导航辅助脊柱内镜经椎间孔入路穿刺和椎间孔成形的临床研究

王少纯，陈波涛

(1.河南省洛阳正骨医院，河南省骨科医院脊柱外科，河南 洛阳 471002；2.成都中医药大学附属医院骨科，四川 成都 610075)

经椎间孔入路内窥镜脊柱系统(transforaminal endoscopic spine system，TESSYS)是目前脊柱微创手术的一种热门技术。2002年Hoogland等[1]研制了TESSYS，采取骨钻或环锯去除部分关节突阻挡，为内镜获得了更大的操作空间，扩大了椎间孔入路内镜下摘除腰椎间盘的适应范围，提高了临床疗效和安全。此技术的实施需要C型臂X线机透视辅助进行徒手操作。由于椎间孔穿刺的安全空间狭小、解剖结构遮挡，初学者三维立体感差，手术经验不足，因而徒手穿刺及椎间孔成形难度较高。术中需反复透视，手术时间长，成形效果差，关节突破坏严重，甚至出现神经根或硬膜囊损伤，增加患者痛苦和医疗风险。据报道，椎间孔镜术后平均并发症发生率4.89%～17.00%[2-3]。另一方面，反复调整透视会增加患者及术者辐射暴露量，文献表明[4-5]不同剂量辐射暴露均可诱发肿瘤、白内障、心血管疾病等疾病，存在很强的相关性，将严重威胁患者及医护人员健康。有报道[6]通过导航或辅助穿刺设备，能提高穿刺成功率、有利于精准的椎间孔成形、减少辐射暴露、缩短手术时间。本研究采取前瞻性队列研究，观察电磁导航辅助经椎间孔入路进行穿刺及椎间孔成形术与标准TESSYS技术的差异，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取河南洛阳正骨医院脊柱外科2018年4月至2019年4月诊断为腰椎间盘突出症伴侧隐窝狭窄的患者60例，按随机数字表法分为两组，观察组30例在电磁导航辅助下采用TESSYS技术行穿刺和椎间孔成形，对照组30例采用标准TESSYS技术行穿刺及椎间孔成形。所有患者术前均行腰椎正侧位及过伸过屈位X线片，CT和MRI评估腰椎，排除肿瘤、感染、滑脱、腰椎不稳、高髂嵴阻挡等情况。两组患者性别、年龄、身体质量指数(body mass index，BMI)、术前VAS评分、病变节段差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性(见表1)。

两组手术仪器均采用Joimax TESSYS I see椎间孔镜工作系统和SEESSYS电磁导航，手术由两位经过系统内镜培训、中级职称资格的相同年资医师完成。本研究经医院伦理学委员会批准，受试对象或其亲属知情同意并签署同意书。

表1 两组患者一般资料比较

1.2 纳入及排除标准 纳入标准：(1)有神经根症状的单节段腰椎间盘突出症，症状和影像学定位一致，影像学有相应的椎管狭窄；(2)非手术规范治疗>2个月无效或症状改善不明显；(3)采取电磁导航辅助或无导航辅助的椎间孔镜下关节突成形、髓核摘除术；(4)采用视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、改良MacNab评定疗效；(5)病例资料完整，且术后6个月获得随访者。排除标准：(1)年龄<18岁或>65岁；(2)存在多节段椎间盘突出或不稳，如腰椎滑脱；(3)巨大的腰椎间盘突出或腰椎间盘突出症术后复发；(4)术中更改手术方式者。

1.3 方法

1.3.1 标准穿刺及椎间孔成形方法 患者俯卧可透视手术床，俯卧位垫支撑保持腹部悬空，降低腹压减少出血。记号笔标记后正中棘突连线、术侧髂嵴、标定椎间隙水平线。以术前CT或MRI测量的旁开距离(一般10～12 cm)结合标准定位方法确定穿刺点。常规消毒铺巾，穿刺点及穿刺路径均采用1%利多卡因注射液全层浸润麻醉，X线机正侧位透视辅助下进行穿刺，透视正位上穿刺针尖位于上关节突中部，侧位上在关节突腹侧下缘，并根据术前判断的椎间盘突出位置略有调整。经穿刺针置入导丝后拔出穿刺针，作长约8 mm皮肤切口、切开深筋膜，沿导丝扩张导管逐级扩张后置入导棒。导棒紧贴上关节突前下缘，X线透视下导棒头端位于棘突中线上，侧位导棒头端位于下位椎体后上缘。沿导棒置入逐渐环锯，去除上关节突外侧缘部分骨质，置入内镜，清理上关节突附近软组织。完成椎间孔成形后，将成形套管替换为内径6.5 mm操作通道，在镜下完成黄韧带的切除，神经根周围减压和突出、脱出或游离髓核组织的摘除。减压完成后通过射频刀头行纤维环成形和止血，观察硬膜搏动良好、神经根松解，退出椎间孔镜和工作套管，缝合切口。

