術中三維導航輔助微創經椎間孔入路腰椎椎間融合術中置釘偏出方向及程度分析

陳煥雄，何小元，黃 濤，馬承榕，孟志斌

海南醫學院第一附屬醫院脊柱外科，海口 570102

經椎間孔入路腰椎椎間融合術（TLIF）目前廣泛應用于治療嚴重腰椎退行性疾病，臨床療效確切，但醫源性肌肉等軟組織損傷較大，術后部分患者可出現腰背部肌肉萎縮及持續疼痛［1］。微創經椎間孔入路腰椎椎間融合術（MIS-TLIF）在工作通道下操作，減少了肌肉等軟組織的剝離，能夠有效減少手術創傷、加快術后康復，有助于患者術后早期活動［2］。然而，MIS-TLIF 手術視野局限、操作空間小，常不能充分暴露解剖標志，通道下椎弓根螺釘置入相對困難，容易導致置釘相關的神經系統及血管并發癥［3］。隨著導航技術在脊柱微創手術中的廣泛應用，導航輔助不僅可以提高置釘精度，還可有效降低醫患的射線暴露量［4-5］。因此，本研究比較三維導航與C 形臂X 線機透視輔助Quadrant 通道下MIS-TLIF在治療腰椎退行性疾病中的置釘偏出方向及程度，并探討導航輔助MIS-TLIF 治療腰椎退行性疾病的安全性及優勢，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：①行MIS-TLIF 治療的腰椎椎間盤突出癥伴腰椎失穩、腰椎椎管狹窄；②患者基本信息及隨訪資料完整；③所有手術由同一團隊具有>10 年脊柱微創手術經驗的高年資醫師完成。根據以上標準，共納入2017 年12 月—2018 年12 月在本院行MIS-TLIF 治療的108 例患者臨床資料，其中術中采用三維導航輔助58 例（導航組，單節段病變38 例，雙節段病變20 例）；采用C 形臂X 線機透視輔助50 例（透視組，單節段病變32 例，雙節段病變18 例）。2 組患者年齡、性別、體質量指數、術前診斷及手術節段構成比差異無統計學意義（P > 0.05，表1），具有可比性。

表1 2 組患者基線資料Tab. 1 Baseline data of 2 groups

1.2 手術方法

患者全身靜脈麻醉后取俯臥位，全程行大腦皮層體感誘發電位/運動誘發電位（SEP/MEP）神經電生理監測［6］。

導航組：連接導航設備（Brain LAB），應用克氏針將導航參考架固定在髂后上棘，進行三維掃描。掃描圖像自動輸入導航系統并完成注冊，使用導航探針在三維影像引導下定位手術節段并在體表投影點標記切口位置。垂直切開皮膚后內傾10° ~ 20°切開腰背筋膜，沿肌間隙鈍性分離至關節突下峽部，以峽部為支點插入逐級擴張Quadrant工作通道，撐開通道后接光源。導航引導下選擇最佳進釘點、進釘水平角和矢狀角，使用高速磨鉆制備釘道，球探探查確定釘道為骨性結構后，置入短尾固定椎弓根螺釘。在導航下定位及標記減壓范圍后，使用骨刀鑿除下關節突，用槍式咬骨鉗咬除殘余關節突、部分黃韌帶及椎板，擴大椎間孔，顯露硬膜囊、神經根、椎間盤及椎靜脈叢。雙極電凝止血后，神經拉鉤保護硬膜囊、神經根，清除椎間盤和軟骨終板，導航下置入融合器和自身骨粒，上棒后加壓擰緊螺帽。透視確認內固定和融合器位置良好后逐層關閉切口。

透視組：在C 形臂X 線機透視下采用長針頭定位手術節段上、下椎弓根投影中心，以2 枚針頭連線為切口。切開、顯露及通道建立等步驟與導航組一致。顯露上下關節突關節、椎弓峽部，沿峽部顯露人字嵴后開口器在其頂點開口，開路器在正、側位反復透視下調整進釘角度，以有“磨砂感”判定為進入椎弓根內，球探探查后完成釘道制備并置釘。直視下完成減壓和椎間融合操作，步驟與導航組一致。

