數(shù)字3D技術(shù)輔助經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤切除術(shù)治療退行性腰椎管狹窄*

田 霖 胡 鵬 寧華秀 耿曉鵬 張漢立 王光林 孫兆忠 張 民 李宏達(dá) 蘆懷旺 譚 芳

(濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院脊柱外科，濱州 256603)

隨著微創(chuàng)理念的不斷深入，經(jīng)皮椎間孔鏡椎間盤切除術(shù)(percutaneous transforaminal endoscopic discectomy，PTED)已經(jīng)成為治療退行性腰椎管狹窄(degenerative lumbar spinal stenosis，DLSS)常見的手術(shù)方式[1～5]。然而老年DLSS患者常伴有椎間隙高度丟失，上關(guān)節(jié)突骨贅增生，從而導(dǎo)致椎間孔狹窄[6，7]。上述解剖結(jié)構(gòu)的退行性改變可能導(dǎo)致諸多問題，如使用骨磨鉆進(jìn)行椎間孔成形過程中有損傷出口神經(jīng)根風(fēng)險(xiǎn)[8～10]，建立工作通道后難以處理骨性狹窄，對(duì)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的過度磨削可能導(dǎo)致醫(yī)源性腰椎不穩(wěn)等并發(fā)癥[11～13]。我們提出一種新的手術(shù)設(shè)計(jì)方法,該方法基于數(shù)字3D技術(shù)對(duì)腰椎CT進(jìn)行三維重建，可在術(shù)前合理規(guī)劃手術(shù)過程中所需切除的上關(guān)節(jié)突骨贅、增生黃韌帶及椎間盤范圍，制作成理想的手術(shù)模型并予以簡化手術(shù)步驟，指導(dǎo)手術(shù)高效、安全的完成。本文回顧性分析2016年4月～2019年10月我科采用數(shù)字3D技術(shù)輔助PETD治療DLSS 55例(觀察組)，并與同期59例傳統(tǒng)PTED建立工作通道進(jìn)行椎管內(nèi)減壓(對(duì)照組)進(jìn)行比較，報(bào)道如下。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

本研究獲得濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(【2021】倫審字(LW-024)號(hào))，患者簽署知情同意書。本研究114例，男60例，女54例。年齡(63.3±5.7)歲。均有單側(cè)下肢放射性疼痛癥狀。術(shù)前X線、CT及MRI均提示單側(cè)腰椎管狹窄，其中L4/5椎管狹窄71例，L5/S1椎管狹窄43例。所有患者均嚴(yán)格保守治療3個(gè)月且癥狀無緩解，無其他合并癥及既往手術(shù)史。依據(jù)術(shù)前醫(yī)患溝通(向患者說明3D輔助技術(shù)需要增加CT三維重建和3D設(shè)計(jì)費(fèi)用)結(jié)果分為2組：觀察組(n=55)采用數(shù)字3D技術(shù)輔助PETD,傳統(tǒng)組(n=59)采用傳統(tǒng)PTED建立工作通道。2組一般資料比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),具有可比性，見表1。

病例選擇標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥55歲；②伴有單側(cè)下肢疼痛或間歇性跛行；③影像學(xué)證實(shí)側(cè)椎管狹窄，并與癥狀體征吻合；④經(jīng)過3個(gè)月嚴(yán)格保守治療無效。排除標(biāo)準(zhǔn)：①腰椎不穩(wěn)或腰椎滑脫癥；②多節(jié)段腰椎管狹窄或嚴(yán)重中央型椎管狹窄；③腰椎腫瘤、感染；④有嚴(yán)重的心、肺功能異常。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 觀察組

1.2.1.1 建立3D模型 采用64排螺旋CT機(jī)(德國西門子公司)對(duì)L1～S1節(jié)段掃描，層厚為0.625 mm，將影像學(xué)資料以DICOM格式保存。使用Mimics Medical 17.0軟件(比利時(shí)Materialise公司)將腰椎CT進(jìn)行3D重建(圖1、圖2A)。

