退变性腰椎管狭窄症微创化治疗策略研究进展

张磊 方向前

腰椎管狭窄症是指腰椎管、神经根管或椎间孔狭窄导致马尾或神经根受压引起的腰腿痛和间歇性跛行症状。随着我国逐步进入老龄化社会，多节段退变性腰椎管狭窄症患者越来越多，许多经严格保守治疗的老年患者疗效不佳，为改善生活质量，最终仍选择手术治疗。但是部分患者合并诸多内科疾病，不能耐受传统开放手术，而且传统腰椎后路手术会造成椎旁肌的损伤，出现术后持续腰背痛及功能障碍，称之为“融合病”或“腰椎手术失败综合征”。因此微创化、个体化、精准化、多样化治疗成为了脊柱外科医师们不懈努力的方向。近年来，伴随微创理念的不断深入，设备和相应技术的不断提升，微创化治疗的方式、方法有了显著的进展。本文从融合、减压、内固定3方面对退变性腰椎管狭窄症的微创化治疗策略作一综述。

1 融合技术

1.1 传统的融合术 脊柱融合术是脊柱外科中最经典的手术方式，其最关键的原则是植入物能够保证融合节段的稳定并促进骨性愈合。针对不同的腰椎疾患采用不同的融合方式，传统的融合方式包括后外侧融合（posterolateral lumbar fusion，PLF）、后路腰椎椎体间融合（posterior lumbar interbody fusion，PLIF）、前路腰椎椎体间融合（anterior lumbar interbody fusion，ALIF）、360°融合，相关定义见表1。其中PLF是脊柱融合术中最常见的手术方案，其通过对横突间、关节突关节进行植骨完成融合来稳定病变的腰椎节段。PLF广泛应用于腰椎节段不稳及关节突关节源性疼痛，并取得良好的临床效果，具有手术风险小、手术技术要求低、损伤硬膜神经根概率小等优点[1]。但是随着PLF术后残存顽固性腰痛、假关节形成、继发内固定失败、加速相邻节段退变等情况的发生[2]，显然已不能很好解决腰椎的相关疾病和恢复腰椎生理曲度及矢状面平衡[3]。同时传统PLF需广泛剥离椎旁肌至横突，术中损伤椎旁肌，影响了脊柱的动力性稳定结构，同样也会导致腰椎手术失败综合征的发生[4]。Madan等[5]认为PLF并没有完全清除椎间盘组织，而术中残存的髓核组织将成为术后疼痛的原因。Barrick等[6]通过ALIF来解决PLF术后顽固性腰痛，术后疼痛缓解，其原因在于去除了PLF节段水平相应的椎间盘组织。与PLF相比，椎体间融合（包括PLIF和ALIF）可以全部清除椎间盘组织来缓解椎间盘对神经根及马尾神经机械性的压迫和化学性的刺激。此外Mcafee等[7]使用椎间融合器来实现对腰椎滑移的复位，恢复脊柱的正常力线，最后实现椎间骨性融合。通过椎间融合可以恢复腰椎前柱的载荷能力，恢复椎间隙的高度及脊柱矢状面平衡，更符合脊柱生物力学的原理。通常认为椎间融合时融合节段越多，对腰椎正常的活动功能影响越大，邻近节段受到的异常应力负荷越强，邻近节段发生退变的可能性则随之增加。与PLF相比，临床上采用椎间融合技术可以减少融合的节段，极大保留脊柱后方结构，大大降低邻近节段退行性疾病的发生。此外，椎体间隙存在较大的植骨面积和血液供应，融合率将更高。Suk等[8]提出360°融合，即在前路或后路椎间融合的基础上加PLF来提高融合率。但Kim等[9]通过病例对照研究发现，单纯椎间融合与360°融合相比在临床效果和融合率上比较差异均无统计学意义，但有手术时间短、术中出血少、对椎旁组织损伤小等优点。综上所述，通过手术治疗老年退变性腰椎管狭窄症时，在神经根及硬膜囊充分减压及有效撑开椎间隙恢复腰椎正常生理弧度的情况下，进行椎间融合就能达到脊柱骨性融合、重新建立脊柱稳定的目的，因此也就无需再行PLF甚至360°融合。

