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【科普】脊柱内镜技术的历史、现状与发展

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020/10/9     浏览次数:    
  脊柱内镜技术的历史、现状与发展
  近年来,经皮脊柱内镜下腰椎间盘摘除术(Percutaneous endoscopic lumbar discectomy, PELD)的临床应用已取得了丰硕的成果。随着脊柱内镜技术及相应技术的迅速发展,该技术也在传统开放手术领域中获得了成功的应用,脊柱内镜技术已逐步进入一个崭新的时代。在微创脊柱外科技术蓬勃发展的今天,正确认识脊柱内镜技术,掌握适应证和熟练的操作技巧是取得良好疗效的关键。如何正确地看待脊柱内镜技术是我们要冷静思考的问题,本文将就各种脊柱内镜技术在脊柱疾病治疗中应用的历史、现状与进展进行简单的描述,以供大家参考。
  一、脊柱内镜发展史
  脊柱内镜微创手术的基础来源于Vails和Craig等在20世纪40年代利用穿刺套管对深部组织进行操作的探索。
  1963年Smith等首次阐述了使用木瓜蛋白酶对髓核溶解的方法和结果。1972年Kambin 等提出了在腰椎后外侧的神经根下方有一个三角形区域,是介入和外科的安全工作区域,称之为“Kambin三角”。由尾端椎体的上缘、硬膜囊或行走神经根的外缘和出口神经根内缘组成。
  1975 年日本Hijikata等以及之后美国的Kambin和Gellman分别报道了他们在经皮切除中央髓核及采用后外侧经皮行腰椎间盘髓核抽吸治疗的结果。

  1983年Forst和Hausmann报道了在改良关节镜下直接观察椎间盘组织。1991年Kambin报道了经后外侧关节镜下腰椎间盘切除术(Arthroscopic micro discectomy,AMD)的关节镜技术,证实AMD技术是安全有效的椎间盘摘除技术,其优良率可达到85%。AMD技术在术中可将改良的关节镜置入椎间盘内进行观察,对突出的椎间盘进行非直视下的摘除。改技术无法在内镜直视下进行硬膜囊、神经根等椎管内结构的观察。此后,脊柱内镜得到不断发展和创新。

  1991年Yeung在学习Kambin技术后,获得了启示。在AMD技术的基础上,进一步研发了新的同轴脊柱内镜器械。1997 年Yeung研发的同轴脊柱内镜操作系统(Yeung Endoscopic SpineSystem,YESS)获得FDA批准。同年Yeung就把这项技术介绍到中国,为中国微创脊柱外科技术的发展奠定了基础。YESS系统是专为安全三角入路而设计的一套内镜手术操作系统。强调先进行椎间盘内部减压,建立一个盘内工作空间,然后再处理突出到椎管内的髓核。术后患者满意率达到91%。该技术主要适用于包容性椎间盘突出或部分后纵韧带下型椎间盘脱出,其手术操作区域在椎间盘内。因此不能很好的处理脱出或游离入椎管内的椎间盘组织,对于关节突下方的椎间盘摘除也比较困难。
  2002年,Hoogland发明了(Thomas HooglandEndoscopy Spine Systems,THESYS)系统,进一步成熟称为TESSYS。改技术使用一种特殊的逐级钻孔器扩大椎间孔,使术者能够直接通过椎间孔到达椎管内从而取出突出的椎间盘组织,术后患者满意率可达到85.7%。但在TESSYS 运用于临床的过程中,常发生神经根和硬脊膜的损伤,穿刺定位不够精确,通道建立时间长,透视时间长等问题。
  2007年,Hoogland 对TESSYS技术的第1代产品进行改良和升级。随着技术的逐渐成熟和完善,现代的YESS技术进一步拓展了当初的技术,增加了镜下的设备,提高了神经根和硬膜囊的可视程度。
  二、腰椎内镜技术
  1.YESS技术