1.3.2 电磁导航辅助穿刺及椎间孔成形 电磁导航辅助组患者俯卧于手术床之后，将导航传感架固定在患者臀部尾侧方向的手术床边，调整合适位置使其不妨碍手术操作(见图1a)。常规消毒铺巾后，一般在L3棘突上局部麻醉后将定位器固定针固定于棘突上(见图1b)，在定位器上拧入脊柱定位器(见图1c)，在定位器上方、腰的两侧放置映射环(见图1d)。正侧位X线透视，将数据传输至导航主机，选择C型臂，确认C型臂与患者的位置关系，选定手术节段及上下相邻节段的X线影像，与术前CT影像(层厚<1 mm)自动融合，设定穿刺靶点，注册成功后，撤去映射环，连接传感器和校准器，校准穿刺针(见图1e)。2D导航引导下向预设定的穿刺靶点方向进行穿刺(见图2a)，穿刺成功后可再次透视验证。经穿刺针置入导丝后拔出穿刺针，作长约8 mm皮肤切口、切开深筋膜，首先校准导杆，2D导航引导下置入导杆设置椎弓根内侧缘警戒线，逐级扩张后，置入偏心调节器，校准半齿状舌型工作通道并置入通道，校准环锯并置入通道中，放入内镜，即可进行关节突成形(见图2b)，安全范围以绿色显示(见图2c)，当环锯到达警戒线时以黄色图像提示，危险区域则以红色警示(见图2c)。完成椎间孔成形后，校准内窥镜会实时显示操作的安全区域，之后则继续在镜下完成黄韧带的切除，神经根周围减压和突出、脱出或游离髓核组织的摘除。减压完成后通过射频刀头行纤维环成形和止血，观察硬膜搏动良好、神经根松解，退出椎间孔镜和工作套管，缝合切口。

1.4 观察指标 记录两组患者手术中透视次数、穿刺定位时间、关节突成形时间、手术时间(从穿刺定位开始到切口缝合完毕)、与穿刺和椎间孔成形的相关并发症，采取改良MacNab评分标准评定疗效。

a 固定于手术区域尾部的传感架 b 固定手术节段上位棘突的定位器固定针 c 固定于棘突固定针上的定位器

d 放置在手术区域的映射环 e 校正注册脊柱内镜的各手术器械

图1 导航安装及注册过程大体照

a 导航引导穿刺针靶向穿刺

b 环锯到达椎间孔成形的上位关节突处

c 关节镜下显示的关节突成形和导航监测的环锯深度

2 结 果

所有患者手术均顺利完成，观察组透视次数、手术时长、定位穿刺时间、关节突成形时间均低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。根据改良MacNab评分标准，观察组优良率93.3%(28/30)，对照组优良率86.7%(26/30)，两组比较差异无统计学意义(P>0.05，见表2)。两组均无严重并发症如神经根损伤、血肿、血管损伤和感染等发生。对照组有3例由于穿刺定位不佳，术中椎间孔成形困难并反复调整，其中1例成形部位靠近椎弓根，深达椎体后缘；两组各有2例在穿刺定位时出现一过性神经根疼痛，调整穿刺方向后神经根疼痛消失。术中并发症发生率观察组为6.7%(2/30)，对照组为16.7%(5/30)，Fisher精确检验差异无统计学意义(P=0.424)。

表2 两组患者观察指标结果比较

3 讨 论

定位穿刺和椎间孔成形是TESSYS技术的核心内容，精准的穿刺和椎间孔成形直接决定了通道位置和后续减压的可操作性，是手术成功的关键环节[1，7]。因此，准确的穿刺和椎间孔成形，可以减少神经损伤、硬膜囊破裂，减少并发症发生率,有利于提高临床疗效[8-10]。

