최소 침습성 경막 전형 체 융합을 위한 콘 빔 수술 외 컴퓨터 단층 촬영 기반 이미지 안내

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Summary

이 문서의 목적은 최소 침습적 트랜스포머날 체 간 융합에 대한 이미지 지침을 제공하는 것입니다.

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Safaee, M., Oh, T., Pekmezci, M., Clark, A. J. Cone Beam Intraoperative Computed Tomography-based Image Guidance for Minimally Invasive Transforaminal Interbody Fusion. J. Vis. Exp. (150), e57830, doi:10.3791/57830 (2019).

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Abstract

경막요추 간 융합 (TLIF)은 일반적으로 척추 협착증, 퇴행성 디스크 질환 및 척추 염의 치료에 사용됩니다. 최소 침습 수술 (MIS) 접근은 전통적인 개금 수술을 가진 결과를 보존하는 동안 추정된 혈액 손실 (EBL), 입원 기간 및 감염비율에 있는 관련되었던 감소와 함께 이 기술에 적용되었습니다. 이전 MIS TLIF 기술은 특히 복잡한 다단계 절차에 대한 방사선 노출의 비 사소한 수준에 환자, 외과 의사 및 수술실 직원을 과목 상당한 형광 검사를 포함한다. 우리는 수술 중 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 스캔을 사용하여 페디클 나사배치를 돕고 케이지 배치 확인을 위한 전통적인 형광 투시경 을 사용하는 기술을 제시합니다. 환자는 표준 방식으로 위치하고 참조 아크는 수술 중 CT 스캔 뒤에 후방 우수한 장골 척추 (PSIS)에 배치됩니다. 이를 통해 양쪽의 1인치 피부 절개를 통해 페디클 나사의 이미지 안내 기반 배치가 가능합니다. 이 단계 도중 중요한 형광관 화상 진찰을 요구하는 전통적인 MIS-TLIF와는 달리, 수술은 지금 환자 또는 수술실 직원에게 추가 방사선 노출 없이 수행될 수 있습니다. 안면 절제술과 절제술이 완료된 후, 최종 TLIF 케이지 배치가 형광투시경으로 확인됩니다. 이 기술은 작동 시간을 줄이고 총 방사선 노출을 최소화 할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.

Introduction

TLIF는 퇴행성 디스크 질환과 척추 염증에 대한 신체 간 융합을 고려할 때 사용할 수있는 몇 가지 옵션 중 하나입니다. TLIF 기술은 처음에 보다 전통적인 후방 요추 간 융합(PLIF) 접근법과 관련된 합병증에 반응하여 개발되었다. 보다 구체적으로, TLIF는 신경 요소의 철회를 최소화, 따라서 신경 루트 손상의 위험을 감소 뿐만 아니라 경막 눈물의 위험, 지속적인 뇌척수액 누출으로 이어질 수 있는. 일방적 인 접근법으로, TLIF 기술은 또한 후방 요소 1의 정상적인 해부학의더 나은 보존을 제공합니다. 상기 TLIF는 개방(O-TLIF) 또는 최소침습(MIS-TLIF) 중 하나를 수행할 수 있으며, MIS-TLIF는 요추 퇴행성 질환 및 척추염증 2,3,4에대한 다재다능하고 대중적인 치료법으로 입증되었다. O-TLIF에 비해, MIS-TLIF 감소 혈액 손실과 관련 되었습니다., 짧은 병원 체류, 그리고 덜 마약 사용; 환자 보고 및 방사선 결과 측정은 또한 개방과 MIS 접근 사이 유사합니다, 따라서 MIS-TLIF는 동등하게효과적이지만 잠재적으로 적은 병적 절차 제안 5,6,7, 8,9,10,11.

그러나, 전통적인 MIS 기술의 빈번한 한계는 46-147 s12에구역 수색하는 비 사소한 방사선 복용량 및 형광 투시경 시간에 환자, 외과 의사 및 수술실 직원을 노출시키는 형광투시경에 대한 과도한 의존이다. 그러나 최근에는 수술 중 CT 유도 네비게이션의 사용이 연구되었으며, O-arm/STEALTH, Airo Mobile 및 스트라이커 척추 네비게이션 시스템을 포함한 여러 가지 시스템을 사용할 수 있고 문헌에 설명되어 있습니다. 13세 , 14 이러한 유형의 탐색 기술은 외과 의사에게 방사선 위험을 최소화하면서 정확한 소아성차나사 배치를 초래하는 것으로 나타났습니다15,16,17,18, 19. 이 기사에서는 이미지 안내 기반 의 장부 나사 배치를 활용한 MIS-TLIF에 대한 새로운 기법을 제시하고 전통적인 형광투시경을 사용한 케이지 및 로드 배치를 소개합니다. 이 전략은 환자와 수술실 직원 모두에게 방사선 노출을 최소화하면서 페디클 스크류 배치의 속도와 정확도를 높일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

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Protocol

모든 절차 및 연구 활동은 기관 검토 위원회 승인 (CHR #17-21909)으로 수행되었습니다.

