个体化“三定式”导向器在椎间孔镜手术中的应用研究

林煜倩， 赵薇， 王建琳， 王玉娟， 余青泠， 饶利兵*， 李莉*

湖南医药学院，湖南 怀化 418000

腰椎间盘突出症是脊柱外科中引起腰腿痛的主要原因，约10%的患者需要手术治疗。近年来，经皮椎间孔镜技术已成为治疗腰椎间盘突出症的常用方法。成功的穿刺定位是椎间孔镜手术顺利完成的前提[1]。选取穿刺路径要接近靶点，也要避开重要神经、血管、内脏器官、骨等，术者必须将穿刺针经椎间孔入路精准穿到理想位置，才能进行下一步操作[2]。然而对刚接触经皮椎间孔镜技术的术者而言[3]，其学习曲线陡峭，操作难度大。临床常规的穿刺方法为手动盲穿法，需要医生凭经验通过反复的透视明确穿刺针的置入方向、深度，主观性较强，不利于标准化流程的制定和规范化操作的推广[4]。同时反复透视会导致手术时间延长、辐射量增加，患者手术痛苦体验增强等不良影响。因此，精准快速的穿刺定位、减少穿刺及透视次数、缩短手术时间、提高手术的安全性和疗效是脊柱微创外科医生面临的问题。3D 打印技术个体化定制的特点受到医生的关注。团队根据患者术前影像学数据3D 打印出个体化“三定式”导向器，并验证其临床应用的可行性，报道如下[5]。

1 资料与方法

1.1 资料

选取2021 年12 月～2022 年11 月怀化市第二人民医院手术治疗的16 例腰椎间盘突出症患者，按照手术方法不同随机分为两组，每组8 例。对照组采用传统手术方法，实验组利用个体化“三定式”导向器辅助椎间孔镜手术。本研究获学校伦理委员会批准（审查编号：202308001），研究对象签署知情同意书。

纳入标准：①单纯的L4～5单节段腰椎间盘突出；②18 岁以上，同意椎间孔镜手术；③无严重精神疾病和心理障碍；④影像学检查与临床表现相符；⑤保守治疗3 个月无效或症状改善不明显者。排除标准：①严重脊柱退变、腰椎管狭窄、脊柱不稳及明显侧弯等畸形；②多节段腰椎间盘突出；③高度游离的椎间盘块；④痛阈值不能耐受局麻者。

1.2 方法

1.2.1 对照组 术前10 h 禁食，局部麻醉后，患者呈俯卧位。医生触摸患者的髂后上嵴和棘突，判断穿刺目标节段的位置，马克笔画出后正中线、双侧髂嵴线，通过CT 扫描画出病变的椎间盘上下椎间隙线。选择合适的旁开距离和头倾角确定进针点。旁开距离：L3～4为8～10 cm；L4～5为8～12 cm；L5～S1为12～14 cm。头倾角：L4～5约为20°，L5～S1约为30°。常规消毒，铺巾。靶点穿刺，使用直径1 mm 的导丝插入18 G 穿刺针，逐层套筒扩大切口通过直径2.5 mm 克氏针套管。然后使用直径2.5 mm 的克氏针穿刺与目标椎间隙相对的上关节突腹侧。可以先穿入椎间孔，在透视下调整克氏针的位置、方向角度和长度滑向上关节突腹侧（Walking 技术）。继续使用逐级套筒，顺克氏针逐层分离软组织。使用8.5 mm 环锯将上关节突腹侧骨质磨除，环锯外面要有套筒保护，注意不要过于偏向背侧而破坏关节突的稳定性，此步骤即为椎间孔扩大术。环锯到达椎弓根内缘即可停止。拔出环锯，插入铅笔芯和内镜外套管，透视确保内镜外套筒正对椎间盘突出处。连接内镜、光源（用贴膜密封，以防止起雾）。连接射频消融，插入内镜，内镜接1～2 袋3000 mL 盐水，用于冲洗术野和液压止血；镜下观察，解除神经根压迫、椎管至硬膜搏动良好、神经根松弛、无活动性出血后拔出套管，逐层缝合切口，敷料覆盖。

1.2.2 实验组 首先规划手术路径（图1）。获取患者CT 扫描数据，导入Mimics Research19.0、matic11.0 软件重建皮肤与脊柱病灶区，设计个体化“三定式”导向器测量穿刺角度、穿刺深度等，确定进针点并模拟穿刺路径[6]。利用智能光固化3D 打印机以光敏树脂为材料打印个体化“三定式”导向器（图2）。“三定式”导向器术中应用见图3。患者行硬膜外麻醉后呈俯卧位，腹部悬空，将网格底板的竖轴置于背部L4～5节段棘突上方，经CT 扫描修正网格底板位置，使圆形标记物与椎弓根的位置相对应，然后使用马克笔沿网格底板的轮廓进行体表标记。将进针区域的背部皮肤及“三定式”导向器进行消毒，铺巾。其后将网格底板的中心卡扣与角度定位器上的圆珠相结合，调整合适的头倾角和旁开距离，利用稳定器将弧形导向器（图2c）固定于进针点上方，医生根据术前测量穿刺的方向、角度和深度，从患者身体侧方或侧后方置入1 根细导针进入椎间孔，手术后续步骤同对照组。

图1 设计手术路径Fig.1 Simulated design of surgical path

图2 “三定式”导向器组成 a：网格底板b：角度定位器与稳定器c：弧形导向器Fig.2 Composition of a ＂three-set＂ guide a: Gridding plate; b:Angle positioner + stabilizer; c:Arc guide

