經皮椎間孔鏡定位穿刺技術及相關輔助導航設備應用的研究進展

隆振學 韋文 王露瑤 李清鋒 華樹良

【關鍵詞】 腰椎間盤突出癥;椎間孔鏡;定位穿刺;導航

中圖分類號：R681.5+3 ? 文獻標志碼：A ? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.07.016

腰椎間盤突出癥是脊柱外科中引起腰腿痛的主要原因，其中約10%的患者需要手術治療。近年來，經皮椎間孔鏡技術已成為治療腰椎間盤突出癥的常用方法[1]。成功的穿刺定位是椎間孔鏡手術順利完成的首要前提，其穿刺定位方式及相關輔助定位器的研制更是百花齊放，各有優缺點，本文將對椎間孔鏡的穿刺定位技術及相關輔助導航設備的研制進行綜述。

1 椎間孔“Kambin三角”

“Kambin三角”的邊界有多種描述，最早是由Kambin[2]描述的椎間孔區一個類似三角形區域，由腰椎小關節構成其后界，硬膜囊/走行神經根為其內界，下位椎體的上終板為其下界，相應節段的出行神經根為其外上界。“Kambin三角”已成為經皮腰椎間孔鏡手術進行髓核摘除的重要天然通道，該術式效果優良率為80%以上[3～6]。

2 椎間孔鏡定位穿刺技術

2.1 YESS技術 YESS技術最早由Yeung等[7]基于“inside-out”理念上發明。術前透視標準的腰椎正側位片，正位片上用標記筆在皮膚上標定后正中線，側位片標記目標椎間盤傾斜線與水平線的交點（即皮膚穿刺點）及“Kambin三角”，根據患者的體型及椎間孔大小適當調整皮膚進針點，通常在后正中線旁開8～14 cm放置定位針，局麻下沿椎間盤傾斜線、與地面成15°～30°角度方向穿刺，經“Kambin三角”進入椎間盤。標準的穿刺位置是穿刺針針尖正位X線透視下穿至上下椎弓根連線中點、側位X線透視下穿至上下椎體后緣連線。周建偉等[8]按上述方法治療112例腰椎間盤突出癥患者，所有患者順利完成穿刺及手術，并獲得良好的遠期療效。YESS技術主要的特點是穿刺套管不經過椎管而直接進入椎間盤內，由內向外進行椎間盤摘除減壓，故其并發癥相對少，操作也相對簡單。因其主要適用于包容性腰椎間盤突出型及部分后縱韌帶下脫出型患者，而對椎管內游離型患者不適用，適應證相對較窄。

2.2 TESSYS 技術 TESSYS技術則由Hoogland等[9]于2002年基于“outside-in”理念上首先提出。它與YESS技術最大不同點在于其穿刺目標靶點是正位X線透視下穿刺針針尖位于上關節突尖部，側位X線透視下穿刺針針尖位于上關節突的前下緣，緊鄰椎間孔下緣。另外，TESSYS技術是經擴大的椎間孔進入椎管，減壓順序由椎管內減壓再到椎間盤內減壓，全程均經過椎管內進行操作，故神經損傷等并發癥也較多見，操作相對復雜，步驟更多。其相對適應證較YESS技術也更廣，除了可以摘除椎管內游離的髓核組織外，也能探查和松解神經根、擴大神經根管。

2.3 BEIS技術 雖然TESSYS技術的適應證較YESS技術相對更廣，但對部分伴有雙側神經癥狀或因椎體后緣有骨贅等致壓物壓迫的患者，其弊端仍非常明顯。白一冰等[10]在TESSYS穿刺技術的基礎上進行穿刺方法的改良（即BEIS技術）。主要改良方面：首先是針對患者體型適當調整穿刺點與后正中線的旁開距離，從L3/4至L5/S1旁開距離8～14 cm逐漸增大;其次是穿刺針外展角從L3/4至L5/S1由20°～50°逐漸增加，頭傾角則由20°～60°逐漸增大;再次，當正位相時穿刺針末端到達后正中線上、側位X線透視下穿刺針末端到達下位椎體的后上緣時即可達到標準的穿刺靶點。BEIS技術實際上是對神經根全方位減壓，與TESSYS技術相比，能多角度將導致椎管狹窄的解剖學致病因素去除，達到減壓更充分、更徹底的目的。

