经皮椎间孔镜手术辅助定位技术的临床研究进展▲

谢兆林综述 谭海涛*， 张其标审校

(1 广西贵港市人民医院骨科，贵港市 537100；2 广西数字医学与3D打印临床医学研究中心，贵港市 537100)

【提要】 穿刺定位技术是经皮椎间孔镜椎间盘切除术成败的关键。随着数字医学与微创技术的进步，由原始的二维X线透视下徒手穿刺，到新型定位(导向)器械，再到超声引导、三维影像系统以及术中计算机导航,使得定位穿刺更加精准、高效，同时也减少了辐射暴露。本文就临床上各种定位技术的特点和疗效进行阐述，以期为该技术的定位穿刺提供一定的参考。

目前，经皮椎间孔镜椎间盘切除术(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy，PTED)是脊柱微创医疗技术的典型代表，广泛地应用于腰椎间盘突出组织的切除、神经根松解，具有微创、出血量少、住院时间短、术后恢复快等优势[1-2]。实践证明，安全、精准及快速地定位穿刺是该手术成功的关键。传统的定位穿刺过程主要依靠C型臂的反复透视，要求术者具备较强的空间想象和临床操作水平，需多次调整穿刺，从而造成学习曲线陡峭[3-4]、辐射量大和术中并发症发生率高等问题。当前，国内外学者针对以上挑战进行了不断的探索，创新了各式各样的PTED定位穿刺方法，使得该技术更加精准、高效，同时减少了辐射暴露。现就临床上各种定位技术的特点和疗效进行综述，以期为该技术的定位穿刺提供一定的参考。

1 YESS、TESSYS及BEIS技术简介

基于“inside-out”理念，Yeung等[5]发明了杨氏内窥镜脊柱系统(Yeung endoscopic spine system,YESS)，通过“Kambin 安全三角”进入到目标椎间盘，再由内向外逐步地摘除目标椎间盘突出、变性的髓核组织，技术操作简易，但其适应证不广，对于脱出或游离的髓核组织难以摘除。2006年，Hoogland等[6]基于“outside-in”理念，报道了经椎间孔内窥镜脊柱系统(transforaminal endoscopic spine system，TESSYS)技术，将手术工作导管经扩大后的椎间孔直接置入椎管内，内窥镜直视下，经硬脊膜前间隙由外向内切除病变的髓核组织，并对神经根进行松解、减压，弥补了YESS技术的不足。在此基础上，白一冰等[7]提出了白氏椎间孔镜技术(broad easy immediate surgery，BEIS)，改进了原有的TESSYS手术入路，即将原有单纯针对造成压迫的突出或增生结构而行的摘除手术进行了改良，将该技术操作规范化、标准化、流程化。

2 定位装置辅助定位穿刺技术

2.1 新型三维穿刺定位器 目前，为了提高椎间孔镜定位穿刺精准度，减少透视和穿刺次数，相关的定位(导向)装置层出不穷，效果肯定。陈铭吉等[8]设计出新型椎间孔镜三维穿刺定位器，用于10具尸体的基础研究。该定位器由1个竖梁、1个横梁和2个水平梁构成。首先，利用定位器通过X线正、侧位片分别确定穿刺靶点在背面、侧面的垂直投影(A、B)，然后将定位器固定于水平手术台，使竖梁和横梁上的2个探针分别与A、B重合并固定，故穿刺目标点与竖梁、横梁构成一个固定不变的矩形，再根据穿刺节段解剖结构来调整水平梁和穿刺套管，使2个套管与矩形直角在同一条直线上，然后固定水平梁和套管，之后再将定位器固定于水平手术台，使竖梁、横梁上的2个探针分别与A、 B重合，最后将克氏针直接从2个套管路径进去即可达到穿刺靶点。该研究发现，此定位器可有效提高定位穿刺时的准确性，减少透视次数，但目前仍需临床验证。