1.2.3 “三定式”导向器组成 “三定式”导向器主要由网格底板、角度定位器、弧形导向器3 部分构成（图2）。网格底板厚2 mm，标记点距离0.5 cm，上下间距1 cm，长8 cm，宽6 cm，用于标记病灶体表投影点，其上附有圆形标记物用于确定椎弓根的位置。横轴上的标记代表旁开距离，一侧附有量角器用于测量头倾角，网格底板设有中心卡扣，与角度定位器上的圆珠结合，可以调整头倾角、旁开距离。角度定位器（图2b，B）长12 cm，设有8、10、12 cm 三个标记点，直径3.6 cm。稳定器（图2b，A）将角度定位器与弧形导向器连接并固定于进针点上方。弧形导向器半径5 cm，扇面厚1 mm，其上的刻度用于确定穿刺角度。

1.2.4 “三定式”导向器原理 将患者CT 数据导入软件进行模型重建，穿刺靶点与上关节突肩部中点的连线即为穿刺路径，其连线与皮肤的交点为进针点。根据穿刺路径确定进针位置，穿刺路径与水平面的夹角确定穿刺角度。靶点与进针点之间的距离即为穿刺深度[7]。利用术前规划的手术路径以及“三定式”导向器可快速在患者体表确定进针点，实现精准穿刺,见图4。

图4 “三定式”导向器原理示意图Fig.4 Schematic diagram of the principle of“three-set”guide

1.2.5 观察指标 记录实验组与对照组的穿刺次数、透视次数、穿刺时间、VAS 评分。

1.3 统计学分析

采用SPSS22.0 软件进行统计分析，计量资料使用（x±s）表示，组间比较使用t检验，不服从正态分布的计量资料组间比较采用秩和检验，P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

两组患者性别、年龄等一般资料无统计学差异（P＞0.05）。平均穿刺次数、透视次数、穿刺时间实验组明显少于对照组（P＜0.05），术前、术后1 d、术后3个月、术后6 个月VAS 评分，两组患者术后VAS 评分较术前均明显降低（P＜0.05），术后两组患者同一时间点VAS 评分无统计学差异（P＞0.05）。术后无永久性神经损伤，无腹腔脏器或肠道损伤，无大血管损伤。见表1～3。

表1 患者一般资料Tab.1 Comparison of general data between the two groups

表2 患者手术穿刺次数、透视次数、穿刺时间（x±s）Tab.2 Comparison of surgical puncture times, times of fluoroscopy and puncture frequency between the two groups（Mean±SD）

表3 患者手术前后VAS 评分（x±s）Tab.3 Comparison of VAS scores before and after operation between the two groups（Mean±SD）

3 讨论

腰椎间盘突出症患者常见于中老年人，以及长期从事重体力劳动者、久坐的白领阶层。其主要症状是腰部疼痛，一侧下肢或双下肢放射痛或麻木[8]，治疗目标是减轻疼痛，促进神经、肌肉功能恢复。椎间孔镜手术具有创伤小，术后并发症少的优点，通过在椎间孔镜下可视化操作达到减轻疼痛和促进功能恢复的目的。精准穿刺是手术成功的关键。主刀医生需要凭借临床经验，反复调整穿刺针的方向角度和长度，增加了穿刺次数，重复的透视增加了患者及医师的辐射损伤。术中穿刺时间过长或位置不准确可引起神经、周围组织的干扰，发生相关并发症的风险增高，因此三定式导向器精准确认穿刺路径与靶点位置具有临床应用价值。椎间孔镜手术对术者的精细操作能力要求很高，初学者往往会遇到各种并发症，如出血、硬脊膜撕裂和突出物残留导致复发等。应用3D 打印技术辅助椎间孔镜技术相比传统手术则具有以下优点：手术时间更短，穿刺更精准，创伤更小，术中出血更少，术中X 光透视次数减少，并发症更少。本研究中实验组的穿刺位置、穿刺角度和穿刺深度均非常接近术前设计，术中平均穿刺次数、透视次数、穿刺时间明显少于对照组（P＜0.05），证明术前模拟结合三定式导向器辅助椎间孔镜技术的精准性，术前术后测量的腰腿痛VAS 评分和腰椎ODI 评估有统计学意义，这与国内外的相关研究结果相符[9]。但3D 打印三定式导向器辅助椎间孔镜技术仍然存在发生神经损伤、脑脊液漏、血肿和感染等并发症的风险，其能否有效降低这些并发症的发生率，有待进一步的研究[10]。模拟手术可以准确测算穿刺路径的方向与长度，提前与患者及家属沟通，减轻心理负担，便于早期功能恢复。

本研究存在一些不足之处：病例数较少，需要更多的应用导向器为大样本量患者进行穿刺定位；材料选用光敏树脂，在光固化打印机下成型，容易变形；“三定式”导向器局限于L4～5节段的腰椎间盘突出，后续将考虑纳入其他节段腰椎间盘突出[11]，以及其他部位穿刺如心包穿刺，纵膈穿刺，骨髓穿刺等临床研究。

综上所述，本个体化“三定式”导向器，根据患者术前影像学资料进行数字化三维重建，确定进针位置、角度及深度，通过调节穿刺定位器使穿刺准确、快捷，达到手术标准化，减少射线暴露剂量及手术时间，具有临床应用及推广价值。