脊柱

微创手术是现代手术学发展最快的领域之一，该技术在实现小“孔”切口同时与可视化技术相结合，从而能更好的观察手术区域。“微创手术（Minimally invasive surgery）”这一名词的起源有一定争议。Wickham在1986年打造了这一术语，而在1992年，Cuschieri使用了“小切口手术（Minimally access surgery）”这一术语。在过去的十年中，微创脊柱外科技术得到了迅速的发展。由于脊柱微创手术对软组织的牵拉和剥离较少，因而能够降低术后疼痛，缩短恢复时间。随着显微内窥镜技术的发展和特殊手术器械与设备的临床应用，外科医生可以通过一个或多个微小的切口来完成以往的手术操作。与开放手术相同，微创脊柱手术也能实现微创下的神经减压，脊柱稳定与融合，以及脊柱畸形的矫正。

一、当前微创脊柱技术现状与展望

1. 后外侧经皮椎间孔镜下椎间盘切除术

经皮椎间盘切除减压治疗腰椎间盘突出症经历了近20余年的发展历史。在Craig侧后路经皮腰椎间盘穿刺活检途径的基础上，Hijilkata和Onik等先后报道侧后路经皮腰椎间盘手动和自动切除术，Kambin等报道了内窥镜辅助下的腰椎间盘切吸术，随后Forst和Schreiber等又分别报道了内窥镜直视下的腰椎间盘切除减压术。随着微创脊柱内窥镜和手术器械的不断改进和发展，以及先进手术设备如激光、射频和导航的临床应用，使经皮椎间孔镜技术发生了革命性改变。从早期的后外侧经皮腰椎间盘盲切，发展到当今内窥镜辅助下的切吸、从过去单纯经Kambin安全三角区进入椎间盘内行间接的椎间盘减压YESS技术，发展到当今能直接经椎间孔进入椎管内行直接神经根松解和减压TESSYS技术、从过去只能做单纯的包容性腰椎间盘突出，发展到能完成各种类型的腰椎间盘突出和脱出的直接手术摘除，以及椎间孔狭窄的经皮椎间孔扩大成形术，该手术己成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内窥镜技术。现正努力探索经皮椎间孔镜下的腰椎融合、髓核置换和干细胞移植等手术。该手术己成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内镜技术。

经皮椎间孔镜下腰椎间盘切除术( PELD )是经后外侧入路,通过椎间孔“安全三角工作区”进入椎间盘。该区位于纤维环的后外侧，可允许器械安全通过而不至于损伤出行神经根( Exiting nerve root )。后外侧经皮椎间孔镜下微创椎间盘切除术可局麻下操作，这样手术者可以在置入工作通道时获得患者的直接反馈以避免损伤神经根。尽管该手术的优势显著，如极少的出血、微小手术创伤与瘢痕，但仍存在一些缺陷。如患者髂嵴位置较高，或患者的椎间隙已塌陷，就很难找准通道的精确置入点。而且当椎间盘碎片已经游离，则手术操作比较困难。对于需要全麻或深度镇静的患者，神经根损伤的风险也较高。

随着微创脊柱内窥镜和手术器械的不断改进和发展，以及先进手术设备如激光、射频和导航的临床应用，使经皮椎间孔镜技术发生了革命性改变。从早期的后外侧经皮腰椎间盘盲切，发展到当今内窥镜辅助下的切吸、从过去单纯经Kambin安全三角区进入椎间盘内行间接的椎间盘减压，发展到当今能直接经椎间孔进入椎管内行直接神经根松解和减压、从过去只能做单纯的包容性腰椎间盘突出，发展到能完成各种类型的腰椎间盘突出和脱出的直接手术摘除，以及椎间孔狭窄的经皮椎间孔扩大成形术，现正努力探索经皮椎间孔镜下的腰椎融合、髓核置换和干细胞移植等手术。该手术己成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内窥镜技术。

