近年来，脊柱微创手术发展迅猛，其中内窥镜技术因具有切口小、局部麻醉、无神经肌肉牵拉、恢复快、手术时间短、医疗费用低等优势在脊柱手术中的应用越来越广泛^[1]。与其他脊柱微创手术类似，经椎间孔入路经皮内窥镜技术的操作也需要在X线透视下进行准确的定位和穿刺^[2]。如果定位不准确，则需要反复穿刺，同时有可能误伤其他组织；反复穿刺导致透视次数增加，既增加手术时间，又增加医护人员和患者的辐射剂量^[3]。为此，本研究组成功设计了体表定位器并推广到临床，可以准确定位目标点在体表的标记，前期研究已经证实其应用可减少术前透视次数、穿刺次数和辐射剂量^[3]。然而，仅是减少术前定位的辐射是不够的，穿刺过程中的反复调整进针方向也会增加透视辐射和手术时间。为此，本研究组设计出了用于辅助经椎间孔入路经皮内窥镜下穿刺的三维穿刺定位器，并在尸体标本上进行了初步的实验研究，现报告如下。

选取10具新鲜解冻尸体标本（同济大学医学院）进行实验操作。男7具，女3具；全尸6具，非全尸4具；死亡时年龄（55.2±9.9）岁。所有尸体既往无腰椎手术史，透视下无明显腰椎畸形和腰椎骨折创伤缺损。所有操作流程均符合尸体处理规范。

新型三维穿刺定位器为三维立体结构，主要由1个竖直梁，1个横梁，2个水平梁构成。定位器的定位原理如图 1所示，穿刺目标点与竖直梁、横梁构成一个固定不变的矩形。根据穿刺节段的解剖结构适当调整水平梁使穿刺套管的延长线始终穿过矩形直角R。定位器使用方法如图 2所示，首先利用本研究组自主研发的表皮定位器通过前后位透视确定穿刺目标点在尸体背部的垂直投影，通过侧位透视确定穿刺目标点在尸体侧面的垂直投影，并在皮肤上标记A、B。然后安装定位器固定于水平手术床，使竖直梁和横梁上的2个探针分别与皮肤标记点A、B重合并固定。此时，穿刺目标点与竖直梁、横梁构成一个固定不变的矩形，而2个探针和2个皮肤标记点都在矩形的边上。接下来，为了安装水平梁方便，把定位器整体从手术床上移开，根据穿刺节段解剖结构调整水平梁和穿刺套管，使2个穿刺套管与矩形直角R在同一条直线上，然后固定水平梁和套管位置。最后，再将定位器固定于水平手术床，使竖直梁和横梁上的2个探针分别与2个皮肤标记点A、B重合。此时，特制的克氏针直接从两套管路径进去即可达到目标穿刺点。

图 1

Figure 1

图 1 新型三维穿刺定位器辅助穿刺的原理 Figure 1 Rationale of three-dimensional locator in guiding puncture

图 2

Figure 2

a：将表皮定位器贴附于正位和侧位的皮肤b：将三维穿刺定位器固定于手术床c：装好横梁与水平梁固定块d：装好水平梁e：装好穿刺针抓持组件f：导向穿刺①侧位定位块②竖直梁③竖直梁与横梁固定块④横梁⑤横梁与水平梁固定块⑥水平梁⑦穿刺针抓持组件 a:Attach epidermal locator to lateral and posterior skin b:Fix three-dimensional locator to operation table c:Fix fixed block of crossbeam and horizontal beam d:Fix horizontal beams e:Fix grasping components for puncture needle f:Guided puncture ①Lateral fixed block ②Vertical beam ③Fixed block of crossbeam and vertical beam ④Crossbeam ⑤Fixed block of crossbeam and horizontal beam ⑥Horizontal beam ⑦Grasping components for puncture needle 图 2 新型三维穿刺定位器的使用方法 Figure 2 Application procedure of three-dimensional locator