  该技术的理念是椎间盘摘除的操作先从椎间盘内开始,然后到椎管内,即inside out的理念。由内向外,操作相对安全、简单。不易损伤椎管内血管、硬膜及神经根,对于包容性的椎间盘突出及后纵韧带内的突出较为有效。随着镜下器械变角度的髓核钳、激光和磨钻的发展,YESS技术也提高了效率,同样可以用于各种复杂的椎间盘突出病例。对于初期开展脊柱内镜的临床医生选择YESS技术,并且从L4-L5节段的椎间盘突出操作作为入门手术。对于髂嵴较高、横突较大及椎间孔狭窄的L5-S1椎间盘突出处理困难,需要结合其他技术达到治疗的目的。
  2.TESSYS技术
  该技术自后外侧的方向穿刺,主张直接进入椎管进行游离椎间盘摘除,然后进入椎间盘摘除的技术,即outside in的理念。术中透视多,操作复杂,使用不同直径的环锯或磨钻,逐级去除部分上关节突前缘,扩大椎间孔,进入椎间隙。该技术操作远离出口根及背根神经节,但易损伤椎管内血管、硬膜及神经根。对于椎间孔狭窄、巨大突出型及脱出游离型有较好的疗效。局限性主要是实施椎间孔成型时增加了手术的难度和患者的不适感。

  3.改良的YESS技术
  我们可将其称为“简式技术”(Easy Technique, ET)。该技术遵循YESS的inside out理念。与YESS技术不同的是,改技术将穿刺针尖进入椎间盘的位置放在椎弓根钉连线的内侧缘。降低穿刺针与冠状面的夹角。这样做的优点是工作面“面对后纵韧带边缘”,因此该技术是将工作面放在后纵韧带边缘的技术。简式技术结合了TESSYS技术变角度穿刺的方法和靶点穿刺的理念。对于髂骨较高的病例,向头侧倾斜工作套管避开髂骨。简式技术简化了前面两种技术的操作流程,避免的医生过多的X线暴露,对于处理复杂的腰椎间盘突出症病例和病例有更多的优势,。
  4.经皮椎板间入路技术
  除了椎间孔技术外科,对于合适病例采用椎板间隙入路进行椎间盘的摘除同样也取得了良好的治疗效果[13]。Choi[14] 指出经椎间孔入路用于肩部、中央型及的椎间盘突出,椎板间隙入路用于腋部及游离型椎间盘突出。该技术主要用于髂嵴较高、横突较大及椎间孔狭窄的L5-S1椎间盘突出,缺点是易损伤神经根及术中患者疼痛感觉稍强。
  Choi[15]还报告了经髂骨开洞实施L5-S1椎间盘摘除的方法。在2014年第九届国际COA学术大会上,Choi、Wagner、蒋毅等先后报告了经椎弓根上缘入路,部分磨除椎弓根上缘的骨质后摘除游离游离椎间盘的方法。张西峰展示了经硬膜囊摘除游离到硬膜囊前方的返修病例。Ruetten展示了使用10 mm直径的脊柱内窥镜进行椎板间孔成形椎间盘摘除术的视频。
  三、脊柱内镜在颈椎的应用:分前路、后路两种入路技术
  1.经皮内镜下颈椎前路间盘切除术(Percutaneousendoscopic anterior cervical discectomy,PEACD)
  进针点根据术者习惯可位于突出的同侧或对侧,用手指在胸锁乳突肌与气管之间向椎体前方推压。触及椎体表面,把喉和气管推向内侧,颈动脉推向外侧,从而进入盘内进行操作。主要治疗神经根型颈椎病的患者,对于C2-3水平的椎间盘突出由于下颌骨的遮挡不易采用此项技术。优点是微创、术中视野佳、可对神经根进行直接减压、保留相邻节段的活动度,患者接受程度高等,但该技术易导致食管、喉上/返神经、椎动脉或颈部血管等损伤,置管或摘除髓核时可将突出物推入椎管脊髓或神经根造成损伤,同时可能会由于椎前软组织水肿导致术后呼吸困难等,故掌握其解剖学关系很重要。PEACD技术同常规颈椎融合的方式相比获得了较好的疗效,但相对于其他内镜技术来说需要进行特殊的手术培训[16-18]。韩国Choi[19]报告了20例前路小切口下经椎体进行椎间盘摘除的方法,手术方法类似传统的颈椎前路椎间盘切除术3~4 cm横皮肤切口,切口位置在某种程度上高于目标椎间盘水平。椎体钻孔的位置高于间盘上4~6 mm,通道的轨迹由所摘除的目标所决定。患者的症状术后即刻或早期均缓解,均无椎动脉损伤,霍纳综合征或喉返神经损伤。Lee[20]报告了前路B-Twin进行颈椎椎间融合的临床应用,但是没有获得广泛推广。