经皮椎间孔镜下腰椎间融合是未来重要发展方向。目前学者们尚试通过一个特殊手术工具向椎间盘内填充有凝胶或高聚物膨胀装置的球囊，球囊就可膨胀到所需的大小。另一个途径是采用可膨胀椎间融合器，通过经皮椎间孔“安全三角工作区”植入椎间盘内后，撑开膨胀到合适大小，从而实现真正微创经皮椎间植入、椎间撑开固定和融合目的。材料上可采用记忆镍钛合金，它具有温度成型记忆功能，并具备超高的弹性行为，尽管很难置入椎间盘，但可设计尺寸较小的变形椎间融合器，置入椎间盘后再回复形状以达到微创椎间融合。目前，材料上已经实现了PEEK材料可膨胀椎间融合器的研制，并已经用于临床。

经皮椎间孔下椎间盘切除术虽然具有许多优点，但也存在不足。内窥镜下的手术使外科医生视觉局限于内镜摄像头的狭小视野，二维空间，而且镜头又常被血液、水雾阻挡，存在损伤重要神经血管和脏器的风险，这也是脊柱内窥镜手术临床应用受限的原因。为保证手术的精准和安全，医生们又必须要在X光透视下进行操作，从而承受大量X射线的照射。针对脊柱内窥镜下对医生与患者所造成的手术风险，最有意义的进展是影像导航技术的临床应用。影像导航通过术前和术中某一患者的个体数据进行解剖定位、显示器械轨迹和位置，从而增强外科医生控制器械、企及特殊解剖结构的能力。我们推测未来经皮椎间孔下微创椎间盘切除术将演变为影像导航引导下的精确操作。当然，经皮椎间孔下椎间盘切除术中使用影像导航技术目前仍存在：①目前的图像尚不能清晰显示神经根，这样就很难完全避免神经根损伤。②目前的导航系统需要固定骨性标志来进行影像配准，但后外侧经皮椎间孔下椎间盘切除术中其终端是椎间盘内，并未涉及骨性标志。骨表面的套合配准不完全精确，即便是可信的，由于抵达工作区的距离较长也会产生较大的不准确性。解决这一问题的办法是使用术中生物传感器。微处理器技术的进步已产生了智能传感器，它在一块集成电路芯片（IC chip）上集成了感知和数据处理功能并用于医疗用途。该传感器可植入椎间盘内或椎间盘外并能检测物理、化学和生物的改变。Andrews等使用这一技术在不同条件下进行体内即时（Real－time）分辨组织，目的在于改进该技术用于即时分辨神经根和周围组织，并寻找后外侧经皮椎间孔下椎间盘切除术器械进入椎间隙的正确安全位点。

2 . 经椎板间隙入路内镜下椎间盘切除术

通过微创通道下进行显微椎间盘髓核摘除术是目前治疗椎间盘突出症最常应用的微创脊柱外科技术。MED微创腰椎间盘摘除术是Foley和Smith于1997年首先开展起来的微创脊柱外科新技术。MED微创腰椎间盘摘除术吸取了传统后路椎板间隙开窗技术与内窥镜下微创技术之优点，通过一系列扩张通道来完成手术入路的建立，并通过1.6-1.8 cm 直径工作通道来完成过去只有通过开放手术才能完成的椎板开窗、小关节切除、神经根管减压及椎间盘切除等手术。与传统腰椎间盘摘除术相比，该技术通过一系列扩张导管来建立手术入路，不需要剥离和牵拉椎旁肌，并在1.6-1.8 cm 直径工作通道内完成所有手术操作。因此，具有手术切口小，椎旁肌肉损伤轻，出血少和术后恢复快等优点。由于先进的摄、录像系统将手术操作视野放大64倍，从而术中能更加准确地辨认和保护好手术区的硬脊膜囊、神经根和椎管内血管丛；同时，清晰的术野又保证更加精确地完成各种手术的操作，有效避免传统手术视野深和脊柱后方骨性关节结构破坏较大的缺点，最大限度保留脊柱后韧带复合结构的完整性，从而有效降低术后瘢痕粘连和腰椎不稳的发生。

