一、當前微創脊柱技術現狀與展望

1. 后外側經皮椎間孔鏡下椎間盤切除術

經皮椎間盤切除減壓治療腰椎間盤突出癥經歷了近20余年的發展歷史。在Craig側后路經皮腰椎間盤穿刺活檢途徑的基礎上，Hijilkata和Onik等先后報道側后路經皮腰椎間盤手動和自動切除術，Kambin等報道了內窺鏡輔助下的腰椎間盤切吸術，隨后Forst和Schreiber等又分別報道了內窺鏡直視下的腰椎間盤切除減壓術。隨著微創脊柱內窺鏡和手術器械的不斷改進和發展，以及先進手術設備如激光、射頻和導航的臨床應用，使經皮椎間孔鏡技術發生了革命性改變。從早期的后外側經皮腰椎間盤盲切，發展到當今內窺鏡輔助下的切吸、從過去單純經Kambin安全三角區進入椎間盤內行間接的椎間盤減壓YESS技術，發展到當今能直接經椎間孔進入椎管內行直接神經根松解和減壓TESSYS技術、從過去只能做單純的包容性腰椎間盤突出，發展到能完成各種類型的腰椎間盤突出和脫出的直接手術摘除，以及椎間孔狹窄的經皮椎間孔擴大成形術，該手術己成為當今*具發展潛力和最微創的脊柱內窺鏡技術。現正努力探索經皮椎間孔鏡下的腰椎融合、髓核置換和干細胞移植等手術。該手術己成為當今*具發展潛力和最微創的脊柱內鏡技術。

經皮椎間孔鏡下腰椎間盤切除術( PELD )是經后外側入路,通過椎間孔“安全三角工作區”進入椎間盤。該區位于纖維環的后外側，可允許器械安全通過而不至于損傷出行神經根( Exiting nerve root )。后外側經皮椎間孔鏡下微創椎間盤切除術可局麻下操作，這樣手術者可以在置入工作通道時獲得患者的直接反饋以避免損傷神經根。盡管該手術的優勢顯著，如極少的出血、微小手術創傷與瘢痕，但仍存在一些缺陷。如患者髂嵴位置較高，或患者的椎間隙已塌陷，就很難找準通道的精確置入點。而且當椎間盤碎片已經游離，則手術操作比較困難。對于需要全麻或深度*靜的患者，神經根損傷的風險也較高。

隨著微創脊柱內窺鏡和手術器械的不斷改進和發展，以及先進手術設備如激光、射頻和導航的臨床應用，使經皮椎間孔鏡技術發生了革命性改變。從早期的后外側經皮腰椎間盤盲切，發展到當今內窺鏡輔助下的切吸、從過去單純經Kambin安全三角區進入椎間盤內行間接的椎間盤減壓，發展到當今能直接經椎間孔進入椎管內行直接神經根松解和減壓、從過去只能做單純的包容性腰椎間盤突出，發展到能完成各種類型的腰椎間盤突出和脫出的直接手術摘除，以及椎間孔狹窄的經皮椎間孔擴大成形術，現正努力探索經皮椎間孔鏡下的腰椎融合、髓核置換和干細胞移植等手術。該手術己成為當今*具發展潛力和最微創的脊柱內窺鏡技術。

經皮椎間孔鏡下腰椎間融合是未來重要發展方向。目前學者們尚試通過一個特殊手術工具向椎間盤內填充有凝膠或高聚物膨脹裝置的球囊，球囊就可膨脹到所需的大小。另一個途徑是采用可膨脹椎間融合器，通過經皮椎間孔“安全三角工作區”植入椎間盤內后，撐開膨脹到合適大小，從而實現真正微創經皮椎間植入、椎間撐開固定和融合目的。材料上可采用記憶鎳鈦合金，它具有溫度成型記憶功能，并具備超高的彈性行為，盡管很難置入椎間盤，但可設計尺寸較小的變形椎間融合器，置入椎間盤后再回復形狀以達到微創椎間融合。目前，材料上已經實現了PEEK材料可膨脹椎間融合器的研制，并已經用于臨床。

經皮椎間孔下椎間盤切除術雖然具有許多優點，但也存在不足。內窺鏡下的手術使外科醫生視覺局限于內鏡攝像頭的狹小視野，二維空間，而且鏡頭又常被血液、水霧阻擋，存在損傷重要神經血管和臟器的風險，這也是脊柱內窺鏡手術臨床應用受限的原因。為保證手術的精準和安全，醫生們又必須要在X光透視下進行操作，從而承受大量X射線的照射。針對脊柱內窺鏡下對醫生與患者所造成的手術風險，最有意義的進展是影像導航技術的臨床應用。影像導航通過術前和術中某一患者的個體數據進行解剖定位、顯示器械軌跡和位置，從而增強外科醫生控制器械、企及特殊解剖結構的能力。我們推測未來經皮椎間孔下微創椎間盤切除術將演變為影像導航引導下的精確操作。當然，經皮椎間孔下椎間盤切除術中使用影像導航技術目前仍存在：①目前的圖像尚不能清晰顯示神經根，這樣就很難完全避免神經根損傷。②目前的導航系統需要固定骨性標志來進行影像配準，但后外側經皮椎間孔下椎間盤切除術中其終端是椎間盤內，并未涉及骨性標志。骨表面的套合配準不完全精確，即便是可信的，由于抵達工作區的距離較長也會產生較大的不準確性。解決這一問題的辦法是使用術中生物傳感器。微處理器技術的進步已產生了智能傳感器，它在一塊集成電路芯片（IC chip）上集成了感知和數據處理功能并用于醫療用途。該傳感器可植入椎間盤內或椎間盤外并能檢測物理、化學和生物的改變。Andrews等使用這一技術在不同條件下進行體內即時（Real－time）分辨組織，目的在于改進該技術用于即時分辨神經根和周圍組織，并尋找后外側經皮椎間孔下椎間盤切除術器械進入椎間隙的正確安全位點。

