经皮脊柱内镜腰椎微创融合术的临床研究进展

韩振川，任博文，刘庆祖，刘建恒，毛克亚，杨贺军

1 解放军总医院第四医学中心 骨科医学部，北京 100853；2 河南省直第三人民医院 脊柱外科，河南郑州 450005

近年来，随着内镜技术及微创器械的飞速发展，经皮脊柱内镜技术得到了广泛的临床应用。从最初单纯用于治疗腰椎间盘突出症髓核摘除[1-2]，到现阶段经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合技术的初步应用，已获得一系列临床经验及研究报告[3-11]。经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术(percutaneous endoscopic lumbar interbody fusion，PE-LIF) 正 逐渐成熟为一种组织损伤小、并发症发生率低、住院时间短、恢复速度快的微创新技术，引领微创脊柱外科的发展方向[12]。经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术常见适应证包括腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症、椎间盘源性腰痛、腰椎终板炎、腰椎不稳、退行性或峡部裂型腰椎滑脱(≤Ⅱ度)、腰椎术后不稳、背部手术失败综合征等[4-6,8,13-14]。禁忌证包括极度狭窄的Kambin’s 三角、重度腰椎滑脱(≥Ⅲ度)、严重的中央管狭窄，任何可能降低置入物安全性和有效性的情况，如重度骨质疏松、椎体骨折、感染或先天性畸形等[6]。本文围绕经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术使用的内镜系统、手术入路、操作规程及融合器等进行文献综述，为临床医师提供参考。

1 内镜系统

根据所用内镜系统的不同分为同轴内镜系统及双通道内镜系统。同轴内镜系统目前在临床上使用最广泛，其特点是内镜系统设计集成了光学照明、成像及操作通道于一体，利用经皮穿刺技术完成内镜系统的置入，在水介质环境中单通道完成神经减压、椎间隙处理、植骨及融合器置入等一系列操作[15-16]。双通道内镜系统的特征是光学照明成像系统与操作通道独立分开[12,17]，一般使用0°或30°关节镜作为光学照明成像工具，基本原理类似于关节镜手术，需要在椎体同侧经皮穿刺建立独立内镜通道和器械操作通道，内镜通道主要提供术野的持续冲洗和观察，器械通道用于进出器械操作。此系统优势在于器械通道可以进出常规脊柱外科器械、融合器的置入可在内镜监视下完成、学习曲线平缓等[18]。

2 经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术的手术入路及操作规程

根据手术路径的不同，经皮内镜辅助下腰椎融合术手术路径可分为经椎间孔入路和经椎板间隙入路。经椎间孔入路技术最早于1999 年由Yeung[19]提出，随后HoogLand 等[20]于2002 年在此基础上予以改进。经椎间孔入路定位点通常位于棘突正中线旁开5～13 cm，穿刺的目标点是上关节突，减压范围可以涵盖椎间孔外、椎间孔、椎管内及侧隐窝等部位[3,21-24]。经椎板间隙入路于2005 年被Ruetten 等[25]最先报道，相对于椎间孔入路减压更直接，即通过腰椎后路椎板间隙选好穿刺点，突破黄韧带直达椎管，主要适用于中央椎管严重狭窄症的病例，实现神经背侧充分减压[5-6]。

2.1 同轴内镜辅助下腰椎融合术 由于该技术目前尚未标准化，不同术者对该技术理解不同，存在手术入路及操作流程的差异。手术步骤大致为：患者麻醉后(文献报道大部分病例采用全身麻醉，少数病例报道采用局部麻醉[26-29])，取俯卧位，X 线透视下体表定位目标椎间隙及上下椎弓根在体表投影。穿刺点通常位于棘突正中线旁开5～13 cm，进针的目标点是上关节突或关节突表面，在侧位透视下确认穿刺位置良好后，将逐级扩张管置入扩张软组织通道，然后放置内镜工作套管和脊柱内镜。在内镜监视下使用环锯或者磨钻切除该侧部分或全部关节突关节，充分显露黄韧带起止点，切除黄韧带充分显露硬膜囊和神经根。这一步操作对实现神经减压和下一步椎间隙处理至关重要。在广泛关节突切除后，更换大直径保护套管进行椎间盘的切除和终板的处理。经工作通道插入铰刀绞除椎间盘组织，用刮匙刮除上下终板软骨面，镜下髓核钳取出刮除的软骨终板及部分髓核组织，观察骨性终板处理是否符合植骨条件。待椎间隙处理完毕后，向椎间隙内填充植骨材料，然后再将融合器置入椎间隙内。最后经皮置入椎弓根螺钉完成固定。

