个体化“三定式”导向器在椎间孔镜手术中的应用研究.pdf

中国临床解剖学杂志 2023 年第 41 卷第 5 期个体化“三定式”导向器在椎间孔镜手术中的应用研究林煜倩，赵薇，王建琳，王玉娟，余青泠，饶利兵*，李莉*湖南医药学院，湖南怀化418000【摘要】目的探讨个体化“三定式”导向器辅助椎间孔镜手术治疗腰椎间盘突出症的临床意义。方法根据纳入和排除标准，选取2021年12月2022年11月腰椎间盘突出症患者16例，随机分为两组，对照组（n=8）采用传统手术方法；实验组（n=8）利用团队自主设计的个体化“三定式”导向器辅助椎间孔镜手术，术前采集患者CT数据导入软件进行个体化设计，模拟手术穿刺路径，拟定进针位置、进针角度、进针深度（即“三定”），术中将个体化“三定式”导向器置于体表，根据修正值调整穿刺角度和方向，实现精准穿刺。比较两组透视次数、穿刺时间、穿刺次数。结果实验组透视次数、穿刺时间、穿刺次数均少于对照组，具有统计学意义（P0.01、P0.01、P0.05）。结论应用个体化“三定式”导向器辅助椎间孔镜手术治疗腰椎间盘突出症切实可行，效果良好。【关键词】“三定式”导向器；个体化设计；椎间孔镜；腰椎间盘突出【中图分类号】R681.53【文献标识码】A【DOI】10.13418/j.issn.1001-165x.2023.5.17Application of the individualized Three-set guide in discectomyLin Yuqian,Zhao Wei,Wang Jianlin,Wang Yujuan,Yu Qinglin,Rao Libing*,Li Li*Hunan University of Medicine,Huaihua 418000,Hunan Province,China【Abstract】ObjectiveTo explore the clinical effect of individualized three-set guide assistedendoscopic lumbar discectomy in the treatment of lumbar disc herniation.MethodsAccording to theinclusion and exclusion criteria,16 patients with lumbar disc herniation from December to November wereselected and randomly divided into two groups.The control group(n=8)was treated with traditional methods.The experimental group(n=8)was assisted by the individualized three-set guide in intervertebral foramensurgery.The CT data of patients were collected and imported into the software before operation to conductindividualized design,simulate the surgical puncture path,and determine the needle insertion position,needleinsertion angle and needle insertion depth(referred to as three-set).The individualized three-set guiderwas placed on the body surface,and the puncture angle and direction were adjusted according to the correctionvalue,and the accurate puncture was realized by the guider.The times of fluoroscopy,puncture timing andpuncture frequency of the two groups were recorded and statistically analyzed.Results The times offluoroscopy,puncture timing and puncture frequency of the experimental group were less than those of thecontrol group,with statistical significance(P0.01,P0.01,P0.05).ConclusionsIt is feasible andeffective to use the individualized three-set guide to assist intervertebral foramen surgery in the treatment oflumbar disc herniation.