2 . 經椎板間隙入路內鏡下椎間盤切除術

通過微創通道下進行顯微椎間盤髓核摘除術是目前治療椎間盤突出癥最常應用的微創脊柱外科技術。MED微創腰椎間盤摘除術是Foley和Smith于1997年首先開展起來的微創脊柱外科新技術。MED微創腰椎間盤摘除術吸取了傳統后路椎板間隙開窗技術與內窺鏡下微創技術之優點，通過一系列擴張通道來完成手術入路的建立，并通過1.6-1.8 cm 直徑工作通道來完成過去只有通過開放手術才能完成的椎板開窗、小關節切除、神經根管減壓及椎間盤切除等手術。與傳統腰椎間盤摘除術相比，該技術通過一系列擴張導管來建立手術入路，不需要剝離和牽拉椎旁肌，并在1.6-1.8 cm 直徑工作通道內完成所有手術操作。因此，具有手術切口小，椎旁肌肉損傷輕，出血少和術后恢復快等優點。由于先進的攝、錄像系統將手術操作視野放大64倍，從而術中能更加準確地辨認和保護好手術區的硬脊膜囊、神經根和椎管內血管叢；同時，清晰的術野又保證更加精確地完成各種手術的操作，有效避免傳統手術視野深和脊柱后方骨性關節結構破壞較大的缺點，*大限度保留脊柱后韌帶復合結構的完整性，從而有效降低術后瘢痕粘連和腰椎不穩的發生。

特定部位的病理改變決定工作通道的安放位置。微創腰椎減壓術可以對中央椎管，側隱窩和椎間孔區域進行充分減壓。此外還可以對椎間孔外的椎間盤組織進行切除。對不同區域進行減壓之前需要計劃手術路徑。對于椎間孔外神經減壓可以將工作通道安放在橫突間的橫突間膜上，首先確定橫突間膜，并切開橫突間韌帶以顯露其深面的出行根( Exiting nerve root )，一旦出行根被確定便可在神經根的深部找到突出的椎間盤組織。最近一些研究比較了微創椎間盤髓核摘除術和傳統的開放手術，結果表明微創手術中組織損傷小，神經干擾輕，失血少，術后疼痛癥狀輕，住院時間短，恢復和返回工作崗位快。對于傳統開放顯微椎間盤髓核摘除術和微創通道下顯微椎間盤髓核摘除術的隨機對照研究顯示，微創通道下手術更加安全有效。

由Foley和Smith所開發椎間盤鏡(MED)新技術是微創顯微外科技術與內鏡技術完美結合。MED手術類似于開放的顯微鏡下椎間盤切除術，可以用于椎板切除減壓和椎間孔切開術以及椎間盤突出手術。MED操作容易、適應征較廣和功能多樣使外科醫生更容易從傳統手術轉換到內窺鏡手術。雖然內鏡下的可視化操作，不但使手術視野清晰放大，而且手術操作方便有效，但它只能提供2維的圖像，且經常被出血和顯示不清妨礙，這點上還不及顯微鏡下椎間盤切除術。內鏡成像和內鏡圖像融合技術的進步可以幫助改善這一問題。

控制出血對于任何可視化技術都尤為重要，大量出血增加硬膜囊撕裂和神經根損傷的風險。硬膜外或是小關節周圍的出血干擾手術醫生無法進一步操作，但可使用類似顯微鏡下椎間盤切除術的一些傳統方法（纖維膠原蛋白凝膠、血栓素凝膠、可吸收明膠海綿和小棉片等）。Endius開發了一種帶雙層鞘的微型雙極電凝（MDS）裝置，可以應用進行鈍性分離、吸血和電凝止血。另外采用雙重光源內鏡系統（紅外/可見光），它在目前的腹腔鏡系統中加入了一個紅外線通道。該系統能在在出血的環境中找中發現細小的動脈出血，查明出血的具體位置，幫助術者迅速燒灼止血，減少在出血點不清楚時的反復止血操作。

目前的大多數脊柱內鏡號稱使用氙光源或鹵素光源時有20×的放大率，并能達到3×104個像素。而近期的可視化技術可以通過1.8mm的光纖直徑達到5×104個像素，這一圖像質量對當前的大部分手術都足夠了。未來的脊柱內鏡手術將受益于更小的光纖，在不損失圖像質量的同時，提供更多的手術操作空間。另一個進步是雙照明，MGB內鏡應用了叫Shadow的望遠鏡系統，它使用了2個獨立的照明光源整合到標準的30°手術內鏡上，由于Shadow的結構，它能提供很好的可塑性和對比性，這樣可以向三維圖像轉換，實現高解析度以及均勻的清晰手術視野。另一個脊柱內鏡的改進是抗霧化系統，外部清潔后再次霧化會導致手術反復中斷。保持視野清晰對微創脊柱手術的安全實施尤為重要。在1993年有學者研究在傳統內鏡上加上額外的“鞘”（外套管），能隨時清洗和干燥光學鏡頭，這樣鏡頭保持清潔，不用反復從患者體內退出。添加的除霧器能去除高頻手術電刀產生的煙霧。不幸的是，該系統無法阻止由于鏡頭的溫度和工作區域濕度不平衡所導致的自然霧化， 有公司試圖在鏡頭透鏡的后方加入感受器和熱阻絲來解決這一問題。基于CCD芯片高清晰成像（HDI）功能，能在1250水平線內提供2百萬個像素，這樣就能獲得更加清楚晰的手術視野。

計算機技術和內鏡技術的進步已實現三維重建虛擬圖像，從術前圖像結合術中掃描合成，然后附加在術中內鏡圖像上，類似的技術已經用于顱腦手術，即將術前的圖像重建和術中的手術顯微鏡圖像結合，這樣可協助外科醫生確認腫瘤的邊界，更好的切除腫瘤。近期，(Mississauga，加拿大)開發了一套神經內鏡套管，根據ＭＲＩ和ＣＴ的數據可以看到內窺鏡的位置。特殊的軟件提供現場的內鏡圖像，以及三維定位器械位置。另一個發展是頭*顯示式眼鏡，它連接于手術顯微鏡上，這樣術者可以觀察傳輸的顯示信號和手術視野，不久將來還可以將該技術用于脊柱手術內鏡上，以彌補二維脊柱內鏡的不足。將來成像技術的改進還包括更好的光學圖像解析度，類似于手術顯微鏡一樣的更好的聚焦性，更好的彈性和可操作性，工作通道作用更大，并不斷改進三維圖像。這些改進可以將脊柱內鏡手術推進到全新的高度。

