微创显微椎间盘切除术设备与前景

微创显微椎间盘切除术设备：当前状态与未来前景

1. 引言

目前，腰椎间盘突出症（LDH）的手术治疗金标准是开放腰椎显微椎间盘切除术。其手术显微镜可提供精确且放大的三维手术可视化效果，因此在成功率和并发症发生率方面的手术效果优于传统开放椎间盘切除术[1–5]。然而，较大的皮肤切口和肌肉牵拉可能导致术后背痛和肌肉萎缩，从而延迟恢复正常生活的时间。

随着生活质量与重返工作成为现代医疗的主要关注点，微创脊柱手术（MISS）的需求日益凸显。系列管状牵开器系统的应用可能引入一种肌肉分离入路的新概念，从而减少手术过程中对肌肉骨骼结构的损伤。近年来，采用管状牵开器系统的微创显微椎间盘切除术（MI‐MD）已发展用于治疗LDH引起的神经根病，同时保护正常组织。

MI‐MD 的主要优势在于结合了使用系列管状牵开器系统进行肌群分离入路的最小组织损伤，以及通过手术显微镜实施显微椎间盘切除术的成熟经验。

迄今为止，尽管已有大量关于MI‐MD临床结果的临床研究，但针对用于MI‐MD的器械特征及其理论优势的研究却很少。因此，本综述文章旨在描述用于MI‐MD的器械，并讨论该技术的学术优势和局限性。

2. 定义

微创手术通过最小的手术切口来减少对正常组织的创伤[6–10]。

微创显微椎间盘切除术（MI‐MD）已被开发作为传统开放椎间盘切除术的替代方案，其优势包括组织创伤更小、失血量少、手术时间更短以及更快的术后恢复[11–14]。在实际操作中，通常采用小于1英寸的小切口、系列扩张器和管状牵开器系统来进行微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术。因此，微创显微椎间盘切除术（MI‐MD）也被称为管状显微椎间盘切除术或使用管状牵开器的显微椎间盘切除术。

3. 微创显微椎间盘切除术器械及手术步骤

3.1. 患者准备

手术在硬膜外或全身麻醉下进行。通常不需要导尿术。患者俯卧于带有透射线Wilson架的反向手术床上，所有受压部位均应垫好。为了减少术中出血，重要的是避免腹部压迫以降低静脉压力。应调整Wilson架使腰椎屈曲，以优化椎板间入路。患者手臂外展，肘部屈曲约90°，手掌旋前。采用侧位透视以定位病变节段。

3.2. 手术显微镜

使用显微镜进行放大和照明。通常将显微镜底座置于手术操作者后方，而影像增强器则放置于对侧，以避免两者同时置于手术视野时产生空间冲突。

3.3. 管状牵开器系统

采用逐步扩张技术放置管状牵开器是微创经椎间孔腰椎椎体间融合术的主要特点。目前有许多 commercially available 管状牵开器系统，这些系统均由不同直径的扩张器组成，扩张器上均有长度标记，以便为具体病例选择最终合适的牵开器尺寸，同时还包括长度和直径可变的管状牵开器、台夹和固定臂。通常，台夹位于主刀外科医生的对侧。助手外科医生也站在对侧。

一套管状牵开器套装（美敦力Sofamor Danek，田纳西州孟菲斯）包括以下内容：

• 带牵开臂连接件的管状工作通道 （图1(a)）
  根据患者体型和手术目的，可将不同尺寸的圆柱形管状牵开器放置在目标解剖标志处。

• 逐级软组织扩张器 （图1(b)）
  从最初的穿刺针到逐渐增大的管状扩张器，逐级扩张器系统可分离并扩张椎旁肌，而不会造成创伤性肌肉牵拉。

• 床旁固定可弯曲牵开臂 （图1(c)）
  借助可弯曲臂，外科医生可轻松改变管道方向，通过小切口和最小程度肌肉牵拉获得更广的手术视野。该装置在同侧入路实施对侧脊髓减压时也非常有用。

