引用本文： 劉立岷, 宋躍明, 龔全, 周春光, 安永剛. 數字技術支撐胸腔鏡下胸椎結核病灶清除植骨內固定的臨床研究. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(1): 64-68. doi: 10.7507/1002-1892.20140015 復制
病灶清除、植骨、固定是治療脊柱結核的有效方法。因結核病灶主要發生于脊柱前、中柱，故多選擇脊柱前路手術；但前路手術創傷大、切口大、出血多，對肺功能影響大。上世紀90年代有文獻報道采用胸腔鏡下行脊柱前路手術，但主要集中于脊柱畸形的治療。對于胸椎結核的內鏡下微創治療有少量文獻報道[1]，但因胸椎結核存在胸膜粘連、骨性結構破壞多、重建困難等病理特點，手術較困難，近年報道逐漸減少[2]。醫學數字技術的發展使得脊柱手術術前設計日漸完善，降低了手術難度、提高了手術安全性，擴大了微創手術的適應證[3-4]。2010年6月－2012年2月，我們對11例胸椎結核患者，術前使用胸廓三維CT數據源設計手術方案（入路、減壓范圍），術中精確定位并按設計手術流程操作。手術均順利完成，創傷明顯減小，效果良好。現回顧分析該11例患者臨床資料，報告如 下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① T6～11胸椎結核，破壞累及2個椎體和1個椎間隙；② 無明顯胸椎后凸畸形；③ 心、肺功能檢查正常。排除標準：① 神經功能損傷Frankel分級為D級或以下；② 曾行結核病灶清除術。
1.2 一般資料
本組男7例，女4例；年齡16～47歲，平均23.6歲。病程6～18個月，平均16個月。主要癥狀為背痛，局部棘突扣痛明顯，但無明顯后凸畸形。查體：患者下肢感覺、肌力均正常，鞍區感覺正常。患者術前均完成2 周以上抗結核治療（四聯），動態監測紅細胞沉降率、C 反應蛋白指標明顯下降，提示藥物治療骨結核有效[5]。術前X線片及三維CT示本組均為T6～11胸椎結核，破壞累及2個椎體和1個椎間隙；其中T6、7 2 例，T7、8 2例，T8、9 3例，T9、10 3例，T10、11 1例；均伴有較多病灶區椎體死骨形成和椎旁冷膿腫形成。神經功能Frankel分級均為E級。
1.3 治療方法
1.3.1 術前設計
將患者胸廓及脊柱三維CT數據以Dicom格式輸入SUPERIMAGE工作站（工作站參數：版本 12.6.110719，CT取值150～2 000 Hu）。模擬設計步驟：第一步，重建可透視個體化胸廓、脊柱模型，將模型調整至胸廓前后正位，使用模擬操作工具垂直于病灶并將操作工具延伸至體外，通過交叉肋間隙選擇合理的工作通道，確定工作肋間隙。第二步，將模擬胸廓調節為正右側臥位，調整模擬操作工具確定工作通道的前后位，使通道正對椎體后1/3，以保證術中順利選擇正確的植釘方向。第三步，確定各通道的術中作用（清除病灶、植骨、植釘等），建立手術預案。第四步，在模擬胸廓體表確定工作通道與骨性標記的相關關系，測量相應椎體棘突頂點與工作通道出口的垂直距離，確定鎖孔的體表位置，完成術前設計。
