(骨科線上)在過去的十年中，微創脊柱外科技術得到了迅速的發展。由於脊柱微創手術對軟組織的牽拉和剝離較少，因而能夠降低術後疼痛，縮短恢復時間。隨著顯微鏡技術的發展，組織牽開器及一些特殊手術器械的出現，外科醫生可以通過一個小切口來完成以往的手術操作。與開放手術相同，微創手術的目的同樣是對神經結構進行充分減壓，穩定脊柱運動節段，以及脊柱畸形的矯正。本文概述了微創脊柱外科的發展現狀,並對後路腰椎管減壓及後外側融合技術的關鍵生物學概念進行討論。
一、傳統腰椎手術面臨的問題
腰椎微創後路手術建立在以下幾個重要概念之上：
(1)避免自動撐開器對肌肉的擠壓傷,
(2)避免剝離和切斷重要肌肉的腱止點，尤其是多裂肌在棘突上的止點,
(3)儘量利用重要的神經血管和肌肉解剖間隙入路,
(4)通過減小工作通道的寬度來降低對周邊軟組織的損傷。
脊柱後路微創手術的一個重要目標是降低對後方兩組椎旁肌肉的損傷。
(1)一組是深層的旁正中橫突棘肌群，包括多裂肌，棘間肌，橫突間肌和短迴旋肌。
(2)另一組是較表淺的側方豎脊肌群，包括最長肌和髂肋肌。這些肌肉從胸腰段脊柱開始一直延伸到尾端。其中多裂肌在脊柱動態穩定的維持中發揮著尤其重要的作用。
傳統的經後路腰椎管減壓和融合手術對椎旁軟組織造成了不同程度的損傷。傳統手術操作範圍大，多裂肌的腱止點部位被廣泛剝離，自動牽開器的使用造成肌肉的擠壓傷，所有上述操作都有可能導致肌肉萎縮，繼而造成肌肉力量的減弱。Kim等比較了傳統開放固定手術和經皮固定手術病人的軀幹肌肉強度，結果發現接受經皮固定手術的病人其腰椎伸肌力量改善了50％，然而開放手術病人無改善。
在進行脊柱翻修手術病人的肌肉活檢組織中可以發現選擇性的Ⅱ型肌纖維萎縮，廣泛的肌纖維重組(一種神經再支配的表現)以及肌纖維蟲蛀樣改變。導致上述病理改變的一個重要原因是術中自動撐開器的使用。Kawaguchi等認為自動撐開器對椎旁肌肉的擠壓損傷機制同止血帶對四肢肌肉的損傷類似。在自動撐開器的使用過程中，椎旁肌內壓力升高，繼而導致肌肉內血液灌注的減少。
肌肉損傷的程度與肌肉內壓力和牽拉時間呈正相關。Stevens採用磁共振評估了手術後多裂肌的改變。手術後6個月，接受傳統開放TLIF手術病人呈現出明顯的肌肉內水腫，然而採用小切口TLIF手術的病人，術後肌肉的MRI表現幾乎正常。Tsutsumimoto等亦應用MRI評估比較了傳統後正中切口的PLIF手術,小切口Wiltse入路的PLIF術病人的術後多裂肌改變。與後正中切口相比，採用小切口Wiltse入路可以顯著降低術後多裂肌的萎縮和肌肉內T2訊號強度的升高。
導致傳統術後肌肉退變和萎縮的另一機制是肌肉的失神經支配。多裂肌的神經支配是單節段的，這一特點使得該肌肉很易造成失神經支配。對肌肉的長時間牽拉導致神經肌肉連線部的損傷亦會導致肌肉的失神經支配。有研究對腰椎手術失敗綜合症的病人進行肌肉活檢，結果同樣發現顯著的慢性肌肉失神經支配。
對軟組織的損傷不但能夠造成手術區域性的損傷反應，也可造成全身系統性的影響。Kim等比較了接受微創脊柱融合手術和傳統開放手術病人血液迴圈中組織損傷標誌物水平，結果發現與微創手術病人相比，開放手術病人的肌酸激酶，二磷酸果糖酶，促炎症細胞因子(IL-6和IL-8)，抑炎症細胞因子(IL-10和IL-1受體拮抗劑)水平出現成倍的改變。
在微創手術組，大多數的標誌物在術後3天便回到了基線水平。而開放手術組，需7天時間。甘油磷脂是細胞膜的基本結構，而甘油是甘油磷脂的重要組分。當細胞膜的完整性被破壞，甘油便被釋放到組織液中去。Ren研究發現，對於接受腰椎後外側融合手術的病人，其椎旁肌肉中的甘油濃度顯著高於其三角肌內的濃度。
微創脊柱外科的另一重要目標是對骨性結構進行有限切除,進而減少術後脊柱失穩的可能。在傳統的全椎板切除術中，關節突關節完整性遭到破壞，加上中線棘突間韌帶-肌腱複合物的喪失會導致脊柱的屈曲不穩定。為了克服由此帶來的潛在脊柱失穩的可能，半椎板切除術應運而生，繼而保留了棘突結構，相應的多裂肌在棘突上的腱性止點，以及棘上韌帶和棘間韌帶。有限元分析表明儘量減少對骨性結構和韌帶組織的切除可以最大限度的保留腰椎正常的運動功能。
二、微創腰椎減壓
1、微創通道下顯微椎間盤髓核摘除術
通過微創通道下進行顯微椎間盤髓核摘除術,治療椎間盤突出症是目前美國最常應用的微創脊柱外科技術。這套系統由Foley和Smith 發明，由一系列同心擴張套管和不同長度的薄壁管狀工作通道組成。經典工作通道的直徑為18mm，手術通常是在工作通道下采用顯微鏡完成。
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，神經幹擾輕，失血少，術後疼痛症狀輕，住院時間短，恢復和返回工作崗位快。對於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，微創通道下手術安全有效。