表1 传统融合术定义

1.2 微创化椎间融合术

1.2.1 传统PLIF的微创化 传统PLIF治疗退变性腰椎管狭窄时对脊柱后方韧带复合体减压破坏较大，对多裂肌的剥离和牵拉范围较大，导致其缺血坏死和失神经支配，最后出现术后腰背部顽固性疼痛的症状。随着相关研究的深入和临床病例的不断积累，范顺武等[10]开始关注到多裂肌因医源性损伤后出现的相关问题，并深刻认识到椎旁肌的重要性，随后逐步采用扩张通道管系统辅助下微创PLIF和双侧棘突旁小切口进行椎间融合等微创椎间融合术式来减少对多裂肌的损伤。同时鉴于传统PLIF存在的问题，脊柱外科医师通过对手术入路进行了微创化改进，出现了经椎间孔腰椎椎体间融合术（transforaminal lumar interbody fusion，TLIF）。TLIF 通过单侧椎间孔实现减压及椎间融合，不破坏减压对侧关节突关节，对侧采用肌间隙入路进行置钉，对椎旁组织剥离牵拉损伤小，具有对椎管内硬膜及神经根干扰小、术中出血少、并发症少等优势[11]。范顺武等[12]采用扩张通道管系统逐级撑开椎间隙，快速有效地建立手术通道来暴露手术视野，减少对脊柱后方椎旁软组织的破坏，使TLIF更加微创化。

1.2.2 斜外侧入路腰椎间融合术（oblique lateral interbody fusion，OLIF） OLIF经腰大肌和腹主动脉（或髂总动脉）之间的间隙进入，暴露椎体及前侧方椎间盘来完成椎间盘摘除和椎间融合[13]。经前侧方入路直接将融合器置入脊柱的前中柱来实现对脊柱最大承重轴的椎间融合，同时具有不破坏脊柱后方结构，减少对硬脊膜和神经根干扰，避免椎板切除术后瘢痕与硬膜的广泛粘连及神经根周围纤维化，避免对腹腔大血管的分离与牵拉，降低对腰大肌和腰丛神经损伤等优点。OLIF经前侧方入路进行髓核摘除，并采用椎间融合器进行椎间隙的撑开，使后纵韧带和黄韧带拉伸开，扩大椎间孔，最终达到间接减压的目的[14]。因此OLIF对神经根的减压主要是间接减压，不能对椎管内严重的骨性狭窄、钙化、黄韧带增生等情况进行直接减压，需严格把握手术适应证。OLIF可恢复椎间隙高度，矫正侧弯、旋转、滑脱等畸形，恢复脊柱的生理曲度，因此有时与后路微创减压联合治疗复杂性的腰椎管狭窄。

1.2.3 脊柱内镜下椎间融合术 随着微创脊柱外科的发展，脊柱内镜广泛用于治疗腰椎间盘突出症及腰椎管狭窄，但是传统椎间融合器体积大，无法进行镜下融合，因而无法实现椎间融合。可膨胀式椎间融合器（B-twin）的研发成功及临床应用改变了腰椎间盘镜（micro endoscopic discectomy，MED）下不能进行椎间融合的难题。B-twin体积小，能通过MED置入椎间隙，配合植入自体骨及异体骨来提高其融合率，并且膨胀后融合器的高度可以达到椎间隙需要恢复的高度要求。Tsantrizos等[15]通过对比研究发现单纯应用椎间融合器即可达到脊柱的稳定性，实现椎间的骨性融合。Park等[16]认为使用椎弓根内固定融合术较其他内固定或不用内固定的椎间融合术更容易出现邻近节段退行性疾病的发生。可膨胀式椎间融合器的椎间稳定机制依赖于Badby提出的“撑开-压缩”稳定效应和自身稳定能力。其“撑开-压缩”稳定效应是指融合器进行膨胀扩张后使椎间隙高度恢复正常，撑开力能够使腰背肌、前后纵韧带、纤维环等结构保持持续张力压缩状态，实现置入后的椎间稳定[17]。自身稳定能力是指B-twin的表面是锯齿状结构，置入椎间隙膨胀后，抗拔出性强，能够防止融合器位移，利于椎间融合[18]。B-twin技术是一种在脊柱内镜下进行的微创椎间融合技术，通过MED将B-twin置入椎间隙，有效恢复腰椎生理性前凸，重建脊柱矢状面平衡，实现椎间骨性融合，达到椎间稳定的目的，无需再进行腰椎椎弓根螺钉内固定。