3 . 脊柱前路腔鏡手術面臨的問題與挑戰

外科內窺鏡時代始于70年代末引入的電視輔助下內窺鏡技術，隨著關節鏡技術、腹腔鏡技術、胸腔鏡以及椎間盤鏡等微創技術的迅速發展，現已在許多疾病的外科手術治療中取代了傳統的開放技術。由于脊柱特殊的解剖結構和手術要求，脊柱前路微創手術面臨的臨床問題更多，手術難度更大，手術風險和并發癥也*高，從而顯著地制約和阻礙脊柱前路內鏡手術的開展與進步。

腔鏡輔助下前路頸椎椎間孔切開減壓術始于上世紀90年代，其優點是不但手術創傷小，而且可保留頸椎間盤，從而保留其運動功能。該手術在治療頸椎單側根性癥狀效*明顯，但這種方法最主要的并發癥是在處理椎體鉤椎關節時損傷椎動脈。Jho認為頸6-7椎間隙、鉤椎關節外側以及橫突孔是最易導致椎動脈損傷的部位。頸6-7椎間隙位于頸7橫突及頸長肌之間，為避免發生椎動脈損傷，Jho建議在頸6水平切斷頸長肌，肌肉殘斷便會回縮向頸7橫突，因而可暴露在頸長肌下的椎動脈；在鉤椎關節部位，為避免椎動脈損傷，在使用磨鉆時不應進入橫突孔，可在鉤椎關節處打磨時保留一層骨皮質，然后以括匙括除骨質。在存在單側神經根癥狀的患者行前路椎間盤切除術后便會因頸椎不穩而出現對側根性癥狀。單純行神經根減壓并不能很好的緩解這些患者頸痛的癥狀，還需要進行椎間融合以保持頸椎穩定性，但微創腔鏡下頸椎前路的融合與固定是尚未解決的臨床難題。

現代胸腔鏡技術始于90年代初，隨著該技術不斷發展，已逐步完成肺葉切除、胸腺切除、心包以及胸膜疾病的治療等。目前胸腔鏡技術已被應用于椎體病變活檢、膿腫引流及脊柱病灶清除、胸椎間盤突出癥的椎間盤髓核切除、胸椎骨折前路減壓內固定,以及脊柱側彎矯正或后突畸形的松解固定等治療。其有效性和安全性已被廣泛認同。但胸腔鏡下脊柱前路微創手術與傳統開胸手術相比，其手術并發癥的發生率不但相同，而且手術時間更長，手術難度更大，手術風險更高。Dickman等在14例胸椎間盤突出癥患者進行的15次胸腔鏡手術中，發生3例肺不張，2例肋間神*痛，1例螺釘松動需取出，1例椎間盤殘留需二次手術取出，1例腦脊液漏等并發癥。McAfee等報道胸腔鏡微創脊拄手術術后活動性出血的發生率為2％，肺不張發生率為5％，肋間神*痛發生率為6％，此外還有脊髓神經損傷，乳糜胸，隔肌及其它臟器損傷等嚴重并發癥。呂國華等報道胸腔鏡下脊柱前路手術并發癥包括；因奇靜脈損傷出血而中轉為開胸手術松解2.6％，肺損傷5.2％，乳糜胸2.6％，局部性肺不張5.2％，滲出性胸膜炎5.2％，胸腔引流時間〉36h、引流量〉200 ml為10.5％，胸壁鎖孔麻木或疼痛2.6％，并明確指出在開展胸腔鏡下脊柱側凸手術早期，并發癥發生率高于傳統手術，隨著操作的熟練和經驗的積累，并發癥率會明顯降低。Watanabe等統計了52例胸腔鏡和腹腔鏡下脊柱手術的患者，并發癥的發生率高達42.3％。如此高的并發癥率和手術風險，從而阻礙胸腔鏡下胸椎前路手術的開展。為此不少學者推薦和采用胸腔鏡輔助下的小切口胸椎前路手術，不但手術操作相對簡單，而且手術時間也顯著縮短。

在80年代后期，DuBois等在法國施行的首例腔鏡下膽囊切除術帶來了腹腔鏡技術革命性的發展。現今，腹腔鏡下的脊柱前路手術主要被用于下腰椎間盤的切除及椎間融合術(ALIF)。雖然，通過腹腔鏡技術進行ALIF可有效減少對組織的損傷.但經腹腔的ALIF手術，需建立氣腹,在腹腔鏡手術腹部充氣并調整體位致頭低腳高位時會導致通氣困難和氣栓。此外，前路腰椎椎間融合術并發癥還包括腹外疝、腹部臟器損傷、大血管的損傷、動靜脈的栓塞、醫源性椎管內神經損傷、逆行射精以及器械的斷裂等。腰椎融合術后逆行射精的問題越來越引起人們的重視。這是由于在操作中損傷了位于下腰椎前方的支配下腹部的神經叢所致。Regan等報道215例腹腔鏡下的下腰椎間BAK融合手術中，逆行射精的發病率為5.1%。美國FDA評價LT-CAGE在腹腔鏡下植入椎間融合的報告中，高達16.2%的男性手術病人并發逆行射精，上述并發癥的發生率顯著高于傳統的開放手術。Newton等認為胸腔鏡下脊柱前路手術與傳統開胸手術的并發癥發生率相似，但胸腔鏡下手術的術后引流量明顯大于開胸手術。鑒于腹腔鏡下腰椎間融合手術的操作難度和手術風險較高，手術并發癥較多，因此，腹腔鏡輔助下的小切口前路手術，不但創傷小，操作容易，而且手術操作時間短，并發癥率也較低，是未來腰椎前路微創手術發展的方向。