2.2 双通道内镜辅助下腰椎融合术 原理类似于使用通道扩张器的微创经椎间孔腰椎椎体间融合术（MIS-TLIF）。手术可以采用全身麻醉或硬膜外麻醉进行[30]。所有的神经减压、椎间隙处理及融合器置入等操作均是在内镜监视下完成。患者俯卧位，透视下定位，在同侧上下椎弓根上做两个皮肤切口，例如左侧手术入路中，上切口作为内镜通道入口，下切口作为工作通道入口。体表做1 cm 切口，深度达筋膜层，插入软组织扩张器扩张软组织通道，然后在工作通道中插入软组织剥脱器剥离椎板骨面软组织。内镜与工作通道的交汇处位于上位椎板的下缘。减压范围：同侧上位椎板下缘及下位椎板上缘部分切除，下关节切除，上关节突部分切除，显露至黄韧带近端和远端，切除同侧黄韧带；同侧充分减压后，再经棘突根部至对侧椎板下去除对侧黄韧带，切除对侧部分小关节，完成对侧神经根显露减压。术中收集减压碎骨屑作为植骨材料。使用等离子刀头及射频电极交替进行术中软组织清理和止血。完成神经减压后，内镜监视下使用髓核钳和铰刀处理椎间隙，使用终板刮刀处理终板软骨面，提供植骨床。随后将自体骨屑经植骨漏斗器械置入椎间隙内并夯实，内镜监视下打入椎间融合器。最后经皮置入椎弓根螺钉完成固定。

3 融合器的选择

目前，关于融合器在经皮内镜辅助下腰椎融合术中的应用，仅有少数报道不使用椎体间融合器，行单纯椎体间植骨[12,31]，绝大多数文献报道使用不同类型椎间融合器，根据融合器材质不同可分为金属可撑开融合器[3,9,14,21]、PEEK 融合器[5-6,22,28]及生物型可吸收融合器[32]等。

3.1 PEEK 椎间融合器 目前在脊柱融合术中，最常用聚醚醚酮(poly ether ether ketone，PEEK)材质的椎间融合器。PEEK 材料由于弹性模量接近人骨，生物相容性稳定，可以透过X 线，在椎间隙起到牢固的支撑作用，而且在术中、术后可观察融合器的位置且不影响影像学上椎间融合的判断[33-34]。此类融合器一般尺寸固定，较小的融合器虽能顺利通过工作通道，但是椎间隙高度难以恢复到理想效果，不能提供足够的椎间支撑作用。大尺寸的融合器置入则需要更换较大直径的工作通道，增加了椎板和关节突骨质的去除量，神经根及硬膜囊受损的风险也相应会增加[35]。也有文献报道，PEEK 材料本身生物活性较低，不利于细胞的黏附，骨组织与PEEK 融合器之间无法实现骨性连接，存在融合器移位、下沉或假性关节形成风险，特别是对于严重骨质疏松症患者[36]。针对以上不足，国内外已有公司在传统PEEK 融合器的设计理念上，设计制作出新型PEEK 融合器，融合器宽度多为9 mm，更加考虑融合器的通过性和减少对神经组织的骚扰。相关产品如上海三友公司“Halis”腰椎融合器、Amendia 公司“Zeus-O”腰椎融合器、Spineology 公司“Rampart-O”腰椎融合器及Globus 公司“Caliber”可撑开腰椎融合器等，都是专为脊柱微创融合手术设计的新型PEEK 融合器。

