内窥镜下椎间盘切除术（PETD）是治疗腰椎椎间盘突出症（LDH）的常用微创术式，其可在局部麻醉下手术，具有对椎旁软组织损伤小、对腰椎稳定结构破坏小、术后恢复快等优点^[1-3]。安全、快速、准确的定位穿刺是PETD的关键步骤，也是该术式的技术难点之一，相较于传统开放手术的直视下操作，其视野有限^[4]。PETD传统穿刺方法是利用X线透视定位逐步调整穿刺针位置后进入靶点，不能提供准确的穿刺深度及旁开角度等参数，对术者的空间思维能力和手术经验提出了较高的要求，且手术过程中需反复透视，增加了手术时间及辐射暴露。近年来，计算机导航技术在脊柱外科精准置钉方面得到了较多应用，具有手术时间短、术中辐射暴露少，置钉准确率高等优点^[5-7]。针对PETD传统穿刺定位过程中存在的问题，结合计算机导航技术的优势，本课题组将计算机导航技术应用于PETD穿刺定位，并与传统方法进行比较，探讨其临床效果。

纳入标准：①年龄≥18岁且≤65岁；②影像学证实单节段中央型/旁中央型LDH；③非手术治疗6周无效。排除标准：①既往有其他腰椎手术史；②合并精神疾病或其他严重内科疾病无法耐受手术；③合并腰椎骨折、脊柱感染或脊柱肿瘤等。根据上述标准，纳入2018年10月—2019年4月贵港市人民医院采用PETD治疗的LDH患者70例，根据穿刺方法分为计算机导航辅助定位穿刺组（导航组）和常规定位穿刺组（常规组），每组35例。2组病例一般资料及术中C形臂X线正侧位电压、电流组间比较差异无统计学意义（P > 0.05，表 1），具有可比性。所有患者手术均由同一手术组、同一高年资主刀医师完成。本研究经本院伦理委员会审批（GYLL201801），所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。手术器材：飞利浦C形臂X线机；Joimax经椎间孔入路经皮内窥镜工作系统；3D打印导航导杆；Medtronic StealthStation S7导航系统。

表 1(Tab. 1)

表 1 2组一般资料 Tab. 1 General data of 2 groups  n=35 组别 Group 性别vGender 年龄/岁 Age/year 体质量指数/ （kg·m-2） Body mass index/ （kg·m-2） 病程/周 Course of disease/ week 节段 Segment C形臂X线机相关参数 C-arm X-ray machine relevant parameter 男 Male 女 Female L3/L4 L4/L5 L5/S1 正位电压/kV Anteroposterior voltage/kV 正位电流/mA Anteroposterior current/mA 侧位电压/kV Lateral voltage/ kV 侧位电流/mA Lateral current/ mA 导航 Navigation 25 10 43.8±6.7 21.3±1.3 18.7±11.1 5 18 12 74.89±1.61 4.29±0.22 3.17±0.41 3.01±0.37 常规 Convention 27 8 40.4±9.2 21.3±1.1 19.3±12.2 6 19 10 74.42±0.99 4.26±0.24 3.18±0.38 2.98±0.32

表 1 2组一般资料 Tab. 1 General data of 2 groups

应用Imageware V12.1（Siemens PLM Software，Plano City，Texas，USA）软件设计，导航导杆分为2个部分，远端长170.0 mm、内径1.0 mm、外径2.5 mm，其尖端用于穿刺；近端长30.0 mm、内径1.0 mm、外径8.0 mm，有一持柄用于安装导航接收器。若LDH患者体质量指数（BMI）较大，导航导杆长度可适当延长。设计完成后的图像以hbd格式导入金属3D打印机（SLM-300，广东汉邦科技有限公司），以钛合金（Ti-6Al-4V）为材料打印导航导杆，打印完成后经热处理及表面抛光，与导航适配器连接（图 1）。

图 1

Fig. 1

a、b：导航导杆软件设计图c：金属3D打印d：热处理、抛光后的导航导杆e：3D打印导航导杆与导航适配器固定连接 a, b:Software design drawing of navigation guide rod c:Metal 3D printing d:Navigation guide rod after heat treatment and polishing e:3D printing navigation guide rod connected to navigation adapter 图 1 3D打印导航导杆的设计及制作 Fig. 1 Design and manufacture of 3D printing navigation guide rod