穿刺的目标节段为每具尸体的左、右侧L₄/L₅和L₅/S₁节段。将尸体俯卧于可透视的手术床，采用C形臂X线机（ARCADIS Varic，Siemens，德国）进行术中透视，每次透视时间为1 s。采用自主研发的表皮定位器进行术前定位，正位透视于体表标记出棘突、椎弓根、椎间隙、靶点及关节突位置；侧位透视于体表标记椎间孔及椎间隙位置（图 3）。由一名高年资医师使用新型三维穿刺定位器在尸体左边的L₄/L₅和L₅/S₁节段进行定位穿刺（A组），直至正位透视示克氏针位于椎弓根内缘连线；侧位透视示克氏针位于下位椎体上关节突（图 4）。由同一名医师用传统方法在尸体右边L₄/L₅和L₅/S₁节段进行定位穿刺（B组），用18G穿刺针穿刺至L₄/L₅和L₅/S₁椎间孔，直至正位透视示克氏针位于椎弓根内缘连线；侧位透视示克氏针位于下位椎体上关节突。

图 3

Figure 3

a：将表皮定位器贴附于正位和侧位皮肤b：正位透视确定目标位置c：侧位透视确定目标位置d：根据正侧位透视寻找目标位置与表皮定位器的相对关系e：根据正位透视将目标位置投影标记在正位皮肤上f：根据侧位透视将目标位置投影标记在侧位皮肤上 a:Attach epidermal locator to lateral and posterior skin b:Identify surgical target position under anteroposterior fluoroscopy c:Identify target position under lateral fluoroscopy d:Confirm relationship between surgical position and epidermal locator e:Mark posterior projection of target on posterior skin f:Mark lateral projection of target on lateral skin 图 3 表皮定位器的应用 Figure 3 Application of epidermal locator

图 4

Figure 4

a：三维定位器导向穿刺b：测量辐射计量c：正位透视示L4/L5节段穿刺成功d：侧位透视示L4/L5节段穿刺成功e：正位透视示L5/S1节段穿刺成功f：侧位透视示L5/S1节段穿刺成功。 a:Three-dimensional locator guides puncture in cadaver b:Measurement of radiation exposure c:Anteroposterior fluoroscopy shows successful puncture at L4/L5 level d:Lateral fluoroscopy shows successful puncture at L4/L5 level e:Anteroposterior fluoroscopy shows successful puncture at L5/S1 level f: Lateral fluoroscopy shows successful puncture at L5/S1 level 图 4 术中透视 Figure 4 Intraoperative fluoroscopy

记录每个节段操作的前后位和侧位透视次数、定位穿刺次数及辐射剂量，并进行组间比较。每个节段操作的辐射累积剂量数据由JB4020X-γ辐射个人报警仪（上海精博工贸有限公司，中国）测得。

所有数据采用SPSS 12.0软件（SPSS公司，美国）进行统计学分析。统计数值以x±s表示，使用方差分析对2组数据进行比较，以P < 0.05为差异有统计学意义。

10具标本L₄/L₅节段穿刺顺利完成；9具标本L₅/S₁节段穿刺顺利完成，其中1具因为髂嵴太高、骨盆内聚、横突肥大无法完成穿刺，因此排除在统计之外。在L₄/L₅和L₅/S₁节段，A组在穿刺次数、透视次数和辐射剂量上均优于B组，差异有统计学意义（P < 0.05，表 1）。新型三维穿刺定位器能提高50.00% ~ 51.34%的穿刺准确率，降低38.78% ~ 41.06%的辐射剂量。

表 1(Table 1)

表 1 统计数据 Table 1 Statistical data 组别 Group 透视次数 Fluoroscopy frequency 穿刺次数 Puncture frequency 辐射剂量/μSv Radiation dose/μSv L4/L5（n=10） L5/S1（n=9） L4/L5（n=10） L5/S1（n=9） L4/L5（n=10） L5/S1（n=9） A 6.10±0.88 6.33±1.12 1.90±0.57 2.00±0.50 3.89±0.55 3.97±0.72 B 10.30±1.42* 10.89±2.62* 3.80±0.63* 4.11±1.27* 6.60±0.87* 6.84±1.67* 注：*与A组相比，P < 0.05 Note：* P < 0.05，compared with group A