2.4 靶向定位TESSYS技術 為了精確表述腰椎間盤髓核突出的具體位置，胡有谷等[11]提出了腰椎間盤突出的區域定位法。該團隊從三維結構上詳細描述了髓核突出位置的層、區、域，經排列組合便可將每一節段的椎管進行三維精確定位，術前根據腰椎CT或MRI影像學表現，即可快速、精準定位突出髓核組織等的位置。椎間孔鏡的靶向定位TESSYS技術正是結合本區域定位法提出的以突出的髓核組織為目標穿刺靶點，根據目標穿刺靶點的位置及患者的體型等因素，個體化選取皮膚穿刺點及穿刺角度，根據目標穿刺靶點的不同位置，標準的穿刺位置是正位X線透視下工作套管末端位于后正中線附近，側位片上則根據突出物所在的區域定位相應的將工作套管的末端置于椎體后緣的椎間隙平面、上位椎體的后下角或下位椎體的后上角[12]。靶向定位TESSYS下操作具有以下優勢[13]：穿刺定位全程在C臂透視監視下進行，直達目標靶點，局麻即可完成手術，術者能更好地與患者溝通，降低神經損傷并發癥的發生，對周圍正常組織的損傷較小，術后無需使用鎮痛泵。有部分報道認為應用靶向定位TESSYS技術術后下肢皮膚感覺異常的并發癥主要與術中多次穿刺等因素有關，應加以注意[14]。

3 導航輔助穿刺定位設備

3.1 椎間盤突出靶點瞄準儀 椎間孔鏡手術常見的并發癥與穿刺偏差大、反復穿刺等原因密切相關[14]。為解決椎間孔鏡穿刺定位的難題，盡可能縮短初學者的學習曲線、降低手術風險、提高穿刺準確率、最大限度減少人體X線輻射暴露[15]，曾月東等[16]研發了靶點瞄準儀和靶向穿刺新方法。其原理是通過直角三角函數關系科學準確地計算出穿刺針穿刺深度，實現穿刺路徑個體化和精準化，穿刺外展角度最大可達到80°左右，穿刺點距離后正中線更遠，可達12～15 cm，這樣可以有效避開關節突骨質的阻擋，減少患者創傷，降低穿刺難度。當然，該方法也存在一定缺陷，主要是靶點到腰部皮膚標志投影點的距離測量有一定誤差，與X線片圖像比例尺的準確性也有關。

3.2 HELLO 椎間孔鏡同心圓穿刺輔助定位器 學者Fan等[17]研制了HELLO穿刺輔助定位器，利用穿刺靶點始終落在直角圓弧圓心的原理特性達到精準導航的目的。由穿刺目標點本身及其在正側位的體表投影點組成一個平面，另外由定位器的弧形結構和上方/側方探針組成一個平面，當上述兩個平面重合時穿刺靶點就落在定位器的圓心，這時以圓弧上任何半徑為假想的穿刺路徑均能精準穿刺至圓心，也就是目標靶點。一般來說，L4/5節段進針點的選擇由棘突旁開11～14 cm，L5/S1節段則選擇由棘突旁開12～16 cm。使用HELLO穿刺輔助定位器可極大提升穿刺精準度，減少輻射暴露。該設備的特點是任何穿刺路徑均能準確穿刺至靶點，從而可為患者提供個性化選擇、優化穿刺路徑。

3.3 超聲容積導航定位技術 超聲容積導航技術的主要原理是運用電磁場跟蹤系統，結合已采集的CT或MRI三維數據進行圖像整合，快速、準確地尋找病變位置。Jung等[18]首先介紹了采用超聲容積影像系統快速定位病變部位的方法。國內學者許波[19]利用超聲容積導航定位法對36例經椎間孔鏡治療的腰椎間盤突出癥患者進行穿刺定位。術前攝取患者腰椎前后位片及側位片，以患者雙側髂嵴的最高點連線與后正中線交點為圓心，在半徑5 cm范圍內隨機選取4個點，術前采用螺旋CT掃描儀獲取三維重建圖像[20]。術中通過圖像融合及超聲容積導航引導穿刺，椎間孔下位椎體椎弓根上緣為其穿刺靶點，超聲圖像實時跟蹤引導進行穿刺，術中需多次調整探頭角度，直至穿刺至目標靶點[21]。結果所有患者均能準確穿刺到達目標，認為應用超聲容積導航技術可確保穿刺效果，減少術中穿刺時間和輻射暴露劑量，明顯減少手術時間，降低手術難度。

