引用本文: 張斌, 孔清泉, 戎利民. 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的技術利弊分析及趨勢展望. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(6): 653-659. doi: 10.7507/1002-1892.202202075 復制
近年來,隨著脊柱內鏡設備、鏡下操作器械以及內鏡技術的發展,脊柱內鏡下腰椎減壓手術適應證得到不斷拓展。目前對于各種類型的腰椎間盤突出、側隱窩狹窄、椎間孔狹窄、甚至部分中央椎管狹窄,內鏡下手術均能安全、有效地減壓并獲得與開放手術類似的臨床效果,已逐步取代傳統開窗減壓手術[1-3]。但對于需要融合的部分腰椎退變性疾病,如腰椎滑脫、節段不穩、椎間盤源性腰痛等,微創經椎間孔入路腰椎椎間融合術(minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion,MIS-TLIF)仍是目前腰椎微創融合的金標準[4]。雖然經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術發展迅速,但仍面臨較大挑戰[5-6]。近年來,隨著大通道內鏡系統的發展以及單邊雙通道技術的成熟,開放手術器械可用于鏡下操作,極大地提高了手術效率,使腰椎鏡下融合術迅速發展,學者們發表了一系列臨床回顧性研究及技術報道[7-9]。通過在CNKI、PubMed數據庫以主題詞“內窺鏡檢查/Endoscopy”、“腰椎/Lumbar vertebrae”、“脊柱融合術/Spinal fusion”進行檢索,共獲得相關文獻360篇,其中CNKI檢出128篇,PubMed檢出232篇(圖1)。整體上關于經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的文獻較少,且多是回顧性早中期研究、技術報道或病例系列報道,循證證據等級較低(3、4級)。回顧文獻發現2015年以前國內外相關文獻報道較少,腰椎鏡下融合術處于探索階段;2016年以后相關文獻報道明顯增多,說明國內外學者對腰椎鏡下融合術的關注度增加,技術已處于快速發展階段,早期手術效果也令人鼓舞。但由于經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術存在多種減壓技術及融合方式,研究結果差異較大。現結合臨床應用經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的體會,參閱相關文獻,對相關問題進行述評。

1 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術適應證及手術開展的階梯性選擇
1.1 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術適應證應遵循傳統MIS-TLIF [10-12],包括:① 無神經壓迫癥狀只需單純融合的疾病,包括椎間盤源性腰痛、腰椎不穩癥、無神經癥狀的腰椎退變性滑脫癥(MeyerdingⅠ、Ⅱ度)等;② 滿足融合指征同時需要神經減壓的腰椎疾病,包括伴有神經癥狀的腰椎退變性或峽部裂性滑脫癥(MeyerdingⅠ、Ⅱ度)、伴有神經癥狀的腰椎節段不穩癥等。
1.2 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術開展的階梯性選擇
根據腰椎融合技術難易程度、手術風險高低、操作時間長短、術者對不同腰椎融合技術掌握熟練程度,我們建議經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證選擇應循序漸進。在該技術開展早期階段,建議選擇手術技術難度低、手術風險低、手術時間相對短并可控的腰椎疾病,包括單節段單側無需神經減壓或減壓簡單的疾病,如椎間盤源性腰痛、腰椎不穩癥、MeyerdingⅠ度腰椎滑脫癥、腰椎間盤突出癥、單側癥狀的腰椎側隱窩狹窄癥等。
在術者有一定內鏡下椎管減壓及融合技術基礎上,可進階選擇技術難度中等、手術風險中等、手術時間相對長但可控的腰椎疾病,如局限性腰椎骨化類疾病(椎體后緣離斷、黃韌帶骨化、后縱韌帶骨化)、雙節段需單側減壓或單節段需雙側減壓的腰椎間盤突出癥及腰椎管狹窄癥、MeyerdingⅡ度腰椎滑脫癥等。
在熟練掌握中等難度的鏡下融合技術后,可進一步選擇技術難度高、手術風險大、手術時間長但可控的腰椎疾病,如較大的腰椎后縱韌帶骨化、內鏡減壓術后同節段同側翻修等。
對于技術難度極高、手術風險極大、手術時間不可控的腰椎疾病,如開放手術后的同節段同側翻修、伴有馬尾神經癥狀的腰椎骨化類疾病[13]等,選擇經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術應慎重。但隨著內鏡技術、設備及器械的發展,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證可能會得到進一步拓展。
2 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的評價體系
目前,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術存在多種手術技術、手術入路、融合方式及融合器植入方式,以及多種技術聯合應用,使鏡下融合術式多樣[10, 14-16]。但評價該手術的主要標準仍然是臨床效果、手術安全性、學習曲線、手術時間、手術創傷5個方面。與經典的MIS-TLIF相比,成熟的腰椎鏡下融合術應該有相似的臨床效果,相似或更低的并發癥發生率,同時技術易于掌握、學習曲線平緩,手術時間接近MIS-TLIF,并在此基礎上做到創傷更小、出血更少,使患者康復更快。