盡管生物學的進步能加強融合的有效性，但仍存在一些缺陷, 如運動受限和臨近節段應力增加。對于這些原因，現今開展的椎間盤置換是最令人鼓舞的進展。盡管設計完全等同于天然椎間盤各種特性的人工椎間盤非常困難，但對人體確實有益的，它能減少感染源、減少退變椎間盤所致的不穩定，恢復自然的應力分擔，并恢復脊柱運動特性。理論上，人工椎間盤置換可替代融合術，提供脊柱的生理運動，延緩臨近節段的退變。首*的腰椎間盤置換在1996年開展，對痛性的椎間盤突出進行了置換，目前已有各種不同的人工椎間盤。其材料有金屬或彈性纖維，最近有一種人工椎間盤內層是聚乙烯，外層是肽，然后包被了血漿，但是其融合的成功率仍未得到充分證實。另外，文獻顯示，病例選擇，人工椎間盤的形態和大小以及位置對于療效是至關重要的。以前的報道都是適用前路開放手術進行椎間盤置換，目前的內鏡技術也可用于腹腔鏡下人工椎間盤置換。Prodisc公司最近開發出椎間盤假體的第二代，除了軸線運動外能承受腰部運動的所有限度，在尺寸上比正常椎間盤稍小，但是可通過前路腹腔鏡或是小切口經腹膜后入路置入。

隨著現代脊柱外科技術的不斷進步，新型生物材料和器械在臨床的應用，越來越多的脊柱前路手術被后路手術所替代，過去需要經前、后入路才能完成的脊柱大手術，也逐漸被一期后路手術所完成。由于脊柱前路復雜的解剖結構和較大的手術創傷與較高的手術并發癥發生率，加上腔鏡下脊柱前路手術固有的手術操作局限與風險，近年來，腔鏡下的脊柱前路手術逐漸被腔鏡輔助下的前路或側前路，后路和側后路微創脊柱手術所代替。未來腔鏡下的脊柱前路手術更多地用于腔鏡輔助下的脊柱前后路聯合手術，既發揮了腔鏡手術入路的微創特性，又避免了單純腹腔手術操作復雜、手術時間長和并發癥發生率高等缺點。隨著三維腹腔鏡技術的發展和數字化，智能化與雜交手術室的建立，未來脊柱微創手術技術必將有更大的發展。

4 . 微創腰椎減壓與融合術

1)、微創腰椎半椎板切除術

微創腰椎減壓的一個重要原則是保留多裂肌在棘突上的腱性止點。在傳統的全椎板切除術中，棘突被切除，多裂肌被牽向兩側。在關閉傷口時，多裂肌的起點不可能被修復到棘突上。然而，采用半椎板切除技術，通過工作通道可以在單側進行徹底的椎管減壓。將工作通道向背側傾斜可以看到棘突的下面和對側椎板，將硬膜囊輕輕下壓，切除黃韌帶和對側上關節突，從而完成經典的經單側入路雙側減壓。上位腰椎的解剖結構與下位腰椎不同, 在L3及以上水平，在棘突和關節突關節間的椎板很窄，若采用單側入路，為了對同側側隱窩進行減壓，必須對同側的上關節突進行較多切除。另一種選擇可以采用雙側入路技術，通過左側半椎板切除來完成對右側側隱窩的減壓，反之亦然。一項研究采用此雙側入路技術對4個病人7個節段進行減壓，總的平均手術時間為32分鐘每個節段，平均失血量為75 ml，平均術后住院日1.2天。所有病人術前神經源性跛行消失，并且沒有并發癥的發生。

多項研究對微創后路腰椎減壓的安全性和有效性進行了評估。微創脊柱手術的學習曲線受到關注，在一些研究的起始階段，其并發癥率較高。Ikuta報道了他們采用單側入路進行雙側腰椎管減壓治療腰椎管狹窄癥的經驗，44個病人中有38個病人短期療效好。JOA評分指數平均改善了72%。手術后并發癥較低，與開放手術對照相比，術中失血量顯著減少，術后止痛藥物的需要量明顯降低，住院時間大大縮短。存在25%并發癥率，其中包括4例硬膜撕裂，3例手術入路側下關節突骨折，1例術后發生馬尾神經綜合癥需要再次手術，1例術后出現硬膜外血腫需再次手術。

在Yagi的一項前瞻性研究中，將41例腰椎管狹窄癥病人隨機分為兩組，一組（20例）進行微創顯微內鏡減壓，另一組（21例）采用傳統椎板切除減壓, 平均隨訪18個月。與傳統椎板切除減壓手術組相比，微創手術減壓組的平均住院時間短，失血量少，血液中肌酸磷酸激酶的肌肉同工酶水平低，術后一年腰痛VAS評分低，恢復更快。本組90%的病人獲得滿意的神經減壓和癥狀緩解。沒有一例發生術后脊柱不穩。Castro采用18mm的工作管道對55例腰椎管狹窄癥的病人進行顯微內鏡下椎管減壓術。通過平均4年的隨訪，72%的病人獲得優良或極好的效果，68%的病人主觀滿意度為優良。ODI評分平均降低，腿痛的VAS評分指數平均降低6.02。

Asgarzadie 和 Khoo 報道了48例通過微創腰椎管減壓治療腰椎管狹窄癥的病例, 其中28例病人進行了單節段的減壓，另外20例接受兩節段減壓。同對照組相比，即傳統的開放椎板切除術，微創組的平均術中出血量較少（25 vs 193 ml），住院時間較短（36 vs 94小時）。48位病人中有32例得到了術后4年的隨訪。術后六個月，所有病人的行走耐受力得到了改善，且80%的病人一直維持到術后平均38個月。在隨訪期間，ODI評分和SF-36評分的改善一直得以維持。在該組病例中，沒有一例發生神經損害的并發癥。

    對于退變性腰椎滑脫病例，不進行融合的微創腰椎管減壓術也是一種行之有效的方法。Pao對13例腰椎管狹窄同時合并Ⅰ°腰椎滑脫的病例僅進行微創腰椎管減壓。術后所有病例臨床效果良好，并未出現滑脫程度加重。Sasai采用單側入路雙側減壓技術治療了23例退變性腰椎滑脫病例和25例退變性腰椎管狹窄病例。經過兩年的隨訪，雖然退變性腰椎滑脫組的神經源性間歇性跛行評分結果和ODI評分稍差，然而總體來講，上述兩組評分結果相似。在23例退變性腰椎滑脫病例中，有3例病人術后滑脫程度加重≥5%。Kleeman應用保留棘突和棘間韌帶的減壓技術治療15例合并退變性腰椎滑脫的腰椎管狹窄病人，平均滑移6.7 mm。經過平均4年的隨訪，2例病人滑脫程度和癥狀加重，12例病人獲得良好或極好的臨床效果。