3.4 3D打印技術 3D打印技術近年來在脊柱外科等醫療領域被廣泛應用[22]。國內學者李承龍等[23]研發3D打印技術用于椎間孔鏡的輔助定位穿刺。首先通過軟件生成腰椎三維圖像，術前模擬最佳的穿刺路徑并制作個體化穿刺導板，穿刺目標靶點選擇在患側上關節突的尖部。手術時將個體化穿刺導板緊密固定在穿刺部位，沿3D打印個體化穿刺導板進行定位穿刺，通過C型X線透視機嚴密監視穿刺進程。結果所有患者均在3D個體化穿刺導板引導下順利完成穿刺，未出現重要組織及血管的損傷。楊軍等人[24]與賴居易等[25]亦采用3D打印技術椎間孔鏡穿刺定位導向器進行輔助穿刺，也能順利完成穿刺及手術。上述幾種3D打印技術的使用均明顯提高椎間孔鏡術中穿刺的準確性，臨床應用前景廣闊，但目前其樣本量較少，穿刺準確性還需更多的大樣本進行驗證。

3.5 新型三維穿刺定位器 陳銘吉等[26]設計出一種由橫梁、豎梁和水平梁組成的新型三維穿刺定位器。其依據是穿刺靶點與豎梁、橫梁組成特定的矩形。在正、側位透視下分別確定穿刺目標點的體表投影并做標記，調整豎梁和橫梁上的探針分別與皮膚標記點重合并固定，適當調整三個維度上的探針，使之分別與體表投影點重疊，此時將穿刺針經兩套管路徑穿刺即可直達穿刺靶點。尸體研究表明，該定位器能提升50%左右的穿刺精度，減少40%左右的輻射量，但使用過程中需調整各維度的距離，C臂機的擺放位置、體位擺放及表皮定位器的使用也均有嚴格的要求，但目前尚未應用于臨床。

3.6 其他導航輔助穿刺定位設備 精準、快捷地完成穿刺定位一直是臨床醫生的追求。國內外許多學者進行了許多相關穿刺輔助設備的研制，研究成果更是百花齊放，這對椎間孔鏡技術臨床應用起到了積極的推動作用。李明等人[27]利用直角三角形兩條直角邊長度可確定斜邊長度及角度的幾何學原理研制出一種椎間孔鏡定位導向器，由滑動架、旋鈕、滑動螺栓、導向套及鎖定螺栓等五部分組成。導向套管經滑動軌道及鎖止部連接固定于滑動架，并可在標尺上移動，穿刺導向套管可借助鎖止部改變穿刺方向，可確保穿刺角度及穿刺路徑的穩定，確保了手術的安全性和準確性。史航等人[28]介紹了一種新型三軸調節式精準穿刺定位器，可通過測距模塊測量出定位器中心到皮膚表面的距離，誤差可精確到毫米，提高穿刺效率及精度。朱慧陽等[29]研制的激光導向器由支架、可調節角度盤、激光光源組成。術前將患者腰椎CT平掃圖像數據輸入三維圖像重建等軟件，模擬經椎間孔入路穿刺，術中根據術前測量的目標靶點與體表投影點的距離，適當調整固定架上端平臺并固定，皮膚進針點為激光束與皮膚的交點，穿刺路徑即為激光束的路徑。上述導航設備的共同特點是操作簡便，精確度高。

4 展望

伴隨著智能時代和精準醫學時代的到來，新的穿刺技術和穿刺定位輔助設備將不斷涌現，椎間孔鏡的臨床應用范圍也將不斷擴大，椎間孔鏡技術將走向精準化、更微創化，提高椎間孔鏡的臨床應用效果，廣大的醫生和患者也將從中受益。

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（收稿日期：2019-05-05 修回日期：2019-06-06）

（編輯：潘明志）