1.3 評價標準

記錄圍手術期血管、神經、內臟損傷等并發癥，并采用疼痛視覺模擬量表（VAS）評分［7］、Oswestry功能障礙指數（ODI）［8］評價臨床療效。根據術后CT 掃描及三維重建評價螺釘位置，記錄穿破骨皮質位置，并測量螺釘穿透皮質距離（圖1a ~ d）。皮質穿破位置分為內側皮質、外側皮質、椎體前壁及椎間孔［9］。按照Rao 等［10］提出的分級評估皮質穿破程度：0 級，螺釘沒有穿破椎弓根和椎體皮質；1 級，穿破距離< 2 mm；2 級，穿破距離2 ~ 4 mm；3 級，穿破距離> 4 mm（圖1e ~ f）。

圖1 CT 評估螺釘穿破方向和程度Fig. 1 CT images demonstrating position and grade of perforation

1.4 統計學處理

采用SPSS 19.0 軟件對數據進行統計學分析，性別、診斷、手術節段構成比采用χ2檢驗，年齡、手術時間、術中出血量、VAS 評分、ODI、置釘參數等計量資料采用Shapiro-Wilk 檢驗是否呈正態分布，正態分布資料采用x±s 表示，采用獨立樣本t 檢驗，非正態分布資料采用曼-惠特尼U 檢驗；以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

導航組手術時間（134.4±32.6）min，術中出血量（191.4±120.0）mL，少于透視組的（190.2±33.5）min 和（352.0±123.3）mL，差異有統計學意義（P < 0.05）。2 組共置入椎弓根螺釘508 枚，每例平均置釘4.7 枚，總皮質穿破率為15.7%。導航組58 例置釘272 枚，其中27 枚穿破皮質，穿破率為9.9%；透視組50 例置釘236 枚，其中53 枚穿破皮質，穿破率為22.5%。導航組皮質穿破率低于透視組，組間差異有統計學意義（P < 0.05）。導航組4 個方向穿破率均低于透視組，但僅內、外側皮質穿破率差異有統計學意義（P < 0.05，表2）。導航組與透視組穿破程度相比，除2 級差異無統計學意義，其他各級差異均有統計學意義（P < 0.05，表2）。

所有患者隨訪10 ~ 22個月，平均16.3個月。2組患者術后6個月及末次隨訪時腰痛、下肢痛VAS評分和ODI均較術前顯著改善，差異有統計學意義（P <0.05，表3），各時間點組間比較差異無統計學意義（P > 0.05，表3）。2組患者均未發生大血管損傷、硬膜撕裂、神經功能損傷及感染等并發癥。隨訪中透視組1例46歲女性患者于術后3個月出現融合器穿透終板，部分陷入上位椎體內，并引起根性疼痛，再次手術處理后癥狀解除。導航組典型病例影像學資料見圖2。

表2 置釘偏出方向及程度分析Tab. 2 Analysis of position and grade of perforation

表3 腰痛、下肢痛VAS 評分和ODI Tab. 3 VAS scores of low back and leg pain and ODI

3 討 論

經Wiltse 入路Quadrant 通道下MIS-TLIF 是目前治療腰椎椎間盤突出伴腰椎失穩、腰椎椎管狹窄和Ⅰ/Ⅱ度腰椎滑脫癥的常見脊柱微創手術之一［11］。與傳統TLIF相比，MIS-TLIF具有組織損傷小、出血量少、傷口感染發生率低、術后疼痛輕、康復快、住院時間短等優點，且在長期隨訪中患者VAS評分、ODI、植骨融合率及脊柱矢狀面平衡參數等與傳統開放手術相比并無明顯差異［12-13］。但由于Quadrant通道限制，手術視野小、操作空間受限、手術難度高，MIS-TLIF存在手術時間較長、學習曲線陡峭及術中射線暴露等相關問題。其中，由于通道擺放位置需同時兼顧置釘、椎管減壓和椎間融合器置入等操作，所有操作在有限的范圍內進行，MIS-TLIF 較傳統開放手術更容易造成硬膜和神經損傷［14-15］。