2)、經椎間孔腰椎椎間融合術

經椎間孔腰椎椎間融合術（TLIF）最早由Blume和Rojas提出，Harms和Jeszensky推廣。該技術是由Cloward最早提出的經后方腰椎椎間融合術（PLIF）演變而來。PLIF手術需要廣泛的椎管減壓，雙側神經根牽拉來顯露腰椎間隙，而TLIF手術是經過椎間孔從單側顯露腰椎間隙, 因而與需雙側完成的PLIF手術相比，TLIF手術對神經結構的牽拉較小。TLIF手術另一個主要優點是通過一個單獨的后方切口可以同時完成后方的腰椎管減壓和前方的椎間融合。

 Peng等比較了微創TLIF手術和傳統開放TLIF手術的臨床和影像學結果, 兩年隨訪結果相似，但是微創組最初術后疼痛較輕，康復快，住院時間短，并發癥低。Dhall等回顧性比較了各21例的微創TLIF手術病人和傳統開放TLIF手術病人，經過兩年隨訪發現，兩組臨床結果無差異，但是開放組出血量顯著增加，住院時間也明顯延長。Selznick等認為微創TLIF手術用于翻修病例在技術上可行，并不像最初報道的出血量和神經損害并發癥率會增加。然而，翻修病例中硬膜撕裂的發生率較高，因此，微創TLIF手術處理翻修病例是具有挑戰性的，應該由微創手術經驗豐富的醫生完成。

Kasis等的一項前瞻性研究發現，與傳統開放手術相比，有限暴露的微創PLIF手術能夠獲得更佳的臨床效果和更短的住院時間。他認為以下5點：（1）脊柱后方結構的保留；（2）避免向橫突外側剝離；（3）雙側關節突關節完全切除；（4）較少的神經損害并發癥；（5）避免使用自體髂骨植骨，都與臨床效果的改善密切相關。

后路內鏡下椎間盤假體置換手術在不久將來有望有效替代部分融合手術。目前可用的椎間盤置換假體是為全置換設計的，但因為尺寸過大的緣故，無法通過后路內鏡手術置入。Ray等開發出一種髓核假體，類似于墊子樣作用以維持椎間盤高度。目前已經可獲得商業化的髓核假體。Raymedica 等1996年在德國進行了髓核假體的一項臨床研究，接著1998年在美國又進行了一項研究。Raymedica等在1999年報道了101例患者接受了髓核植入，盡管Raymedica等報道101例患者中17例發生了植入物的脫出或移位，但絕大部分患者仍獲得了疼痛的顯著緩解。為盡量減少髓核假體植入后的脫出或移位, 并推進微創椎間盤置換技術的發展，Advanced Biosurfaces（公司）開發了一套使用聚合物、傳輸球囊和球囊導管以及聚合物注射槍。該聚合物為聚亞安酯，能原位聚合，且與工業聚合的醫用品相比，有很強的力學特性。球囊是由彈性物質構成，當進行聚合物注射進入填充時能明顯擴張，但球囊仍十分結實。醫生可在控制壓力下彌散進入椎間隙。該公司進行了大量的體內和體外的實驗，證實了該聚合物在膝關節手術中的生物兼容性。這些研究提示可浸出的單體成分很少。在一項尸體椎間盤模型的生物力學研究提示，該物質能維持椎間盤的正常高度和生物力學特性。目前的椎間盤髓核假體可以通過后方開放入或前方腹腔鏡入路置入。Ordway等也開發了一種椎間盤置換設施，稱為“水凝膠椎間盤髓核”，能在內鏡下置入。近期，SaluMedica等開發了一種椎間盤假體叫Salubria，這是一種很強且有彈性的水凝膠，據目前的報道，能減少神經損傷和腰痛相關性的椎間盤突出。據估計，Salubria彈性椎間盤置換將是目前融合手術的一大改進，將為脊柱提供更加符合生物力學特性和自然腰椎運動功能的假體。

3). 微創骶前入路軸向椎間融合術

從生物力學立場出發，靠近脊柱屈曲軸放置融合器械，同時行椎體縱向軸向加壓是可行的，但由于缺乏可利用的器械和移植物，其發展受到限制。最近，根據一系列尸體和臨床研究，經皮從骶前間隙到達腰骶部，避免暴露脊柱前方、后方及側方的結構，不損傷后方肌肉、韌帶及后部椎體組件，也不需進入腹腔或牽拉血管、內臟器官。同時雙平面X線透視技術的應用，為術中減少并發癥提供了可靠的保證。

Cragg等首先報道經皮骶前入路（AxiaLIF）行L5/S1椎間融合：①在尾骨切跡旁作約4㎜小切口，在X線透視導航下插入導針并沿骶骨前表面上行到達骶1椎體，建立工作通道工作；②切除L5/S1椎間盤并刮除軟骨終板，椎間隙植骨；③應用特制的3D鈦合金裝置植入恢復椎間盤高度，達到神經根孔自動減壓；④從后方經皮固定：使L5-S1獲得即時360°固定。臨床隨訪發現：經AxiaLIF治療L5滑脫及L5/S1椎間盤源性腰痛的患者，VAS和ODI評分較術前有明顯改善，24小時可以出院，15天內返回工作崗位，無移植物后脫位、松動及骶骨畸形等，12個月融合率為88%。Marotta等進一步行臨床研究，結果令人鼓舞，AxiaLIF是一種安全、有效的方法。AxiaLIF需要專門的技術和非常規入路的解剖知識，醫生不能到達椎管內，也不能在直視下直接行椎間盤切除術，這對于手術醫生來說是一種挑戰。