2.1 手術有效性(臨床效果)
大量研究已證實各類經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術和MIS-TLIF均能獲得滿意臨床療效,中遠期療效無顯著差異[8, 15-16]。部分研究發現,單通道及單邊雙通道鏡下融合在早期腰痛緩解方面均優于MIS-TLIF,尤其是在術后3個月內[8, 16];然而在早期腿部疼痛緩解、功能改善方面無明顯差異 [8, 16]。上述結果提示經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術對腰椎后方肌肉、韌帶、骨性結構破壞更少;而下肢疼痛緩解及功能改善方面相似,說明可以實現神經充分減壓。目前,同軸小通道內鏡、同軸大通道內鏡、單邊雙通道鏡下融合技術均獲得滿意臨床效果。
2.2 手術安全性(并發癥)
在早期探索階段,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的并發癥發生率較高[12, 17]。2013年,Jacquot等[17]報道57 例經皮內鏡下腰椎椎間融合術后并發癥發生率達36%,主要包括出口神經根損傷、融合器移位等,其中13例(22.8%)進行了翻修手術。近年來,隨著內鏡器械改進、手術技術進步,腰椎鏡下融合術并發癥發生率明顯下降。最近一項薈萃分析顯示,腰椎鏡下融合術并發癥發生率為10%,與MIS-TLIF(12.7%)接近[15]。 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術并發癥主要包括硬膜撕裂、神經損傷/麻痹、終板損傷、螺釘松動、植釘錯誤等。大部分并發癥癥狀較輕微,經保守治療后能改善。
硬膜撕裂、神經損傷/麻痹是經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術最常見并發癥,文獻報道在單邊雙通道鏡下融合術中上述并發癥發生率為2.90%~14.29%[9, 18-19],大通道鏡下融合術中為3.3%~10%[5, 20],小通道鏡下融合術中為0~8%[21-25]。經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的神經、硬膜損傷并發癥發生率稍高于MIS-TLIF。但該并發癥大多發生于技術開展早期,操作熟練后并發癥發生率下降。單邊雙通道及大通道經椎板間入路融合更容易損傷行走神經根,經椎間孔入路融合可能存在更高的損傷或刺激出行神經根的可能性。局部麻醉或全身麻醉下神經監測可能是減少神經損傷的有效措施。
融合器下沉/移位也是經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術常見并發癥[17],發生率明顯高于MIS-TLIF[15]。除骨質疏松引起融合器下沉外,術中終板損傷是融合器下沉的主要原因。由于單邊雙通道內鏡中監視通道與操作通道存在一定角度,在開展腰椎鏡下融合術早期,單邊雙通道內鏡在視野上的偏差可能導致終板損傷。若融合器植入時不能保證其平行于終板,就可能增加術中終板損傷的風險。同時需要注意由于持續水流灌注,內鏡視野下準備好的骨性終板呈灰白色,若出現明顯滲血情況可能為松質骨出血,說明已損傷骨性終板。文獻報道在開展小通道內鏡經椎間孔入路融合術早期,融合器移位發生率為2%~4%[21, 23],而在大通道或單邊雙通道融合術中發生較少,可能是小通道內鏡下操作工具尺寸較小導致處理效率較低、椎間盤處理不足引起。
出血并發癥包括術中出血及術后血腫兩方面。術中處理椎間隙時,若工具過深突破前縱韌帶,可能引起前方大血管損傷,應立即開腹修復血管。若術中出血影響視野,可能需轉為開放手術。據統計,在單邊雙通道鏡下融合術后血腫發生率高于大通道及小通道鏡下融合,發生率約4%[8-9, 19],可能與單邊雙通道鏡下融合需要剝離更多軟組織、去除更多骨性結構相關,而術中操作時因水壓存在不能有效止血,術后血腫發生率增加。術中活動性出血可使用射頻電極燒灼,創面滲血可使用止血材料輔助控制。
各種鏡下融合技術均為經皮透視下植入椎弓根螺釘,植釘相關并發癥包括螺釘誤植,穿刺針/導絲植入過深損傷前方血管、腹腔臟器,該部分并發癥發生率較低,與MIS-TLIF類似。
研究表明各種腰椎鏡下融合術切口感染發生率低于MIS-TLIF,可能與鏡下融合手術創傷較小相關[15-16]。在尿潴留、尿路感染、肺炎、肺栓塞、下肢深靜脈血栓形成等全身并發癥方面,腰椎鏡下融合術也明顯低于MIS-TLIF[15, 26],這可能與腰椎鏡下融合術后患者臥床時間較短有關。
2.3 手術學習曲線(難易程度)
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的學習曲線較長,醫生在開展腰椎鏡下融合之前需要有熟練的內鏡減壓經驗。2019年,Kolcun等[11]報道了100例小通道經椎間孔入路鏡下融合患者,共4例發生并發癥,其中3例是技術開展早期納入患者。在該技術開展早期,建議選擇單節段不需要神經減壓或有限減壓的病例,根據我們的經驗需要開展10~20例手術,待熟練掌握內鏡下腰椎管減壓、融合技術后,再逐漸過渡到復雜腰椎鏡下融合病例。
2.4 手術時間(手術效率)
目前大多數文獻報道的經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術手術時間均長于MIS-TLIF[15-16]。在鏡下融合中椎間盤處理及終板準備是最耗時部分,雖然內鏡下工具的改進大大提高了椎間盤處理效率,但對終板準備情況的判斷同樣耗時。有別于MIS-TLIF僅需要觸診來判斷終板制備情況,鏡下融合不僅需要觸診,還需要內鏡直視下觀察或透視明確終板處理情況,因此需要花費更多時間[15-16]。在各種鏡下融合技術中,單邊雙通道及大通道鏡下融合手術時間已接近于MIS-TLIF,但受限于小通道內鏡下工具尺寸小、效率低,小通道鏡下融合手術時間長于單邊雙通道及大通道鏡下融合。
