經(jīng)皮椎間孔鏡手術(shù)輔助定位技術(shù)的臨床研究進(jìn)展▲

謝兆林綜述 譚海濤*， 張其標(biāo)審校

(1 廣西貴港市人民醫(yī)院骨科，貴港市 537100；2 廣西數(shù)字醫(yī)學(xué)與3D打印臨床醫(yī)學(xué)研究中心，貴港市 537100)

【提要】 穿刺定位技術(shù)是經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤切除術(shù)成敗的關(guān)鍵。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)與微創(chuàng)技術(shù)的進(jìn)步，由原始的二維X線透視下徒手穿刺，到新型定位(導(dǎo)向)器械，再到超聲引導(dǎo)、三維影像系統(tǒng)以及術(shù)中計(jì)算機(jī)導(dǎo)航,使得定位穿刺更加精準(zhǔn)、高效，同時(shí)也減少了輻射暴露。本文就臨床上各種定位技術(shù)的特點(diǎn)和療效進(jìn)行闡述，以期為該技術(shù)的定位穿刺提供一定的參考。

目前，經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤切除術(shù)(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy，PTED)是脊柱微創(chuàng)醫(yī)療技術(shù)的典型代表，廣泛地應(yīng)用于腰椎間盤突出組織的切除、神經(jīng)根松解，具有微創(chuàng)、出血量少、住院時(shí)間短、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)勢[1-2]。實(shí)踐證明，安全、精準(zhǔn)及快速地定位穿刺是該手術(shù)成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的定位穿刺過程主要依靠C型臂的反復(fù)透視，要求術(shù)者具備較強(qiáng)的空間想象和臨床操作水平，需多次調(diào)整穿刺，從而造成學(xué)習(xí)曲線陡峭[3-4]、輻射量大和術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生率高等問題。當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者針對以上挑戰(zhàn)進(jìn)行了不斷的探索，創(chuàng)新了各式各樣的PTED定位穿刺方法，使得該技術(shù)更加精準(zhǔn)、高效，同時(shí)減少了輻射暴露。現(xiàn)就臨床上各種定位技術(shù)的特點(diǎn)和療效進(jìn)行綜述，以期為該技術(shù)的定位穿刺提供一定的參考。

1 YESS、TESSYS及BEIS技術(shù)簡介

基于“inside-out”理念，Yeung等[5]發(fā)明了楊氏內(nèi)窺鏡脊柱系統(tǒng)(Yeung endoscopic spine system,YESS)，通過“Kambin 安全三角”進(jìn)入到目標(biāo)椎間盤，再由內(nèi)向外逐步地摘除目標(biāo)椎間盤突出、變性的髓核組織，技術(shù)操作簡易，但其適應(yīng)證不廣，對于脫出或游離的髓核組織難以摘除。2006年，Hoogland等[6]基于“outside-in”理念，報(bào)道了經(jīng)椎間孔內(nèi)窺鏡脊柱系統(tǒng)(transforaminal endoscopic spine system，TESSYS)技術(shù)，將手術(shù)工作導(dǎo)管經(jīng)擴(kuò)大后的椎間孔直接置入椎管內(nèi)，內(nèi)窺鏡直視下，經(jīng)硬脊膜前間隙由外向內(nèi)切除病變的髓核組織，并對神經(jīng)根進(jìn)行松解、減壓，彌補(bǔ)了YESS技術(shù)的不足。在此基礎(chǔ)上，白一冰等[7]提出了白氏椎間孔鏡技術(shù)(broad easy immediate surgery，BEIS)，改進(jìn)了原有的TESSYS手術(shù)入路，即將原有單純針對造成壓迫的突出或增生結(jié)構(gòu)而行的摘除手術(shù)進(jìn)行了改良，將該技術(shù)操作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化。

2 定位裝置輔助定位穿刺技術(shù)