2.2 同心球穿刺定位器 目前,有学者研发了更加精准的定位器,以提高穿刺定位的精准度和效率。如范国鑫等[9]阐述新型经皮椎间孔镜技术穿刺路径辅助定位器的设计并用于临床，其原理在于利用穿刺目标点始终落在直角圆弧圆心的特点而实现导向穿刺。该研究表明，其对椎间孔镜手术穿刺能有效提高椎间孔镜穿刺的准确性，降低透视次数，有效缩短手术时间，而后续的改进研究中该类型定位器亦可明显减少患者受辐射的剂量[10]。Fan等[11]利用HELLO定位器穿刺靶点始终落在直角圆弧圆心的原理来达到术中的精准导航，该定位器可极大提升穿刺精准度，减少辐射暴露。而李明等[12]根据“直角三角形”原理设计出的穿刺导向器，辅助完成手术33例，术中经皮椎间孔镜穿刺较传统组穿刺次数、穿刺完成前透视次数、定位穿刺时间明显减少，从而提高了经皮椎间孔镜穿刺操作的准确性。

2.3 个体化快速成型导板 结合我们的实践和相关研究，利用3D打印技术用于椎间孔镜手术的术前模拟，可缩短手术时间、减少术中出血量，且临床效果肯定[13]。杨军等[14]根据患者术前 CT 扫描数据，在 Mimics 软件中建模、模拟并测量工作通道的方向、位置、角度及旁开距离，再通过3D打印出定位导向器，用于22例椎间盘突出患者。结果发现该个体化导向器可提高术中穿刺准确度，有效减少透视次数和穿刺次数，具备一定的临床应用可行性。张愈峰[15]采用 3D 打印导板辅助椎间孔镜下腰椎髓核摘除术，与传统方式相比，可减少穿刺次数、X线透视次数、手术时间和降低术后并发症发生率。

3 术中影像系统导航辅助定位技术

3.1 超声容积导航系统 早前，通过回顾Galiano等[16]及Gofeld等[17]的研究，利用超声容积导航技术引导腰椎经皮后外侧入路内镜下椎间孔穿刺具有一定的可行性，而刘彦斌等[18]的尸体研究也证实了这一点。其原理为将术中实时超声数据与患者术前腰椎CT数据进行图像融合，利用两者的融合图像及电磁场跟踪来精准指示椎间孔镜的定位穿刺靶点。Jung等[19]将患者术前的CT扫描原始数据以“DICOM”格式导入容积导航系统中，再将 CT与术中实时超声数据进行图像融合，在融合图像中能更快速、精准地定位病变部位。付强等[20]将超声容积导航技术用于29例行腰椎经皮后外侧入路内镜下手术治疗的腰椎间盘突出症患者，结果提示该技术能准确引导定位穿刺，明显减少穿刺时间及X线的辐射量。许波[21]及彭运飞等[22]的研究亦得出类似的结论。虽然报道的效果良好，但考虑到需要较高的设备成本和融合技术要求，未来能否广泛运用，仍值得长期观察。

3.2 O型臂系统 O型臂系统在脊柱外科手术中的应用渐渐广泛[23-25]。Wei等[26]首次报道了O型臂在经皮内镜腰椎间盘摘除术(percutaneous endoscopic lumbar discectomy, PELD)中的应用。利用该系统引导定位穿刺时,在正位片和侧位片透视下调整进针位置，穿刺成功后再置入工作套管，再经O型臂扫描以确认工作套管位置是否达到正确要求。与C型臂相比，O型臂为PELD提供了术中详细的、多平面而高质量的成像，使外科医生能够确定手术解剖结构，确定最佳的工作轨迹，从而提高手术的准确性。Ao等[27]的研究结论表明，采用O型臂导航辅助PELD治疗腰椎间盘突出症的髓核组织切除具有较好的安全性，同时更加准确、有效，而且延缓了PELD的学习曲线，降低了手术难度和辐射暴露；但其也有一定的缺陷，如对人体软组织显影效果不满意，无法通过类似MRI的影像学表现评判髓核组织切除的手术效果，并且有可能增加手术费用等。