  2.经皮内镜下颈椎后路间盘切除术(Percutaneous endoscopicposterior cervical discectomy,PEPCD)或者经皮内窥镜下后路颈椎椎间孔成形术(Endoscopic posterior cervical foraminotomy)
  该技术在病变同侧进行穿刺,目标为椎板间孔的外侧缘。置入工作套管后需磨除椎板、部分关节突及黄韧带后进入椎管,取出压迫神经的椎间盘组织。该术式主要针对:有明显的单侧颈部神经根放射性症状,影像上为椎间盘向侧方软性突出造成神经根压迫,同时可伴有继发性神经根孔狭窄。或既往同一节段或相邻节段有前路颈椎手术史,而且保守治疗无效的患者[21, 22]。优点:能够在镜下清晰的观察神经结构,避免后路开放手术遗留的术后颈痛及邻近节段退变。缺点:无法扩大手术范围,无法重建椎间隙,学习曲线长[23]。Ruetten等[21]进行的对比研究显示,进行该术式87%的患者没有再次出现神经放射痛,9%的患者偶尔出现放射痛,疗效较好。
  四、经皮胸椎间盘切除术(Percutaneous endoscopic thoracic discectomy,PETD)
  主要适应证:没有移位的软性椎间盘突出,伴有脊髓损害或神经放射痛且保守治疗无效的患者。术中肋骨既可以作为椎间孔的指引物,也可作为胸腔组织的硬性保护。同时胸椎神经根孔部位的纤维环无出口根覆盖,因此更容易进行操作,同时取得了良好的疗效[24, 25]。Choi等[24]报道从2001年5月至2007年7月共14例患者平均随访时间60.2个月,均获得了很好的疗效。
  五、脊柱内镜技术的特殊治疗
  1.脊柱感染
  由于脊柱局部组织解剖结构复杂,故对于脊柱深部的感染常给临床治疗带来困难。Ito等[26]对15例经抗生素治疗无效的椎体化脓性炎症采用后外侧脊柱内镜清创和灌注冲洗进行处理,术后常规抗生素治疗。患者在手术结束时即感疼痛减轻明显并取得了良好的临床效果。周旭、贺石生[27]等报道了用于脊柱内镜治疗3例相邻椎间隙椎体缘骨质破坏,且伴椎旁脓肿形成,无脊柱不稳表现的边缘型椎体结核并获得了良好的疗效。张雪松[28]进行了腹腔镜下腰大肌脓肿清除的尝试。笔者有578例之多的单纯脊柱结核灌注冲洗治疗经验,通过脊柱内镜技术对部分病例进行了试验性治疗。发现椎间隙没有塌陷的患者,椎间隙内有大量坏死物质、出血等导致视野不清晰。椎间隙塌陷的病例由于椎间孔缩小、神经根的遮挡,脊柱内镜进入椎间隙患者非常痛苦比较困难。对于椎管内占位的病例,进行椎管减压难度非常大也很风险。一旦硬膜囊破裂后果不堪设想。这些经验尚没有表明脊柱内镜技术可以成为常规脊柱结核治疗技术。
  2.椎管狭窄
  脊柱内窥镜技术还可联合激光、环钻、可变角度磨钻等镜下特殊手术器械一起使用。可对椎间孔及椎体后缘进行拓宽并常规进行骨性结构的去除,从而达到椎间孔的扩大及对椎管狭窄进行减压。激光的应用早期可见于1991年Kambin 等[29]对38 例侧隐窝狭窄行侧隐窝狭窄椎间孔镜减压,33 例 (87%) ,1发生椎间盘感染,4例出现不同程度的下肢日光烧灼综合征。但均为暂时性的,经过保守治疗后恢复,表明AMD联合激光可以有效安全地对椎管进行减压。但操作时需要特别小心,以防止日光烧灼综合征等并发症的发生。Martin等[30, 31]率先在脊柱内窥镜下使用激光治疗侧隐窝及关节突引起的椎间孔狭窄,为日后YESS技术的改良打下了基础,可通过使用激光、磨钻、环钻等进行椎间盘外的工作。Ahn[32]将腰椎管狭窄根据病变部位分为中央狭窄,侧隐窝狭窄和椎间孔狭窄。脊柱内窥镜技术可以根据腰椎管狭窄症的类型,选择椎板间、椎间孔和内窥镜下腰椎椎间孔切开术等方式达到椎管减压的目的。不久的将来,脊柱内窥镜技术将会是一种有效的替代传统的开放性腰椎减压手术的技术。现阶段对于椎管狭窄的患者,我们有选择性的采用脊柱内窥镜技术对其进行治疗,常规采用环钻及可变角度磨钻进行椎间孔及椎体后缘的减压。相比较常规开放手术去除椎板、黄韧带等的椎管后方组织的减压,我们提出了硬膜囊前方减压的概念,并取得了良好的短期随访疗效。从现阶段看,椎管狭窄的优良率还无法与椎间盘突出症术后的疗效进行对比,脊柱内镜下治疗腰椎管狭窄仍具挑战性。