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。對於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，首先確定橫突間膜並開啟以顯露出行根，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。
2、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，採用半椎板切除技術，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，若採用單側入路，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。另一種選擇可以採用雙側入路技術，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。一項初步研究採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75ml，平均術後住院日1.2天。所有病人術前神經源性跛行消失，並且沒有併發症的發生。
多項研究對微創後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，其併發症發生率較高。Ikuta報道了他們採用單側入路進行雙側腰椎管減壓治療腰椎管狹窄症的經驗，44個病人中有38個病人短期療效好。JOA評分平均改善了72％。手術後併發症發生率較低，與開放手術對照組相比，術中失血量減少，術後止痛藥物的需要量降低，住院時間縮短。
存在25％併發症發生率，其中包括4例硬膜撕裂，3例入路側下關節突骨折，1例術後發生馬尾神經綜合症需要再次手術，1例術後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例腰椎管狹窄症病人隨機分為兩組，一組(20例)進行微創顯微內鏡減壓，另一組(21例)採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組相比，微創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，術後1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症狀緩解。沒有1例發生術後脊柱不穩。Castro採用18mm的工作管道對55例腰椎管狹窄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30.23，腿痛的VAS評分平均降低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症的病例。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 193ml)，住院時間較短(36 vs 94小時)。48位病人中有32例得到了術後4年的隨訪。
術後6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後平均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1例發生神經損害的併發症。
微創脊柱外科技術可能更適合於老年，體弱或肥胖的病例。在一項回顧性病例研究中，Tomasino分別對一組肥胖病人和正常病人採用擴張通道進行單節段顯微腰椎間盤髓核摘除術或椎板切除術，對兩組病例的手術結果比較發現，在手術切口長度，手術時間，失血量和併發症率方面，兩組之間無顯著性差異。
對於退變性腰椎滑脫病例，不進行融合的微創腰椎管減壓術也許是一種行之有效的方法。Pao對13例腰椎管狹窄同時合併Ⅰ度腰椎滑脫的病例僅進行微創腰椎管減壓。術後所有病例臨床效果良好，並未出現滑脫程度加重。
Sasai採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，兩組上述兩種評分結果相似。在23例退變性腰椎滑脫病例中，有3例病人術後滑脫程度加重≥5％。Kleeman應用保留棘突和棘間韌帶的減壓技術治療15例合併退變性腰椎滑脫的腰椎管狹窄病人，平均滑移6.7mm。經過平均4年的隨訪，2例病人滑脫程度和症狀加重，12例病人獲得良好或極好的臨床效果。
3、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最早提出的經後方腰椎椎間融合術(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椎間隙，而TLIF手術是經過椎間孔從單側顯露椎間隙。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手術的一個主要優點是通過一個單獨的後方切口可以同時完成後方的腰椎管減壓和前方的椎間融合。