2 减压技术

2.1“精准式”开窗减压

2.1.1 MED减压技术 1997年Foley和Smith医师研制出了MED手术系统。它的出现代表着全新脊柱微创时代的到来，并推动了脊柱外科技术的进一步发展。MED手术具有皮肤切口小（仅1.8～2.0cm），术中采用扩张管从小到大逐级扩张开椎旁肌，肌纤维的排列顺序不会出现明显的改变，术后肌肉间不会形成明显的瘢痕组织，同时术中无需广泛剥离椎旁肌，保留了椎旁肌的生理功能及脊柱后方结构，术中进行靶点式精准减压，保留大部分关节突关节，保持脊柱的稳定性，无需安装内固定，术中出血少，术后恢复快等优点。MED手术通过脊柱内镜将手术视野放大数十倍，视野更清晰，减少了硬膜囊和神经根损伤的风险，对神经根和硬膜囊进行精准地减压，减压范围包括增生的黄韧带、增生内聚的关节突关节、突出的髓核等组织[19]。随着手术器械的改进与操作技术的不断进步，MED已由最初应用于单纯的椎间盘突出扩展至多节段的腰椎管狭窄。目前张春霖等[20]自主研制双牵开摆动椎间盘操作系统，对传统的MED进行了技术的改进，实现了单切口下对多节段腰椎管狭窄邻近节段的减压操作。叶春平等[21]使用磨钻配合MED对老年性神经根管狭窄进行有效减压，减压定位准确，并且能保留大部分关节突关节，术后能维持良好的脊柱稳定性，术后症状缓解明显，术后恢复快，取得良好的临床效果。

2.1.2 经皮内镜减压术（percutaneous endoscopic decompression，PED） 近年来，椎间孔镜技术作为最新一代的脊柱内镜微创技术广泛应用于临床来解决椎间盘突出的相关问题，因其微小的创伤和即时显著的临床效果得到广大患者的认同。随着镜下磨钻、环锯和咬骨钳等器械的改进，PED得到快速发展。PED是一种全内镜下腰椎管微创减压手术，其通过内镜配合镜下磨钻、环锯等器械对椎管狭窄的部位进行有限精准减压，包括增生的关节突关节、肥厚的黄韧带、突出的髓核及后方的骨赘等，并根据腰椎管狭窄的不同类型来选择不同的手术入路。中央管狭窄选择椎板间入路，侧隐窝狭窄选择椎板间或椎间孔入路，神经根管或出口区狭窄选择椎间孔入路[22]。与传统开放减压手术相比，PED具有手术视野清晰、出血少、有限精准减压、对脊柱稳定性影响小、避免术后瘢痕与硬膜广泛的粘连以及神经根周围的纤维化等优点[23]。Ruetten等[24]采用经椎板间入路对椎间盘突出合并侧隐窝狭窄患者进行减压，其短期临床效果满意，74.5%的患者术后腿痛症状完全缓解，术后并发症及翻修率明显低于显微镜下侧隐窝减压手术组。虽然PED减压技术拥有许多优点，但是目前大多数脊柱外科医师还不太熟悉脊柱内镜技术，学习曲线较为陡峭，毕竟内镜下操作技术的全面掌握是手术顺利进行的保证[25]。此外，目前PED减压技术治疗腰椎管狭窄症的文献报道还不多，长期疗效还有待进一步观察。

