高器械操作便捷性。同时，增加工作通道与内窥镜通道空间关系上的样式，如在可视环锯和可视刮匙，内窥镜位于环锯的中央，而可视髓核钳内窥镜则位于髓核钳的一侧，这样就可以根据不同操作器械的特点合理配置内窥镜与操作器械之间的空间关系。不同可视化操作器械内窥镜通道及内窥镜的规格是一致的，内窥镜在整套可视化操作器械之间能自由匹配，整套可视化操作器械仅需配1把内窥镜，减少成本。上述有整合内窥镜的的操作器械在工作时，内窥镜能及时跟进并能实时观察手术操作器械的情况；同时进出水管也能及时跟进，用于冲洗手术视野并维持手术视野清晰，从而减少手术时间，减少患者和术者的X线暴露时间。这样就能提高相关手术操作的安全性和便捷性。

但因为内窥镜仅位于操作器械的一侧，会受到操作器械的阻挡，从而形成视野盲区，不利于手术操作的安全性。但在可扩套管辅助下，采用双入路通道操作，另一入路通道内的内窥镜也可从另一角度监视可视化手术器械的操作，这样可以有效减少视野盲区，并且进一步提高手术操作的安全性。

系列可视化操作器械在可扩套管的辅助下，通过双通道操作，可能实现提高器械操作便捷性、安全性和精确性，从而提高手术的安全性。当然，可视化手术器械现目前仅在尸体标本上进行模拟手术，还需要在临床上进一步应用来验证其安全性与可行性。

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（本文编辑：吴昔昔）

Preliminary application of a new series of endoscopic instruments for endoscopic anterior transcervical odontoidectomy

LIN Zhongke, JIN Haiming, W ANG Xiangyang, WU Aimin, CHI Yonglong. Department of Spinal Surgery, Orthopaedic Hospital in the Second Aff liated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027

Objective: To overcome the drawbacks of the current instruments, a series of novel endoscopic instruments was designed and its feasibility in endoscopic transcervical odontoidectomy was assessed. Methods: In 1 fresh frozen adult cadaver, the series of novel endoscopic instruments was applied for endoscopic transcervical odontoidectomy. Sixteen formalin-fi xed adult cadavers were randomly divided into two groups (the experimental group and the control group). In the experimental group, the series of novel endoscopic instruments was applied. And in the control group, conventional surgical instruments were applied. Cooperating between the instruments in left and right anterior transcervical approaches, all the 16 formalin-fi xed cadavers underwent endoscopic transcervical odontoidectomy. The operating time and X-ray exposure frequency of the two groups were recorded. Results: In all cadavers, the anterior arch of atlas and odontoid were successfully resected. The expected advantages of the series of novel endoscopic instruments were achieved. Compared with the control group, the experimental group showed superiority in the operating time and X-ray exposure frequency. Conclusion: The series of novel endoscopic instruments can overcome the drawbacks of the current instruments for endoscopic cervical surgery. Cooperating between the instruments in left and right approaches, the series of novel endoscopic instruments can reduce the operating time and X-ray exposure frequencies, and can make the operation safer, more convenient and more accurate.

endoscopic instruments; endoscope; cervical spine; surgical technique

R687.1

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2016.11.002

2016-03-01

浙江省自然科学基金资助项目（LY14H060008）；浙江省医药卫生科技计划资助项目（平台计划-骨干人才，2015111494）；国家自然科学基金资助项目（81572214，81372014，81501933，81271663，3147114）。

林仲可（1975-），男，浙江温州人，主治医师，博士。通信作者：池永龙，主任医师，Email：chiyonglongwz@163. com。