1.2.1.2 手術(shù)通道設(shè)計(jì) 使用Mimics Medical軟件analyze功能建立直徑為7.5 mm工作通道模型，模擬理想手術(shù)通道的角度及位置。隱藏責(zé)任椎間隙上方的椎體觀察工作通道與病變間隙及上關(guān)節(jié)突的關(guān)系(圖2B、C)。工作通道模型的位置需要滿足以下條件：①工作通道需位于上關(guān)節(jié)突增生骨贅與側(cè)椎管狹窄處的連線；②工作通道不破壞上關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面[13]；③工作通道需位于出口神經(jīng)根下方、行走神經(jīng)根外側(cè)、腹側(cè)的安全區(qū)域內(nèi)；④如果上關(guān)節(jié)突骨贅增生嚴(yán)重，或需對(duì)骨化的黃韌帶進(jìn)行切除時(shí)，可設(shè)計(jì)不同角度的通道在術(shù)中進(jìn)行多次環(huán)鋸磨除。

1.2.1.3 靶點(diǎn)驗(yàn)證 將模擬的工作通道在CT上進(jìn)行驗(yàn)證，檢驗(yàn)其是否經(jīng)過增生的上關(guān)節(jié)突到達(dá)擬予減壓的側(cè)椎管狹窄區(qū)域，調(diào)整工作通道的角度使其避免經(jīng)過腹腔和關(guān)節(jié)面，在矢狀位始終遠(yuǎn)離出口神經(jīng)根(圖3)。對(duì)于關(guān)節(jié)突增生不重的患者，亦應(yīng)盡量減少對(duì)關(guān)節(jié)囊的損傷。

1.2.1.4 簡化模型 將設(shè)計(jì)好的手術(shù)模型調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)正位，工作通道與軀干的角度為術(shù)中工作通道與軀干的冠狀面成角(圖4A)。將模型調(diào)整為側(cè)位，隱藏除病變椎間隙及其上下椎體以外的其他解剖結(jié)構(gòu)，使其近似于X線透視下腰椎側(cè)位。將工作通道簡化為直線，模擬穿刺針的角度及穿刺點(diǎn)。此穿刺角度及部位等同于擬行手術(shù)的矢狀位穿刺角度(圖4B)。

1.2.1.5 手術(shù)操作 90°側(cè)臥位。0.5%利多卡因?qū)Υ┐厅c(diǎn)軟組織進(jìn)行逐層麻醉。保持C形臂透視腰椎影像中穿刺針角度與術(shù)前模擬手術(shù)的3D模型一致，將穿刺針由上關(guān)節(jié)突的后外側(cè)向前內(nèi)方穿刺并最終到達(dá)術(shù)前設(shè)計(jì)的上關(guān)節(jié)突靶點(diǎn)(圖4A)。對(duì)上關(guān)節(jié)突周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行浸潤麻醉，沿導(dǎo)絲置入逐級(jí)擴(kuò)張管，使用環(huán)鋸對(duì)上關(guān)節(jié)突腹側(cè)及頭端的增生骨贅進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割(圖4C、D)，取出切除的骨贅。建立工作通道至行走神經(jīng)根及硬膜囊腹側(cè)。按照先腹側(cè)后背側(cè)、先尾端后頭端的順序?qū)π凶呱窠?jīng)根進(jìn)行減壓，用髓核鉗、咬切鉗、鏡下球磨鉆等切除突出髓核、椎間隙增生骨贅及行走神經(jīng)根背側(cè)增生或鈣化的黃韌帶，以射頻刀頭皺縮纖維環(huán)及殘余髓核，止血，見行走神經(jīng)根回落，其腹側(cè)及背側(cè)均減壓徹底，直腿抬高患側(cè)下肢至70°無放射痛且行走根滑動(dòng)良好(圖5)，退出鏡頭，縫合切口。

1.2.2 對(duì)照組 標(biāo)準(zhǔn)側(cè)臥位。X線透視定位，皮膚旁開后正中線距離(8～12 cm)。0.5%利多卡因進(jìn)行逐層浸潤麻醉。采用傳統(tǒng)建PTED立工作通道，進(jìn)行椎管內(nèi)減壓，松解神經(jīng)根。

1.2.3 術(shù)后處理與康復(fù) 術(shù)后第2天佩戴腰圍下床活動(dòng)。

1.3 觀察指標(biāo)

建立通道時(shí)間(穿刺開始至置入工作套筒)、神經(jīng)根減壓時(shí)間(置入工作套筒至手術(shù)結(jié)束)、出血量(沖洗液排出量與灌注量的差值)；術(shù)后第2天復(fù)查腰椎CT評(píng)估椎管狹窄區(qū)域的減壓情況(圖6A、B)，重建術(shù)后腰椎3D模型評(píng)估上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面的保留情況(圖6C、D)；術(shù)后3、6、12個(gè)月隨訪，采用下肢疼痛視覺模擬評(píng)分(Visual Analogue Scale，VAS)及Oswsetry功能障礙指數(shù)(Oswsetry Disability Index，ODI)，術(shù)后末次隨訪(術(shù)后隨訪時(shí)間>10個(gè)月)改良MacNab標(biāo)準(zhǔn)[3]評(píng)估手術(shù)療效。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