1.3.2 手術方法
患者于全麻、雙腔氣管插管后選擇右側臥位，按術前設計的體表定位在患者體表建立金屬標記，行C臂X線機透視，并于正、側位再次確認預計鎖孔通道皮膚位置良好（要求正位正對病灶，側位正對椎體后1/3處）。建立工作通道后使用單肺通氣，胸腔鏡下觀察胸腔內情況并用軟性器械分離胸腔內粘連，徹底暴露病灶，暴露范圍為病灶上、下各1個椎體，前方至前縱韌帶，后方至肋橫關節。用電鉤切開病灶區壁層胸膜，雙極電凝處理病灶區的節段血管，并用骨膜剝離子暴露脊柱（前至前縱韌帶，后至肋骨小頭），完成病灶區的暴露。于胸腔鏡監視下按術前設計手術流程利用不同工作通道完成結核病灶的清除，取自體髂骨植骨。于透視監視下完成定位導絲的植入，并沿導絲完成椎體螺釘、棒的植入和固定。
1.4 術后處理
術后均行胸腔閉式引流，通過體位調節及鼓勵患者呼吸幫助引流，觀察引流液清澈、無明顯紅染及渾濁、引流量＜ 100 mL/d后拔除引流管。術后行胸椎X線片檢查確定手術節段正確、內固定物及植骨在位；佩戴胸腰支具后即可鼓勵患者坐起、下床活動。患者術后均予以規范抗結核治療，定期復查肝、腎功能，及時調整抗結核藥物治療。分別于術后3、6、9、12個月及以后每半年復查胸椎X線片，必要時行三維CT掃描檢 查。
2 結果
本組患者術中皮膚鎖孔與術前設計位置匹配，6 例使用3個鎖孔（其中2孔為工作通道，1孔為觀察通道），5例使用2個鎖孔（其中1孔為工作通道，1孔為觀察通道）。術中完成暴露后發現工作通道均正對病灶椎體側方，術野充分，清晰暴露結核病灶、椎旁血管等重要組織。
本組患者均順利完成手術。手術時間120～ 180 min，平均146 min；出血量100～150 mL，平均120 mL；術后胸腔閉式引流留置時間24～48 h，平均38 h；引流量100～300 mL，平均185 mL；住院時間3～5 d，平均4.6 d。11例均獲隨訪，隨訪時間12～25個月，平均16個月。術后無切口疼痛、肺部及切口感染；無神經損傷表現，患者神經功能Frankel分級均為E級；胸椎局部后凸角無明顯變化。末次隨訪時，復查X線片及三維CT示植骨塊位置良好，部 分 區 域已融合，胸椎后凸無變化，內固定無失敗。見圖 1。
圖1
患者，女，27歲，T10、11椎體結核伴椎體死骨、椎旁冷膿腫形成 ? 術前正側位X線片 ? 術前CT示結核病灶 ? 術前設計建立模擬胸廓（前后正位），設計較佳的工作通道，定位于T8、9肋間和T9、10肋間 ? 術前設計建立模擬胸廓（后前正位） ? 術前側位設計鎖孔位置 ? 術后3 個月正側位X線片，示患者生理曲度良好，內固定穩定 ? 術后3個月外觀，鎖孔切口瘢痕小 ? 術后3個月CT示釘道位置良好，植骨塊已部分融合 ? 術后18個月CT示胸椎序列良好，內固定穩定，植骨塊已融合
Figure1.