2.5 手術創傷(出血及組織損傷)
MIS-TLIF需要剝離更多的肌肉,切除一側關節突、部分椎板及黃韌帶,而腰椎鏡下融合術在保證操作空間的同時盡可能地保留了椎板、關節突、韌帶等結構,顯著減少了手術創傷。一項薈萃分析顯示[15],與MIS-TLIF比較,腰椎鏡下融合術中失血量顯著減少。Ao等[16]發現腰椎鏡下融合術中出血、術后引流及隱性失血均低于MIS-TLIF患者,術后肌酸激酶和C 反應蛋白濃度也明顯降低。腰椎鏡下融合術后患者下床活動時間和住院時間顯著縮短,說明創傷更小及失血更少利于患者恢復[8, 16]。
在各種鏡下融合手術方式中,單邊雙通道內鏡需要剝離更多軟組織、去除更多骨性結構,手術創傷相對較大,但與MIS-TLIF相比,單邊雙通道鏡下融合術中出血及術后引流更少。但目前缺少對單邊雙通道、小通道內鏡、大通道鏡下融合手術的橫向對比研究。
2.6 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的可視化
鏡下融合手術操作包括減壓及融合兩部分,目前各種鏡下融合手術方式均能實現減壓可視,但部分鏡下融合技術中椎間隙處理及融合器植入過程為部分可視。單邊雙通道鏡下融合能全程可視為最佳,在同軸大通道及小通道鏡下融合中盲視操作時需要特殊工具保護,如拉鉤保護神經及硬膜囊,工具限深避免損傷前方結構,必要時更換內鏡直視下探查。由于MIS-TLIF在處理間隙時也不能做到完全可視,因此可視不是終極目標,安全、高效才是重點。在今后的發展中,通過鏡下工具的改進、可擴張鉸刀及倒裝工具的使用等,也可實現同軸大通道及小通道鏡下融合的全程可視。
3 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合手術技術的選擇
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術根據內鏡入路可分為經椎板間入路及經椎間孔入路鏡下融合兩類。以椎弓根螺釘皮膚進針點為界,內鏡減壓位置在椎弓根螺釘進針點內側的為經椎板間入路、在椎弓根螺釘進針點外側的為經椎間孔入路。其中經椎板間入路鏡下融合包括單邊雙通道、同軸大通道、同軸小通道鏡下融合,經椎間孔入路鏡下融合包括同軸大通道、同軸小通道鏡下融合。
3.1 經椎間孔入路同軸小通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎間孔入路同軸小通道內鏡融合的手術入路類似于經椎間孔減壓入路,手術可在全身麻醉或局部麻醉下進行,根據術者習慣采用偏外側或遠外側入路,遠外側入路距離中線9~12 cm[27],偏外側入路距離中線5~8 cm[28]。術中使用環鋸、鏡下磨鉆可以行高效椎間孔成形,切除關節突關節腹側大部分骨質,充分擴大及顯露 Kambin 三角。拉鉤保護神經后,盲視下采用可擴張鉸刀、刮刀處理椎間隙,必要時透視明確位置及深度,導入內鏡觀察間隙處理情況。終板處理后收集減壓自體骨聯合同種異體骨、BMP-2人工骨行間隙植骨,通過導絲、導軌、大通道或可擴張通道引導下植入融合器,融合器可為全尺寸或可擴張融合器。最后經皮植入椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎間孔入路腰椎間盤切除術,為脊柱外科醫師所熟悉。常規內鏡即能完成手術,手術可在局部麻醉下進行,手術效果與MIS-TLIF類似[15-16],但由于鏡下工具較小,需要的手術時間更長。
3.2 經椎間孔入路同軸大通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎間孔入路同軸大通道內鏡融合類似于經椎間孔入路小通道內鏡融合,手術可在全身麻醉或局部麻醉下進行,手術入路距離中線5~8 cm,受限于Kambin 三角,常需要切除椎間孔背側更多關節突關節,術中可使用鏡下環鋸、磨鉆、超聲骨刀、大尺寸椎板咬骨鉗高效切除骨質。處理間隙后植入可擴張或全尺寸融合器。最后完成經皮螺釘固定。
此技術優勢在于手術入路為椎間孔入路,更大的工作通道可容納更大尺寸的減壓工具,可高效去除關節突骨質。但由于毗鄰出行神經根,損傷神經風險較高。
3.3 經椎板間入路單邊雙通道內鏡下腰椎椎間融合
單邊雙通道鏡下融合手術入路為后方椎板間入路,原理類似于MIS-TLIF[8-9]。內鏡通道主要提供術野持續沖洗和觀察,器械通道用于進出器械操作,內鏡通道和器械通道可交替操作。所有神經減壓、椎間隙處理及融合器植入等操作均是在內鏡監視下完成。術中使用等離子刀頭及射頻電極交替進行軟組織清理和止血。內鏡監視下植入椎間融合器。最后經皮植入椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于器械通道可以進出常規脊柱外科器械,融合器的植入可在內鏡監視下完成,手術效果與MIS-TLIF類似,能放置全尺寸融合器,手術時間接近MIS-TLIF。但單邊雙通道內鏡需要2個電極,增加手術費用。雖然單邊雙通道內鏡操作空間更大,但肌肉軟組織損傷更大,術后硬膜外血腫發生率高于單通道內鏡融合。
3.4 經椎板間入路同軸大通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎板間入路同軸大通道內鏡下融合切口常位于中線旁開2~4 cm。根據術者習慣可選擇切除關節突內側份及部分椎板或完全切除關節突關節。保護出行神經根及硬膜囊,逐步處理椎間隙,可采用直視下處理或盲視下可擴張鉸刀、刮刀處理間隙,透視明確位置及深度,必要時內鏡觀察間隙處理情況。神經拉鉤插入間隙內向內側牽拉保護硬膜囊,經通道植入可擴張融合器,或在導絲引導下植入普通融合器。最后植入經皮椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎板間入路腰椎間盤切除術,大尺寸內鏡通道可以使用常規尺寸的脊柱外科器械。內鏡視野與工具同方向,操作更為精準。術中可植入全尺寸融合器,且手術時間接近于MIS-TLIF。