3.3 术中实时MRI系统 单纯X线透视引导下的经皮椎间孔镜椎间盘病变髓核摘除术定位穿刺有一定困难，通道位置建立不佳可能会影响手术效果或需再次手术。术中实时MRI早在脊柱手术中有广泛应用[28-29]。Choi等[30]前瞻性研究了X线联合MRI用于 PELD，步骤如下：先在腰背部皮肤上放置体表标记物，术前先采集MRI图像并确认椎间盘突出的范围、位置及分型，初步确定穿刺靶点，后在横断面上找到合适的标记点作为穿刺点，保持体位，将手术台移动至C型臂X线机下，透视引导置管，采集 MRI图像确认手术效果，再决定是否继续手术。该实时MRI系统不仅可以获得患者在手术体位下术前的MRI图像，为辅助手术找到一个精准的皮肤穿刺点，术中还能实时获取患者的MRI 图像，从而及时确认手术效果，弥补了O型臂系统的不足，也提高了PELD的成功率，尤其是对于高度迁移或分离的椎间盘。但其在成本效益方面的优势和可行性仍需临床验证。

3.4 计算机导航定位系统 实践表明，计算机导航在脊柱精准置钉中具有明显优势。鉴于此，谭海涛等[31]利用该特点，研发了与计算机导航结合的导杆。该导杆管道分为两部分，其尖端小，用于穿刺，近端为柄部分，连接于导航接收器后进行注册。在计算机导航引导下，应用实时术中导航导杆进行穿刺，进而精准完成通道建立，解决椎间孔镜技术的瓶颈问题，提高穿刺成功率，减少反复穿刺和X线透视次数，值得临床推广应用。

4 其他辅助定位穿刺技术

4.1 靶向穿刺技术 这是根据椎间孔镜的靶向定位技术结合区域定位法[32]提出的理论技术，以突出的髓核组织为穿刺靶点，根据靶点位置与患者体型等因素，个体化选取皮肤穿刺点和角度。李长青等[33]则结合了YESS与TESSYS穿刺技术的特点，在总结临床经验的基础上提出了靶向定位穿刺法。其特点在于术前根据患者的影像资料判断椎间盘突出位置和方向，确定患者的穿刺靶点，该方法兼顾了椎管和椎间盘内退行性变和突出的髓核组织，可有效减少术后复发的可能性。

4.2 极外侧穿刺定位技术 传统的后外侧入路难以在直视下观察到突出于椎管中央的椎间盘变性的髓核组织。为了解决该瓶颈问题，Ruetten等[34]提出了极外侧穿刺技术，减小了穿刺路径与水平面间的夹角，能够对椎管腹侧的椎间盘组织进行直视。术中患者采取俯卧位，透视下侧位片提示穿刺靶点在下位椎体的上关节突前的下缘，其体表投影点为穿刺点。该技术涵盖YESS技术的所有适应证，同时还适用于中央型椎间盘突出症的治疗。缺点是增加了腹腔脏器损伤的风险，且不适用于 L5/S1椎间盘突出者。

5 展 望

针对椎间孔镜定位穿刺技术中学习曲线陡峭、需反复透视，以及术中并发症发生率高等问题，许多研究者研发了各种各样的新技术，由原始的二维X线透视下徒手穿刺，到新型定位(导向)器械，再到超声引导、三维影像系统以及术中计算机导航，均能在一定程度上减少尝试定位穿刺和透视的次数[35]，进一步提升穿刺精准度，减缓PTED定位穿刺的学习曲线[27,36-37]，同时减少术中相关并发症，这为PTED的广泛运用提供了参考。虽然各项新技术、新理念日新月异，但目前的新的穿刺定位辅助技术尚未形成共识，其是否能在考虑成本效益的情况下成熟运用于临床实践，仍需经过长期的深入研究和临床验证。