A 27-year-old female patient with T10,11 thoracic tuberculosis combined with sequestrum and paravertebral abscess ? Anteroposterior and lateral X-ray films of the thoracic vertebra before operation ? Preoperative CT,showing sequestrum and abscess ? Anteroposterior view of three dimensional (3D) reconstruction of the thoracic cage,setting the thoracoscope channels at T8,9 intercostals space and T9,10 intercostals space ? Posteroanterior view of 3D reconstruction of the thoracic cage ? Design of the channel direction at lateral side before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 months after operation,showing good physiological curvature and stable internal fixation ? Appearance at 3 months after operation,showing no obvious scar at keyhole site ? CT at 3 months after operation,showing instrumentation in good position and bone graft fusion ? CT at 18 months after operation, showing good sequence of thoracic vertebra,stable internal fixation,and bone graft fusion
3 討論
脊柱結核是臨床常見疾病，近年來隨著耐藥結核比例升高，臨床脊柱結核患者發病率有明顯上升趨勢，其中大部分為胸椎結核。胸椎結核一般破壞椎體的前、中柱，以前路病灶清除、植骨融合、內固定為有效治療方法[6-7]。但前路手術切口大，對胸腔及肺功能影響大，部分患者還有肋間神經痛、胸前區皮膚麻木、影響美觀等情況。故目前多選擇后路手術或胸腔鏡微創手術[6, 8-10]。
胸腔鏡下治療胸部疾病的歷史較長，1910年Jacobaeus首先應用胸腔鏡治療胸膜粘連。1987年Lewis等將電視胸腔鏡應用于脊柱疾病的診斷、治療。其后胸腔鏡脊柱外科得到了長足發展，但主要集中在脊柱畸形和胸椎間盤突出治療方面[11]。胸椎結核由于存在胸膜粘連、病灶清除后殘留骨結構導致植釘困難等因素，使胸腔鏡下治療胸椎結核較困難，僅有少量文獻報道[12-15]。但前路手術在治療胸椎結核方面有較大優勢[16]，隨著結核耐藥和骨結核發病率的上升，應用微創前路手術治療胸椎結核的需求不斷擴大[17-18]。
隨著數字技術的迅猛發展，病灶圖像越來越清晰，同時采用各種圖形分析軟件可將圖形抽象、提取、切割、組合；術前設計越來越精確，可依靠術前設計在較小暴露范圍內完成各項手術操作[19]。故我們在數字化技術支撐下，選擇在胸腔鏡下行胸椎結核病灶清除植骨內固定術，以減少手術創傷及對肺功能的影響，提高美觀度。本組結果顯示，由于手術無開胸暴露及縫合，手術時間短于常規開胸手術；手術出血量亦較少，術后恢復快，無嚴重并發癥，患者舒適度良好。