1. 수술 전 준비

  1. 환자에서 전신 마취를 유도하고, 흉부 볼스터와 엉덩이 패드와 잭슨 테이블에 경향이 환자를 배치합니다.
  2. 평소 멸균 방식으로 환자의 등을 준비하고 드레이프하십시오.

2. 외과 적 수술

  1. 계획된 TLIF의 측면에 대한 PSIS 반대쪽에 #15 블레이드를 사용하여 작은 찌르기 절개를 합니다.
  2. 골수 흡인을 수확하기 위해 일륨에 찔린 절개를 통해 생검바늘을 놓습니다 (그림 1A). 내비게이션 레퍼런스 프레임을 PSIS안으로 구동하여 기준 아크와 내측을 열등하게 하는 궤적을 배치하여 S1페디클 스크류의 표준 궤적과의 간섭을 방지합니다(도 1B).
  3. 상처를 멸균 된 드레이프로 덮고 참조 아크가 노출된 후 수술 중 CT 스캔을 수행합니다.
  4. 네비게이션 시스템을 이용한 페디클 나사 궤적 계획(도1C); 그들은 일반적으로 단일 레벨 융합에 대 한 각 측면에 1 인치 절개를 통해 중간 선에 3.5 cm 측면 (2 수준에 대 한 1.5 인치, 그리고 1.75 3 수준에 대 한 인치).
  5. 탐색 드릴 가이드와 2-3mm 비트 및 고속 드릴을 사용하여 페디클을 캐뉼링하고 K-와이어를 사용하여 이러한 궤적을 표시합니다.
  6. TLIF 맞은편 에 있는 k-와이어 위에 환원 탑이 있는 굴절된 페디클 나사를 놓습니다.
  7. 내비게이션 시스템을 사용하여 방향이 조정되는 첫 번째 튜블러 확장기를 사용하여 디스크 공간을 따라 궤적을 결정합니다(그림1D). 침대에 장착 된 자기 유지 암에 연결된 TLIF 리트랙터 뒤에 추가 확장기를 배치합니다.
  8. 내비게이션을 통해 리트랙터 위치를 확인합니다.
  9. 현미경의 밑에 표준 방식으로 laminotomy, flavectomy 및 안면 절제술을 능력을 발휘합니다.
    1. 자미노 절제술과 안면 절제술을 수행하기 위해 고속 드릴을 사용하십시오. 단지 laminotomy를 원하는 경우, 후방 기둥의 구조적 무결성을 유지하기 위해 면 관절에 드릴링하지 마십시오.
    2. 자미노 절제술의 측면 경계가 면 관절의 내측 측면인지 확인하고, 자미노 절제술의 내측 경계는 라미나의 내측 가장자리여야합니다. 우손 엘리베이터를 사용하여 듀라에서 인대 flavum을 해부하십시오. 이것이 달성되면, 인대 flavum을 제거하기 위해 2 또는 3 mm 케리슨 롱게르를 사용합니다.
      참고: 내비게이션은 페디클을 위반하지 않고 최대의 안전한 감압을 허용합니다 (그림1D,E).
  10. 반대측 감압이 필요한 경우, 중간선을 가로질러 리트랙터를 각도로 조정하고 2 또는 3 mm 케리슨 롱게르를 사용하여 반대쪽 라미나, 인대 층극, 비대면 캡슐의 밑면을 제거합니다.
  11. 안전하고 철저한 원활제를 용이하게하기 위해 디스크 공간을 따라 궤적을 식별하기 위해 다시 탐색을 사용합니다.
  12. 면도기와 산만으로 디스크 공간을 준비합니다.
  13. 분열 절제술을 완료하면 간헐적 형광 투시경을 사용하여 인터바디 케이지 시험 배치 중에 필요한 산만의 정도를 시각화하여 엔드플레이트의 보존을 보장합니다(그림2A).
  14. 연석 이식세포 뼈 매트릭스를 수술 시작 시 수확한 자가 골수 흡인과 혼합하고 디스크 공간에 조심스럽게 포장합니다.
  15. 인터바디 케이지(polyetheretherketone[PEEK])를 삽입하고, 측측 및 전방 후방(AP) 형광투시경(도2B)을통해 그 위치를 확인한다.
  16. TLIF가 완료되면 나머지 페디클 나사를 놓습니다.
  17. 조심스럽게 등도 요추 근막 아래 나사 헤드를 통해 미리 구부러진 막대를 운전. 적절한 로드 길이를 확인하기 위해 주기적인 형광 투시경을 사용하십시오.
  18. 로드를 부드럽게 압축하여 로데증을 유도한 후 잠금 세트 나사로 고정합니다.
  19. 닫기 전에 최종 형광투과 검사를 받으시고 말입니다.
  20. 0 폴리글락틴 910 봉합사로 소독근막을 닫고, 3-0 폴리글락틴 910으로 피하 조직을 닫고, 피부 폐쇄 스트립으로 피부 가장자리를 근사화합니다. 물 꽉 드레싱을 적용합니다.