表 1 统计数据 Table 1 Statistical data

经椎间孔入路经皮内窥镜技术的反复透视给患者和外科医师带来的辐射是临床上不可忽视的问题，国际辐射防护委员会（ICRP）还专门推荐了职业人员全身各组织器官的辐射年限值^[4]。Ahn等^[5]

在30例经椎间孔入路经皮内窥镜手术中对外科医生的颈部、胸部、臂区和手部进行辐射测定，平均每台手术颈部辐射剂量为0.086 3 mSv，胸部为0.189 0 mSv，上臂为0.050 6 mSv，左手为0.805 0 mSv，右手为0.736 3 mSv。本研究并没有测定在尸体穿刺操作过程中术者的各敏感器官，而是测定了不同组别整体的辐射累积剂量。这是因为此次尸体标本实验仅模拟了经椎间孔入路经皮内窥镜手术中的穿刺部分，而且通过整体辐射累积剂量的比较足以验证新型辅助穿刺定位器的有效性。本研究结果证实，新型三维穿刺定位器可显著减少定位穿刺时的透视次数和辐射剂量。在后续的临床应用上，本研究组会具体测量辐射剂量对不同敏感器官的量化影响。

辐射防护的方法有很多，如减少透视次数，远离球管，使用低剂量模式及屏蔽防护等^[6]。穿戴铅服、甲状腺盾、铅眼镜等是减少辐射暴露最有效的方法^[7]。人员位置与距离被认为是影响辐射剂量的第二重要因素，与射线束保持0.91 m的距离可大大降低辐射量^[8]。当然，不同的透视设备产生的辐射剂量也不一样，使用新型的定位导航设备也可有效降低辐射危害，如准确性和有效率更高的O型臂X线机^[9]，以及术中核磁共振导航^[10]和超声定位技术^[11]。然而，必须指出的是，O型臂X线机并未得到普及，术中核磁共振导航也异常昂贵，而超声定位技术并没有完全成熟。本研究设计的新型三维穿刺定位设备相对轻便灵活，造价低廉，实用可靠，具有广泛的应用推广前景。

经椎间孔入路经皮内窥镜技术的学习曲线陡峭，尤其是定位穿刺对于初学者来说非常困难^[12]。应用新型三维穿刺定位器进行辅助穿刺，1 ~ 2次即可到达预定穿刺位置，可有效降低初学者的学习曲线。需要注意的是，该新型穿刺定位器需要不断调整探针与体表标记点重合，还需要不断调整水平梁的长度和竖直梁的上下距离，以使克氏针的最终方向与目标穿刺点重合，最后再进行固定；另外，由于克氏针的直径（2.4 mm）相对比较大，在穿刺人体皮肤的时候比较困难，需要使用针头在皮肤进针点先扎些小孔以方便克氏针的进入。三维穿刺定位器使用时还应注意C形臂X线机的摆放位置，前后位透视时影像增强器平面需与地面平行；侧位透视时影像增强器平面需与地面垂直，同时与手术床的长轴平行；另外，人体的摆放尽量与手术床的长轴平行，减少穿刺定位点在体表投影的误差。在使用表皮定位器的时候，尽量使用胶带让表皮定位器紧贴皮肤^[3]。

本研究初步证实，新型三维穿刺定位器可显著提高L₄/L₅和L₅/S₁节段定位穿刺的准确性，减少透视次数，减少辐射剂量，提高穿刺准确率。本研究组仍将不断改进经椎间孔入路经皮内窥镜技术辅助穿刺定位器的设计，继续在大规模的前瞻性临床对照试验中进行研究，以期早日得到推广。