術中有以下幾點體會：① 體表鎖孔位置（工作通道）的選擇十分重要。胸椎前路內固定物的植入要求是，植入點選擇椎體側方中央點，植入方向為平行于椎體的終板并矢狀面向前斜5～10°，防止植釘入點和方向偏前或偏后，避免損傷椎體前方的大血管和進入椎體后方的椎管引起嚴重并發癥[20]。開放手術時醫師可通過視覺、經驗調節植釘方向和入點；而在鏡下手術中，由于鎖孔小（直徑1 cm），所有操作均垂直于鎖孔，內植物植入操作（入點、方向）可調范圍小。所以胸壁的胸腔鏡鎖孔體表位置確定后，病灶區的植釘入點和方向亦基本確定，不易更改。通過術前計算機輔助設計確定鎖孔位置（麻醉后透視再次定位確認）可建立操作通道，有效幫助完成內固定物的安置，縮短手術時間、提高手術效率和安全性。② 耐心、仔細處理胸腔內粘連。有文獻報道，胸椎結核患者多數有胸膜粘連，認為不宜完成鏡下手術（部分文獻認為胸椎結核是胸腔鏡手術的禁忌證）[21]。但我們認為在大量開放手術基礎上，可在鏡下完成粘連的分離。分離粘連時主要依靠電鉤和軟性剝離子交替完成。剝離時需注意重要解剖標志，保護主動脈（一般選擇左側入路，盡量避免右側入路；因主動脈不易破損而靜脈易破損，風險較大）。③ 節段血管的切斷與止血需仔細。由于結核病灶區的炎性刺激，在椎體結核的病灶區壁層胸膜增厚、節段血管變細，故在胸腔內不宜觀察到節段血管所在位置并將其結扎。本組術中先用電鉤切開壁層胸膜表面，用骨膜剝離子向兩側推離軟組織暴露節段血管，用雙極電凝切斷并止血（節段血管已因炎性刺激變細小，不需要結扎）。④ 病灶清除需徹底。徹底清除病灶是治療脊柱結核和減少復發的關鍵[22]。本組術中發現，鏡下操作時通過近距離觀察、變換鏡頭位置以及旋轉30°鏡頭，從多觀察點、多角度觀察病灶，徹底清除結核死骨和干酪樣壞死組織[23-24]。
綜上述，在數字技術支撐下，術前經精確手術模擬設計，胸腔鏡治療胸椎結核可達到微創、高效、安全的治療效果。
病灶清除、植骨、固定是治療脊柱結核的有效方法。因結核病灶主要發生于脊柱前、中柱，故多選擇脊柱前路手術；但前路手術創傷大、切口大、出血多，對肺功能影響大。上世紀90年代有文獻報道采用胸腔鏡下行脊柱前路手術，但主要集中于脊柱畸形的治療。對于胸椎結核的內鏡下微創治療有少量文獻報道[1]，但因胸椎結核存在胸膜粘連、骨性結構破壞多、重建困難等病理特點，手術較困難，近年報道逐漸減少[2]。醫學數字技術的發展使得脊柱手術術前設計日漸完善，降低了手術難度、提高了手術安全性，擴大了微創手術的適應證[3-4]。2010年6月－2012年2月，我們對11例胸椎結核患者，術前使用胸廓三維CT數據源設計手術方案（入路、減壓范圍），術中精確定位并按設計手術流程操作。手術均順利完成，創傷明顯減小，效果良好。現回顧分析該11例患者臨床資料，報告如 下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① T6～11胸椎結核，破壞累及2個椎體和1個椎間隙；② 無明顯胸椎后凸畸形；③ 心、肺功能檢查正常。排除標準：① 神經功能損傷Frankel分級為D級或以下；② 曾行結核病灶清除術。
1.2 一般資料
本組男7例，女4例；年齡16～47歲，平均23.6歲。病程6～18個月，平均16個月。主要癥狀為背痛，局部棘突扣痛明顯，但無明顯后凸畸形。查體：患者下肢感覺、肌力均正常，鞍區感覺正常。患者術前均完成2 周以上抗結核治療（四聯），動態監測紅細胞沉降率、C 反應蛋白指標明顯下降，提示藥物治療骨結核有效[5]。術前X線片及三維CT示本組均為T6～11胸椎結核，破壞累及2個椎體和1個椎間隙；其中T6、7 2 例，T7、8 2例，T8、9 3例，T9、10 3例，T10、11 1例；均伴有較多病灶區椎體死骨形成和椎旁冷膿腫形成。神經功能Frankel分級均為E級。
1.3 治療方法
1.3.1 術前設計
將患者胸廓及脊柱三維CT數據以Dicom格式輸入SUPERIMAGE工作站（工作站參數：版本 12.6.110719，CT取值150～2 000 Hu）。模擬設計步驟：第一步，重建可透視個體化胸廓、脊柱模型，將模型調整至胸廓前后正位，使用模擬操作工具垂直于病灶并將操作工具延伸至體外，通過交叉肋間隙選擇合理的工作通道，確定工作肋間隙。第二步，將模擬胸廓調節為正右側臥位，調整模擬操作工具確定工作通道的前后位，使通道正對椎體后1/3，以保證術中順利選擇正確的植釘方向。第三步，確定各通道的術中作用（清除病灶、植骨、植釘等），建立手術預案。第四步，在模擬胸廓體表確定工作通道與骨性標記的相關關系，測量相應椎體棘突頂點與工作通道出口的垂直距離，確定鎖孔的體表位置，完成術前設計。
1.3.2 手術方法