Peng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，但是微創組最初術後疼痛較輕，康復快，住院時間短，併發症發生率低。Dhall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認為微創TLIF手術用於翻修病例在技術上可行，並不像最初報道的出血量和神經損害併發症發生率會增加。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的一項前瞻性研究發現，與傳統開放手術相比，有限暴露的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)脊柱後方結構的保留;
(2)避免向橫突外側剝離;
(3)雙側關節突關節完全切除;
(4)較少的神經損害併發症;
(5)避免使用自體髂骨植骨，都與臨床效果的改善密切相關。
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，具有如下3個優點：
(1)去除作為疼痛來源的椎間盤組織;
(2)高融合率;
(3)恢復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，經後方椎間融合，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後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後腔隙經腰大肌完成的。
在L4/L5水平以下，髂骨翼阻擋了從側方顯露椎間隙。由於腰叢位於腰大肌的後半部分內，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後方融合和減壓。Knight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例男性病人的早期併發症：6例術後出現感覺異常性股痛，2例發生L4神經根損傷。
Ozgur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。所有病人術後疼痛得到明顯緩解，功能性評分得到了改善，並且沒有併發症的發生。Anand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度矯正至術後6.2度。Pimenta採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度改善至術後平均8度，腰椎前凸角度由術前平均34度增加至術後平均41度。所有病例在手術當天可以下地行走並進行普通膳食。平均失血量小於100ml，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後均得到了改善。在一更大宗的病例中，Wright報道了來自於多個研究機構的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％的手術單獨採用椎間融合，23％採用側方釘棒系統，58％使用後方椎弓根螺釘系統。平均手術時間為74分鐘，平均失血量為88ml。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。大多數病人在手術後當天便下地行走，術後第一天即出院。
Akbarnia報道了13例病人採用多節段側方融合治療大於30度的腰椎側彎。平均融合3個節段，所有病例均同時進行後方融合和固定。平均隨訪9個月，腰椎側凸和前凸均得到了實質性改善。1例因椎間植入物移位需要進行翻修手術，1例在進行側方融合的切口部位出現疝。所有病例在術後6個月內腰大肌無力或大腿麻木，無力症狀均消失。與手術前相比，短期術後VAS評分，SRS-22評分，ODI評分均得到改善。
Anand在其一組12例病人的研究中，得到了相似的結果。融合節段2至8個(平均3.64個)，前路操作的平均出血量為163.89ml(標準差為105.41ml)，後方經皮椎弓根螺釘固定的平均出血量為93.33ml(標準差為101.43ml)。前路操作的平均手術時間為4.01h(標準差為1.88h),後路操作的平均時間為3.99h(標準差為1.19h)。 Cobb角由術前平均18.93度(標準差為10.48度)改善至術後平均75天時的6.19度(標準差為7.20度)。
5、微創後路固定技術
