Summary
本文的目的是为微创的跨体间融合提供图像指导。
Abstract
跨腰椎间质融合 (TLIF) 通常用于治疗脊柱狭窄、退行性椎间盘疾病和脊柱炎。微创手术 (MIS) 方法已应用于此技术,相关减少估计失血 (EBL)、住院时间以及感染率,同时保留传统开放式手术的结果。以前的 MIS TLIF 技术涉及大量的荧光镜检查,使患者、外科医生和手术室工作人员受到非平凡的辐射暴露,尤其是复杂的多级程序。我们提出了一种利用术中计算机断层扫描 (CT) 扫描来帮助放置脚踏螺钉的技术,然后是传统的荧光镜检查,以确认保持架放置。患者以标准方式定位,参考弧位于后部上部脊柱 (PSIS) 中,然后是术中 CT 扫描。这允许通过每侧一英寸的皮肤切口,基于图像指导放置脚踏螺钉。与在这一阶段需要大量荧光成像的传统MIS-TLIF不同,现在可以在不向患者或手术室工作人员造成任何额外辐射的情况下进行手术。完成面部切除术和椎间盘切除术后,最终TLIF保持架放置通过荧光镜检查确认。该技术有可能减少操作时间,并最大限度地减少总辐射暴露。
Introduction
TLIF 是考虑用于退行性椎间盘疾病和脊柱裂的体间融合时可用的几种选项之一。TLIF 技术最初是针对与较传统的后腰间体间融合 (PLIF) 方法相关的并发症而开发的。更具体地说,TLIF最大限度地减少了神经元素的回缩,从而降低了神经根损伤的风险以及硬膜撕裂的风险,这可能导致脑脊液持续泄漏。作为一种单边方法,TLIF技术也可以更好地保存后元素1的正常解剖结构。TLIF可以执行开放(O-TLIF)或微创(MIS-TLIF),和MIS-TLIF已被证明是一个多功能和流行的治疗腰椎退行性疾病和脊柱炎2,3,4。与O-TLIF相比,MIS-TLIF与减少失血、缩短住院时间、减少麻醉使用有关;患者报告和放射学结果测量在开放和MIS方法之间也相似,因此表明MIS-TLIF是一个同样有效但可能较少病态的程序5,6,7, 8,9,10,11.
然而,传统MIS技术的一个经常限制是严重依赖荧光镜,使病人、外科医生和手术室工作人员暴露在非平凡的辐射剂量和荧光镜检查时间之间,范围从46-147 s12。然而,最近,对术中CT制导导航的使用进行了研究,有几种不同的系统可供使用,并在文献中描述了包括O-arm/Stealth、Airo Mobile和Stryker脊柱导航系统。13,14这种类型的导航技术已被证明能够产生精确的脚踏螺钉放置,同时将外科医生的辐射风险降至最低,外科医生15、16、17、1819.在本文中,我们介绍了一种MIS-TLIF的新技术,该技术利用基于图像引导的螺杆放置,然后采用传统的荧光镜检查,然后进行保持架和杆放置。此策略有可能提高脚踏螺钉放置的速度和准确性,同时最大限度地减少对患者和手术室工作人员的辐射暴露。
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Protocol
所有程序和研究活动都是经机构审查委员会批准(CHR #17-21909)进行的。
1. 术前准备
- 诱导患者进行一般麻醉,用胸部支撑和髋垫将患者放在杰克逊桌上。
- 准备和窗帘病人的背部以通常无菌的方式。
2. 外科手术
- 使用 #15 刀片在 PSIS 对计划 TLIF 的一侧进行小刺切口。
- 将活检针穿过刺切口放入硅中,以收获骨髓吸气(图1A)。将导航参考框架驱动到 PSIS 的轨迹中,使参考电弧位于较差和中位,从而避免对 S1 螺旋螺钉的标准轨迹的干扰(图 1B)。
- 用无菌窗帘盖住伤口,并露出参考弧,并进行术中CT扫描。
- 使用导航系统规划脚踏螺杆轨迹(图1C);它们通常通过每侧一英寸的切口向中线倾斜 3.5 厘米,用于单层融合(两个级别为 1.5 英寸,三个级别为 1.75 英寸)。
- 使用导航钻导和 2-3 mm 位和高速钻头来标记脚底板,并使用 K 线标记这些轨迹。
- 将带有减速塔的罐式吊脚螺钉放在 TLIF 对面一侧的 k 导线上。
- 使用使用导航系统定向的第一管状扩张器确定光盘空间的轨迹(图 1D)。放置额外的扩张器,然后是 TLIF 伸缩器,该缩回器连接到安装在床上的自固定臂上。
- 通过导航确认缩回器定位。
- 在显微镜下以标准方式进行洛米诺切除术、松弛切除术和面部切除术。
- 使用高速钻头进行洛米诺切除术和面部切除术;如果只是需要一个洛米诺切除术,避免钻入面关节,以保持后柱的结构完整性。