4 )、側方腰椎椎間融合術

腰椎椎間融合是一項非常普遍的技術，它具有如下3個優點：（1）去除作為疼痛來源的椎間盤組織；（2）極高的融合率；（3）恢復腰椎間隙高度和腰椎前凸。腰椎椎間融合包括經前路椎間融合，經后方椎間融合，經椎間孔椎間融合或內窺鏡下經腹膜外入路側方椎間融合。已有文獻報道了微創腹膜后經腰大肌途徑側方椎間融合術。這項技術是在神經電生理監護和透視引導下在腹膜后經腰大肌完成, 稱為DLIF或XLIF微創腰椎融合術。

由于腰叢位于腰大肌的后半部分內，因此對腰大肌前1/3至前1/2的區域進行有限的剝離可以降低神經損害的風險。此外，術中使用肌電圖監護也可以降低神經損害風險。在處理腰椎間隙和植入椎間融合器時應避免破壞骨終板，通過正側位透視來確定椎間融合器的方向。椎間融合可以通過恢復神經孔高度及脊柱失狀位排列來實現對椎間孔的間接減壓。根據每一個體的情況來決定是否還需要進行后方融合和減壓。 Knight等報道了接受微創側方腰椎椎間融合術的43例女性病人和15例男性病人的早期并發癥：6例術后出現感覺異常性大腿前側疼痛，2例發生腰L4神經根損傷。

Ozgur等報道了13例接受單節段或多節段側方腰椎椎間融合術的病例。所有病人術后疼痛得到明顯緩解，功能性評分得到了改善，并且沒有并發癥的發生。Anand等報道了12例同時接受側方椎間融合和 L5/S1經骶骨椎間融合的病例。平均融合3.6個節段，Cobb角由術前18.9°矯正至術后6.2°。Pimenta等采用側方融合技術治療了39例病人，平均融合2個階段。側彎角度由術前平均18°改善至術后平均8°，腰椎前凸角度由術前平均34°增加至術后平均41°。所有病例在手術當天可以下地行走并進行普通膳食。平均失血量小于100 ml，平均手術時間200分鐘，平均住院時間2.2天。疼痛評分和功能評分術后均得到了改善。Wright等報道了來自于多個研究機構的145例病人，因腰椎退變性疾病接受側方腰椎椎間融合術。融合的節段從1個到4個（72%為單節段、22%兩節段、5%三節段、1%四節段）。椎間支撐物（86%為PEEK材料、8%為同種異體移植物、椎間融合器為6%）分別與骨形成蛋白（52%）、脫礦骨基質(39%)、自體骨（9%）聯合使用。20%的手術單獨采用椎間融合，23%采用側方釘棒系統輔助固定，58%使用后方經皮椎弓根螺釘系統輔助固定。平均手術時間為74分鐘，平均失血量為88 ml。有兩例發生短暫的生殖股神經損傷，5例出現暫時的屈髖力量減弱。大多數病人在手術后當天便下地行走，術后第一天即出院。

在老年腰椎退變性側彎微創矯正技術方面， Akbarnia等報道了13例病人采用多節段側方融合治療大于30°的腰椎側彎。平均融合三個節段，所有病例均同時進行后方融合和固定。平均隨訪9個月，腰椎側凸和前凸均得到了實質性改善。一例因椎間植入物移位需要進行翻修手術，一例在進行側方融合的切口部位出現切口疝。所有病例術后6個月內腰大肌無力或大腿麻木癥狀均完全消失, 與手術前相比，短期術后VAS評分，SRS-22評分，ODI評分均得到改善。Anand等在其一組12例病人的研究中，得到了相似的結果86, 融合節段2至8個（平均3.64個），前路操作的平均出血量為163.89 ml，后方經皮椎弓根螺釘固定的平均出血量為93.33 ml。前路操作的平均手術時間為4.01 h,后路操作的平均時間為3.99 h。 Cobb角由術前平均18.93°改善至術后平均6.19°。

單純應用椎間融合器行前路融合，由于初期融合節段穩定性不夠而增加了假關節形成發生率。近幾年來采用后路輔助固定，以提高椎間融合率。后路經皮椎弓根螺釘固定(Sextant)是一種有效方法，其優點是避免后路手術對肌肉的破壞，術中失血少，術后恢復快，可以提高融合率，但操作復雜。經皮關節突螺釘固定術(PFSF)是輔助ALIF的一種有效方式，技術要求不高，費用低，很快得到普及。Kandziora等在體外比較PFSF、經椎板關節突螺釘及椎弓根螺釘固定的生物力學特性，結果發現：腰椎關節突螺釘固定初期生物力學穩定性與經椎板螺釘固定相似，但較椎弓根螺釘固定稍差。Kang等報道在CT導航下行經皮經椎板關節突螺釘(TFS)固定術，所有螺釘都精確植入，沒有出現并發癥。Jang等回顧性研究PFSF+ALIF與TFS+ALIF的隨訪結果顯示：ODI與Macnab評分、手術效果及融合率沒有統計學差異，但前者手術風險及安全性更高，經皮PFSF可以作為后路椎弓根螺釘固定術一種有效的補充。

5、微創后路內固定技術

椎弓根螺釘技術應用于脊柱胸腰椎骨折的治療以來，因其安全性、有效性而在臨床廣泛應用。但傳統開放手術需要廣泛組織切開及術中長時間牽拉周圍組織，手術創傷大，明顯影響患者術后恢復。因此采用微創技術進行胸腰椎椎弓根螺釘內固定逐漸發展起來。最早描述經皮穿刺腰椎外固定術的是Magerl，當時主要用于腰椎臨時外固定，2001年Foley等首先報道了Sextant系統的經皮椎弓根螺釘內固定技術。該經皮Sextant椎弓根螺釘內固定系統是利用幾何軌跡原理，特有的裝棒系統使經皮裝棒更加簡便和準確，并率先將棒置于肌肉深層，實現了真正意義上的經皮椎弓根螺釘固定。

微創椎弓根螺釘植入可以采用經皮或旁正中小切口入路實現，其目的都是為了盡量保護多裂肌的功能。經皮椎弓根螺釘植入技術是在透視引導下采用。首先采用Jamshidi套管針進行椎弓根穿刺，將套管針置入椎弓根內后拔出穿刺針，沿套管插入導絲。沿導絲安放序列擴張導管將軟組織擴開，然后在導絲的引導下進行攻絲和中空椎弓根螺釘的植入。連接棒采用經皮的方式安放以減少對軟組織的損傷。

