脊柱外科的微创内镜技术发展及应用

黄洪超，陈晓鹏，苗 军，胡永成，桂晓臣，郭 林，王 硕，马剑雄，马信龙

多年以来，基于手术设备的升级换代和成像技术的进步，实现了病变部位直视下的手术，相比传统手术，组织分离少，肌肉损伤小，减少出血，对硬脊膜的血供破坏小，减少后续硬脊膜纤维化和瘢痕粘连，缩短住院时间，早期功能恢复和生活质量更好，切口美观。组织损伤降低，手术微创化成为趋势，微创脊柱外科开始迅速发展。希腊学者Hippocrate（公元前460年—370年）是公认的脊柱外科之父，他首次报道后背痛和坐骨神经痛及相关症状病理基础[1]。许多希腊罗马学者陆续丰富了脊柱疾患的研究内容。1909年Krause首次椎板切除经硬膜切除突出的椎间盘。1934年Mixter 和 Barr在«新英格兰医学杂志»报道了坐骨神经痛与腰椎间盘突出之间的因果关系。之前所有微创切除椎间盘的研究都是盲视下进行的。手术显微镜技术于20世纪60年代中期由医学家Yasargil发展起来。1996年，Mathews为SofamorDanek开发了纤维光学内镜，经椎间孔行椎间盘切除术。本文将描述微创内镜脊柱手术的主要发展。我们必须强调，对于微创内镜脊柱手术没有特殊的时间线，由于这些技术的发展同时发生并相互依赖。我们会讨论不同的脊柱部位的微创内镜治疗方法，包括经皮内镜下颈椎间盘切除，经皮内镜下颈椎后路椎间孔间盘切除和经皮内镜下胸椎间盘切除，内窥镜间盘切除术（microendoscopic discectomy，MED），经皮椎间孔减压间盘切除术（transforaminal endoscopic spine surgery，TESS）。

1 颈椎内镜技术

1.1 颈椎前路内镜手术 由于颈椎解剖特点所限，要求更小尺寸的器械。前路颈椎减压和融合（anterior cervical discectomy and fusion ，ACDF）是治疗颈椎间盘突出常用的手术方法。患者可能存在移植物失败、假性关节形成和邻近节段加速退变[2]。而颈椎内镜手术切除责任间盘可以保护节段稳定，因此减少了邻近节段加速退变发生的风险。Ruetten等[3]在2009年发表了单个治疗中心RCT研究，表明完全内镜前路减压和传统ACDF的临床结果具有可比性，但是康复时间和较少的软组织损伤更有优势，总体上，大量的患者在临床上具有较好的优良率。

经皮内镜下颈椎间盘切除（percutaneous endoscopic cervical discectomy，PECD）经前路施行PECD手术，可以在局麻下完成，避免了相应节段的脊柱融合带来的并发症。此外术中可以唤醒患者，可以为术者提供持续反馈，因此相对更安全。

手术指征：（1）MRI和CT发现包括或不包括中央或旁中央椎间盘突出，保守治疗无效；（2）间盘造影发现纤维环撕裂引起相应支配区疼痛。禁忌证：（1）间盘脱出或游离；（2）椎间盘钙化；（3）塌陷的间盘空间＜5 mm；（4）不稳定；（5）感染；（6）既往有前路手术史。

1.2 颈椎后侧内镜手术 后侧颈椎椎间孔切除已经是公认的手术方法，最明显的优势是避免前路颈椎间盘切除和融合，亦可用于治疗骨赘引起的椎间孔狭窄。传统开放手术由于肌肉的剥离，术后患者会出现持续颈部和肩部疼痛，如果关节面部分被切除，术后还会出现后凸畸形。这些问题可以通内镜手术使用管状牵开器和纤维内镜的方法降低。创伤最小且神经根减压彻底是最理想的[4]。

经皮内镜后侧颈椎间孔切开术手术指征：（1）椎间孔性椎间盘突出（主要是单侧上肢疼痛）；（2）单一或多节段椎间孔狭窄（单侧上肢疼痛）；（3）虽然有前路颈椎间盘切除和融合史，症状仍持续。禁忌证：（1）颈部轴性疼痛；（2）不稳定；（3）存在颈椎鹅颈畸形。并发症：（1）神经损伤，如不正确使用枪钳或激光（瞬间激光）而导致损伤颈脊髓或神经根；（2）血管损伤，如施行PECD时损伤颈部血管，行椎间孔切开术时损伤椎体动脉；（3）内脏损伤，主要是食管，由于其是相对较软可塌陷的管道，当PECD使用细针插入时更容易损伤。队列研究和一个非盲随机对照试验表明足够的减压可以通过完全内镜方法实现，并缩短了手术时间[5]。