觀察組L5/S1椎管狹窄患者中2例為椎弓根內(nèi)側(cè)的骨性退行性改變繼發(fā)側(cè)椎管狹窄，設(shè)計(jì)通道后發(fā)現(xiàn)僅切除少量S1上關(guān)節(jié)突尖部骨質(zhì)便可將工作通道置入靶點(diǎn)區(qū)域完成側(cè)椎管骨贅的切除(圖7)。1例建立的術(shù)前模型發(fā)現(xiàn)椎間隙高度丟失，椎間孔狹窄，靶點(diǎn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)常規(guī)方法建立工作通道發(fā)生出口神經(jīng)根損傷或關(guān)節(jié)突破壞可能性較大，通過術(shù)前建立精準(zhǔn)的手術(shù)模型順利完成手術(shù)(圖8)。

2組均在局麻下完成手術(shù)，觀察組術(shù)中建立工作通道時(shí)間明顯短于對(duì)照組(P<0.05)。2組神經(jīng)根減壓時(shí)間、術(shù)中出血量差異無顯著性(P>0.05)。術(shù)后末次隨訪采用改良MacNab標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定療效，觀察組優(yōu)49例，良4例，可2例，優(yōu)良率96.4%(53/55)，對(duì)照組優(yōu)50例，良6例，可3例，優(yōu)良率94.9%(56/59)，2組優(yōu)良率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。對(duì)照組1例在使用環(huán)鋸過程中發(fā)生患肢疼痛加劇，內(nèi)鏡下探查見行走神經(jīng)根腹側(cè)偏外側(cè)硬脊膜撕裂約3 mm，馬尾神經(jīng)無損傷，術(shù)后無下肢感覺減退和肌力下降；1例術(shù)后第3天出現(xiàn)切口紅腫，無體溫升高，予口服頭孢唑林鈉2天后治愈。觀察組隨訪(13.9±3.6)月，對(duì)照組隨訪(14.6±1.8)月，無腰椎不穩(wěn)、下肢深靜脈血栓等并發(fā)癥。術(shù)后3、6個(gè)月、末次隨訪2組VAS評(píng)分及ODI均較術(shù)前明顯改善(P<0.05)，2組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。術(shù)后復(fù)查CT示椎管內(nèi)骨性狹窄區(qū)域骨贅切除徹底，椎管內(nèi)無游離骨塊，上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面區(qū)域無損傷，椎管及側(cè)椎管狹窄區(qū)域減壓滿意。

表2 2組患者各指標(biāo)比較

表3 2組手術(shù)效果比較

3 討論

Kim等[1～5]報(bào)道使用PTED治療DLSS取得良好的臨床療效。根據(jù)傳統(tǒng)PTED的術(shù)前定位方法，在L4/5水平為30°～40°，L5/S1水平為40°～50°[14，15]。在穿刺點(diǎn)的選擇上，與棘突中線的距離在L4/5水平為10～14 cm，在L5/S1水平為11～16 cm[16，17]。然而PTED技術(shù)仍然存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和局限性：①腰椎管狹窄患者責(zé)任椎間隙往往存在不同程度的椎間隙高度丟失，椎間孔狹窄[6,7,18]。此類患者應(yīng)用上述穿刺方法建立工作通道的過程中，骨磨鉆對(duì)出口神經(jīng)根損傷的風(fēng)險(xiǎn)顯著升高[8，10]。②對(duì)于伴有骨化繼發(fā)性DLSS患者，術(shù)中操作可能存在骨化部分暴露減壓不充分，術(shù)后癥狀緩解欠佳等問題。③對(duì)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的過度磨削可能產(chǎn)生腰椎不穩(wěn)或小關(guān)節(jié)退行性改變，引起術(shù)后腰痛[13，19，20]。④對(duì)突出椎間盤部位的不精準(zhǔn)穿刺可能需要鏡下切除較多的椎間盤組織，使椎間隙高度進(jìn)一步下降，影響局部的生物力學(xué)穩(wěn)定性[21～23]。