微創椎弓根螺釘植入可以採用經皮或旁正中小切口入路實現，其目的都是為了儘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。Jamshidi套管針進行椎弓根穿刺，將套管針置入椎弓根內後拔出穿刺針，沿套管插入導絲。沿導絲安放序列擴張導管將軟組織擴開，然後在導絲的引導下進行攻絲和中空椎弓根螺釘的植入。連線棒可以採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，然後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後，安放工作通道，顯露峽部及頭側和尾側的乳狀突，採用高速磨鑽開口，然後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，橫突做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後方植骨融合操作。然而，採用微創小切口植入技術有可能傷及脊神經後支的內側支，該神經向下走行至尾側節段的橫突，向後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能夠損傷脊神經後支的內側支，使得頭側節段的關節突關節失去了該神經的支配。Regev對兩種微創椎弓根螺釘植入技術在屍體上進行比較研究，結果發現微創小切口植入技術更易造成脊神經後支內側支的損傷。他建議如果想降低鄰近頭側節段的多裂肌失神經支配，在鄰近頭側節段最好採用經皮植入技術。
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評估了經皮植入在103例病人體內的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後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％。
6、侷限性和缺點
① 射線照射
在所有的微創椎弓根螺釘植入技術中，經皮植入技術對軟組織的損傷最小，因此常被應用於單節段或多節段的融合手術。然而該技術的應用依賴於術中多維透視監測。採用先進的多維透視裝置，在一個節段上植入兩枚椎弓根螺釘需要十分鐘或更長時間，然而應用側方透視方法完成一個節段的時間不到5分鐘。隨著應用先進多維透視裝置所帶來的植入時間延長，射線的累計暴露量也相應增加。
有研究報道透視引導下植入椎弓根螺釘使外科醫生接受的射線劑量是非脊柱骨科手術所接受射線量的10至12倍。儘管如此，由於C臂所帶來的便利和高度精確性，使得術中透視監測已成為先進的微創脊柱外科手術的必要組成部分。
一項前瞻性研究分析了接受微創TLIF手術的24例病人的射線暴露量，結果提示每例病人的平均照射時間為1.69分鐘(0.82～3.73分鐘)，作者認為與一般透視監測下的介入操作相比，該射線暴露量較低。Kim的研究表明在微創TLIF手術中使用導航輔助可以使外科醫生在影象獲取時離開手術區域，從而顯著的減少射線暴露量。除了能夠減少射線暴露外，應用導航還能夠避免使用累贅的鉛衣保護，且術後不需要透視。
② 微創脊柱外科手術的學習曲線
操作技術上的難度和缺乏足夠的訓練機會阻礙著微創脊柱外科技術的廣泛應用。Webb的一項調查顯示，大多數的脊柱外科醫生認為微創脊柱外科技術是有效的，並且希望自己能夠開展更多的脊柱微創手術。然而因為上述兩點的限制，大多數的醫生並沒有繼續開展脊柱微創手術。Nowitzke評估了微創工作通道下減壓手術的學習曲線，在他們開展的頭7個病例中有3例中途轉換為開放手術，然而在隨後的28例中沒有1例轉換Villavicencio發現脊柱微創手術具有更高的手術期間併發症發生率。
Dhall發現具有較高的器械相關的併發症發生率。Peng報道和開放TLIF相比，微創TLIF手術時間更長。為了改善微創脊柱外科手術的學習曲線則需要更好的理解手術操作過程中最具挑戰的部分，從而研發出更合適的手術器械，此外完善培訓技巧也非常重要。
綜 述
脊柱後方的各組肌群緊鄰脊柱結構並且通過肌腱止點與脊柱相連，從而對脊柱後方結構起到動態穩定的作用。人類脊柱節段的穩定及運動通過主動和被動方式得以控制。多裂肌是一個強大的脊柱“穩定器”，其肌纖維短且強大，因而通過很短距離的收縮便會產生很大的力量。傳統的後正中切口開放手術由於對肌腱止點的剝離，對肌肉血供的阻斷以及對肌肉組織的擠壓，嚴重影響了多裂肌的功能。
發展微創脊柱外科技術的初衷即為通過減少手術損傷來儲存肌肉的正常功能。該技術的原理為在安全的顯露手術區域的前提下，以儘量減少對正常解剖結構的破壞，以維持其正常功能。傳統的自動撐開器由於會對肌肉造成擠壓傷，已逐漸被固定在手術檯上的管形牽開器取代，進而減少對肌肉，血管，神經的壓力。隨著微創脊柱外科技術的不斷髮展，開展前瞻性長期臨床研究以正確評估不同微創技術的風險和益處便顯得非常重要。
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