微創小切口椎弓根螺釘植入技術是在椎弓根外側緣稍偏外做一縱向切口，然后在多裂肌和最長肌之間進行分離。在對軟組織進行逐級擴張之后，安放工作通道，顯露峽部及頭側和尾側的乳狀突，采用高速磨鉆開口，然后以椎弓根探子錐入椎弓根。使用中空或非中空椎弓根螺釘均可。在工作通道下可以對峽部，關節突關節，橫突去皮質處理以進行植骨融合。

相比經皮椎弓根螺釘植入技術，微創小切口植入技術雖有如下幾個優點：首先可以直視下辨認解剖結構，使用中空或非中空椎弓根螺釘均可。其次，該技術顯露出較大的區域來進行后方植骨融合操作。然而，采用微創小切口植入椎弓根螺釘技術極有可能傷及脊神經后支的內側支，該神經向下走行至尾側節段的橫突，向后方走行發出分支支配多裂肌，橫突間肌和橫突間韌帶，以及頭側節段的關節突關節。因此經過乳突植入椎弓根螺釘時易損傷脊神經后支的內側支，使得頭側節段的關節突關節失去了該神經的支配。Regev等對兩種微創椎弓根螺釘植入技術在尸體上進行比較研究，結果發現微創小切口植入技術更易造成脊神經后支內側支的損傷。他建議如果想降低鄰近頭側節段的多裂肌失神經支配，在鄰近頭側節段*好采用經皮植入技術。

已有研究報道了微創椎弓根螺釘植入技術的安全性和精確度。Ringel等評估了經皮植入在103位病人體內的488個椎弓根螺釘。結果發現僅有3%螺釘的位置不能接受，9個螺釘需要進行翻修重置。所有這些研究均反映了微創后路脊柱固定的安全性和有效性。在對130項研究，植入的37337枚椎弓根螺釘的薈萃分析結果表示，總體的螺釘植入精確度為91.3%。

二、脊柱微創手術未來的發展

1. 影像導航手術

影像導航手術使用先進的計算機系統結合可視化技術，協助外科醫生觀察患者的內在結構，并定位術中器械的軌跡。術前的診斷圖像如CT和MRI讓醫生能觀察所需的局部, 并計劃微創手術入路。在術中可通過內鏡、透視、超聲成像獲得即時三維圖像, 并提供給手術醫生，這樣醫生能選擇手術器械的軌跡而不致損傷健康組織。

目前的研究和進展主要在以下領域：① 改進術前成像以更好診斷和制訂治療計劃; ②建立可信的解剖模型同時配合觸覺感知技術和機器人技術; ③ 進行手術模擬教學和培訓;④將二維圖像和術中即時三維圖像精確的融合, 開發新的融合技術，并使用多點成像技術補償術中脊柱的漂移; ⑤ 將融合、軌跡定位、可視化等技術整合，提供清晰的臨床工作界面。

影像導航手術必將使微創外科手術向更安全和更有效的方向發展。由于操作時間較長，價格昂貴，其臨床應用仍然受限。目前的僅限于頸椎椎弓根螺釘置入、復雜脊柱畸形矯正、C1-2小關節螺釘固定和部分腰椎椎弓根釘置入術。微創脊柱手術通過該技術獲得顯著提高的領域應該是翻修和畸形矯正，在這些情況下解剖的影像標志不清晰。

選擇和校準入點的金標準是術中透視，但該技術存在一些缺陷如射線輻射、在肥胖患者圖像模糊。盡管最初的透視導航系統如FluoroNAv輻射較低，并基于CT和MR的可視圖像，但是操作復雜，圖像處理也相當麻煩。然而Foley等在尸體研究中證實了該系統的準確性，而Nolte等證實其適用于臨床。近期開發的透視導航系統，如Fluoro Trek是電磁的，使它更為通用和操作簡單。Choi等比較了基于電磁的透視導航系統（Fluorotactic）和基于CT的導航系統在椎弓根螺釘固定上的區別。他們發現在皮質穿破的率上，傳統的基于CT的導航系統和透視導航系統沒有顯著差異，但透視導航系統無法提供CT導航系統的更即時的圖像。它能提供多平面的配準并指導手術器械的軌跡，但不幸的是，它無法補充較差圖像質量，如肥胖，或是無意中放置了不透X線的物品。另外，正確的投射位置也尤為重要，可避免側位和前后位圖像變形。

由于使用相對簡單，能提供即時圖像，以及方便采集圖像，三維超聲導航引導技術已被應用于內鏡和定向手術。通過經皮途徑置入細纖維、即時的超聲探頭用于探測椎間盤碎裂或是椎間盤內異常，例如小的囊性腫瘤。近期，Guiot等認為基于超聲的三維即時影像導航系統能應用于脊柱手術，該系統使用標準的可視軌跡和三維超聲成像技術。有類似于CT導航系統的準確性。但仍需進一步改進圖像解析度，并增加一個細小的內鏡光纖以改進三維超聲導航系統的準確性。

目前將不同的成像技術結合起來能提供更好的圖像。其中一個例子就是使用即時成像技術如透視或超聲影像導航系統。Marz等在尸體研究中證實了被動標志加自動配準的CT透視導航系統。Haberland等聯合使用了不同的導航系統和術中CT相結合, 他們發現聯合使用使導航更為簡單，而準確性提高到0.8 mm±0.4 mm。這樣聯合應用可改善準確性，提高影像工具的可操作性。

今后影像導航系統最重要的改進應該是精確性和注冊速度。盡管許多報道宣布了各種導航系統的精確性，但大部分都未確認術中±1 mm的精確度，但這一精確度非常重要，且已經在顱腦手術中獲得。出錯的首要原因是不正確的配準方法和運算法則。影像配準可采用好幾種方法進行：定向（機械）、基于基準標志物、解剖標志、和基于表面以及基于影像。大部分脊柱導航系統采用解剖標志和基于表面，這樣能觸摸硬性解剖標志的表面進行配準，同時匹配到術前三維模型的表面上。該方法需要清楚的骨性解剖結構，并要在術中手術顯露, 不但操作麻煩，而且增加手術創傷。目前已經開始嘗試基于基準的配準方式。Winkler等報道使用脊柱標志能提高準確度，他們使用細小的可置入基準標志物，在成像前經皮置入。Glossop等對經皮表面配準和經皮追蹤性基準標志物配準的方法進行了對比研究，盡管他們使用的基準標志物不象Winkler的那么小，研究者相信基于基準標志物的配準方式比表面配準更加精確和可信。