3.4. X线透视机

通常使用双平面X线透视机来确认管状牵开器在适当骨性标志上的微创置入。穿刺针、导丝、逐级扩张器以及最终的管状牵开器的位置应通过透视的前后位和侧位投影进行确认。

3.5. 管状通道入路中使用的手术器械

管状通道入路中使用的手术器械如下：

• 一种管状牵开系统，如前所述。
• 带有脊柱微创终端的电动骨钻。大多数钻头由一个弯曲的长附件组成，但某些系统具有长角度附件。一些外科医生建议使用3毫米花键火柴钻，其他一些外科医生则更倾向于在手术最后阶段使用金刚石钻头。
• 2、3、4和5毫米弯柄克里森咬骨钳，45°和90°
• 12和9弗朗西斯尺寸吸引器。一些外科医生还会使用“牵开‐吸引器”以同时牵开硬膜囊或神经根并进行吸引。
• 弯柄垂体咬骨钳（直型及不同大小的上下弯曲型）
• 弯柄球头神经钩：一个朝向右侧，一个朝向左侧。
• 弯柄解剖器
• 弯柄钩（无锐利尖端）
• 弯柄手术刀
• 90°向下倾斜长刮匙
• 弯柄长双极电凝钳
• 长头单极电刀
• 弯柄显微剪刀
• 硬脊膜修复包

3.6. 钻孔与结束

使用花键火柴钻进行的外科钻孔称为侧方钻孔，因此外科医生应从手术节段上椎板的下缘、黄韧带（LF）附着处开始操作，并根据手术目标向内侧、向外侧和向头侧继续钻孔，直至完全暴露黄韧带（LF）。

完成减压后，使用抗生素稀释盐水溶液冲洗手术视野，以排除任何出血点。通常在腰椎管状减压手术中不放置引流管，或在使用引流管的情况下，于次日拔除。

4. 微创显微椎间盘切除术的基本手术技术

患者置于带有透射线Wilson架的反向手术床上呈俯卧位，所有受压部位均妥善垫好。应调整Wilson架以屈曲腰椎，从而优化椎板间入路。患者的手臂外展，肘部屈曲约90°，手掌旋前。在透视下，将穿刺针插入椎旁肌，位置大约在中线外侧1.5 cm处，并进行调整，直至其正对目标椎间盘间隙。当棘突偏移或增厚时，管状牵开器的放置可能会困难。在此情况下，可将皮肤切口点调整至中线外侧超过1.5 cm处。然后可进行目标节段的逐级扩张，避免对棘突造成干扰。做一小切口，延伸至筋膜上方的皮下组织。随后切开筋膜以便引入逐级扩张器。

在侧位透视下将克氏针朝向上椎板（L4‐L5节段为L4椎板）方向置入。克氏针必须小心放置，穿过筋膜但不可过深或过于内侧，以防意外进入椎管。通过触诊确认骨性结构完整性至关重要。依次使用尺寸逐渐增大的逐级扩张器套入克氏针上，最终将工作套管固定于L4下关节突复合体（图2(a)）。

获取侧位透视图像，确认已显示正确节段（图2(b)）。然后引入手术显微镜，以实现对手术视野的直接可视化（图2(c)）。

使用弯柄电凝器剥离椎板上的剩余软组织和肌肉，直至暴露小关节的内侧部分。一旦获得足够的骨性显露，重新定位工作套管，以便可视化椎板间隙。从头侧椎板的尾侧部分开始，使用高速磨钻向下磨除骨质，直至达到黄韧带的深度。一旦识别出黄韧带，继续向上方扩大骨质切除范围，直至在硬膜外腔中识别出黄韧带的上止点并暴露硬膜外脂肪。为了获得足够的外侧显露，可切除小部分内侧关节突，然后使用球尖探针在其附着处将黄韧带与其下方椎板分离。接着将黄韧带从其附着点处轻柔剥离，并使用克里森咬骨钳整块或分块切除。

若需要进行对侧减压，可在透视视图下根据目标病变调整管状牵开器的角度。手术台应向远离外科医生的方向旋转。然后清除软组织，确认头侧椎板的尾侧部分、棘突基底以及尾侧椎板的头侧部分。使用高速磨钻开始磨除棘突基底及头侧椎板的下内侧部分。随后潜行切除对侧椎板内侧部分，以分离骨质与黄韧带，直至暴露小关节的内侧部分。应保留黄韧带，直到完成充分的内侧小关节切除术，以便保护硬膜和神经根。切除对侧黄韧带后，可轻松观察对侧的椎间盘，以确认充分减压。识别椎弓根后，使用神经根牵开器轻柔地牵开硬膜囊和走行神经根，以明确椎间隙。然后使用球尖探针钝性分离硬膜囊腹侧表面与椎间盘之间的粘连。使用神经根牵开器将硬膜囊和神经根轻柔地向内侧牵开，在使用双极电凝处理覆盖在椎间隙上方的硬膜外静脉时可起到保护作用。对于对侧椎间盘减压，可通过经上入路以相同方式切除椎间盘。