- 确保拉米诺托的横向边界是面关节的中侧,而拉米诺托的中边应该是拉米纳的中边。利用伍兹森电梯解剖杜拉拉的韧带。一旦达到这一点,使用2或3毫米凯里森龙去除韧带片状。
注:导航允许最大的安全减压,而不会违反脚踏 (图 1D,E)。
- 如果需要反向减压,使用 2 或 3 mm Kerrison rongeur 将缩回器角度穿过中线,并移除反向层压、韧带 flavum 和肥大面胶囊的底面。
- 再次使用导航来识别光盘空间的轨迹,以便进行安全彻底的切除手术。
- 使用沙把和干扰器准备光盘空间。
- 完成切除术后,使用间歇性荧光镜检查,以可视化体间笼试放置期间所需的分心程度,以确保端板的保存(图2A)。
- 将异体细胞骨基质与手术开始时收获的自体骨髓吸气混合,并小心地将其打包到光盘空间。
- 插入体间保持架(聚乙酮 [PEEK]),并通过横向和前后 (AP) 荧光镜(图 2B) 确认其位置。
- 完成 TLIF 后,放置剩余的脚踏螺钉。
- 小心地通过背腰筋下方的螺钉头驱动预弯曲杆。使用定期荧光镜检查以确认足够的杆长。
- 轻轻压缩杆,以诱导主发性,然后用锁定固定螺钉固定它们。
- 在关闭前进行最后的荧光镜检查。
- 用 0 聚酰格素 910 缝合关闭胸腔筋膜,用 3-0 聚酰金 910 关闭皮下组织,用皮肤封闭条近似皮肤边缘。应用防水敷料。
3. 手术后护理
- 在术后第1天用软腰支撑对患者进行布防,并在出院前获得站立的36英寸X射线(图2C)。
- 给患者提供患者控制的痛感(PCA)泵,在术后第1天使用吗啡或氢晶酮,并在术后第1天进行脱盐。
- 在第一天将患者转为口服止痛药,并在术后2-3天出院,并在6周内进行随访。
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Representative Results
50名患者在单外科医生(AC)下接受了这项技术的手术。平均年龄为53岁(29-84岁),其中30名妇女和20名男子。患者呈现以下病理学:脊柱狭窄(n=45),脊柱炎(n=29),面囊肿(n=5),退行性脊柱侧弯(n=3)和cauda儿皮综合征(n=1)。症状为42例背部和腿部疼痛,2例仅背部疼痛,6例为下肢放射病。在10个病例中,患者曾接受病理学级别的手术。结果在表 1中汇总。
在25个案件中使用了左侧方法,在25个案件中使用了右侧方法。有33个单级聚变,15次两级融合,2次三级融合。融合水平如下:L4-5 (n=35)、L5-S1(n=27)、L3-4(n=7)和L2-3(n=2)。笼子的平均高度为10.2毫米。平均操作时间是240分钟,平均EBL为80 mL。在比较融合水平时,操作时间有显著差异;单级200分钟,两个级别306分钟,三个级别393分钟(p <0.001)。 平均辐射剂量为62.0 mGy,术中CT扫描为35.3 mGy,荧光镜为26.2 mGy。荧光镜的平均持续时间为42.2s,术中CT扫描为5.2s,传统荧光镜为37.1s。手术后的平均停留时间为3天(范围为1-7天)。结果在表2中总结。
图 1:基于 CT 的 MIS-TLIF 导航。骨髓活检针通过刺切口放入硅中,以收获骨髓吸气(A)。导航参考框架被放置在后上级的iliac脊柱的轨迹,放置电弧低和中,以避免干扰对S1脚踏螺钉(B)的标准轨迹。使用导航系统 (C) 可视化螺旋螺杆轨迹。沿光盘空间的轨迹通过导航 (D ) 使用第一管状扩张器确定。使用术中导航,通过识别上级 (E) 和低劣 (F) 的基区的位置,可实现最大的安全减压.请点击此处查看此图的较大版本。
图 2:用于体间笼内放置的术中荧光镜。荧光镜检查用于端板准备和分心,以确保适当的高度恢复,并避免违反端板(A)。成像用于确认适当的最终位置 (B)。出院前的所有患者均获得站立式36英寸X射线(如图所示的腰部区域)。请点击此处查看此图的较大版本。
| 变量 | N=50 |
| 年龄 | |
| 平均(范围) | 53 (29-84) |
| 性别 | |
| 男性 | 20 (40%) |
| 女性 | 30 (60%) |
| Bmi | |
| 平均(范围) | 30 (21-41) |
| 病理 | |
| 狭窄 | 45 (90%) |
| 滑 脱 | 29 (58%) |
| 面囊肿 | 5 (10%) |