目前市場上可獲得的影像導航系統是動態配準的光學系統。因為手術視野的限制和附加的可視追蹤裝置，使用起來比較麻煩。近期NDI公司開發了一種新型的磁追蹤系統，叫做AURORA，能準確的進行即時處理，具備彈性（10個以上追蹤感受器，有6°的活動度）且結果可信。這些技術的應用將使影像導航脊柱手術更為簡單和易于操作。Zaaroor等認為體內或體外使用Magellan電磁導航系統進行術中顱內導航是有效的。該系統能無需直視下準確定位病變，使手術醫生能使用可彎曲的手術器械操作。不久的將來就會有基于CT和MRI的電磁導航系統應用于脊柱。

未來的影像導航脊柱手術系統必須和圖形使用界面相整合，使之符合人體工程學，更容易操作，并采用性價比高的技術如透視或超聲成像。設計的改進、醫生的檢測和認證將進一步改進未來的微創脊柱手術。

2 . 機器人手術

盡管機器人脊柱手術尚處于它的嬰兒早期發展階段，但它已經能用于提高手術的安全性和有效性，尤其是在遠程醫學領域。機器人可充當手術助手，進行復雜的微創手術，或協助醫生缺乏的邊遠地區或戰場完成外科手術。這些系統的臨床應用仍處于發展和評測當中。其中一種是聲控機器臂（光學定位自動內鏡系統（AESOP）），能用于把持內鏡和其他設備。AESOP是第一個FDA認證的能用于手術室的外科手術機器人，配置有世界第一的聲控界面。外科醫生能口述指令控制機器臂，來操控內鏡在手術野中的位置。

另一個正在開發的機器人系統能讓外科醫生坐在控制面板前，在操作手術器械時能同時看到計算機加強的顯示圖像。（Zeus系統，Computer Motion 公司，Goleta，CA），Zeus系統正用于內鏡下冠狀動脈短路移植手術的評估。

Intuitive Surgical公司制造了Da Vinci手術系統，能在1cm大小的切口內進行手術，包括醫生控制部件、高清晰成像系統，專用器械。醫生能舒舒服服的坐下操作控制部件,用指頭操作器械的控制部，手腕自然放置, 觀察手術野的三維成像, 同時進行手術。系統能將醫生的動作準確即時的解讀為患者體內的操作。該系統已經用于腹腔鏡手術操作如膽囊切除術，以及普外的胸腔鏡手術如乳房內動脈轉位術，在不久將來即可用于脊柱手術。

骨科手術通常會涉及硬質的骨頭，而這尤其適合于自動機器人手術，Technoin公司（Haifa，Israel）開發了一種機器人能進行膝關節置換手術。其他的系統，如HipNav和Robodoc也能用于骨科手術，如髖關節置換。Le Roux等報道了在大鼠模型上機器人協助微創手術系統（RAMS）的可行性。Z-KAT開發了FGS WAM（全機器臂操控透視導航系統）裝置，使用其專利的電磁導航技術和機器臂技術相結合，能讓外科醫生使用觸覺、物理導引和影像導引。這樣臨床醫生能專注于手術野而不是監視器。該系統的獨特的觸覺感知技術（數碼觸覺）可以讓醫生和系統協同工作。這是目前唯一能將影像導航和機器人協助統一起來進行椎弓根螺釘固定的系統。盡管還沒有嘗試過機器人協助的微創脊柱手術，但存在很大的潛力，有望改善醫生進行一系列微創手術的效能。機器人系統能強化外科醫生的能力，在微創手術中，更安全的切除脊柱病變的組織。

改變脊柱微創手術操作需要投資大量時間、金錢和精力。只有某些技術能明顯優越于傳統手術時，大部分傳統脊柱外科醫生才會樂于學習新技術。脊柱微創手術的學習曲線是陡峭的，需要外科醫生掌握許多手術技巧，如專用設備、器械的使用，確定正確的適應征選擇，選擇正確的治療方法，并知曉每種選擇的風險和缺陷。不管操作有多少風險，每種手術的操作能力因人而異。而該領域仍缺乏專業化的培訓，我們建議將微創技術加入外科住院醫生的培訓計劃內。可以采用改進的虛擬現實和三維模型上的手術模擬來加強培訓，這樣在學習過程中不致給患者帶來危險。

虛擬三維物理模擬是基于特異性患者的圖像，且能用于模擬組織行為。Radetzky等使用神經發生模型通過“流體動力學模型”的計算機程序模擬組織。該程序能模擬病變的視覺、觸覺反饋，并通過圖形使用界面調整。通過一個強化反饋裝置類似于現實的腹腔鏡器械，可對虛擬脊柱畸形進行手, 而且可以感知反饋的觸覺。該技術也能用于內鏡脊柱手術的訓練。手術模擬技術目前正在進行婦產科腹腔鏡手術和尸體手術的評估，而此前，已經用于麻醉專業的訓練。

展望

近十年來，微創技術的研究和臨床應用取得了很大的進步，臨床隨訪結果令人振奮，但也有許多問題需要改進：如何進一步降低并發癥，能否研制出更適合于微創植入的椎間融合器，如何降低微創技術的學習曲線以利于微創手術的普及等。微創手術遠期臨床效果目前報道甚少，尚需進一步跟蹤隨訪。雖然微創手術創傷較小，但并不代表手術的風險更小，相反外科醫生承擔了更大的手術難度和風險，需要微創脊柱外科醫生熟悉脊柱周圍的三維解剖，嚴格掌握微創手術的適應癥，在臨床實踐中不斷總結經驗，伴隨新的器械、新的生物制劑和先進影像設備、高精尖機器人系統的不斷發展，有望推動一場微創脊柱外科手術新的革命。