2 胸椎内镜技术

胸椎间盘突出相对颈椎间盘突出和腰椎间盘突出少见，在所有椎间盘突出中，只占0.25%～0.75%。因此手术治疗胸椎间盘突出更少，在所有手术治疗的椎间盘突出中，只有0.15%～1.8%。随着MRI和CT的应用，胸椎间盘突出越来越普遍。虽然无症状的胸椎间盘发生率在11%～37%[6]，具有手术指证的患者每年百万分之一。目前，仍没有普遍被接受的治疗胸椎间盘突出症的最佳方法，所有的方法都有其局限性。肋骨椎骨横突切除术损害了关节节段可能增加出血，所有手术均需要进入胸腔。

2.1 胸腔镜 Jacobeus在1910年第一次使用胸腔镜手术。1990年，随着电视影像技术至标准内镜的引进，引领现代胸腔镜时代。1993年Mack等[7]在美国和1994年Rosenthal等[8]在欧洲分别首次报道了电视辅助下胸腔镜手术（vedio-assisted thoracoscopic surgery，VATS）。胸腔镜脊柱手术开始用于椎间盘突出、交感神经切除术、椎体的病变、脓肿引流和肿瘤活检的治疗。

2.2 经皮内镜胸椎间盘切除术 对于胸椎间盘切除，特别是胸椎间盘软性突出切除，可以使用胸腔镜技术或胸廓切开胸椎间盘切除术。通过显微内镜行胸椎间盘切除术，需要在后正中线旁3～4 cm做切口，并结合部分胸椎骨关节面切除和内镜或显微镜向内侧成角，可以观察到椎间盘，而不用牵拉胸椎。已经研究经侧方小切口，通过使用管状牵开器，微创胸膜腔后入路治疗中央型或钙化胸椎间盘突出[9]。

微创方法引起了广泛兴趣。方法可以分为VATS和各种胸显微内镜方法。VATS手术是经胸部使用多种小切口在肋骨间置入手术器械和内镜。然而，VATS也有一些限制，包括进入胸腔相关的风险和较长的学习曲线，这些不足限制了该技术的广泛使用。

1999年，Jho[10]描述了内镜经椎弓根胸椎间盘切除，但是经椎间孔结合切除不同关节面的方法更常见，随着手术器械改进，各种胸椎疾病治疗成为可能[11-12]。

手术指征：（1）胸椎间盘软性突出；（2）轴向疼痛伴或不伴根性疼痛包括肩胛骨间疼痛、胸腰部疼痛、前胸壁放射痛、肋间痛或下背部痛、软性间盘突出导致的轻度脊髓病；（3）保守治疗无效。禁忌证：（1）硬或钙化椎间盘；（2）胸椎后纵韧带骨化；（3）急性或进行性脊髓疾病；（4）严重椎间隙狭窄；（5）硬脊膜受压严重。并发症：（1）神经损伤，如损伤脊髓及其神经根；（2）血管损伤，如损伤下腔静脉或胸主动脉以至于威胁生命；（3）内脏损伤，如损伤肺或纵膈脏器。

3 腰椎内镜技术

3.1 腹腔镜腰椎手术 1980年，当KurtSemm在德国完成第一例腹腔镜阑尾切除后，腹腔镜开始应用于外科。经腹膜后腹腔镜脊柱手术的优势包括解剖结构更清晰，术后疼痛明显减轻，早期出院，减少术后肠梗阻的发生率。1991年，Obenchain[13]报道第一例腹腔镜治疗腰椎间盘突出。1998年，McAfee等[14]证实这项技术可获得较好的疗效。

3.2 内窥镜下间盘切除术 1975年,日本骨科医生Hijikata及同事发明一种经皮手动间盘切除技术（manual percutaneous lumbar discectomy，MPLD）， 大 家 称 之 为“经皮髓核切除术。” 1984年放射学家Onik设计并发明了经皮自动间盘切除术（automatic percutaneous lumbar discectomy，APLD）。MPLD和APLD技术均属于非直视下操作，使用有诸多局限性而影响其广泛使用。

微创技术发展就是旨在减少软组织的剥离，不会导致脊柱不稳，目前最流行的和成功的方式就是微创椎板开窗和内窥镜直视技术相结合，显微镜间盘切除术已经逐步成为标准的手术方法，结果显示明显优于传统开放间盘切除术，住院时间缩短费用降低，术后康复快疼痛轻，很快恢复正常工作。多年以来，内窥镜已经广泛应用于检查和辅助间盘切除术。2017年Yoshimoto等[15]报道112例MED术后患者长期随访结果，其中110例患者随访平均75.1个月（60～111个月）平均手术时间86.7 min，平均出血量35.7 mL，术后第3天平均C反应蛋白0.72 mg/dL，术后第1 d平均肌酸激酶224.6 IU/L，术后第1 d术区根据视觉模拟法平均2.49 ，日本骨科协会腰痛评分改善率68.7%，躯体疼痛和身体功能量表评分由术前23.4提高到术后48.6。术后平均1 d即可下地行走。总之，90.8%(69例)患者对术后疗效满意，复发率10.5%，二次手术率7.9%。结论证实MED技术可以获得长期满意的临床疗效。