2.2 单侧入路双侧减压技术 单侧入路双侧减压技术是治疗老年性腰椎管狭窄症的微创化手术方式。该术式是在单侧减压后再行对侧潜行减压，其最大的优点为保留棘突、棘上和棘间韧带、对侧椎板、关节突关节，术后脊柱稳定性好，创伤小，恢复快。1988年Young等[26]首先提出显微镜下腰椎经单侧椎板间入路对侧潜行减压的手术方式治疗腰椎管狭窄症。2002年Guiot等[27]报道通过MED经单侧椎板间入路进行双侧减压治疗退变性腰椎管狭窄症，取得良好的临床效果。单侧入路双侧减压的优势在于对脊柱后方结构的损伤小，术后对脊柱的稳定性影响小，术后恢复快[28]。众所周知，传统腰椎后路全椎板减压手术需完全切除棘突、棘间和棘上韧带等脊柱后方结构来达到充分减压的目的，但是常常导致腰椎手术失败综合征的发生。生物力学研究证明正常脊柱棘突和棘上韧带可以承载19%的前屈力量。Kato等[29]通过对比研究发现切除棘上和棘突韧带后，脊柱需要依靠周边的肌肉来维持脊柱正常的屈伸活动，长期活动积累导致腰肌劳损，最后遗留腰痛症状。相比传统腰椎后路全椎板减压手术，单侧入路双侧减压术可以极大保留棘上、棘突韧带以及脊柱后方骨性结构，保证了脊柱术后的稳定性，从而达到更加满意的临床效果。腰椎管狭窄症手术治疗的目的在于对狭窄的椎管进行充分减压以缓解相应的临床症状。Yasar等[30]认为应对影像学上提示有严重狭窄的部位进行预防性减压，不应该局限于引起临床症状的狭窄范围。但是Jolles等[31]认为影像学上的狭窄不能成为手术进行减压的指征，而是需要结合临床症状进行精准减压，从而可以避免手术对腰椎过度的破坏，影响脊柱的稳定。因此，通过单侧入路双侧减压技术既可以达到椎管有效的充分减压，实现影像学上狭窄部位的预防性减压，又可以极大地降低手术的创伤，保留更多的骨性组织及脊柱后方韧带复合体，患者术后恢复更快速，临床效果也更加地显著。

3 内固定技术

退变性腰椎管狭窄症手术过程中常常需要对狭窄的范围进行有效的减压，但由于术中切除了椎板、关节突关节，摘除了全部椎间盘并进行椎间融合，破坏了脊柱的稳定性，常常需要进行椎弓根螺钉来重建脊柱的稳定性。传统标准的置入椎弓根螺钉的术式需对椎旁肌进行广泛的分离牵拉，导致对腰椎椎旁肌过度的破坏，而这种损伤又有可能成为患者术后长期残留腰背痛的最大原因，甚至这种疼痛会抵消融合手术本应达到的临床疗效，出现所谓的“融合病”或“腰椎手术失败综合征”。因此对脊柱内固定技术进行了改进，其主要理念在于通过各种微创手术方式最大程度地保护椎旁肌及软组织，避免术中对椎旁肌的损伤以及因手术导致的肌肉萎缩。

3.1 经椎旁肌间隙行双侧椎弓根螺钉内固定术 椎旁肌由多裂肌、最长肌和髂肋肌组成，属于脊柱的背伸肌群。多裂肌作为稳定腰骶区最重要的肌群，起自上位椎体的棘突和椎板，斜行向下止于下位椎体的横突，对脊柱节段间的旋转运动、剪切力起到稳定控制作用[32]。多裂肌由腰神经后支内侧束的内侧支支配，并且属于单节段单一神经唯一支配，无分支间的相互支配[33]。传统后路手术需广泛剥离椎旁肌来暴露手术视野进行彻底减压、来实现椎弓根螺钉置入的内倾角，然而最后却极大地损伤了椎旁肌的血液供应和唯一的支配神经，导致术后多裂肌与椎板形成瘢痕，多裂肌失神经支配后出现肌肉退行性变、纤维化、脂肪沉着等不可逆的变性，严重影响了其正常的生理功能，术后容易出现顽固的腰背痛。Suwa等[34]通过对比各种腰椎手术后认为手术过程中对椎旁肌的创伤是造成肌肉萎缩的重要原因。Hodges等[35]通过对猪进行切断腰神经内侧支的动物实验，发现实验后多裂肌在短期内出现萎缩，可能与多裂肌失神经支配后肌纤维蛋白合成减少、血流量下降有关。通过寻找椎旁肌间自然间隙来暴露手术视野是对椎旁肌最小的损伤。Wiltse于1973年首次提出经多裂肌和最长肌间隙入路进行椎弓根置钉。经肌间隙暴露手术区域，不需剥离多裂肌，保护了多裂肌深面唯一神经支配，避免了失神经支配的肌肉萎缩，保留了多裂肌与棘突的起点，术后肌间不形成瘢痕组织，维持了多裂肌的正常生理功能，降低了术后“融合病”或“腰椎手术失败综合征”的发生。方向前等[36]术中采用微型椎板拉钩牵开椎旁组织，从而暴露椎板及关节突关节，最终可以在直视下参照解剖标志拧入椎弓根钉，避免了对内侧多裂肌的止点剥离导致的完全性损伤，更加全面实现微创化治疗腰椎管狭窄。此外，国内许多学者在MED下进行减压椎体间融合术治疗退变性腰椎管狭窄症的微创手术方案中同样通过减压切口开窗侧经多裂肌与最长肌间隙来实现椎弓根钉的置入[37]。