  3.椎间不稳及椎间融合
  Martin[33]提出对于脊柱滑脱的患者在激光辅助下的脊柱内镜减压技术可以为患者的椎间孔、峡部缺损、椎间盘和硬膜外间隙提供了一个极简的探索方法,同时对于I~Ⅲ级有明确的靶向症状的患者允许适当进行椎间组织的切除及椎管减压,而不需要开放减压融合。在此方面笔者做过一些相应的尝试,发现对于存在下肢神经症状较重的患者疗效确切,但无法解除甚至会加重患者的腰痛症状。故在此基础上笔者进行了脊椎内镜下腰椎椎间融合的一些尝试。2011年发表了经皮内镜下椎间盘摘除B-Twin可膨胀椎间融合器治疗退行性腰骶椎疾病的21例报道。术后18 个月根据Suk等标准评价植骨融合情况,获优1 例,良19 例,差1 例,优良率95.2%。可见内镜结合椎间融合是治疗腰椎不稳的良好组合。但此项技术也存在诸多风险如B-Twin与椎体是点接触,短期患者有腰痛的症状,远期可能出现椎间隙高度的丢失、塌陷等问题值得进一步商榷。作为一种新的思路,可撑开椎间融合技术一定还有临床应用的价值[34, 35]。Jacquot等[36]对经皮内镜椎间孔腰椎椎体间融合进行了长时间的研究后表明,考虑到36%的并发症发生率,除非有决定性的技术改进,否则不建议使用经皮内镜椎间孔行腰椎椎体间融合。此外Morgenstern等[37, 38]指出内镜辅助下的经皮TLIF技术可通过自然的椎间孔植入融合器到椎间隙,不去除任何骨性结构,是一种治疗腰椎椎间盘退行性疾病合并或无轻度腰椎滑脱的良好的手术方法。目前已有多家公司正在进行脊柱内镜下融合技术的变革与改进,希望早日实施于临床。
  六、显微内镜下椎间盘摘除术(MicroendoscopicDisectomy,MED)
  该项技术是与由美国Foley等[39]发明,在参考法国Destandau可动式椎间盘镜的基础上发明的固定臂通道技术,并获得广泛推广和应用。该技术来源于显微镜技术,介质是空气,与我们过去的小开窗手术相似,而脊柱内镜来源于关节镜,介质是水,技术来源于关节镜技术。MED手术操作经椎板间隙,与矢状面的角度大约为0°,不通过腹部的安全禁区,理论上对于腹部解剖结构较为安全,但是屡有后路手术损伤前方大血管导致严重并发症的病例报告。MED可使用全麻或硬膜外麻醉,适应证较为广泛。术中切开或切除黄韧带,牵开硬脊膜及神经根,显露突出的椎间组织进而摘除髓核,可观察到硬膜囊及神经根等,但由于对椎管的侵扰较为严重,术中较脊柱内镜易出现神经根及硬膜的损伤。周跃曾早先报道使用MED手术共724患者,疗效优良率达93.2%[40]。但由于MED对椎管的侵扰较为严重,术中较脊柱内镜易出现神经根及硬膜的损伤。加上学习曲线比较长,手术难度大该技术一度出现下降的趋势。随着小通道下经椎间孔融合技术(MIS-TLIF)的应用,MED技术进一步发展,比如单侧入路双侧减压技术等,进一步降低了椎管狭窄外科手术治疗的创伤程度。

  七、展望
  脊柱内镜技术已成为腰椎间盘突出症治疗的成熟的脊柱微创技术之一,今后将加强多中心长期随访对照研究,以期成为腰椎间盘突出症治疗的经典技术。随着器械的发展,技术水平的提高,椎管狭窄、椎间不稳的治疗和椎间盘的重建技术,已逐步成为临床上所努力的方向。国内目前有脊柱外科、疼痛科、神经外科等科室在开展脊柱内镜技术,并在各自相应领域取得了不菲的成绩,在建立和完善培训体系以及脊柱内镜医师准入制度方面已成为各方共识,相信脊柱内镜技术在我国会取得规范化发展,造福广大患者。


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