患者局部麻醉，俯卧固定于可透视手术床上，适当屈髋，使椎间孔尽量张开。适当使用镇静药物，整个手术过程中可以和患者进行交流。

常规组：标定棘突中线，在C形臂X线机正位透视下标定经椎间盘上缘的水平线，侧位透视下标定经下位椎体后上缘至上关节突的侧位线，水平线与侧位线的交点即为穿刺点。对于L₅/S₁节段患者，需在正位及侧位透视下分别标定经两侧髂嵴最高点的水平线、经髂嵴最高点至椎间盘中心点的侧位线（穿刺线），侧位线经S₁后上缘及上关节突，髂嵴最高点水平线与侧位线的交点即为穿刺点。穿刺点与棘突中线的距离，L₂/L₃和L₃/L₄节段为8 ~ 10 cm，L₄/L₅节段为10 ~ 12 cm，L₅/S₁节段为12 ~ 14 cm，术中可根据患者体型及椎间孔大小作适当调整^[8-9]。对于高髂嵴或L₅横突肥大的患者，L₅/S₁节段的穿刺点位置需更靠内，与棘突中线的距离为8 ~ 10 cm，以避开髂嵴或L₅横突阻挡。通常外展穿刺角（穿刺针与冠状面的夹角）在L₄/L₅节段为30° ~ 40°，L₅/S₁水平为40° ~ 50°。沿标定的椎间盘方向，在C形臂X线机正侧位反复透视下，逐渐穿刺，直到穿刺针位于下位椎体的上关节突前下缘。标准的穿刺靶点为穿刺针尖在正侧位透视下分别位于下位椎体的上关节突尖部、下位椎体上关节突前下缘，靠近椎间孔下缘^[10-11]。穿刺完成后，置入导丝，逐级扩张软组织，使用不同直径环锯去除上关节突部分骨质扩大椎间孔，将工作套管经扩大的椎间孔置入椎管内，直视下切除突出或脱出的髓核组织，探查并松解神经根，术中可使用射频修复椎间盘纤维环。

导航组：标定棘突中线，L₅/S₁节段患者，标定经两侧髂嵴最高点的水平线。腰椎各节段穿刺点与棘突中线的距离同常规组定位方法。确定穿刺点后，将C形臂X线机与计算机导航系统连接，于患者健侧髂后上棘做3 mm皮肤小切口，导航参考架固定于患者健侧髂后上棘，计算机导航的红外线收发器置于患者末端，正对导航参考架，将3D打印导航导杆与导航适配器固定连接。C形臂X线机摄标准腰椎正侧位X线片，数据自动传入计算机导航系统，校准并注册探针、3D打印导航导杆。从确定的穿刺点采用导航导杆进行穿刺，导航工作站实时呈现C形臂X线机正侧位的导航导杆穿刺位置，直至穿刺到标准穿刺靶点。穿刺完成后建立通道及镜下操作同常规组。导航组穿刺过程见图 2。

图 2

Fig. 2

a、b：导航参考架（4个红外接收球）固定于患者健侧髂后上棘c：3D打印导航导杆与导航适配器连接d：3D打印导航导杆通过导航参考架配准注册e ~ f：应用TESSYS在计算机导航辅助下穿刺定位g：导航导杆穿刺到目标靶点后置入导丝h、i：拔出导航导杆，沿导丝安装工作套管j、k：工作套管安装完成后，再次正侧位透视确认套管位置 a, b:Navigation reference frame(4 infrared receiving balls) is fixed on posterior superior iliac spine of patient's healthy side c:3D printing navigation guide rod is connected to navigation adapter d:3D printing navigation guide rod through navigation reference frame registration e-f:TESSYS is used to puncture localization assisted by computer navigation g:Guide wire is inserted after guide rod is punctured to target point h, i:Pulling out navigation guide rod, and installing working sleeve along guide wire j, k:After installation of working sleeve, sleeve position is confirmed by anteroposterior and lateral fluoroscopy 图 2 导航组定位穿刺过程 Fig. 2 Puncture positioning process in navigation group

所有患者术后第1天给予地塞米松和甘露醇减轻水肿。患者均于术后2 ~ 3 d出院，并分别于术后1、4周和3、6、12个月进行随访。记录并比较2组手术时间、透视时间、透视次数、穿刺时间、穿刺次数及并发症发生情况。采用疼痛视觉模拟量表（VAS）评分^[12]评估2组患者腰部及下肢疼痛情况，采用日本骨科学会（JOA）评分^[13]和Oswestry功能障碍指数（ODI）^[14]评估术后功能恢复情况。