3.2 经皮穿刺椎弓根螺钉内固定技术 传统手术通过脊柱后路安装椎弓根螺钉需要充分暴露手术区域并根据直视下解剖标志来判定椎弓根螺钉置入点准确的位置和方向，这样需要术中剥离椎旁肌，导致多裂肌损伤、失神经支配、肌肉瘢痕纤维化。近年来，经皮穿刺椎弓根螺钉内固定技术发展较快，其中最具有代表的就是Sextant经皮椎弓根螺钉内固定系统（枢法模公司）和Viper椎弓根螺钉系统（强生公司）。该项技术通过C型臂X线机透视椎弓根中心点，经皮穿刺引入导针，并沿导丝安装椎弓根螺钉，最后使用特殊的连接杆置入装置安装连接杆。手术过程中不需要剥离椎旁肌，对椎旁肌和其支配的神经损伤较小，最大程度地保留脊柱后柱结构，减少手术出血量，真正实现了脊柱微创化置钉。经皮微创椎弓根螺钉内固定技术目前已逐步应用于治疗腰椎退行性疾病，同时配合精准式减压术，大大减少了对软组织的损伤[38]，实现老年性腰椎管狭窄治疗的快速康复。

3.3 数字化导航模块辅助腰椎椎弓根螺钉内固定技术 目前腰椎椎弓根螺钉置钉最常用的方法就是解剖标志法，根据术中解剖标志点和术前影像资料来明确进针点和进针角度，其主要依靠术者经验来判断。如果螺钉位置不当和反复调整置入的椎弓根螺钉，不仅增加神经损伤的概率，而且再次置入的螺钉固定强度要明显弱于首次正确置入的固定强度[39]。近年来，各种数字化导航模块（3D打印技术）在腰椎椎弓根螺钉内固定中开始逐步应用，该项技术在计算机辅助下进行虚拟测量椎弓根最狭窄处的宽度和高度，模拟钉道的长度、置钉的方向，以便选择合适规格的椎弓根螺钉，然后通过3D打印出个体化腰椎导航模块进行现场模拟置钉，置入椎弓根螺钉后可观察椎弓根螺钉的进针点、进针方向和螺钉在椎弓根内的位置等。采用计算机辅助导航法直视下判断椎弓根螺钉置入点和方向，其椎弓根皮质穿破率在5%以下，大大提高了椎弓根置钉的准确性和安全性[40]。国内学者采用逆向工程原理和快速成型技术设计出个体化腰椎椎弓根螺钉导航模板，并应用该导航模板实现螺钉的准确置入[41]。由于个体化计算机腰椎模板设计的专业要求较高以及3D打印设备费用成本较昂贵，限制了该项技术的全面推广普及。但是随着科技发展和需求的增加，未来数字化腰椎椎弓根导航模板技术将会广泛应用于临床中。

综上所述，目前治疗老年退变性腰椎管狭窄症的微创手术技术得到快速的发展，其微创的理念在于以最小的创伤获取最大的手术效果，但并不只是过分的追求最小的切口，却忽略术后疗效的要求，需结合患者的症状体征及影像学来综合决定减压、融合、内固定的方式。由于微创手术暴露的范围较局限，操作较为困难，容易出现神经根损伤、脑脊液漏等相关手术并发症，这就要求脊柱外科医师对脊柱微创解剖结构的全面了解，技术操作的长时间学习积累，手术适应证的严格把握。脊柱外科医师只有真正地认识微创理念的本质，才能实现临床意义上真正的微创。

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