3.5 經椎板間入路同軸小通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎板間入路同軸小通道內鏡下融合類似于經椎板間入路椎間盤切除術,切除關節突內側及部分椎板以擴大椎板窗,向內側牽拉保護硬膜囊,逐步處理椎間隙,植入可擴張融合器。最后植入經皮椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎板間入路腰椎間盤切除術,為脊柱外科醫師所熟悉。常規內鏡即能完成手術,但由于鏡下工具較小,手術時間更長,常不能植入全尺寸融合器。
4 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合器選擇
早期經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術中,椎間融合僅行單純椎體間植骨,術后植骨吸收、移位及不融合的發生率較高[29]。目前,國內外學者均推薦使用融合器聯合減壓自體骨或人工骨融合[15-16, 26, 30]。根據融合器材質不同可分為金屬材料、高分子材料、生物材料3類。
金屬材料主要包括鈦合金,具有較好的力學性能,早期穩定性好,可用于3D打印制備個性化融合器,以及制備膨脹、可撐開融合器,適合在內鏡下融合中應用。但金屬融合器存在彈性模量大、融合器下沉風險高、金屬偽影不利于判斷融合情況等缺點[30-31]。高分子材料主要包括聚醚醚酮、碳纖維等,特點是彈性模量接近骨組織,應力遮擋較小,無偽影利于影像學觀察;同時可將融合器制備成不同形狀,如子彈頭形、腎形,適合在內鏡下融合中應用。以聚碳酸酯為代表的可降解高分子材料具有良好的生物相容性,但也存在脆性較高、骨替代時間較長、降解產物不良反應等不足,限制了其臨床應用。生物材料主要指同種異體骨,具有來源充足、融合快的優點,但力學強度差不利于椎間高度的維持、同時存在傳播疾病風險,臨床應用較少。以高分子材料為代表的不可擴張融合器和鈦合金材料為代表的可擴張融合器是目前內鏡下腰椎椎間融合中主要選擇,但仍需要大樣本、長期隨訪觀察。
融合器類型不同,其植入方式亦有差異,但原則是需保證植入過程安全。融合器植入方式可分為大通道或可擴張通道下植入、導絲或導軌引導下植入。其中金屬可擴張融合器尺寸較小,可通過內鏡保護鞘管直接植入,在經過 Kambin 三角時對周圍的神經影響最小,具有較高的神經安全性。
5 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合率
臨床研究報道經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合率與MIS-TLIF相似[15-16]。一項薈萃分析報道,379 例腰椎鏡下融合患者的平均融合率為 95%(360/379),475 例MIS-TLIF患者為 94.9%(451/457)[15]。但有研究表明與MIS-TLIF相比,腰椎鏡下融合術后骨性融合時間更長,術后12個月隨訪鏡下融合的融合率為85.3%,而MIS-TLIF為92.3%[16]。這種差異可能與鏡下融合術中生理鹽水持續沖洗骨面相關。同時,融合率也與植骨床質量、椎體間植骨材料、融合器的選擇、輔助固定方式、融合評價標準、隨訪時間等因素有關。BMP-2 的使用可以明顯提高椎間融合率、縮短椎間融合時間[12]。
6 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術相關器械及材料的性價比
單邊雙通道鏡下融合使用關節鏡系統,操作通道為獨立通道,可使用開放手術器械,無需購買、定制專業操作工具,使用普通融合器更經濟。同時單邊雙通道系統可應用于頸胸腰椎減壓、關節鏡手術,擴展性更大。但單邊雙通道內鏡軟組織剝離范圍大,需使用2種電極,椎管外使用關節鏡大射頻電極清理軟組織,椎管內使用小射頻電極止血。
同軸小通道鏡下融合使用常規內鏡,內鏡工作通道較小,需定制專業操作器械,常使用可擴張融合器,價格較高。但僅需要使用1個射頻電極,同時同軸小通道內鏡已成熟應用于頸胸腰椎減壓,擴展性較大。
同軸大通道鏡下融合需要使用大尺寸內鏡,工作通道可放置與開放手術相同尺寸的器械,但器械需要特殊定制以匹配內鏡。大通道內鏡融合手術僅需使用1個射頻電極,融合器可選擇可擴張融合器或普通融合器。大通道內鏡僅能用于頸胸腰椎的背側減壓,擴展性方面較差。
7 總結及展望
隨著數字化、智能化骨科的到來,三維導航、虛擬現實技術和機器人技術將會與腰椎鏡下融合手術深度融合[31-32]。脊柱術中導航技術已被證明有助于減少射線暴露、提高椎弓根螺釘準確性、判斷減壓范圍、監測融合器植入的位置及深度[32-35]。目前機器人已能實現椎弓根螺釘植釘,隨著機器人減壓技術的發展,將來有望實現內鏡下機器人精準減壓,進一步降低手術創傷、提高手術效率,降低神經及血管損傷并發癥,提供更安全、微創和輻射更少的手術。
總之,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術需要熟練的內鏡下腰椎管減壓技術作為基礎,同時對開放融合或MIS-TLIF手術有深入理解,術者應嚴格選擇適應證,根據術者操作熟練程度、病例特點選擇合適的鏡下融合方式,注重手術安全性、手術療效及椎間融合的遠期療效。雖然目前該技術存在手術技術多樣、學習曲線較長、學習難度較高、缺乏遠期椎間融合結果、沒有實現手術技術的標準化等局限性,但隨著脊柱內鏡儀器及手術器械不斷改進、內鏡下手術技術不斷完善、內鏡下椎間融合器的成熟、植骨材料不斷豐富,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術將獲得更好的應用前景。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 張斌:論文構思與設計、查閱文獻及撰寫論文;孔清泉:觀點補充、修改論文、對文章的知識性內容進行審閱;戎利民:觀點補充、對文章的知識性內容進行審閱