特定部位的病理改变决定工作通道的安放位置。微创腰椎减压术可以对中央椎管，侧隐窝和椎间孔区域进行充分减压。此外还可以对椎间孔外的椎间盘组织进行切除。对不同区域进行减压之前需要计划手术路径。对于椎间孔外神经减压可以将工作通道安放在横突间的横突间膜上，首先确定横突间膜，并切开横突间韧带以显露其深面的出行根( Exiting nerve root )，一旦出行根被确定便可在神经根的深部找到突出的椎间盘组织。最近一些研究比较了微创椎间盘髓核摘除术和传统的开放手术，结果表明微创手术中组织损伤小，神经干扰轻，失血少，术后疼痛症状轻，住院时间短，恢复和返回工作岗位快。对于传统开放显微椎间盘髓核摘除术和微创通道下显微椎间盘髓核摘除术的随机对照研究显示，微创通道下手术更加安全有效。

由Foley和Smith所开发椎间盘镜(MED)新技术是微创显微外科技术与内镜技术完美结合。MED手术类似于开放的显微镜下椎间盘切除术，可以用于椎板切除减压和椎间孔切开术以及椎间盘突出手术。MED操作容易、适应征较广和功能多样使外科医生更容易从传统手术转换到内窥镜手术。虽然内镜下的可视化操作，不但使手术视野清晰放大，而且手术操作方便有效，但它只能提供2维的图像，且经常被出血和显示不清妨碍，这点上还不及显微镜下椎间盘切除术。内镜成像和内镜图像融合技术的进步可以帮助改善这一问题。

控制出血对于任何可视化技术都尤为重要，大量出血增加硬膜囊撕裂和神经根损伤的风险。硬膜外或是小关节周围的出血干扰手术医生无法进一步操作，但可使用类似显微镜下椎间盘切除术的一些传统方法（纤维胶原蛋白凝胶、血栓素凝胶、可吸收明胶海绵和小棉片等）。Endius开发了一种带双层鞘的微型双极电凝（MDS）装置，可以应用进行钝性分离、吸血和电凝止血。另外采用双重光源内镜系统（红外/可见光），它在目前的腹腔镜系统中加入了一个红外线通道。该系统能在在出血的环境中找中发现细小的动脉出血，查明出血的具体位置，帮助术者迅速烧灼止血，减少在出血点不清楚时的反复止血操作。

目前的大多数脊柱内镜号称使用氙光源或卤素光源时有20×的放大率，并能达到3×104个像素。而近期的可视化技术可以通过1.8mm的光纤直径达到5×104个像素，这一图像质量对当前的大部分手术都足够了。未来的脊柱内镜手术将受益于更小的光纤，在不损失图像质量的同时，提供更多的手术操作空间。另一个进步是双照明，MGB内镜应用了叫Shadow的望远镜系统，它使用了2个独立的照明光源整合到标准的30°手术内镜上，由于Shadow的结构，它能提供很好的可塑性和对比性，这样可以向三维图像转换，实现高解析度以及均匀的清晰手术视野。另一个脊柱内镜的改进是抗雾化系统，外部清洁后再次雾化会导致手术反复中断。保持视野清晰对微创脊柱手术的安全实施尤为重要。在1993年有学者研究在传统内镜上加上额外的“鞘”（外套管），能随时清洗和干燥光学镜头，这样镜头保持清洁，不用反复从患者体内退出。添加的除雾器能去除高频手术电刀产生的烟雾。不幸的是，该系统无法阻止由于镜头的温度和工作区域湿度不平衡所导致的自然雾化， 有公司试图在镜头透镜的后方加入感受器和热阻丝来解决这一问题。基于CCD芯片高清晰成像（HDI）功能，能在1250水平线内提供2百万个像素，这样就能获得更加清楚晰的手术视野。

计算机技术和内镜技术的进步已实现三维重建虚拟图像，从术前图像结合术中扫描合成，然后附加在术中内镜图像上，类似的技术已经用于颅脑手术，即将术前的图像重建和术中的手术显微镜图像结合，这样可协助外科医生确认肿瘤的边界，更好的切除肿瘤。近期，(Mississauga，加拿大)开发了一套神经内镜套管，根据ＭＲＩ和ＣＴ的数据可以看到内窥镜的位置。特殊的软件提供现场的内镜图像，以及三维定位器械位置。另一个发展是头盔显示式眼镜，它连接于手术显微镜上，这样术者可以观察传输的显示信号和手术视野，不久将来还可以将该技术用于脊柱手术内镜上，以弥补二维脊柱内镜的不足。将来成像技术的改进还包括更好的光学图像解析度，类似于手术显微镜一样的更好的聚焦性，更好的弹性和可操作性，工作通道作用更大，并不断改进三维图像。这些改进可以将脊柱内镜手术推进到全新的高度。