| 脊柱 侧 凸 | 3 (6%) |
| 考达·埃奎纳 | 1 (2%) |
| 症状位置 | |
| 返回 | 2 (4%) |
| 腿 | 6 (12%) |
| 两者 | 42 (84%) |
| 以前的手术 | 10 (20%) |
表1:患者人口统计。
| 变量 | N=50 |
| 方法 | |
| 离开 | 25 (50%) |
| 对 | 25 (50%) |
| 融合的级别数 | |
| 一个 | 33 (66%) |
| 两 | 15 (30%) |
| 三 | 2 (4%) |
| 融合级别 | |
| L2/3 | 2 |
| L3/4 | 7 |
| L4/5 | 35 |
| L5/S1* | 27 |
| 保持架高度(毫米) | 10.2 (7-14) |
| 估计失血(毫升) | 80 (10-550) |
| 操作时间(分钟) | 240 (88-412) |
| 辐射剂量(mGy) | |
| 术中CT | 35.3 (21.5-68.7) |
| 透视 | 26.5 (4.3-64.3) |
| 总 | 62.0 (28.9-120.7) |
| 辐射暴露(秒) | |
| 术中CT | 5.2 (1.0-24.5) |
| 透视 | 37.1 (8.7-94.6) |
| 总 | 42.2 (12.2-100.0) |
| 停留时间(天) | 3.1 (1-7) |
| • 一名 L5/L6 体间融合患者 | |
表2:外科特征。
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Discussion
描述的过程有几个关键步骤。第一个关键步骤是注册过程。参考电弧必须放置在实心骨中,并应正确定向,以避免在必要时干扰 S1 脚踏螺钉放置。第二个关键步骤是执行术中CT扫描后保持导航的准确性,这可以通过识别正常的解剖结构并确认正确的定位来完成。应定期验证准确性。也许所述技术的一个限制是,在操作过程中可能会无意中更改导航。注册派生自手术台上的固定患者位置。因此,患者或参考框架本身的任何平移移动都可以显著影响导航的准确性。在施加任何向下力时(如在放置脚踏螺钉时)20 时,必须格外小心。然而,如果有任何关于准确性的问题,外科医生必须毫不犹豫地重复注册,以确保导航的高保真度。
另一个关键步骤是准备盘端板,以便进行体间保持架放置,因为不得违反端板,这可能导致保持架沉降。MIS-TLIF中的PEEK保持架沉降率可高达15%21,因此优化保持架适合可大大降低迁移、沉降和坍塌的风险;端板保存是实现这一目标的关键22,23。间歇性荧光镜检查在这一点上有助于可视化分心和端板保存量。最后的荧光镜也可以进行,以确认满意的保持架定位和放置24。通过这种方式,荧光镜检查仍然是这种技术的关键工具,特别是在切除、分心和笼子放置过程中。虽然图像引导导航允许脚踏螺钉放置,但间歇性荧光镜可提供"实时"视图,以评估切除期间的端板保存情况,并确认适当的保持架轨迹和最终放置。
除了导航注册错误外,所建议技术的另一个限制是,对于导线导航,现代导航协议并不存在。这导致理论风险,线程导丝深过椎体,并造成腹腔内损伤。为了尽量减少这种风险,我们建议在将近端的三脚板20后拉回导线几英寸。
人们普遍认为,与传统的开放技术相比,MIS技术与辐射暴露的增加有关,因为它们依赖于荧光镜25。制定减少辐射暴露和缩短操作时间的战略,对于改善结果,同时尽量减少辐射过度暴露的危险至关重要。结合用于导航的术中 CT 扫描,无需不断的荧光镜检查即可放置脚踏螺钉。维拉德等人发现,在接受标准开放后腰椎器26仪的患者中,使用手绘技术进行辐射照射比导航引导技术高出近10倍。Tabaree等人证明,使用O型手臂导致与C臂类似的违规率,外科医生的辐射暴露降低,但患者增加27。在另一项关于胆囊螺钉放置的分母研究中,Theologis等人证实,使用O型手臂会增加对患者的辐射暴露28。
与本手稿中描述的技术相关的辐射暴露数据有限;以前的研究将辐射照射作为总荧光镜检查时间(以秒为单位),而这些数据大部分来自将传统开放 TLIF 与 MIS-TLIF 进行比较的研究。使用图像指导进行螺杆放置,我们发现与历史研究相比,总荧光时间(42 s,而 45-105 s)减少了。此外,我们研究中的平均辐射剂量为62.0 mGy,术中CT扫描占辐射暴露的57%(35.4 mGy);这与门德尔松等人进行的一项研究相比,在脊柱仪器中用于导航的术中CT使患者的总辐射剂量增加了8.74倍29倍。然而,辐射的减少与操作时间的增加有关,因为图像采集可能导致与设备运输有关的延迟,在某些情况下,还需要多轮图像采集。该技术的结果与关于EBL和停留时间的历史研究相比,是有利的。