患者于全麻、雙腔氣管插管后選擇右側臥位，按術前設計的體表定位在患者體表建立金屬標記，行C臂X線機透視，并于正、側位再次確認預計鎖孔通道皮膚位置良好（要求正位正對病灶，側位正對椎體后1/3處）。建立工作通道后使用單肺通氣，胸腔鏡下觀察胸腔內情況并用軟性器械分離胸腔內粘連，徹底暴露病灶，暴露范圍為病灶上、下各1個椎體，前方至前縱韌帶，后方至肋橫關節。用電鉤切開病灶區壁層胸膜，雙極電凝處理病灶區的節段血管，并用骨膜剝離子暴露脊柱（前至前縱韌帶，后至肋骨小頭），完成病灶區的暴露。于胸腔鏡監視下按術前設計手術流程利用不同工作通道完成結核病灶的清除，取自體髂骨植骨。于透視監視下完成定位導絲的植入，并沿導絲完成椎體螺釘、棒的植入和固定。
1.4 術后處理
術后均行胸腔閉式引流，通過體位調節及鼓勵患者呼吸幫助引流，觀察引流液清澈、無明顯紅染及渾濁、引流量＜ 100 mL/d后拔除引流管。術后行胸椎X線片檢查確定手術節段正確、內固定物及植骨在位；佩戴胸腰支具后即可鼓勵患者坐起、下床活動。患者術后均予以規范抗結核治療，定期復查肝、腎功能，及時調整抗結核藥物治療。分別于術后3、6、9、12個月及以后每半年復查胸椎X線片，必要時行三維CT掃描檢 查。
2 結果
本組患者術中皮膚鎖孔與術前設計位置匹配，6 例使用3個鎖孔（其中2孔為工作通道，1孔為觀察通道），5例使用2個鎖孔（其中1孔為工作通道，1孔為觀察通道）。術中完成暴露后發現工作通道均正對病灶椎體側方，術野充分，清晰暴露結核病灶、椎旁血管等重要組織。
本組患者均順利完成手術。手術時間120～ 180 min，平均146 min；出血量100～150 mL，平均120 mL；術后胸腔閉式引流留置時間24～48 h，平均38 h；引流量100～300 mL，平均185 mL；住院時間3～5 d，平均4.6 d。11例均獲隨訪，隨訪時間12～25個月，平均16個月。術后無切口疼痛、肺部及切口感染；無神經損傷表現，患者神經功能Frankel分級均為E級；胸椎局部后凸角無明顯變化。末次隨訪時，復查X線片及三維CT示植骨塊位置良好，部 分 區 域已融合，胸椎后凸無變化，內固定無失敗。見圖 1。
圖1
患者，女，27歲，T10、11椎體結核伴椎體死骨、椎旁冷膿腫形成 ? 術前正側位X線片 ? 術前CT示結核病灶 ? 術前設計建立模擬胸廓（前后正位），設計較佳的工作通道，定位于T8、9肋間和T9、10肋間 ? 術前設計建立模擬胸廓（后前正位） ? 術前側位設計鎖孔位置 ? 術后3 個月正側位X線片，示患者生理曲度良好，內固定穩定 ? 術后3個月外觀，鎖孔切口瘢痕小 ? 術后3個月CT示釘道位置良好，植骨塊已部分融合 ? 術后18個月CT示胸椎序列良好，內固定穩定，植骨塊已融合
Figure1.
A 27-year-old female patient with T10,11 thoracic tuberculosis combined with sequestrum and paravertebral abscess ? Anteroposterior and lateral X-ray films of the thoracic vertebra before operation ? Preoperative CT,showing sequestrum and abscess ? Anteroposterior view of three dimensional (3D) reconstruction of the thoracic cage,setting the thoracoscope channels at T8,9 intercostals space and T9,10 intercostals space ? Posteroanterior view of 3D reconstruction of the thoracic cage ? Design of the channel direction at lateral side before operation ? Anteroposterior and lateral X-ray films at 3 months after operation,showing good