接下来，使用弯头椎间盘刀做十字切口，切口延伸至（穿透）纤维环，同时尽量避免破坏下方的髓核。常常用神经根牵开器施加轻柔的向下压力，有助于将突出的椎间盘碎片经纤维环开口推出。也可使用带角度尖端的垂体咬骨钳。然后使用球尖探针确认硬膜囊、神经根及神经孔的充分减压。手术区域用抗生素盐水大量冲洗，并实现细致的止血。然后轻柔地撤出工作套管，并沿其通道深部放置少量明胶海绵以维持止血。切口以分层方式缝合，皮肤胶带用于皮肤对合（图2(d)）。

5. 微创显微椎间盘切除术的历史

几十年来，微创脊柱减压一直是主要的外科手术问题之一。

针对腰椎椎间盘切除术，已开发出多种经皮或微创技术，包括经皮椎间盘切除术、经皮激光椎间盘减压术、经皮内镜激光椎间盘切除术以及内镜下腰椎椎间盘切除术[15–18]。大多数经皮或内镜技术存在一些显著的局限性。首先，手术适应证受限。尽管目前的经皮内镜技术已较为先进并有所改进，但处理钙化椎间盘或远端移位的椎间盘突出仍具挑战性。其次，科学证据仍然不足。多数随机试验为低质量研究，存在高偏倚风险且缺乏正确的随机化。最后，学习曲线相对较难且漫长。普通的脊柱外科医生可能无法有机会在住院医师培训期或培训期间学习经皮内镜技术。只有少数专家能够可靠地执行该手术。

1997年，显微内镜椎间盘切除术（MED）系统首次被描述为一种可靠的微创入路技术，用于腰椎后路手术，并通过内镜手术实现有效的神经减压[19–21]。该设备相较于其他微创椎间盘切除术具有诸多优势，包括减少软组织损伤、实现对神经组织的直接内镜可视化以及充分的骨切除。然而，早期的MED系统存在明显局限性：内镜为一次性使用，图像质量不稳定，且管腔内的手术视野受限。随着手术应用范围的扩大，MED系统逐步演进为最小暴露管状牵开器（METRx）系统。尽管MED系统具备微创手术的典型优势，METRx系统在此基础上进一步提升了图像质量、提供可变尺寸的管状牵开器、减小了内镜直径、增加了管状牵开器内的可用操作空间，并降低了单例费用[24]。最终，METRx系统或管状牵开器与使用手术显微镜的显微椎间盘切除术技术相结合，形成了微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术。

该MI‐MD技术采用肌肉分离入路，可实现三维可视化。手术显微镜提供光学支持，一系列管状牵开器在管径（14、16、18、20和22）和长度（3–10 cm）上具有多种选择，使外科医生能够根据患者体型灵活选用。

6. 微创显微椎间盘切除术的手术目标及可能优势

微创脊柱手术的目标是缓解由脊柱不稳、椎间盘突出、脊柱狭窄、畸形或脊柱肿瘤等病症引起的压迫和脊神经炎症，并稳定脊柱节段。

与开放性脊柱手术相比，微创脊柱手术（MISS）可更安全地进行，且所需恢复时间更短。由于与开放手术相比，对骨骼、肌肉和软组织的创伤更小，其潜在优势如下：较小的皮肤切口带来优良的美容效果；手术部位出血较少；因无需过多切割或牵拉，仅需分离肌肉，从而降低肌肉损伤风险；感染和疼痛的风险减小；恢复更快，所需康复更少；术后对止痛药或麻醉性镇痛药的依赖减少。此外，微创脊柱手术通常在局部麻醉下于门诊基础上进行，因此全身麻醉的不良事件风险也更低[25]。

6.1. 减少肌肉损伤和炎症反应

根据肌肉酶和炎症指标的血清水平，与使用Caspar牵开器进行标准开放骨膜下剥离相比，肌肉分离管状入路的侵入性更小（图3）。手术期间肌酸激酶（CK）或肌红蛋白（MYO）水平升高可能提示手术的侵入性或肌肉损伤[26–35]。

一些作者报道，MI‐MD组的CK或MYO水平明显低于开放椎间盘切除术组，在MI‐MD组中显著低于开放椎间盘切除术组[26,36,37]。

总体应激性炎症反应基于促炎性白细胞介素‐6（IL‐6）和C反应蛋白（CRP）水平进行评估。MI‐MD组的CRP和IL‐6水平明显低于开放显微椎间盘切除术组。

6.2. 小关节突保留

在传统开放手术中，椎旁肌被从脊柱骨上剥离，损伤了肌肉的血液供应，可能导致永久性肌肉损伤或疼痛。这种软组织损伤还可能增加失血量和感染风险。此外，由于肌肉从骨骼上被抬离和分离，小关节可能受损，进而导致退行性改变或不稳。肌肉分离式逐级扩张技术可避免这些不良事件。