为了建立良好的工作通道，提高手术精准，计算机导航技术被应用于脊柱外科手术中。计算机导航按器械的空间位置的信号可分为光学(红外线)、磁(电磁场)和声学(超声)信号，相应导航分别称为光电、电磁和声电导航系统。文献报道不同的导航辅助可以提高手术精准度，脊柱外科应用最多是辅助椎弓根螺钉的植入，极大提升螺钉植入的准确性及安全性[11]。而导航辅助脊柱内镜手术的报道尚不多，但也展现出明显的优势：如国内学者黄圣斌[12]设计了导航导杆引导穿刺建立椎间孔镜工作套管，叶正旭等[13]自行研制激光导航器结合术前三维影像测量辅助穿刺，彭运飞[14]将不同的影像学资料导入超声系统引导超声容积导航进行穿刺，均报道获得了良好的临床效果，提高了穿刺准确性，减少穿刺时间，降低了术中放射暴露剂量。不同的导航具有不同的优缺点[15]：光电导航精确度最高，但信号可能受到手术器械及术者的遮挡，且价格昂贵；超声导航虽然具有无创、无辐射及实时跟踪的优势，目前却未在临床广泛推广；电磁导航不受视野、视线限制，尤其适合微创脊柱外科手术，而容易受到环境铁磁效应影响的缺点也在逐渐解决。

文献报道[4-5，16-17]反复调整透视会增加辐射暴露量，从而威胁医患的健康。本组研究结果表明，使用电磁导航辅助的观察组术中透视的平均次数明显较对照组少，差异具有统计学意义(P<0.05)，透视次数减少表明术中辐射暴露水平的降低，对患者及医护人员的健康保护具有积极意义；另一方面，导航辅助能够缩短定位穿刺和关节突成形的时间，差异有统计学意义(P<0.05)，因此手术总时间有所缩短，避免患者因长时间俯卧产生不适而影响手术操作。其次，从本组研究并发症发生、定位穿刺和关节突成形时间对比也可推测，精准的穿刺定位有利于准确地寻找到上关节突，从而有效地进行关节突成形，避免过多的关节突切除，甚至因经验不足错误地在椎弓根基底部成形；通过导航监测关节突成形时环锯的深度，尚未建立手感的年轻医师也可以避免操作失误损伤硬膜甚至神经根。两组术中并发症发生率差异无统计学意义可能与样本量有关(P>0.05)，但对照组发生率高达16.7%，处于文献报道的高发生率水平，观察组为6.7%，这一结果仍可能提示，术中并发症发生率的高低不仅与操作术者的经验有关，也与是否使用导航辅助有关。因此，对于经验尚不丰富的青年医师，在导航辅助下进行椎间孔穿刺定位和椎间孔成形，更能提高其操作的信心和避免医源性失误。

电磁导航辅助下定位穿刺及椎间孔成形操作，体会如下：(1)医师及相关技术人员应经过培训并熟悉导航的操作流程，减少建立导航的操作时间。从本组研究可以看出，导航准备时间在(19.23±3.78)min，定位穿刺时间(19.06±4.38)min，因而影响了整体操作的效率，在后期熟悉导航后这一过程应该会得到改善；(2)传感架和定位器固定针一定要牢固固定，尤其是固定针要安全稳定的固定在邻近手术节段棘突上，从而避免影像漂移而出现严重误差；(3)尽管术中可以实时监视穿刺针、环锯的方向和穿刺深度，但从并发症的发生情况分析，导航虽然可以降低青年医师的学习曲线，但学习曲线依然存在，不可盲目依赖导航，必须提高自身经验，提升技术水平。

总之，本研究结果显示，使用电磁导航辅助可以提高穿刺成功率，缩短穿刺定位和椎间孔成形时间，减少患者及术者的辐射暴露量，保障安全，提高临床疗效。但电磁导航费用仍较高，给推广应用带来阻碍。其次，应进一步减少影像漂移，消除导航误差，更要优化操作流程，提高临床效率。由于本研究样本有限，可能产生误差，研究中得出的结论仍需要进一步验证。