近年來,隨著脊柱內鏡設備、鏡下操作器械以及內鏡技術的發展,脊柱內鏡下腰椎減壓手術適應證得到不斷拓展。目前對于各種類型的腰椎間盤突出、側隱窩狹窄、椎間孔狹窄、甚至部分中央椎管狹窄,內鏡下手術均能安全、有效地減壓并獲得與開放手術類似的臨床效果,已逐步取代傳統開窗減壓手術[1-3]。但對于需要融合的部分腰椎退變性疾病,如腰椎滑脫、節段不穩、椎間盤源性腰痛等,微創經椎間孔入路腰椎椎間融合術(minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion,MIS-TLIF)仍是目前腰椎微創融合的金標準[4]。雖然經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術發展迅速,但仍面臨較大挑戰[5-6]。近年來,隨著大通道內鏡系統的發展以及單邊雙通道技術的成熟,開放手術器械可用于鏡下操作,極大地提高了手術效率,使腰椎鏡下融合術迅速發展,學者們發表了一系列臨床回顧性研究及技術報道[7-9]。通過在CNKI、PubMed數據庫以主題詞“內窺鏡檢查/Endoscopy”、“腰椎/Lumbar vertebrae”、“脊柱融合術/Spinal fusion”進行檢索,共獲得相關文獻360篇,其中CNKI檢出128篇,PubMed檢出232篇(圖1)。整體上關于經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的文獻較少,且多是回顧性早中期研究、技術報道或病例系列報道,循證證據等級較低(3、4級)。回顧文獻發現2015年以前國內外相關文獻報道較少,腰椎鏡下融合術處于探索階段;2016年以后相關文獻報道明顯增多,說明國內外學者對腰椎鏡下融合術的關注度增加,技術已處于快速發展階段,早期手術效果也令人鼓舞。但由于經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術存在多種減壓技術及融合方式,研究結果差異較大。現結合臨床應用經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的體會,參閱相關文獻,對相關問題進行述評。

1 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術適應證及手術開展的階梯性選擇
1.1 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術適應證應遵循傳統MIS-TLIF [10-12],包括:① 無神經壓迫癥狀只需單純融合的疾病,包括椎間盤源性腰痛、腰椎不穩癥、無神經癥狀的腰椎退變性滑脫癥(MeyerdingⅠ、Ⅱ度)等;② 滿足融合指征同時需要神經減壓的腰椎疾病,包括伴有神經癥狀的腰椎退變性或峽部裂性滑脫癥(MeyerdingⅠ、Ⅱ度)、伴有神經癥狀的腰椎節段不穩癥等。
1.2 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術開展的階梯性選擇
根據腰椎融合技術難易程度、手術風險高低、操作時間長短、術者對不同腰椎融合技術掌握熟練程度,我們建議經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證選擇應循序漸進。在該技術開展早期階段,建議選擇手術技術難度低、手術風險低、手術時間相對短并可控的腰椎疾病,包括單節段單側無需神經減壓或減壓簡單的疾病,如椎間盤源性腰痛、腰椎不穩癥、MeyerdingⅠ度腰椎滑脫癥、腰椎間盤突出癥、單側癥狀的腰椎側隱窩狹窄癥等。
在術者有一定內鏡下椎管減壓及融合技術基礎上,可進階選擇技術難度中等、手術風險中等、手術時間相對長但可控的腰椎疾病,如局限性腰椎骨化類疾病(椎體后緣離斷、黃韌帶骨化、后縱韌帶骨化)、雙節段需單側減壓或單節段需雙側減壓的腰椎間盤突出癥及腰椎管狹窄癥、MeyerdingⅡ度腰椎滑脫癥等。
在熟練掌握中等難度的鏡下融合技術后,可進一步選擇技術難度高、手術風險大、手術時間長但可控的腰椎疾病,如較大的腰椎后縱韌帶骨化、內鏡減壓術后同節段同側翻修等。
對于技術難度極高、手術風險極大、手術時間不可控的腰椎疾病,如開放手術后的同節段同側翻修、伴有馬尾神經癥狀的腰椎骨化類疾病[13]等,選擇經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術應慎重。但隨著內鏡技術、設備及器械的發展,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的適應證可能會得到進一步拓展。
2 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的評價體系
目前,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術存在多種手術技術、手術入路、融合方式及融合器植入方式,以及多種技術聯合應用,使鏡下融合術式多樣[10, 14-16]。但評價該手術的主要標準仍然是臨床效果、手術安全性、學習曲線、手術時間、手術創傷5個方面。與經典的MIS-TLIF相比,成熟的腰椎鏡下融合術應該有相似的臨床效果,相似或更低的并發癥發生率,同時技術易于掌握、學習曲線平緩,手術時間接近MIS-TLIF,并在此基礎上做到創傷更小、出血更少,使患者康復更快。
2.1 手術有效性(臨床效果)