6.3. 术野可视化

微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）在手术视野可视化方面也具有优势。使用带有可活动臂组件的管状牵开器系统可提供宽阔的视野。传统的自持式牵开器（如Caspar系统）需要较长的皮肤切口和广泛的肌肉牵拉以获得宽敞的手术视野。相反，管状牵开器系统通过调整管角度，在较小肌肉切除的情况下即可提供相对更完整的手术视野。采用管状牵开器系统的显微椎间盘切除术是一种肌肉分离入路，可实现三维可视化[24]。换句话说，这是一种理想的手术技术，结合了肌肉分离管状入路和显微镜下减压的优势。与内镜脊柱手术不同，手术显微镜能够提供外科医生所熟悉的三维视野。由于大多数脊柱外科医生未接受过内镜脊柱手术的培训（该技术具有较长的学习曲线），而显微手术对常规脊柱外科医生而言更为熟悉。此外，学习微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术可能比掌握内镜手术更容易。

7. 微创显微椎间盘切除术的缺点

与其他微创技术类似，微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术存在学习曲线，与手术时间、并发症、手术失败或复发相关。大多数脊柱外科医生在住院医师培训期间并未接受过微创脊柱手术（MISS）的培训，因此他们必须在正式培训结束后自行学习该技术。一些研究表明，外科医生需要完成至少20–30例手术才能熟练掌握并了解其潜在风险[24,38]。

MI‐MD的一个特殊缺点是由于手术暴露有限，可能导致神经根或硬膜囊损伤[39]。手术视野受限也可能导致减压不完全或复发性椎间盘突出。至于内镜手术，其可通过狭窄的锁孔入路提供更宽的视野角度，从而最大程度减少对肌肉和正常组织的创伤。此外，可实现对病变部位的直接通路，并减少骨切除量。然而，与微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术相比，内镜手术的学习曲线更陡峭，且手术指征的适用范围更有限。

8. 科学证据

11项随机对照试验（RCTs）比较了微创显微椎间盘切除术与传统开放椎间盘切除术的临床结果[30,35,36,40–47]。

既往一项荟萃分析[48]报道，MI‐MD组与开放显微椎间盘切除术组在临床结果、并发症发生率和手术时间方面均无显著差异。背痛、根性疼痛和功能结果的临床后果不受随访时间长短的影响。Schizas等人[49]证明，各研究组之间的术后Oswestry残疾指数评分和疼痛评分具有可比性。这可能支持以下证据：经肌肉或肌肉分离入路到达椎板间间隙与传统的骨膜下剥离和肌肉牵拉同样有效。术后疼痛评分和功能结果主要反映神经根减压情况，而两种技术在此方面相似。此外，两种方法在通过缓解神经根张力来减轻根性疼痛方面均同样有效。

由LDH引起[47]。然而，Shin 等[35]指出，与开放显微椎间盘切除术相比，微创显微椎间盘切除术由于肌肉损伤较小，术后疼痛更轻。一些作者推测，接受微创脊柱手术的患者可能因手术暴露有限而影响充分的椎间盘切除和神经减压，从而具有更高的并发症风险[31]。尽管并发症发生率可能受到外科医生在微创脊柱手术方面经验差异的影响，但两组之间的总并发症发生率相似。

关于围手术期参数，如失血量和住院时间，微创显微椎间盘切除术组的结果优于开放显微椎间盘切除术组。术后住院时间是一项重要的经济因素，可能反映术后的恢复速度。微创显微椎间盘切除术组的失血量明显低于开放显微椎间盘切除术组。微创显微椎间盘切除术采用微创和钝性肌纤维分离入路，而非广泛的肌肉牵拉，从而减少了术中失血。较短的住院时间可能归因于椎板切开术后硬膜外纤维化和神经粘连较少。对硬膜外静脉系统和肌韧带结构造成的手术创伤较小，可能有助于快速康复[47]。

然而，目前关于微创显微椎间盘切除术有效性的证据水平较低，因为大多数随机对照试验在随机化、盲法或结局指标方面存在明显缺陷，具有较高的偏倚风险[48]。此外，大多数已发表的研究均由倡导这种微创技术的脊柱外科医生开展，且其手术技术尚未统一标准化。我认为应采取更严格的观点来解决微创脊柱手术的这些显著缺陷。因此，需要采用恰当的方法学和足够样本量的高质量随机对照试验来验证微创显微椎间盘切除术的有效性。