3.2 金属可撑开椎间融合器 为了满足微创手术的需要，降低融合器相关并发症，金属可撑开椎间融合器成为近年来脊柱内镜下融合器研发的热点方向。金属可撑开椎间融合器具有“小尺寸置入、大尺寸撑开”的优势，既提高了融合器置入过程中的安全性，金属材质又能提供坚强的椎间支撑效果[3,21]。金属可撑开椎间融合器置入时体积较小，呈收缩状态，置入椎间隙后撑开体积增大，可很好恢复椎间隙的高度，重建椎间隙即刻稳定性。最早临床应用的金属可撑开椎间融合器是以色列Disc-O-Tech 公司设计研发的B-Twin 钛合金可膨胀椎间融合器[37]。该融合器未膨胀时的直径为5 mm，完全膨胀后能够实现3 倍(15 mm)的径向扩张[38]。B-Twin 可膨胀椎间融合器与终板是多点接触支撑，这使得接触点应力过于集中。随访发现融合器容易下沉，椎间隙高度无法维持。同时，该产品不具备骨诱导作用，融合器内部无法植骨，长期随访椎间融合率存在争议[39]。但是B-Twin 可膨胀椎间融合器设计思路值得后续产品参考借鉴。其他金属可撑开椎间融合器的产品：Globus 公司“Rise”融合器是一种全钛金属可撑开腰椎融合器，未撑开时最小高度8 mm，连续撑开后最多可获得7 mm 的高度提升；Stryker 公司“Mojave PL 3D”融合器通过融合器前后部撑开高度不同，在恢复椎间隙高度同时，还可以恢复腰椎前凸，调节脊柱矢状面平衡，融合器与终板接触面还设计有500 µm 的纵向通道，结合横向窗口，旨在实现更可靠的骨长入；类似的产品还有Spinal Elements 公司“Omega XP”融合器及DePuy Synthes公司“CONCORDE LIFT”融合器等。有研究表明，金属可撑开椎间融合器在力学稳定性上优于不可撑开的PEEK 椎间融合器，但是撑开过程中存在过度挤压引起终板骨折风险[40-43]。目前，金属可撑开椎间融合器还无法获得可靠的融合器内部植骨，临床效果还有待于进一步验证。

3.3 生物可吸收椎间融合器 小牛骨椎间融合器作为一款新型投入临床使用的新型生物型可吸收融合器，目前已有在经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术中使用的报道[32]。该融合器材料取自小牛胫骨，经过去钙化、高温杀菌制成，外观设计有上下螺纹曲面弹头形，弹性模量与人骨基本相同，实质上是一种异种骨可吸收融合器。小牛骨椎间融合器发挥椎间隙支撑作用同时还具有骨传导支架作用，随着小牛骨在人体内吸收与降解，自体骨完成爬行替代，最终实现椎间融合的过程。文献报道了经皮内镜辅助下腰椎融合术使用小牛骨椎间融合器，术后随访12 个月发现采用小牛骨椎间融合器与PEEK 融合器最终融合效果比较，差异无统计学意义，影像学均达到牢固融合标准，两种椎间融合器位置良好，无终板塌陷、椎体破坏、螺钉松动、断裂现象，椎间隙高度恢复到正常[32]。关于生物型可吸收椎间融合器的研究还处于起步阶段，临床应用的报道较少，作为一种功能型椎间融合器的设计思路，未来具有广泛的发展空间。

4 结语

鉴于脊柱内镜技术在单纯腰椎间盘突出和腰椎管狭窄治疗方面获得的巨大成功，可以预见，经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术将成为腰椎融合手术中一种更加实用、更加微创化的解决方案。特别是对于老年人或存在严重麻醉风险的患者，经皮脊柱内镜辅助下腰椎融合术可以在局麻下完成。当然，该技术也存在局限：学习曲线较长，难以实现明确的、全面的减压和充分的椎间融合，还没有实现手术标准化。虽然目前还缺乏该技术的远期效果证据，手术标准尚未统一，但关键理念和早期结果显示出较好的应用前景。