【Key words】Three-set guide;Individualized design;Endoscopic lumbar discectomy;Lumbardisc herniationCorresponding author:Li Li,E-mail:;Rao Libing,E-mail:【收稿日期】2023-07-08【基金项目】湖南省自然科学基金（2022JJ50292）；怀化市数字解剖与 3D 打印临床转化研究重点实验室项目（2020R2201）；湖南医药学 院 教 学 改 革 研 究 项 目（2021JG39）；湖 南 省 普 通 高 校 数 字 解 剖与 3D 打印技术临床转化应用创新创业教育中心；横向课题:个体化“三定式”导向器在椎间孔镜手术中的应用研究【作者简介】林煜倩（2001-），女，本科在读，主要研究方向：数字解剖与临床应用，E-mail：【通讯作者】李莉，高级实验师，E-mail：；饶利兵，教授，E-mail：腰椎间盘突出症是脊柱外科中引起腰腿痛的主要原因，约 10%的患者需要手术治疗。近年来，经皮椎间孔镜技术已成为治疗腰椎间盘突出症的常用方法。成功的穿刺定位是椎间孔镜手术顺利完成的前提1。选取穿刺路径要接近靶点，也要避开重要神经、血管、内脏器官、骨等，术者必须将穿刺针经椎间孔入路精准穿到理想位置，才能进行下一步操作2。然而对刚接触经皮椎间孔镜技术的术者而言3，其学习曲线陡峭，操作难度大。临床常规的穿刺方法为手动盲穿法，需要医生凭经验通过反复的透视明确穿刺针的置入方向、深度，主观性较强，不利于标准化流程的制定和规范化操作的推广4。同时反复透视会导致手术时间延长、辐射量增加，患者手术痛苦体验增强等不良影响。因此，精准快速的穿刺定位、减少穿刺及透视次数、缩短手术时间、提高手术的安全性和疗效是脊柱微创外科医生面临的问题。3D打印技术个体化定制的特点受到医生的关注。团队根据患者术前影像学数据 3D 打印出个体化“三定式”导向器，临床研究 599CHINESE JOURNAL OF CLINICALANATOMY VOL.41 NO.5 2023并验证其临床应用的可行性，报道如下5。1资料与方法1.1资料选取 2021 年 12 月2022 年 11 月怀化市第二人民医院手术治疗的 16 例腰椎间盘突出症患者，按照手术方法不同随机分为两组，每组 8例。对照组采用传统手术方法，实验组利用个体化“三定式”导向器辅助椎间孔镜手术。本研究获学校伦理委员会批准（审查编号：202308001），研究对象签署知情同意书。纳入标准：单纯的 L45单节段腰椎间盘突出；18 岁以上，同意椎间孔镜手术；无严重精神疾病和心理障碍；影像学检查与临床表现相符；保守治疗 3个月无效或症状改善不明显者。排除标准：严重脊柱退变、腰椎管狭窄、脊柱不稳及明显侧弯等畸形；多节段腰椎间盘突出；高度游离的椎间盘块；痛阈值不能耐受局麻者。1.2方法1.2.1 对照组 术前 10 h 禁食，局部麻醉后，患者呈俯卧位。医生触摸患者的髂后上嵴和棘突，判断穿刺目标节段的位置，马克笔画出后正中线、双侧髂嵴线，通过CT扫描画出病变的椎间盘上下椎间隙线。选择合适的旁开距离和头倾角确定进针点。旁开距离：L34为 810 cm；L45为 812 cm；L5S1为 1214 cm。头倾角：L45约为 20，L5S1约为 30。常规消毒，铺巾。靶点穿刺，使用直径 1 mm 的导丝插入 18 G 穿刺针，逐层套筒扩大切口通过直径 2.5 mm 克氏针套管。然后使用直径 2.5 mm 的克氏针穿刺与目标椎间隙相对的上关节突腹侧。可以先穿入椎间孔，在透视下调整克氏针的位置、方向角度和长度滑向上关节突腹侧（Walking 技术）。继续使用逐级套筒，顺克氏针逐层分离软组织。使用 8.5 mm 环锯将上关节突腹侧骨质磨除，环锯外面要有套筒保护，注意不要过于偏向背侧而破坏关节突的稳定性，此步骤即为椎间孔扩大术。环锯到达椎弓根内缘即可停止。拔出环锯，插入铅笔芯和内镜外套管，透视确保内镜外套筒正对椎间盘突出处。连接内镜、光源（用贴膜密封，以防止起雾）。连接射频消融，插入内镜，内镜接 12 袋 3000mL 盐水，用于冲洗术野和液压止血；镜下观察，解除神经根压迫、椎管至硬膜搏动良好、神经根松弛、无活动性出血后拔出套管，逐层缝合切口，敷料覆盖。1.2.2实验组首先规划手术路径（图1）。获取患者CT 扫描数据，导入 Mimics Research19.0、matic11.0 软件重建皮肤与脊柱病灶区，设计个体化“三定式”导向器测量穿刺角度、穿刺深度等，确定进针点并模拟穿刺路径6。利用智能光固化 3D 打印机以光敏树脂为材料打印个体化“三定式”导向器（图 2）。“三定式”导向器术中应用见图 3。患者行硬膜外麻醉后呈俯卧位，腹部悬空，将网格底板的竖轴置于背部 L45节段棘突上方，经CT扫描修正网格底板位置，使圆形标记物与椎弓根的位置相对应，然后使用马克笔沿网格底板的轮廓进行体表标记。