physiological curvature and stable internal fixation ? Appearance at 3 months after operation,showing no obvious scar at keyhole site ? CT at 3 months after operation,showing instrumentation in good position and bone graft fusion ? CT at 18 months after operation, showing good sequence of thoracic vertebra,stable internal fixation,and bone graft fusion
3 討論
脊柱結核是臨床常見疾病，近年來隨著耐藥結核比例升高，臨床脊柱結核患者發病率有明顯上升趨勢，其中大部分為胸椎結核。胸椎結核一般破壞椎體的前、中柱，以前路病灶清除、植骨融合、內固定為有效治療方法[6-7]。但前路手術切口大，對胸腔及肺功能影響大，部分患者還有肋間神經痛、胸前區皮膚麻木、影響美觀等情況。故目前多選擇后路手術或胸腔鏡微創手術[6, 8-10]。
胸腔鏡下治療胸部疾病的歷史較長，1910年Jacobaeus首先應用胸腔鏡治療胸膜粘連。1987年Lewis等將電視胸腔鏡應用于脊柱疾病的診斷、治療。其后胸腔鏡脊柱外科得到了長足發展，但主要集中在脊柱畸形和胸椎間盤突出治療方面[11]。胸椎結核由于存在胸膜粘連、病灶清除后殘留骨結構導致植釘困難等因素，使胸腔鏡下治療胸椎結核較困難，僅有少量文獻報道[12-15]。但前路手術在治療胸椎結核方面有較大優勢[16]，隨著結核耐藥和骨結核發病率的上升，應用微創前路手術治療胸椎結核的需求不斷擴大[17-18]。
隨著數字技術的迅猛發展，病灶圖像越來越清晰，同時采用各種圖形分析軟件可將圖形抽象、提取、切割、組合；術前設計越來越精確，可依靠術前設計在較小暴露范圍內完成各項手術操作[19]。故我們在數字化技術支撐下，選擇在胸腔鏡下行胸椎結核病灶清除植骨內固定術，以減少手術創傷及對肺功能的影響，提高美觀度。本組結果顯示，由于手術無開胸暴露及縫合，手術時間短于常規開胸手術；手術出血量亦較少，術后恢復快，無嚴重并發癥，患者舒適度良好。
術中有以下幾點體會：① 體表鎖孔位置（工作通道）的選擇十分重要。胸椎前路內固定物的植入要求是，植入點選擇椎體側方中央點，植入方向為平行于椎體的終板并矢狀面向前斜5～10°，防止植釘入點和方向偏前或偏后，避免損傷椎體前方的大血管和進入椎體后方的椎管引起嚴重并發癥[20]。開放手術時醫師可通過視覺、經驗調節植釘方向和入點；而在鏡下手術中，由于鎖孔小（直徑1 cm），所有操作均垂直于鎖孔，內植物植入操作（入點、方向）可調范圍小。所以胸壁的胸腔鏡鎖孔體表位置確定后，病灶區的植釘入點和方向亦基本確定，不易更改。通過術前計算機輔助設計確定鎖孔位置（麻醉后透視再次定位確認）可建立操作通道，有效幫助完成內固定物的安置，縮短手術時間、提高手術效率和安全性。② 耐心、仔細處理胸腔內粘連。有文獻報道，胸椎結核患者多數有胸膜粘連，認為不宜完成鏡下手術（部分文獻認為胸椎結核是胸腔鏡手術的禁忌證）[21]。但我們認為在大量開放手術基礎上，可在鏡下完成粘連的分離。分離粘連時主要依靠電鉤和軟性剝離子交替完成。剝離時需注意重要解剖標志，保護主動脈（一般選擇左側入路，盡量避免右側入路；因主動脈不易破損而靜脈易破損，風險較大）。③ 節段血管的切斷與止血需仔細。由于結核病灶區的炎性刺激，在椎體結核的病灶區壁層胸膜增厚、節段血管變細，故在胸腔內不宜觀察到節段血管所在位置并將其結扎。本組術中先用電鉤切開壁層胸膜表面，用骨膜剝離子向兩側推離軟組織暴露節段血管，用雙極電凝切斷并止血（節段血管已因炎性刺激變細小，不需要結扎）。④ 病灶清除需徹底。徹底清除病灶是治療脊柱結核和減少復發的關鍵[22]。本組術中發現，鏡下操作時通過近距離觀察、變換鏡頭位置以及旋轉30°鏡頭，從多觀察點、多角度觀察病灶，徹底清除結核死骨和干酪樣壞死組織[23-24]。
綜上述，在數字技術支撐下，術前經精確手術模擬設計，胸腔鏡治療胸椎結核可達到微創、高效、安全的治療效果。