3 . 脊柱前路腔镜手术面临的问题与挑战

外科内窥镜时代始于70年代末引入的电视辅助下内窥镜技术，随着关节镜技术、腹腔镜技术、胸腔镜以及椎间盘镜等微创技术的迅速发展，现已在许多疾病的外科手术治疗中取代了传统的开放技术。由于脊柱特殊的解剖结构和手术要求，脊柱前路微创手术面临的临床问题更多，手术难度更大，手术风险和并发症也最高，从而显著地制约和阻碍脊柱前路内镜手术的开展与进步。

腔镜辅助下前路颈椎椎间孔切开减压术始于上世纪90年代，其优点是不但手术创伤小，而且可保留颈椎间盘，从而保留其运动功能。该手术在治疗颈椎单侧根性症状效果明显，但这种方法最主要的并发症是在处理椎体钩椎关节时损伤椎动脉。Jho认为颈6-7椎间隙、钩椎关节外侧以及横突孔是最易导致椎动脉损伤的部位。颈6-7椎间隙位于颈7横突及颈长肌之间，为避免发生椎动脉损伤，Jho建议在颈6水平切断颈长肌，肌肉残断便会回缩向颈7横突，因而可暴露在颈长肌下的椎动脉；在钩椎关节部位，为避免椎动脉损伤，在使用磨钻时不应进入横突孔，可在钩椎关节处打磨时保留一层骨皮质，然后以括匙括除骨质。在存在单侧神经根症状的患者行前路椎间盘切除术后便会因颈椎不稳而出现对侧根性症状。单纯行神经根减压并不能很好的缓解这些患者颈痛的症状，还需要进行椎间融合以保持颈椎稳定性，但微创腔镜下颈椎前路的融合与固定是尚未解决的临床难题。

现代胸腔镜技术始于90年代初，随着该技术不断发展，已逐步完成肺叶切除、胸腺切除、心包以及胸膜疾病的治疗等。目前胸腔镜技术已被应用于椎体病变活检、脓肿引流及脊柱病灶清除、胸椎间盘突出症的椎间盘髓核切除、胸椎骨折前路减压内固定,以及脊柱侧弯矫正或后突畸形的松解固定等治疗。其有效性和安全性已被广泛认同。但胸腔镜下脊柱前路微创手术与传统开胸手术相比，其手术并发症的发生率不但相同，而且手术时间更长，手术难度更大，手术风险更高。Dickman等在14例胸椎间盘突出症患者进行的15次胸腔镜手术中，发生3例肺不张，2例肋间神经痛，1例螺钉松动需取出，1例椎间盘残留需二次手术取出，1例脑脊液漏等并发症。McAfee等报道胸腔镜微创脊拄手术术后活动性出血的发生率为2％，肺不张发生率为5％，肋间神经痛发生率为6％，此外还有脊髓神经损伤，乳糜胸，隔肌及其它脏器损伤等严重并发症。吕国华等报道胸腔镜下脊柱前路手术并发症包括；因奇静脉损伤出血而中转为开胸手术松解2.6％，肺损伤5.2％，乳糜胸2.6％，局部性肺不张5.2％，渗出性胸膜炎5.2％，胸腔引流时间〉36h、引流量〉200 ml为10.5％，胸壁锁孔麻木或疼痛2.6％，并明确指出在开展胸腔镜下脊柱侧凸手术早期，并发症发生率高于传统手术，随着操作的熟练和经验的积累，并发症率会明显降低。Watanabe等统计了52例胸腔镜和腹腔镜下脊柱手术的患者，并发症的发生率高达42.3％。如此高的并发症率和手术风险，从而阻碍胸腔镜下胸椎前路手术的开展。为此不少学者推荐和采用胸腔镜辅助下的小切口胸椎前路手术，不但手术操作相对简单，而且手术时间也显著缩短。