将进针区域的背部皮肤及“三定式”导向器进行消毒，铺巾。其后将网格底板的中心卡扣与角度定位器上的圆珠相结合，调整合适的头倾角和旁开距离，利用稳定器将弧形导向器（图2c）固定于进针点上方，医生根据术前测量穿刺的方向、角度和深度，从患者身体侧方或侧后方置入 1 根细导针进入椎间孔，手术后续步骤同对照组。1.2.3“三定式”导向器组成“三定式”导向器主要图1设计手术路径a：重建皮肤与脊柱 b：“三定式”导向器设计 c：模拟穿刺路径Fig.1Simulated design of surgical patha:Reconstruction of the skin and spine;b:Design of three-dimensional guide;c:Simulated surgical puncture path由网格底板、角度定位器、弧形导向器 3部分构成（图2）。网格底板厚 2 mm，标记点距离 0.5 cm，上下间距1 cm，长 8 cm，宽 6 cm，用于标记病灶体表投影点，其上附有圆形标记物用于确定椎弓根的位置。横轴上的标记代表旁开距离，一侧附有量角器用于测量头倾角，网格底板设有中心卡扣，与角度定位器上的圆珠结合，可以调整头倾角、旁开距离。角度定位器（图2b，B）长 12 cm，设有 8、10、12 cm 三个标记点，直径3.6 cm。稳定器（图 2b，A）将角度定位器与弧形导向器连接并固定于进针点上方。弧形导向器半径 5cm，扇面厚1 mm，其上的刻度用于确定穿刺角度。1.2.4“三定式”导向器原理将患者CT数据导入软件进行模型重建，穿刺靶点与上关节突肩部中点的连线即为穿刺路径，其连线与皮肤的交点为进针点。根 600中国临床解剖学杂志 2023 年第 41 卷第 5 期据穿刺路径确定进针位置，穿刺路径与水平面的夹角确定穿刺角度。靶点与进针点之间的距离即为穿刺深度7。利用术前规划的手术路径以及“三定式”导向器可快速在患者体表确定进针点，实现精准穿刺,见图4。1.2.5观察指标记录实验组与对照组的穿刺次数、透视次数、穿刺时间、VAS评分。1.3统计学分析采用 SPSS22.0 软件进行统计分析，计量资料使用（xs）表示，组间比较使用 t检验，不服从正态分布的计量资料组间比较采用秩和检验，P0.05）。平均穿刺次数、透视次数、穿刺时间实验组明显少于对照组（P0.05），术前、术后 1 d、术后 3个月、术后 6 个月 VAS 评分，两组患者术后 VAS 评分较术前均明显降低（P0.05）。术后无永久性神经损伤，无腹腔脏器或肠道损伤，无大血管损伤。见表13。图2“三定式”导向器组成a：网格底板 b：角度定位器与稳定器 c：弧形导向器Fig.2Composition of a three-set guidea:Gridding plate;b:Angle positioner+stabilizer;c:Arc guide图3“三定式”导向器临床手术应用a：放置网格底板及角度定位器 b：体表画线 c：修正网格底板位置 d：消毒铺巾 e：靶点穿刺 f：影像学验证Fig.3Application of three-set guide in surgerya:Placed the gridding plate and angle positioner;b:Drawn body surface lines;c:Corrected the gridding plate position;d:Disinfected the towel;e:Target puncture;f:Imaging verification图4“三定式”导向器原理示意图Fig.4Schematic diagram of the principle of“three-set”guide 601CHINESE JOURNAL OF CLINICALANATOMY VOL.41 NO.5 20233讨论腰椎间盘突出症患者常见于中老年人，以及长期从事重体力劳动者、久坐的白领阶层。其主要症状是腰部疼痛，一侧下肢或双下肢放射痛或麻木8，治疗目标是减轻疼痛，促进神经、肌肉功能恢复。椎间孔镜手术具有创伤小，术后并发症少的优点，通过在椎间孔镜下可视化操作达到减轻疼痛和促进功能恢复表2患者手术穿刺次数、透视次数、穿刺时间（xs）Tab.2Comparison of surgical puncture times,times of fluoroscopyand puncture frequency between the two groups（MeanSD）组别Group对照组 Control group实验组 Experimental groupP例数Case88穿刺次数Puncture times4.341.672.890.750.001透视次数Times of fluoroscopy7.603.673.492.210.002穿刺时间（min）Puncture frequency(min)12.763.196.632.780.004表3患者手术前后VAS评分（xs）Tab.3Comparison