早期MED系统内窥镜无法重复使用，成像质量模糊，工作空间有限。二代MED系统称之为METRX®，克服了上述局限性，包括成像质量改善，内窥镜直径减小，不同的管状牵拉器尺寸，牵拉器内的工作空间增加，不仅可应用于腰椎间盘突出，而且可应用于游离型椎间盘摘除[16]。MED光纤释放高能量的光，在工作通道末端前方8 mm处产生超过41 ℃的高温。因此内窥镜末端避免直接接触患者组织或可燃物，导致组织烧伤。最常见并发症风险是硬膜撕裂，出血，神经损伤，周围软组织损伤及感染[17-18]。

意大利一项多中心前瞻性研究随机对照68例患者，或者接受显微内窥镜间盘切除术，或者接受微创腰椎间盘切除术。随访6个月，两组疗效优良率94%，无明显区别[19]。

1990年Barrios及同事进行了一项开放腰间盘切除术和显微镜间盘切除术之间的随机研究，患者平均随访3年。结果显示临床疗效或手术时间无明显区别，失血量和手术瘢痕愈合方面明显存在区别[20]。

2012年Dasenbrock及同事进行了一项微创间盘突出切除术和开放间盘切除术之间比较的Meta分析[21]。患者总共837例分成6组，通过微创间盘切除术和开放间盘切除术之间的前瞻性随机对照进行Meta分析，微创间盘切除术并发症并不高于开放手术，而这些与微创间盘切除术的透视所限和学习曲线漫长有关系。研究者认为微创间盘切除术具有很多前面所述的优点。

3.3 经椎间孔间盘切除术 在经椎间孔间盘切除术（transforaminal endoscopic lumbar discectomy，TELD），椎间盘切除和减压的操作是通过椎间孔，所以我们先要了解椎间孔Kambin三角的边界：底边是有下位腰椎椎体的上缘终板，顶部是横突根部和被椎间关节遮盖的部分硬膜囊，前壁是神经根出口根。

手术指征：（1）直腿抬高试验阳性；（2）放射痛伴或不伴神经功能缺损；（3）腿疼较腰痛更严重；（4）保守治疗8周后无效；（5）影像检查表现与临床表现一致。禁忌证：（1）广泛的迁移椎间盘和椎间盘广泛钙化；（2）L5/S1水平（高髂骨翼患者）；（3）多于1个节段的病变（相对禁忌证）；（4）神经管和椎间孔的狭窄（相对禁忌证）；（5）椎体前移；（6）椎间盘突出复发（再次手术）；（7）神经根解剖异常；（8）马尾综合征。并发症可分为急性并发症，（1）损伤神经和血管结构；（2）腹膜和腹腔脏器穿孔；（3）残留突出碎片；（4）手术节段或左右侧错误；（5）工具损坏；早期并发症：（1）腰大肌血肿；（2）术后血肿形成；（3）脑脊液漏形成，（4）并发感染；远期并发症：（1）间盘突出复发；（2）脊柱不稳定。

在多个中心，微创内镜行椎间盘切除仍是最近十年的趋势。Kamper等[22]在系统综述和Meta分析中报道了相似的结果，在两种方法之间并发症没有明显差别。但是微创较开放手术具有较小的肌肉损伤。

1997年，Yeung设计了杨氏脊柱内镜系统（yeung endoscopy spine system, YESS)，经Richard Wolf手术器械公司生产，FDA认证多通道整合的内镜工作通道，这标志着现代内镜间盘手术时代成熟的开始。Yeung发明侧后方经椎间孔减压是通过纤维环侧面开窗，作为由内而外的方法从椎间盘内部取出退变髓核达到椎管减压的目的[23-24]。Hoogland改进发明了从外向内的TESS技术，采用由外向内的方法从椎管内探查并切除突出的椎间盘，实现神经根及椎间孔减压目的[25-26]。

循证医学的证据更支持微创方法和经椎间孔内镜脊柱手术，特别是在最近10年呈指数增长。经椎间孔入路有一个很陡峭的学习曲线，椎板间入路有一个平缓的曲线，前者相对较难掌握。

4 展望

随着时间的推移，微创脊柱内镜技术逐渐被广大外科医生和患者缓慢熟知和接受。微创脊柱内镜的技术优势如前所述。手术内镜技术在最近五年发展迅速，与3D和手术机器人的结合很可能是下一次重大内镜技术革命。由于脊柱手术需要灵活操作，机械手在这方面具有一定优势。使用手术机械手将减少手术时疲劳产生的生理颤动，减少手部移动。但是由于种种因素，手术机器人目前尚不能专用于脊柱。

由于内镜手术需要借助C型臂透视来定位手术节段，射线暴露剂量证实在安全范围之内[27]，随着未来脊柱微创内镜技术的进步，将有助于减少透视次数，减少医生和患者的放射线暴露。内镜脊柱手术的优势是明确的手术指征、恰当的诊断和较好的练习，内镜脊柱手术可以和开放脊柱手术获得相同的手术效果。微创脊柱外科技术会继续改进，安全有效范围内扩大手术适应证；但是为了确保术后疗效和患者满意度，严格手术指征是至关重要的。

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