大量研究已證實各類經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術和MIS-TLIF均能獲得滿意臨床療效,中遠期療效無顯著差異[8, 15-16]。部分研究發現,單通道及單邊雙通道鏡下融合在早期腰痛緩解方面均優于MIS-TLIF,尤其是在術后3個月內[8, 16];然而在早期腿部疼痛緩解、功能改善方面無明顯差異 [8, 16]。上述結果提示經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術對腰椎后方肌肉、韌帶、骨性結構破壞更少;而下肢疼痛緩解及功能改善方面相似,說明可以實現神經充分減壓。目前,同軸小通道內鏡、同軸大通道內鏡、單邊雙通道鏡下融合技術均獲得滿意臨床效果。
2.2 手術安全性(并發癥)
在早期探索階段,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的并發癥發生率較高[12, 17]。2013年,Jacquot等[17]報道57 例經皮內鏡下腰椎椎間融合術后并發癥發生率達36%,主要包括出口神經根損傷、融合器移位等,其中13例(22.8%)進行了翻修手術。近年來,隨著內鏡器械改進、手術技術進步,腰椎鏡下融合術并發癥發生率明顯下降。最近一項薈萃分析顯示,腰椎鏡下融合術并發癥發生率為10%,與MIS-TLIF(12.7%)接近[15]。 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術并發癥主要包括硬膜撕裂、神經損傷/麻痹、終板損傷、螺釘松動、植釘錯誤等。大部分并發癥癥狀較輕微,經保守治療后能改善。
硬膜撕裂、神經損傷/麻痹是經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術最常見并發癥,文獻報道在單邊雙通道鏡下融合術中上述并發癥發生率為2.90%~14.29%[9, 18-19],大通道鏡下融合術中為3.3%~10%[5, 20],小通道鏡下融合術中為0~8%[21-25]。經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的神經、硬膜損傷并發癥發生率稍高于MIS-TLIF。但該并發癥大多發生于技術開展早期,操作熟練后并發癥發生率下降。單邊雙通道及大通道經椎板間入路融合更容易損傷行走神經根,經椎間孔入路融合可能存在更高的損傷或刺激出行神經根的可能性。局部麻醉或全身麻醉下神經監測可能是減少神經損傷的有效措施。
融合器下沉/移位也是經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術常見并發癥[17],發生率明顯高于MIS-TLIF[15]。除骨質疏松引起融合器下沉外,術中終板損傷是融合器下沉的主要原因。由于單邊雙通道內鏡中監視通道與操作通道存在一定角度,在開展腰椎鏡下融合術早期,單邊雙通道內鏡在視野上的偏差可能導致終板損傷。若融合器植入時不能保證其平行于終板,就可能增加術中終板損傷的風險。同時需要注意由于持續水流灌注,內鏡視野下準備好的骨性終板呈灰白色,若出現明顯滲血情況可能為松質骨出血,說明已損傷骨性終板。文獻報道在開展小通道內鏡經椎間孔入路融合術早期,融合器移位發生率為2%~4%[21, 23],而在大通道或單邊雙通道融合術中發生較少,可能是小通道內鏡下操作工具尺寸較小導致處理效率較低、椎間盤處理不足引起。
出血并發癥包括術中出血及術后血腫兩方面。術中處理椎間隙時,若工具過深突破前縱韌帶,可能引起前方大血管損傷,應立即開腹修復血管。若術中出血影響視野,可能需轉為開放手術。據統計,在單邊雙通道鏡下融合術后血腫發生率高于大通道及小通道鏡下融合,發生率約4%[8-9, 19],可能與單邊雙通道鏡下融合需要剝離更多軟組織、去除更多骨性結構相關,而術中操作時因水壓存在不能有效止血,術后血腫發生率增加。術中活動性出血可使用射頻電極燒灼,創面滲血可使用止血材料輔助控制。
各種鏡下融合技術均為經皮透視下植入椎弓根螺釘,植釘相關并發癥包括螺釘誤植,穿刺針/導絲植入過深損傷前方血管、腹腔臟器,該部分并發癥發生率較低,與MIS-TLIF類似。
研究表明各種腰椎鏡下融合術切口感染發生率低于MIS-TLIF,可能與鏡下融合手術創傷較小相關[15-16]。在尿潴留、尿路感染、肺炎、肺栓塞、下肢深靜脈血栓形成等全身并發癥方面,腰椎鏡下融合術也明顯低于MIS-TLIF[15, 26],這可能與腰椎鏡下融合術后患者臥床時間較短有關。
2.3 手術學習曲線(難易程度)
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的學習曲線較長,醫生在開展腰椎鏡下融合之前需要有熟練的內鏡減壓經驗。2019年,Kolcun等[11]報道了100例小通道經椎間孔入路鏡下融合患者,共4例發生并發癥,其中3例是技術開展早期納入患者。在該技術開展早期,建議選擇單節段不需要神經減壓或有限減壓的病例,根據我們的經驗需要開展10~20例手術,待熟練掌握內鏡下腰椎管減壓、融合技術后,再逐漸過渡到復雜腰椎鏡下融合病例。
2.4 手術時間(手術效率)
目前大多數文獻報道的經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術手術時間均長于MIS-TLIF[15-16]。在鏡下融合中椎間盤處理及終板準備是最耗時部分,雖然內鏡下工具的改進大大提高了椎間盤處理效率,但對終板準備情況的判斷同樣耗時。有別于MIS-TLIF僅需要觸診來判斷終板制備情況,鏡下融合不僅需要觸診,還需要內鏡直視下觀察或透視明確終板處理情況,因此需要花費更多時間[15-16]。在各種鏡下融合技術中,單邊雙通道及大通道鏡下融合手術時間已接近于MIS-TLIF,但受限于小通道內鏡下工具尺寸小、效率低,小通道鏡下融合手術時間長于單邊雙通道及大通道鏡下融合。