合理設(shè)計(jì)手術(shù)方案，規(guī)避出口神經(jīng)損傷，處理椎間孔退行性狹窄，減少對(duì)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的磨削，保護(hù)腰椎穩(wěn)定性在PTED術(shù)中尤為重要。我們通過對(duì)患者腰椎CT進(jìn)行3D重建，直觀了解患者腰椎的解剖學(xué)特點(diǎn)，明確增生骨贅、骨性狹窄的椎管與增生的黃韌帶及突出椎間盤的空間關(guān)系，對(duì)需要切除的骨組織及需要減壓的盤黃間隙進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。通過術(shù)前模擬手術(shù)路徑在合適的角度兼顧手術(shù)過程中需切除的組織完成神經(jīng)減壓，同時(shí)盡可能避免對(duì)關(guān)節(jié)面的破壞。設(shè)計(jì)完成的工作通道可導(dǎo)入患者CT進(jìn)行驗(yàn)證，在CT圖像上反復(fù)調(diào)整工作通道的角度確保其有效性和安全性。

Lee等[24]將側(cè)椎管劃分為神經(jīng)根入口區(qū)、中間區(qū)及出口區(qū)，Wang等[25]將側(cè)隱窩進(jìn)行了進(jìn)一步分區(qū)。觀察組49例為盤黃間隙狹窄。對(duì)于黃韌帶無明顯增生的患者我們模擬手術(shù)時(shí)僅將通道末端放置在需要減壓的椎間盤區(qū)域；如果黃韌帶增生較重，可于上關(guān)節(jié)突尖部由外上向內(nèi)下沿關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙的腹側(cè)建立工作通道，這個(gè)角度可在椎間孔成形過程中較多地處理黃韌帶的邊緣，為鏡下處理黃韌帶的邊緣提供方便；6例椎間盤無明顯突出，行走神經(jīng)根的壓迫主要來源于背側(cè)黃韌帶，穿刺點(diǎn)應(yīng)選擇上關(guān)節(jié)突尖部，穿刺針與冠狀面角度過小可能損傷行走神經(jīng)根，與冠狀面角度過大可能難以到達(dá)理想的手術(shù)區(qū)域，我們將靶點(diǎn)設(shè)定在關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙的前緣，鏡下操作時(shí)先取出與黃韌帶粘連的骨贅再進(jìn)行黃韌帶的修整切除。減壓范圍較大時(shí)可設(shè)計(jì)2個(gè)工作通道，第1個(gè)通道先磨除上關(guān)節(jié)突腹側(cè)及外側(cè)增生骨贅，靶點(diǎn)位于盤黃間隙，第2次設(shè)計(jì)通道時(shí)靶點(diǎn)位于上關(guān)節(jié)突增生骨贅與骨性狹窄側(cè)隱窩上部的連線，我們認(rèn)為盤黃間隙處磨除的骨贅往往與黃韌帶粘連，位置相對(duì)固定且不會(huì)游離于椎管內(nèi)，骨性狹窄的側(cè)隱窩骨贅磨除后有游離進(jìn)入椎管難以取出的可能。L5/S1椎間隙因髂棘、L5橫突遮擋，行PTED建立通道難度較大，存在椎間孔狹窄時(shí)無疑進(jìn)一步增加手術(shù)難度，通過常規(guī)穿刺路徑建立工作通道時(shí)可能需要比L4/5間隙切除更多的上關(guān)節(jié)突骨質(zhì)[26～29]。我們體會(huì)通過精準(zhǔn)的術(shù)前工作通道設(shè)計(jì)可按照治療L4/5側(cè)椎管狹窄的方法完成手術(shù)。經(jīng)過手術(shù)模型設(shè)計(jì)后發(fā)現(xiàn)工作通道需經(jīng)過L5橫突的患者，術(shù)中可先對(duì)L5橫突進(jìn)行部分磨削，然后按照手術(shù)模型建立工作通道。

通過數(shù)字3D技術(shù)對(duì)腰椎退行性疾病建立仿真模型，規(guī)劃術(shù)中最佳工作通道的角度并設(shè)計(jì)手術(shù)方案，提高PTED的安全性并減少對(duì)上關(guān)節(jié)突和椎間盤的過度切除，縮短了手術(shù)時(shí)間，為PTED治療DLSS提供可靠的治療策略。對(duì)于某些重度DLSS的患者，也可通過模擬手術(shù)的方法驗(yàn)證其通過內(nèi)鏡技術(shù)治療的可行性，如術(shù)前3D模型設(shè)計(jì)手術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷神經(jīng)根風(fēng)險(xiǎn)較高可能需要改為開放手術(shù)。