在80年代后期，DuBois等在法国施行的首例腔镜下胆囊切除术带来了腹腔镜技术革命性的发展。现今，腹腔镜下的脊柱前路手术主要被用于下腰椎间盘的切除及椎间融合术(ALIF)。虽然，通过腹腔镜技术进行ALIF可有效减少对组织的损伤.但经腹腔的ALIF手术，需建立气腹,在腹腔镜手术腹部充气并调整体位致头低脚高位时会导致通气困难和气栓。此外，前路腰椎椎间融合术并发症还包括腹外疝、腹部脏器损伤、大血管的损伤、动静脉的栓塞、医源性椎管内神经损伤、逆行射精以及器械的断裂等。腰椎融合术后逆行射精的问题越来越引起人们的重视。这是由于在操作中损伤了位于下腰椎前方的支配下腹部的神经丛所致。Regan等报道215例腹腔镜下的下腰椎间BAK融合手术中，逆行射精的发病率为5.1%。美国FDA评价LT-CAGE在腹腔镜下植入椎间融合的报告中，高达16.2%的男性手术病人并发逆行射精，上述并发症的发生率显著高于传统的开放手术。Newton等认为胸腔镜下脊柱前路手术与传统开胸手术的并发症发生率相似，但胸腔镜下手术的术后引流量明显大于开胸手术。鉴于腹腔镜下腰椎间融合手术的操作难度和手术风险较高，手术并发症较多，因此，腹腔镜辅助下的小切口前路手术，不但创伤小，操作容易，而且手术操作时间短，并发症率也较低，是未来腰椎前路微创手术发展的方向。

尽管生物学的进步能加强融合的有效性，但仍存在一些缺陷, 如运动受限和临近节段应力增加。对于这些原因，现今开展的椎间盘置换是最令人鼓舞的进展。尽管设计完全等同于天然椎间盘各种特性的人工椎间盘非常困难，但对人体确实有益的，它能减少感染源、减少退变椎间盘所致的不稳定，恢复自然的应力分担，并恢复脊柱运动特性。理论上，人工椎间盘置换可替代融合术，提供脊柱的生理运动，延缓临近节段的退变。首次的腰椎间盘置换在1996年开展，对痛性的椎间盘突出进行了置换，目前已有各种不同的人工椎间盘。其材料有金属或弹性纤维，最近有一种人工椎间盘内层是聚乙烯，外层是肽，然后包被了血浆，但是其融合的成功率仍未得到充分证实。另外，文献显示，病例选择，人工椎间盘的形态和大小以及位置对于疗效是至关重要的。以前的报道都是适用前路开放手术进行椎间盘置换，目前的内镜技术也可用于腹腔镜下人工椎间盘置换。Prodisc公司最近开发出椎间盘假体的第二代，除了轴线运动外能承受腰部运动的所有限度，在尺寸上比正常椎间盘稍小，但是可通过前路腹腔镜或是小切口经腹膜后入路置入。

随着现代脊柱外科技术的不断进步，新型生物材料和器械在临床的应用，越来越多的脊柱前路手术被后路手术所替代，过去需要经前、后入路才能完成的脊柱大手术，也逐渐被一期后路手术所完成。由于脊柱前路复杂的解剖结构和较大的手术创伤与较高的手术并发症发生率，加上腔镜下脊柱前路手术固有的手术操作局限与风险，近年来，腔镜下的脊柱前路手术逐渐被腔镜辅助下的前路或侧前路，后路和侧后路微创脊柱手术所代替。未来腔镜下的脊柱前路手术更多地用于腔镜辅助下的脊柱前后路联合手术，既发挥了腔镜手术入路的微创特性，又避免了单纯腹腔手术操作复杂、手术时间长和并发症发生率高等缺点。随着三维腹腔镜技术的发展和数字化，智能化与杂交手术室的建立，未来脊柱微创手术技术必将有更大的发展。