2.5 手術創傷(出血及組織損傷)
MIS-TLIF需要剝離更多的肌肉,切除一側關節突、部分椎板及黃韌帶,而腰椎鏡下融合術在保證操作空間的同時盡可能地保留了椎板、關節突、韌帶等結構,顯著減少了手術創傷。一項薈萃分析顯示[15],與MIS-TLIF比較,腰椎鏡下融合術中失血量顯著減少。Ao等[16]發現腰椎鏡下融合術中出血、術后引流及隱性失血均低于MIS-TLIF患者,術后肌酸激酶和C 反應蛋白濃度也明顯降低。腰椎鏡下融合術后患者下床活動時間和住院時間顯著縮短,說明創傷更小及失血更少利于患者恢復[8, 16]。
在各種鏡下融合手術方式中,單邊雙通道內鏡需要剝離更多軟組織、去除更多骨性結構,手術創傷相對較大,但與MIS-TLIF相比,單邊雙通道鏡下融合術中出血及術后引流更少。但目前缺少對單邊雙通道、小通道內鏡、大通道鏡下融合手術的橫向對比研究。
2.6 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的可視化
鏡下融合手術操作包括減壓及融合兩部分,目前各種鏡下融合手術方式均能實現減壓可視,但部分鏡下融合技術中椎間隙處理及融合器植入過程為部分可視。單邊雙通道鏡下融合能全程可視為最佳,在同軸大通道及小通道鏡下融合中盲視操作時需要特殊工具保護,如拉鉤保護神經及硬膜囊,工具限深避免損傷前方結構,必要時更換內鏡直視下探查。由于MIS-TLIF在處理間隙時也不能做到完全可視,因此可視不是終極目標,安全、高效才是重點。在今后的發展中,通過鏡下工具的改進、可擴張鉸刀及倒裝工具的使用等,也可實現同軸大通道及小通道鏡下融合的全程可視。
3 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合手術技術的選擇
經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術根據內鏡入路可分為經椎板間入路及經椎間孔入路鏡下融合兩類。以椎弓根螺釘皮膚進針點為界,內鏡減壓位置在椎弓根螺釘進針點內側的為經椎板間入路、在椎弓根螺釘進針點外側的為經椎間孔入路。其中經椎板間入路鏡下融合包括單邊雙通道、同軸大通道、同軸小通道鏡下融合,經椎間孔入路鏡下融合包括同軸大通道、同軸小通道鏡下融合。
3.1 經椎間孔入路同軸小通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎間孔入路同軸小通道內鏡融合的手術入路類似于經椎間孔減壓入路,手術可在全身麻醉或局部麻醉下進行,根據術者習慣采用偏外側或遠外側入路,遠外側入路距離中線9~12 cm[27],偏外側入路距離中線5~8 cm[28]。術中使用環鋸、鏡下磨鉆可以行高效椎間孔成形,切除關節突關節腹側大部分骨質,充分擴大及顯露 Kambin 三角。拉鉤保護神經后,盲視下采用可擴張鉸刀、刮刀處理椎間隙,必要時透視明確位置及深度,導入內鏡觀察間隙處理情況。終板處理后收集減壓自體骨聯合同種異體骨、BMP-2人工骨行間隙植骨,通過導絲、導軌、大通道或可擴張通道引導下植入融合器,融合器可為全尺寸或可擴張融合器。最后經皮植入椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎間孔入路腰椎間盤切除術,為脊柱外科醫師所熟悉。常規內鏡即能完成手術,手術可在局部麻醉下進行,手術效果與MIS-TLIF類似[15-16],但由于鏡下工具較小,需要的手術時間更長。
3.2 經椎間孔入路同軸大通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎間孔入路同軸大通道內鏡融合類似于經椎間孔入路小通道內鏡融合,手術可在全身麻醉或局部麻醉下進行,手術入路距離中線5~8 cm,受限于Kambin 三角,常需要切除椎間孔背側更多關節突關節,術中可使用鏡下環鋸、磨鉆、超聲骨刀、大尺寸椎板咬骨鉗高效切除骨質。處理間隙后植入可擴張或全尺寸融合器。最后完成經皮螺釘固定。
此技術優勢在于手術入路為椎間孔入路,更大的工作通道可容納更大尺寸的減壓工具,可高效去除關節突骨質。但由于毗鄰出行神經根,損傷神經風險較高。
3.3 經椎板間入路單邊雙通道內鏡下腰椎椎間融合
單邊雙通道鏡下融合手術入路為后方椎板間入路,原理類似于MIS-TLIF[8-9]。內鏡通道主要提供術野持續沖洗和觀察,器械通道用于進出器械操作,內鏡通道和器械通道可交替操作。所有神經減壓、椎間隙處理及融合器植入等操作均是在內鏡監視下完成。術中使用等離子刀頭及射頻電極交替進行軟組織清理和止血。內鏡監視下植入椎間融合器。最后經皮植入椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于器械通道可以進出常規脊柱外科器械,融合器的植入可在內鏡監視下完成,手術效果與MIS-TLIF類似,能放置全尺寸融合器,手術時間接近MIS-TLIF。但單邊雙通道內鏡需要2個電極,增加手術費用。雖然單邊雙通道內鏡操作空間更大,但肌肉軟組織損傷更大,術后硬膜外血腫發生率高于單通道內鏡融合。
3.4 經椎板間入路同軸大通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎板間入路同軸大通道內鏡下融合切口常位于中線旁開2~4 cm。根據術者習慣可選擇切除關節突內側份及部分椎板或完全切除關節突關節。保護出行神經根及硬膜囊,逐步處理椎間隙,可采用直視下處理或盲視下可擴張鉸刀、刮刀處理間隙,透視明確位置及深度,必要時內鏡觀察間隙處理情況。神經拉鉤插入間隙內向內側牽拉保護硬膜囊,經通道植入可擴張融合器,或在導絲引導下植入普通融合器。最后植入經皮椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎板間入路腰椎間盤切除術,大尺寸內鏡通道可以使用常規尺寸的脊柱外科器械。內鏡視野與工具同方向,操作更為精準。術中可植入全尺寸融合器,且手術時間接近于MIS-TLIF。