of VAS scores before and after operationbetween the two groups（MeanSD）组别Group对照组Control group实验组Experimental group术前Before operation7.931.127.851.30术后 1 d1 day after operation2.310.84a2.140.91a术后 3个月3 months after operation1.730.63a1.680.47ab术后 6个月6 month after operation1.390.49a1.310.34ab注：aP0.05，与对照组比较Note:aP0.05,vs control group表1患者一般资料Tab.1Comparison of general data betweenthe two groups组别Group对照组 Control group实验组 Experimental groupP例数Case88男/女（例）Male/Female4/45/30.05年龄（岁，xs）Age(years,MeanSD)42.504.4742.133.760.05的目的。精准穿刺是手术成功的关键。主刀医生需要凭借临床经验，反复调整穿刺针的方向角度和长度，增加了穿刺次数，重复的透视增加了患者及医师的辐射损伤。术中穿刺时间过长或位置不准确可引起神经、周围组织的干扰，发生相关并发症的风险增高，因此三定式导向器精准确认穿刺路径与靶点位置具有临床应用价值。椎间孔镜手术对术者的精细操作能力要求很高，初学者往往会遇到各种并发症，如出血、硬脊膜撕裂和突出物残留导致复发等。应用3D打印技术辅助椎间孔镜技术相比传统手术则具有以下优点：手术时间更短，穿刺更精准，创伤更小，术中出血更少，术中 X 光透视次数减少，并发症更少。本研究中实验组的穿刺位置、穿刺角度和穿刺深度均非常接近术前设计，术中平均穿刺次数、透视次数、穿刺时间明显少于对照组（P0.05），证明术前模拟结合三定式导向器辅助椎间孔镜技术的精准性，术前术后测量的腰腿痛 VAS 评分和腰椎 ODI 评估有统计学意义，这与国内外的相关研究结果相符9。但 3D 打印三定式导向器辅助椎间孔镜技术仍然存在发生神经损伤、脑脊液漏、血肿和感染等并发症的风险，其能否有效降低这些并发症的发生率，有待进一步的研究10。模拟手术可以准确测算穿刺路径的方向与长度，提前与患者及家属沟通，减轻心理负担，便于早期功能恢复。本研究存在一些不足之处：病例数较少，需要更多的应用导向器为大样本量患者进行穿刺定位；材料选用光敏树脂，在光固化打印机下成型，容易变形；“三定式”导向器局限于 L45节段的腰椎间盘突出，后续将考虑纳入其他节段腰椎间盘突出11，以及其他部位穿刺如心包穿刺，纵膈穿刺，骨髓穿刺等临床研究。综上所述，本个体化“三定式”导向器，根据患者术前影像学资料进行数字化三维重建，确定进针位置、角度及深度，通过调节穿刺定位器使穿刺准确、快捷，达到手术标准化，减少射线暴露剂量及手术时间，具有临床应用及推广价值。【参考文献】1 王明政,郑兆君,张伟,等.介绍一种椎间孔镜手术简易定位方式J.中国矫形外科杂志,2020,28(7):653-655.DOI:10.3977/j.issn.1005-8478.2020.07.16.2 王一丹,许阳阳,苏宝科,等.经皮椎间孔镜技术治疗腰椎疾病的研究 进 展 J.中 国 临 床 解 剖 学 杂 志,2020,38(4):488-491.DOI:10.13418/j.issn.1001-165x.2020.04.024.（下转第607页）602中国临床解剖学杂志 2023 年第 41 卷第 5 期approach for posterior wall acetabular fracturesJ.J Orthop Trauma,2020,34 Suppl 2:S21-S22.DOI:10.1097/BOT.0000000000001816.3 Tosounidis TH,Giannoudis VP,Kanakaris NK,et al.The ilioinguinalapproach:state of the artJ.JBJS Essent Surg Tech,2018,8(2):e19.DOI:10.2106/JBJS.ST.16.00101.4 张华明,王福琴,陈劲,等.腹直肌旁入路与改良Stoppa入路治疗髋臼骨折的疗效分析J.广东医科大学学报,2017,35(5):525-527.DOI:10.3969/j.issn.1005-4057.2017.05.019.5 Singh SV,Chopra RK,Puri G,et al.Clinico-radiological evaluation ofmodified stoppa approach in treatment of acetabulum 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