4 . 微创腰椎减压与融合术

1)、微创腰椎半椎板切除术

微创腰椎减压的一个重要原则是保留多裂肌在棘突上的腱性止点。在传统的全椎板切除术中，棘突被切除，多裂肌被牵向两侧。在关闭伤口时，多裂肌的起点不可能被修复到棘突上。然而，采用半椎板切除技术，通过工作通道可以在单侧进行彻底的椎管减压。将工作通道向背侧倾斜可以看到棘突的下面和对侧椎板，将硬膜囊轻轻下压，切除黄韧带和对侧上关节突，从而完成经典的经单侧入路双侧减压。上位腰椎的解剖结构与下位腰椎不同, 在L3及以上水平，在棘突和关节突关节间的椎板很窄，若采用单侧入路，为了对同侧侧隐窝进行减压，必须对同侧的上关节突进行较多切除。另一种选择可以采用双侧入路技术，通过左侧半椎板切除来完成对右侧侧隐窝的减压，反之亦然。一项研究采用此双侧入路技术对4个病人7个节段进行减压，总的平均手术时间为32分钟每个节段，平均失血量为75 ml，平均术后住院日1.2天。所有病人术前神经源性跛行消失，并且没有并发症的发生。

多项研究对微创后路腰椎减压的安全性和有效性进行了评估。微创脊柱手术的学习曲线受到关注，在一些研究的起始阶段，其并发症率较高。Ikuta报道了他们采用单侧入路进行双侧腰椎管减压治疗腰椎管狭窄症的经验，44个病人中有38个病人短期疗效好。JOA评分指数平均改善了72%。手术后并发症较低，与开放手术对照相比，术中失血量显著减少，术后止痛药物的需要量明显降低，住院时间大大缩短。存在25%并发症率，其中包括4例硬膜撕裂，3例手术入路侧下关节突骨折，1例术后发生马尾神经综合症需要再次手术，1例术后出现硬膜外血肿需再次手术。

在Yagi的一项前瞻性研究中，将41例腰椎管狭窄症病人随机分为两组，一组（20例）进行微创显微内镜减压，另一组（21例）采用传统椎板切除减压, 平均随访18个月。与传统椎板切除减压手术组相比，微创手术减压组的平均住院时间短，失血量少，血液中肌酸磷酸激酶的肌肉同工酶水平低，术后一年腰痛VAS评分低，恢复更快。本组90%的病人获得满意的神经减压和症状缓解。没有一例发生术后脊柱不稳。Castro采用18mm的工作管道对55例腰椎管狭窄症的病人进行显微内镜下椎管减压术。通过平均4年的随访，72%的病人获得优良或极好的效果，68%的病人主观满意度为优良。ODI评分平均降低，腿痛的VAS评分指数平均降低6.02。

Asgarzadie 和 Khoo 报道了48例通过微创腰椎管减压治疗腰椎管狭窄症的病例, 其中28例病人进行了单节段的减压，另外20例接受两节段减压。同对照组相比，即传统的开放椎板切除术，微创组的平均术中出血量较少（25 vs 193 ml），住院时间较短（36 vs 94小时）。48位病人中有32例得到了术后4年的随访。术后六个月，所有病人的行走耐受力得到了改善，且80%的病人一直维持到术后平均38个月。在随访期间，ODI评分和SF-36评分的改善一直得以维持。在该组病例中，没有一例发生神经损害的并发症。

    对于退变性腰椎滑脱病例，不进行融合的微创腰椎管减压术也是一种行之有效的方法。Pao对13例腰椎管狭窄同时合并Ⅰ°腰椎滑脱的病例仅进行微创腰椎管减压。术后所有病例临床效果良好，并未出现滑脱程度加重。Sasai采用单侧入路双侧减压技术治疗了23例退变性腰椎滑脱病例和25例退变性腰椎管狭窄病例。经过两年的随访，虽然退变性腰椎滑脱组的神经源性间歇性跛行评分结果和ODI评分稍差，然而总体来讲，上述两组评分结果相似。在23例退变性腰椎滑脱病例中，有3例病人术后滑脱程度加重≥5%。Kleeman应用保留棘突和棘间韧带的减压技术治疗15例合并退变性腰椎滑脱的腰椎管狭窄病人，平均滑移6.7 mm。经过平均4年的随访，2例病人滑脱程度和症状加重，12例病人获得良好或极好的临床效果。