3.5 經椎板間入路同軸小通道內鏡下腰椎椎間融合
經椎板間入路同軸小通道內鏡下融合類似于經椎板間入路椎間盤切除術,切除關節突內側及部分椎板以擴大椎板窗,向內側牽拉保護硬膜囊,逐步處理椎間隙,植入可擴張融合器。最后植入經皮椎弓根螺釘完成固定。
此技術優勢在于手術入路類似于經椎板間入路腰椎間盤切除術,為脊柱外科醫師所熟悉。常規內鏡即能完成手術,但由于鏡下工具較小,手術時間更長,常不能植入全尺寸融合器。
4 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合器選擇
早期經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術中,椎間融合僅行單純椎體間植骨,術后植骨吸收、移位及不融合的發生率較高[29]。目前,國內外學者均推薦使用融合器聯合減壓自體骨或人工骨融合[15-16, 26, 30]。根據融合器材質不同可分為金屬材料、高分子材料、生物材料3類。
金屬材料主要包括鈦合金,具有較好的力學性能,早期穩定性好,可用于3D打印制備個性化融合器,以及制備膨脹、可撐開融合器,適合在內鏡下融合中應用。但金屬融合器存在彈性模量大、融合器下沉風險高、金屬偽影不利于判斷融合情況等缺點[30-31]。高分子材料主要包括聚醚醚酮、碳纖維等,特點是彈性模量接近骨組織,應力遮擋較小,無偽影利于影像學觀察;同時可將融合器制備成不同形狀,如子彈頭形、腎形,適合在內鏡下融合中應用。以聚碳酸酯為代表的可降解高分子材料具有良好的生物相容性,但也存在脆性較高、骨替代時間較長、降解產物不良反應等不足,限制了其臨床應用。生物材料主要指同種異體骨,具有來源充足、融合快的優點,但力學強度差不利于椎間高度的維持、同時存在傳播疾病風險,臨床應用較少。以高分子材料為代表的不可擴張融合器和鈦合金材料為代表的可擴張融合器是目前內鏡下腰椎椎間融合中主要選擇,但仍需要大樣本、長期隨訪觀察。
融合器類型不同,其植入方式亦有差異,但原則是需保證植入過程安全。融合器植入方式可分為大通道或可擴張通道下植入、導絲或導軌引導下植入。其中金屬可擴張融合器尺寸較小,可通過內鏡保護鞘管直接植入,在經過 Kambin 三角時對周圍的神經影響最小,具有較高的神經安全性。
5 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合率
臨床研究報道經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術的融合率與MIS-TLIF相似[15-16]。一項薈萃分析報道,379 例腰椎鏡下融合患者的平均融合率為 95%(360/379),475 例MIS-TLIF患者為 94.9%(451/457)[15]。但有研究表明與MIS-TLIF相比,腰椎鏡下融合術后骨性融合時間更長,術后12個月隨訪鏡下融合的融合率為85.3%,而MIS-TLIF為92.3%[16]。這種差異可能與鏡下融合術中生理鹽水持續沖洗骨面相關。同時,融合率也與植骨床質量、椎體間植骨材料、融合器的選擇、輔助固定方式、融合評價標準、隨訪時間等因素有關。BMP-2 的使用可以明顯提高椎間融合率、縮短椎間融合時間[12]。
6 經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術相關器械及材料的性價比
單邊雙通道鏡下融合使用關節鏡系統,操作通道為獨立通道,可使用開放手術器械,無需購買、定制專業操作工具,使用普通融合器更經濟。同時單邊雙通道系統可應用于頸胸腰椎減壓、關節鏡手術,擴展性更大。但單邊雙通道內鏡軟組織剝離范圍大,需使用2種電極,椎管外使用關節鏡大射頻電極清理軟組織,椎管內使用小射頻電極止血。
同軸小通道鏡下融合使用常規內鏡,內鏡工作通道較小,需定制專業操作器械,常使用可擴張融合器,價格較高。但僅需要使用1個射頻電極,同時同軸小通道內鏡已成熟應用于頸胸腰椎減壓,擴展性較大。
同軸大通道鏡下融合需要使用大尺寸內鏡,工作通道可放置與開放手術相同尺寸的器械,但器械需要特殊定制以匹配內鏡。大通道內鏡融合手術僅需使用1個射頻電極,融合器可選擇可擴張融合器或普通融合器。大通道內鏡僅能用于頸胸腰椎的背側減壓,擴展性方面較差。
7 總結及展望
隨著數字化、智能化骨科的到來,三維導航、虛擬現實技術和機器人技術將會與腰椎鏡下融合手術深度融合[31-32]。脊柱術中導航技術已被證明有助于減少射線暴露、提高椎弓根螺釘準確性、判斷減壓范圍、監測融合器植入的位置及深度[32-35]。目前機器人已能實現椎弓根螺釘植釘,隨著機器人減壓技術的發展,將來有望實現內鏡下機器人精準減壓,進一步降低手術創傷、提高手術效率,降低神經及血管損傷并發癥,提供更安全、微創和輻射更少的手術。
總之,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術需要熟練的內鏡下腰椎管減壓技術作為基礎,同時對開放融合或MIS-TLIF手術有深入理解,術者應嚴格選擇適應證,根據術者操作熟練程度、病例特點選擇合適的鏡下融合方式,注重手術安全性、手術療效及椎間融合的遠期療效。雖然目前該技術存在手術技術多樣、學習曲線較長、學習難度較高、缺乏遠期椎間融合結果、沒有實現手術技術的標準化等局限性,但隨著脊柱內鏡儀器及手術器械不斷改進、內鏡下手術技術不斷完善、內鏡下椎間融合器的成熟、植骨材料不斷豐富,經皮內鏡輔助腰椎椎間融合術將獲得更好的應用前景。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 張斌:論文構思與設計、查閱文獻及撰寫論文;孔清泉:觀點補充、修改論文、對文章的知識性內容進行審閱;戎利民:觀點補充、對文章的知識性內容進行審閱