2.1 新型三維穿刺定位器 目前，為了提高椎間孔鏡定位穿刺精準(zhǔn)度，減少透視和穿刺次數(shù)，相關(guān)的定位(導(dǎo)向)裝置層出不窮，效果肯定。陳銘吉等[8]設(shè)計(jì)出新型椎間孔鏡三維穿刺定位器，用于10具尸體的基礎(chǔ)研究。該定位器由1個(gè)豎梁、1個(gè)橫梁和2個(gè)水平梁構(gòu)成。首先，利用定位器通過X線正、側(cè)位片分別確定穿刺靶點(diǎn)在背面、側(cè)面的垂直投影(A、B)，然后將定位器固定于水平手術(shù)臺，使豎梁和橫梁上的2個(gè)探針分別與A、B重合并固定，故穿刺目標(biāo)點(diǎn)與豎梁、橫梁構(gòu)成一個(gè)固定不變的矩形，再根據(jù)穿刺節(jié)段解剖結(jié)構(gòu)來調(diào)整水平梁和穿刺套管，使2個(gè)套管與矩形直角在同一條直線上，然后固定水平梁和套管，之后再將定位器固定于水平手術(shù)臺，使豎梁、橫梁上的2個(gè)探針分別與A、 B重合，最后將克氏針直接從2個(gè)套管路徑進(jìn)去即可達(dá)到穿刺靶點(diǎn)。該研究發(fā)現(xiàn)，此定位器可有效提高定位穿刺時(shí)的準(zhǔn)確性，減少透視次數(shù)，但目前仍需臨床驗(yàn)證。

2.2 同心球穿刺定位器 目前,有學(xué)者研發(fā)了更加精準(zhǔn)的定位器,以提高穿刺定位的精準(zhǔn)度和效率。如范國鑫等[9]闡述新型經(jīng)皮椎間孔鏡技術(shù)穿刺路徑輔助定位器的設(shè)計(jì)并用于臨床，其原理在于利用穿刺目標(biāo)點(diǎn)始終落在直角圓弧圓心的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向穿刺。該研究表明，其對椎間孔鏡手術(shù)穿刺能有效提高椎間孔鏡穿刺的準(zhǔn)確性，降低透視次數(shù)，有效縮短手術(shù)時(shí)間，而后續(xù)的改進(jìn)研究中該類型定位器亦可明顯減少患者受輻射的劑量[10]。Fan等[11]利用HELLO定位器穿刺靶點(diǎn)始終落在直角圓弧圓心的原理來達(dá)到術(shù)中的精準(zhǔn)導(dǎo)航，該定位器可極大提升穿刺精準(zhǔn)度，減少輻射暴露。而李明等[12]根據(jù)“直角三角形”原理設(shè)計(jì)出的穿刺導(dǎo)向器，輔助完成手術(shù)33例，術(shù)中經(jīng)皮椎間孔鏡穿刺較傳統(tǒng)組穿刺次數(shù)、穿刺完成前透視次數(shù)、定位穿刺時(shí)間明顯減少，從而提高了經(jīng)皮椎間孔鏡穿刺操作的準(zhǔn)確性。

2.3 個(gè)體化快速成型導(dǎo)板 結(jié)合我們的實(shí)踐和相關(guān)研究，利用3D打印技術(shù)用于椎間孔鏡手術(shù)的術(shù)前模擬，可縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血量，且臨床效果肯定[13]。楊軍等[14]根據(jù)患者術(shù)前 CT 掃描數(shù)據(jù)，在 Mimics 軟件中建模、模擬并測量工作通道的方向、位置、角度及旁開距離，再通過3D打印出定位導(dǎo)向器，用于22例椎間盤突出患者。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該個(gè)體化導(dǎo)向器可提高術(shù)中穿刺準(zhǔn)確度，有效減少透視次數(shù)和穿刺次數(shù)，具備一定的臨床應(yīng)用可行性。張愈峰[15]采用 3D 打印導(dǎo)板輔助椎間孔鏡下腰椎髓核摘除術(shù)，與傳統(tǒng)方式相比，可減少穿刺次數(shù)、X線透視次數(shù)、手術(shù)時(shí)間和降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。

3 術(shù)中影像系統(tǒng)導(dǎo)航輔助定位技術(shù)