圖2 導航組典型病例影像學資料Fig. 2 Imaging data of a typical case in navigation group

椎弓根螺釘誤置是MIS-TLIF 造成神經根損傷，引起神經根性疼痛、肌力下降及感覺異常的原因之一。目前常用的后路椎弓根螺釘置釘技術主要有Roy-Camille［16］、Weinstein［17］、Magerl［18］、Krag［19］，人字嵴置釘法［20］等，這5 種方法在通道下置釘，可能存在以下問題。①通道視野相對狹小、操作空間有限，清晰顯露關節突關節、清理增生骨贅操作困難；②L4，5橫突部位深，橫突根部有腰動脈穿過，顯露時一旦損傷可能出血較多，通道內處理更為困難；③對于解剖結構復雜的患者，如合并退行性側凸、腰椎滑脫等，通道內置釘難度增加；④進釘時仍需要C 形臂X 線機正、側位多次透視以確認進釘點和進釘角度，存在術者和手術室人員射線暴露問題，C 形臂X 線機正、側位切換時影響手術操作，以及透視時間長致術野出血量增加［21］。因此，通道下置釘存在一定特殊性，需要新的置釘方法以提高置釘精度和手術效率。

1995 年，Nolte 等［22］首次將計算機導航技術應用于椎弓根螺釘置入，證明其精準性及可靠性。2003 年，Holly 等［23］首次報道了三維導航輔助胸、腰椎椎弓根螺釘的微創置入，該研究共置入94 枚螺釘，置釘精確度達94.7%。本研究中，導航組總置釘精確度為90.1%，明顯高于透視組的81.3%，其中導航組螺釘內、外側皮質的穿破率以及3 級螺釘比例分別為4.8%、1.5%和1.1%，均低于透視組8.5%、8.5%和4.7%，說明三維導航輔助Quadrant 通道下置釘較透視下置釘更精準與可靠。

與常規開放TLIF 相比，本研究中透視組的置釘、椎管減壓和椎間融合器置入等操作受Quadrant通道的限制，其中置釘、融合器置入角度及深度需正、側位透視進行方向和位置的調整，每次透視只獲得一張圖像且無橫斷面信息。如缺乏有效內固定，椎間的活動可導致融合器的移位［24］。透視組1例患者由于融合節段近端1 枚螺釘穿破椎間孔，螺釘失去固定作用，且在處理軟骨終板時損傷部分椎體下方骨性終板，導致融合器向椎體內坍陷，椎間隙高度丟失，引起椎間孔容積減小導致根性癥狀。導航組在導航探針引導下，從切口定位、釘道制備、減壓范圍確定、軟骨終板刮除深度到融合器的置入，全程提供三維影像，導航組平均手術時間及術中出血量均低于透視組，減少了醫患的射線暴露，且至末次隨訪時未發現融合器移位或下沉，說明三維導航全程輔助MIS-TLIF安全、高效。

導航輔助Quadrant通道下MIS-TLIF手術的局限性：①手術視野和操作空間小，術中一旦出現血管、硬膜損傷或腦脊液漏，處理難度較開放手術大［25］；②當病變節段需要雙側減壓時，需要雙側置入通道進行減壓或行對側潛行減壓，增加手術時間；③導航參考架在術中被遮擋或產生位移，以及置釘、減壓等操作引起術中脊柱移位，均可導致導航系統影像與真實位置的誤差。本研究中，因導航影像漂移，導航組置釘時導航圖像顯示位于椎弓根內的螺釘實際穿出了內、外側皮質及椎體前壁，穿破率分別為4.9%、1.4%及3.3%。因此，在下一步研究中，可應用手術顯微鏡放大術野讓通道內操作更精準，使用改進的曲型脊柱微創器械以行單側入路的雙側減壓，探索新型術中導航實時定位校準系統克服導航漂移問題，以提高術中操作的安全性及便捷性。

綜上，與C 形臂X 線機透視下MIS-TLIF 相比，導航輔助MIS-TLIF 治療腰椎退行性疾病可提升整體置釘精確度，降低內、外側皮質穿破率，具有手術時間短、出血量少、并發癥少的特點。但本研究為單中心研究，且病例數相對較少，還需要嚴格設計的前瞻性隨機大樣本多中心研究來獲得更為可靠的依據與結論。