9. 与微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术相关的技术创新

9.1. 管状牵开器

在实际操作中，外科医生经常会遇到需要更广泛手术暴露的病例。为了获得更大的可用空间，可以使用可扩张管状牵开器，例如X‐tube或QUADRANT 牵开器系统（美敦力 Sofamor Danek，田纳西州孟菲斯）[52–54]。使用椭圆形或矩形管状牵开器可能在不增加手术难度的情况下减少手术侵入性。一些作者报道，使用矩形管状牵开器显著减少了肌肉切除和术后疼痛[55]。

9.2. 激光辅助显微椎间盘切除术

与机械工具相比，激光在精确度、软组织可用性、最小化组织操作以及减少创伤、肿胀和出血方面具有优势[56,57]。在涉及椎间盘突出或狭窄的狭窄手术视野中尤其有用[58–61]。因此，激光本身可成为微创脊柱手术的有价值工具。激光在微创脊柱手术中的潜在优势如下[62]。

首先，激光刀头可精确消融椎间盘和骨组织，在较小的手术视野内实现最小程度的神经牵拉。CO2激光聚焦光束的直径小于0.5毫米，这一微小光斑可实现选择性微创椎间盘切除术。其次，垂直方向的激光束可切向消融增生性骨组织，而无需机械穿刺，从而避免损伤硬膜囊。第三，激光强度可根据外科医生的需求进行调节，调节范围广泛，低能量可用于轻度组织调节，高能量则可用于骨切除。最后，激光可实现精细的组织分离，且硬膜撕裂风险极低。对于翻修手术，先前手术产生的纤维化瘢痕组织也可被安全分离，而不引起硬膜撕裂。

10. 未来展望与补充应用

微创劈肌管状入路已得到广泛认可，可减少手术期间的组织创伤，并在清晰的显微镜下可视化条件下增强神经减压效果。各种手术器械的发展可能会在未来提高微创显微椎间盘切除术的有效性和应用范围。首先，使用可导航器械，如弯曲、铰接或柔性磨头、镊子和咬切钳，可在有限的手术视野内实现广泛的减压。其次，激光或射频的辅助使用也可能提高微创显微椎间盘切除术的有效性。尤其值得注意的是，在先前的研究中，采用显微CO2激光的激光辅助减压技术显示出较轻微的临床结果[62]。在实际临床实践中，将显微CO2激光应用于微创显微椎间盘切除术可能是切实可行的。

11. 结论

使用管状牵开器系统进行显微椎间盘切除术是一种实用且有效的治疗腰椎间盘疾病的手术方式，具有微创脊柱手术的优势。肌肉分离式逐级扩张技术可在手术过程中尽量减少组织创伤。相关器械的进一步发展以及更多高质量随机对照试验仍是必需的。

12. 专家观点

目前，肌肉分离脊柱入路或使用管状牵开器系统进行脊柱显微椎间盘切除术已成为微创脊柱手术的标准。熟悉显微镜操作的脊柱外科医生可较容易地掌握肌肉分离入路，并在显微镜下可视化条件下完成减压手术。然而，当前对更微创技术的需求促使了另一种微创手术方式——内镜脊柱手术的发展。

患者希望接受可在局部或区域麻醉下完成的完全经皮或无创入路手术，并且期望在门诊或日间手术后能够早日重返工作。然而，目前的内镜脊柱手术适应证有限，且达到技术熟练度需要较长的学习曲线。因此，为实现治疗目标，未来应将管状显微外科手术与内镜脊柱手术的优势相结合，形成微创脊柱手术的高级形式。这可能面临一些技术障碍，一种更为微创的手术选择。首先，应开发一种能够提供高质量三维可视化的小型内窥镜，以实现完全经皮入路。其次，应开发适用于有限手术视野内进行精细且可靠减压的器械。第三，应在老年及合并内科疾病的患者中使用安全有效的局部麻醉方法。最后，令人惊讶的是，关于微创‐显微椎间盘切除术（MI‐MD）技术的科学证据相对不足。大多数已发表的随机试验质量较低，存在较高的偏倚风险。

13. 五年展望

如前所述，管状显微外科手术与内镜脊柱手术之间的技术融合需求日益增加。技术发展应满足当前脊柱治疗市场的需求，并可通过多种方式实现。首先，光学技术的演进将十分显著。具备灵活控制功能的三维内镜可视化可确保更理想的效果。其次，各种形式的套管或工作通道需要改进，从而最大限度地减少对健康神经肌肉组织的创伤。第三，需改进导航镊子、关节磨头、激光手术刀和射频等有用的手术器械或辅助器械。最后，先进的手术技术和术后护理方案将使门诊手术或当日手术成为可能。