3.1 超聲容積導(dǎo)航系統(tǒng) 早前，通過回顧Galiano等[16]及Gofeld等[17]的研究，利用超聲容積導(dǎo)航技術(shù)引導(dǎo)腰椎經(jīng)皮后外側(cè)入路內(nèi)鏡下椎間孔穿刺具有一定的可行性，而劉彥斌等[18]的尸體研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。其原理為將術(shù)中實(shí)時(shí)超聲數(shù)據(jù)與患者術(shù)前腰椎CT數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像融合，利用兩者的融合圖像及電磁場跟蹤來精準(zhǔn)指示椎間孔鏡的定位穿刺靶點(diǎn)。Jung等[19]將患者術(shù)前的CT掃描原始數(shù)據(jù)以“DICOM”格式導(dǎo)入容積導(dǎo)航系統(tǒng)中，再將 CT與術(shù)中實(shí)時(shí)超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像融合，在融合圖像中能更快速、精準(zhǔn)地定位病變部位。付強(qiáng)等[20]將超聲容積導(dǎo)航技術(shù)用于29例行腰椎經(jīng)皮后外側(cè)入路內(nèi)鏡下手術(shù)治療的腰椎間盤突出癥患者，結(jié)果提示該技術(shù)能準(zhǔn)確引導(dǎo)定位穿刺，明顯減少穿刺時(shí)間及X線的輻射量。許波[21]及彭運(yùn)飛等[22]的研究亦得出類似的結(jié)論。雖然報(bào)道的效果良好，但考慮到需要較高的設(shè)備成本和融合技術(shù)要求，未來能否廣泛運(yùn)用，仍值得長期觀察。

3.2 O型臂系統(tǒng) O型臂系統(tǒng)在脊柱外科手術(shù)中的應(yīng)用漸漸廣泛[23-25]。Wei等[26]首次報(bào)道了O型臂在經(jīng)皮內(nèi)鏡腰椎間盤摘除術(shù)(percutaneous endoscopic lumbar discectomy, PELD)中的應(yīng)用。利用該系統(tǒng)引導(dǎo)定位穿刺時(shí),在正位片和側(cè)位片透視下調(diào)整進(jìn)針位置，穿刺成功后再置入工作套管，再經(jīng)O型臂掃描以確認(rèn)工作套管位置是否達(dá)到正確要求。與C型臂相比，O型臂為PELD提供了術(shù)中詳細(xì)的、多平面而高質(zhì)量的成像，使外科醫(yī)生能夠確定手術(shù)解剖結(jié)構(gòu)，確定最佳的工作軌跡，從而提高手術(shù)的準(zhǔn)確性。Ao等[27]的研究結(jié)論表明，采用O型臂導(dǎo)航輔助PELD治療腰椎間盤突出癥的髓核組織切除具有較好的安全性，同時(shí)更加準(zhǔn)確、有效，而且延緩了PELD的學(xué)習(xí)曲線，降低了手術(shù)難度和輻射暴露；但其也有一定的缺陷，如對人體軟組織顯影效果不滿意，無法通過類似MRI的影像學(xué)表現(xiàn)評判髓核組織切除的手術(shù)效果，并且有可能增加手術(shù)費(fèi)用等。

3.3 術(shù)中實(shí)時(shí)MRI系統(tǒng) 單純X線透視引導(dǎo)下的經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤病變髓核摘除術(shù)定位穿刺有一定困難，通道位置建立不佳可能會影響手術(shù)效果或需再次手術(shù)。術(shù)中實(shí)時(shí)MRI早在脊柱手術(shù)中有廣泛應(yīng)用[28-29]。Choi等[30]前瞻性研究了X線聯(lián)合MRI用于 PELD，步驟如下：先在腰背部皮膚上放置體表標(biāo)記物，術(shù)前先采集MRI圖像并確認(rèn)椎間盤突出的范圍、位置及分型，初步確定穿刺靶點(diǎn)，后在橫斷面上找到合適的標(biāo)記點(diǎn)作為穿刺點(diǎn)，保持體位，將手術(shù)臺移動(dòng)至C型臂X線機(jī)下，透視引導(dǎo)置管，采集 MRI圖像確認(rèn)手術(shù)效果，再決定是否繼續(xù)手術(shù)。該實(shí)時(shí)MRI系統(tǒng)不僅可以獲得患者在手術(shù)體位下術(shù)前的MRI圖像，為輔助手術(shù)找到一個(gè)精準(zhǔn)的皮膚穿刺點(diǎn)，術(shù)中還能實(shí)時(shí)獲取患者的MRI 圖像，從而及時(shí)確認(rèn)手術(shù)效果，彌補(bǔ)了O型臂系統(tǒng)的不足，也提高了PELD的成功率，尤其是對于高度遷移或分離的椎間盤。但其在成本效益方面的優(yōu)勢和可行性仍需臨床驗(yàn)證。