采用SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析，计量资料以x±s表示，组间比较采用t检验，计数资料以例数或百分比表示，组间比较采用χ²检验；以P<0.05为差异有统计学意义。Pearson相关分析用于评估2组透视时间、透视次数、穿刺时间、穿刺次数及手术时间之间的相关性，相关系数r≥0.95认为存在显著相关性，0.80≤r<0.95认为存在高度相关性，0.50≤r<0.80认为存在中度相关性，0.30≤r<0.50认为存在低度相关性，r<0.30认为无相关性。

所有手术顺利完成。导航组手术时间、透视时间、透视次数、穿刺时间、穿刺次数少于常规组，差异均有统计学意义（P < 0.05，表 2）。2组术后腰痛VAS评分、下肢痛VAS评分、JOA评分和ODI较术前显著改善，差异均有统计学意义（P < 0.05，表 2）；组间比较差异无统计学意义（P > 0.05，表 2）。导航组2例患者分别于术后6、10个月LDH复发，1例经非手术治疗症状改善，1例再次行PETD治疗后腰腿痛缓解；2例患者术后2周MRI检查发现脱出椎间盘残留，均为游离于椎管的椎间盘髓核片段，非手术治疗后症状缓解。常规组2例患者分别于术后8、12个月LDH复发，均再次行PELD治疗后腰腿痛症状缓解；4例患者术后2周MRI检查发现脱出椎间盘残留，其中3例给予非手术治疗，1例再次行PELD治疗后症状缓解。

表 2(Tab. 2)

表 2 2组统计数据 Tab. 2 Statistics data of 2 groups  n=35, x±s 组别 Group 手术时间/min Operation time/ min 透视时间/min Fluoroscopy time/ min 透视次数 Fluoroscopy frequency 穿刺时间/min Puncture time/min 穿刺次数 Puncture frequency 腰痛VAS评分 VAS score of low back pain 下肢痛VAS评分 VAS score of lower limb pain JOA评分 JOA score ODI（%） 术前 Pre-operation 末次随访 Final follow-up 术前 Pre-operation 末次随访vFinal follow-up 术前 Pre-operation 末次随访 Final follow-up 术前 Pre-operation 末次随访 Final follow-up 导航 Navigation 69.69±8.20* 11.97±1.54* 5.34±0.48* 11.34±1.75* 1.34±0.48* 6.17±0.98 1.40±0.77△ 6.06±1.28 1.60±0.77△   17.74±2.83 24.11±2.43△   40.54±3.53 17.46±3.26△ 常规 Convention 123.29±13.33 44.14±8.02 29.09±7.55 32.91±4.20 8.34±2.31 5.94±1.39 1.60±0.77△ 5.66±1.19 1.63±0.81△ 17.66±2.59 23.29±2.33△ 40.37±3.18 18.26±3.35△ 注：*与常规组相比，P < 0.05；△与术前相比，P < 0.05。 Note：* P < 0.05，compared with convention group；△P < 0.05，compared with pre-operation.

表 2 2组统计数据 Tab. 2 Statistics data of 2 groups

Pearson相关分析显示，透视时间与透视次数显著相关（r=0.974，图 3a）；透视时间与穿刺时间（r=0.918，图 3b）、透视时间与手术时间（r=0.929，图 3c）、穿刺时间与穿刺次数（r=0.905，图 3d）、穿刺时间与手术时间（r=0.901，图 3e）高度相关。

图 3

Fig. 3

a：透视时间与透视次数呈显著相关b：透视时间与穿刺时间呈高度相关c：透视时间与手术时间呈高度相关d：穿刺时间与穿刺次数呈高度相关e：穿刺时间与手术时间呈高度相关 a:Fluoroscopy time is significantly correlated with fluoroscopy frequency b:Fluoroscopy time is highly correlated with puncture time c:Fluoroscopy time is highly correlated with operation time d:Puncture time is highly correlated with puncture frequency e:Puncture time is highly correlated with operation time 图 3 Pearson相关分析 Fig. 3 Pearson correlation analysis

安全、准确的定位穿刺是PETD的关键步骤，直接影响术后疗效。常规的定位穿刺方法主要依赖于医师的技术和临床经验，对腰部局部解剖结构的熟悉程度，对体表标志的触觉反馈和空间想象能力，术中常需反复透视、多次穿刺，直至到达穿刺靶点，导致手术时间延长，椎体旁软组织、硬膜囊和神经根损伤风险增加，医患的辐射暴露增加。长期大量辐射还可引起放射相关疾病，如白内障、白血病、皮肤红斑、甲状腺癌或其他恶性肿瘤^{[4, 15]}。因此，减少医患术中辐射暴露，对降低潜在的放射性疾病风险具有重要意义。