我们方法的一个优点是,在某些情况下,它消除了术前CT扫描的需要,因为这些图像可以在手术室获得。关于患者BMI和相关辐射暴露的数据有限。较大的身体习惯往往需要增加的辐射剂量来穿透软组织,并可能需要额外的暴露,因为剂量在术中优化。双变量相关性统计数据发现,BMI 和荧光镜剂量(p =0.013)之间的Pearson 相关性为 0.358,但 BMI 和荧光镜检查时间之间的值为 0.003,确认辐射剂量增加,而不是时间增加,与BMI相关。
这项研究受到其回顾性设计的限制。此外,对术中CT扫描的需求经常很高,而且这些机器并不总是可用的,导致这部分操作的"等待时间"。将术中 CT 扫描可用性与 OR 开始时间协调,有可能通过减少"等待时间"来缩短总操作时间。与术中CT扫描相关的辐射暴露相对固定,但是,荧光镜是进一步减少辐射暴露的一个领域。可以使用低剂量协议,但它们在肥胖患者和多级MIS-TLIF中的可行性尚未得到验证。我们感到鼓舞的是,即使在这些初步数据中,平均荧光检查时间为41.6s,与历史报告相比也非常有利;当考虑到我们的研究包括二级和三级融合时,这些数据更有希望。未来的研究将纳入与手术室工作人员和放射技师的简化沟通,以及低剂量的荧光镜检查方案。
总之,在本文中,我们描述了单外科医生的经验,使用一种新的技术,结合术中CT引导导航和传统荧光镜检查的混合,当执行MIS TLIF。这种技术代表了在未来30、31、32阶段向完全使用导航过渡的中介。这种技术的潜在好处之一是减少对患者和外科医生的辐射暴露。初步结果显示,这一技术有望实现,未来的研究可能会证明该技术具有进一步的好处。
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Disclosures
亚伦·克拉克博士是努瓦西夫的顾问。佩克梅兹奇医生,萨菲和哦,没有什么可透露的。
Acknowledgments
我们要感谢UCSF医疗中心和神经外科,允许我们进行这一努力。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| O-arm intraoperative CT | Medtronic, Minneapolis, MN | ||
| Stealth Navigation System | Medtronic, Minneapolis, MN | ||
| Jamshidi Needles | for bone marrow biopsy | ||
| Cefazolin | antibiotic. | ||
| Vicryl Sutures | |||
| Steri-Strips | for skin closure | ||
| Telfa dressing | |||
| Tegaderm | for dressing | ||
| Jackson table | |||
| 15-blade | |||
| High-speed bone drill | |||
| Tubular dilator | |||
| K-wires | |||
| Reduction towers | |||
| TLIF retractor | |||
| 2 or 3 mm Kerrison rongeur | |||
| Woodson elevator | |||
| Disc shaver and distractor | |||
| Fluoroscopy | |||
| Allograft cellular bone matrix | |||
| Interbody cage | |||
| Rod | |||
| Soft lumbar brace | |||
| X-ray | |||
| Patient-controlled analgesia pump |
References
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