3.4 計(jì)算機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng) 實(shí)踐表明，計(jì)算機(jī)導(dǎo)航在脊柱精準(zhǔn)置釘中具有明顯優(yōu)勢。鑒于此，譚海濤等[31]利用該特點(diǎn)，研發(fā)了與計(jì)算機(jī)導(dǎo)航結(jié)合的導(dǎo)桿。該導(dǎo)桿管道分為兩部分，其尖端小，用于穿刺，近端為柄部分，連接于導(dǎo)航接收器后進(jìn)行注冊。在計(jì)算機(jī)導(dǎo)航引導(dǎo)下，應(yīng)用實(shí)時(shí)術(shù)中導(dǎo)航導(dǎo)桿進(jìn)行穿刺，進(jìn)而精準(zhǔn)完成通道建立，解決椎間孔鏡技術(shù)的瓶頸問題，提高穿刺成功率，減少反復(fù)穿刺和X線透視次數(shù)，值得臨床推廣應(yīng)用。

4 其他輔助定位穿刺技術(shù)

4.1 靶向穿刺技術(shù) 這是根據(jù)椎間孔鏡的靶向定位技術(shù)結(jié)合區(qū)域定位法[32]提出的理論技術(shù)，以突出的髓核組織為穿刺靶點(diǎn)，根據(jù)靶點(diǎn)位置與患者體型等因素，個(gè)體化選取皮膚穿刺點(diǎn)和角度。李長青等[33]則結(jié)合了YESS與TESSYS穿刺技術(shù)的特點(diǎn)，在總結(jié)臨床經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了靶向定位穿刺法。其特點(diǎn)在于術(shù)前根據(jù)患者的影像資料判斷椎間盤突出位置和方向，確定患者的穿刺靶點(diǎn)，該方法兼顧了椎管和椎間盤內(nèi)退行性變和突出的髓核組織，可有效減少術(shù)后復(fù)發(fā)的可能性。

4.2 極外側(cè)穿刺定位技術(shù) 傳統(tǒng)的后外側(cè)入路難以在直視下觀察到突出于椎管中央的椎間盤變性的髓核組織。為了解決該瓶頸問題，Ruetten等[34]提出了極外側(cè)穿刺技術(shù)，減小了穿刺路徑與水平面間的夾角，能夠?qū)ψ倒芨箓?cè)的椎間盤組織進(jìn)行直視。術(shù)中患者采取俯臥位，透視下側(cè)位片提示穿刺靶點(diǎn)在下位椎體的上關(guān)節(jié)突前的下緣，其體表投影點(diǎn)為穿刺點(diǎn)。該技術(shù)涵蓋YESS技術(shù)的所有適應(yīng)證，同時(shí)還適用于中央型椎間盤突出癥的治療。缺點(diǎn)是增加了腹腔臟器損傷的風(fēng)險(xiǎn)，且不適用于 L5/S1椎間盤突出者。

5 展 望

針對椎間孔鏡定位穿刺技術(shù)中學(xué)習(xí)曲線陡峭、需反復(fù)透視，以及術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生率高等問題，許多研究者研發(fā)了各種各樣的新技術(shù)，由原始的二維X線透視下徒手穿刺，到新型定位(導(dǎo)向)器械，再到超聲引導(dǎo)、三維影像系統(tǒng)以及術(shù)中計(jì)算機(jī)導(dǎo)航，均能在一定程度上減少嘗試定位穿刺和透視的次數(shù)[35]，進(jìn)一步提升穿刺精準(zhǔn)度，減緩PTED定位穿刺的學(xué)習(xí)曲線[27,36-37]，同時(shí)減少術(shù)中相關(guān)并發(fā)癥，這為PTED的廣泛運(yùn)用提供了參考。雖然各項(xiàng)新技術(shù)、新理念日新月異，但目前的新的穿刺定位輔助技術(shù)尚未形成共識，其是否能在考慮成本效益的情況下成熟運(yùn)用于臨床實(shí)踐，仍需經(jīng)過長期的深入研究和臨床驗(yàn)證。