国内外不少学者针对PETD的定位穿刺技术进行研究，以减少穿刺时间、术中辐射量，提高穿刺准确性，降低学习曲线，并取得了一定研究成果，尤其是在影像系统辅助定位穿刺方面。Wei等^[16]首次应用O形臂X线机辅助PETD定位穿刺，在二维正侧位透视下调整进针方向，穿刺成功后放置工作套管，三维模式确认工作套管的位置，位置合适则继续手术，否则在O形臂X线机辅助下进一步调整至最佳位置。与C形臂X线机透视比较，O形臂X线机可提供三维立体影像，术者可了解工作套管的详细位置信息，以便及时调整，从而提高工作套管置入的准确性，减少术中并发症的发生。其不足之处：①软组织成像效果欠佳，无法评估手术效果；②术中医患所受辐射暴露量及手术费用增加^[16-17]。Liu等^[18]和Zhao等^[19]应用超声容积技术辅助穿刺定位，将术中实时超声图像与术前采集的患者腰椎CT或MRI图像进行融合，利用融合图像指导穿刺定位，标本解剖学及临床应用研究结果提示，超声容积技术辅助PETD穿刺定位准确性高，且可减少术中穿刺次数及辐射暴露。然而，超声容积技术亦有不足之处，目前研究病例数仍较少，手术医师需接受超声容积技术培训或需要超声专科医师的协助，短期内无法广泛应用于临床。

近年来，计算机导航技术在脊柱椎弓根螺钉置钉方面得到了广泛应用。多项临床研究表明，C形臂X线机导航技术辅助椎弓根螺钉置钉的准确性优于传统X线透视辅助置钉^[20-22]。同时，3D打印技术也得到了迅速发展，其灵活、快速、精确，可制作复杂形状的仪器结构^[23-24]。结合计算机导航与3D打印技术的优势，本研究组采用3D打印技术制造了用于PETD定位穿刺的导杆，导杆为中空性（便于置入导针），可与计算机导航系统适配器连接，经计算机导航配准注册后，运用计算机导航辅助定位穿刺。脊柱外科医师可根据导航工作站实时动态反馈确认穿刺位置，调整穿刺角度和深度，直至安全、精确地到达穿刺靶点，有助于提高一次性穿刺成功率。本研究中，2组术后均取得良好的疗效，且导航组穿刺和透视相关参数及手术时间均优于常规组。Pearson相关分析提示透视次数、透视时间、穿刺次数、穿刺时间及手术时间之间存在高度相关性。因此，计算机导航辅助PETD定位穿刺，可通过减少透视次数、穿刺次数与穿刺时间来减少PETD手术时间及术中医护人员与患者的辐射暴露。

在使用计算机导航技术辅助PETD定位穿刺时，须注意以下问题。①术者须熟练掌握计算机导航系统的使用要领，确保每一步操作正确；②计算机导航的红外线收发器须摆放至合适位置及高度，与导航参考架距离要足够近，正对导航参考架，两者之间无障碍物阻挡，以确保导航信息的实时传接；③导航参考架须稳定固定在患者健侧髂后上棘，若术中出现松动，导航精确度会受影响，无法安全、准确穿刺到目标靶点，甚至造成血管、神经损伤；④导入计算机导航系统的腰椎X线片为标准正侧位；⑤在行扩大椎间孔之前，C形臂X线机再次确认工作套管所在位置；⑥在使用计算机导航辅助定位穿刺前，结合腰椎骨性标志对导航导杆进一步校准；⑦穿刺过程中应动作轻柔，切勿蛮力穿刺，以防止导杆变形，避免影响定位穿刺的精准度；⑧为减少患者术中可能因疼痛引起椎体间微动而影响导航准确性，在局部麻醉的基础上，可给予右美托咪定镇静、镇痛，且术前固定患者胸廓、骨盆及下肢；⑨定位穿刺仅仅是PETD手术的一部分，初学者仍需积累通道建立和内窥镜下操作的经验。

本研究病例数较少，纳入手术的患者可能存在选择偏倚；术中没有记录X线辐射剂量，仅通过比较透视次数和时间进行间接反映，可能存在误差；且病例大多数为低BMI患者，肥胖患者行PETD难度比低BMI患者高，未来尚须纳入高BMI患者进行进一步研究。综上，计算机导航辅助定位穿刺行PETD治疗LDH可减少术中透视和穿刺的次数和时间，进而减少手术时间及降低医患的辐射暴露，值得临床推广。