3. 수술 후 치료

  1. 부드러운 요추 보조기로 수술 후 1 일째에 환자를 앰비우고 퇴원 전에 36인치 X 선을 얻습니다 (그림 2C).
  2. 환자에게 모르핀 또는 하이드로모폰이 있는 환자 제어 진통(PCA) 펌프를 하룻밤 동안 제공하고 수술 후 1일째에 어버이날을 제공합니다.
  3. 환자를 첫날 경구 진통제로 전환하고 수술 후 2-3일에 퇴원하여 6주 후 후속 조치를 취합니다.

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Representative Results

50명의 환자는 단일 외과 의사 (AC)에서이 기술로 수술을 받았습니다. 평균 연령은 53세(29-84세)였으며 여성은 30명, 남성은 20세였습니다. 다음과 같은 병리학을 제시 한 환자 : 척추 협착증 (n = 45), 척추 염 (n = 29), 패싯 낭종 (n = 5), 퇴행성 척추측만증 (n = 3), 그리고 카우다 에퀴나 증후군 (n = 1). 증상은 42례에서 허리와 다리 통증이 있었고, 2건에서 혼자 허리 통증이 있었고, 6건의 경우는 하반신 방비증이 있었다. 10의 경우에, 환자는 병리학의 수준에 이전 수술을 겪었습니다. 결과는 1에 요약되어 있습니다.

좌측 접근법은 25건, 우측은 25건으로 사용되었다. 33개의 단일 레벨 융합, 15개의 2단계 융합, 2개의 3단계 융합이 있었습니다. 융합 수준은 다음과 같습니다: L4-5 (n=35), L5-S1 (n=27), L3-4 (n=7), 및 L2-3 (n=2). 평균 케이지 높이는 10.2 mm였습니다. 평균 작동 시간은 240분, 평균 EBL은 80mL였습니다. 융합 된 수준의 수를 비교할 때 작동 시간에 상당한 차이가 있었다; 단일 레벨은 200분, 2단계는 306분, 3단계는 393분(p&0.001)입니다. 평균 방사선 량은 62.0 mGy, 와 함께 35.3 수술 중 CT 스캔에서 mGy 와 26.2 형광 투시경에서 mGy. 형광투시경의 평균 지속 시간은 42.2s였으며, 수술 중 CT 스캔에서 5.2s, 전통적인 형광투시경검사에서 37.1s였습니다. 수술 후 체류의 평균 길이는 3 일이었다 (범위 1-7 일). 결과는 2에 요약되어 있습니다.

Figure 1
그림 1 : MIS-TLIF용 CT 기반 내비게이션. 골수 생검 바늘은 골수 흡인 (A)를 수확하기 위해 일륨에찔린 절개를 통해 배치됩니다. 네비게이션 기준 프레임은 S1 페디클 나사(B)의 표준 궤적과의 간섭을 피하기 위해 아크 열등및 내측을배치하는 궤적 에 후방 우수한 장골 척추에 배치된다. 페디클 나사 궤적은 네비게이션 시스템(C)을 사용하여 시각화됩니다. 디스크 공간을 따라 궤적은 내비게이션(D)에 의해제1 관형 팽창기를 사용하여 결정된다. 수술 중 내비게이션을 사용하면 우수한(E) 및 열등한(F) 페디클의위치를 식별하여 최대 안전 감압을 허용합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2 : 체간 케이지 배치를 위한 수술 중 형광 투시경 검사. 형광 투시경은 적절한 높이 복원을 보장하고 엔드 플레이트 (A)의 위반을방지하기 위해 엔드 플레이트 준비 및 산만 중에 사용됩니다. 이미징은 적절한 최종 위치(B)를 확인하기 위해 사용된다. 서 있는 36 인치 엑스레이 (요추 지역 도시) 출력 (C) 전에 모든 환자에 수득 된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

변수 N=50
연령
평균(범위) 53 (29-84)
성별
남성 20 (40%)
여성 30 (60%)
Bmi
평균(범위) 30 (21-41)
병리학
협 착 증 45 (90%)
척추염증 29 (58%)
면 낭종 5 (10%)
척추 3 (6%)
에퀴다 에퀴나 1 (2%)
증상 위치
뒤로 2 (4%)
다리 6 (12%)
모두 42 (84%)
이전 수술 10 (20%)

표 1: 환자 인구 통계.

변수 N=50
접근
왼쪽 25 (50%)
오른쪽 25 (50%)
융합된 레벨 수
하나 33 (66%)
15 (30%)
3개 2 (4%)
융합된 레벨
L2/3 2
L3/4 7
L4/5 35
L5/S1* 27
케이지 높이(mm) 10.2 (7-14)
추정 된 혈액 손실 (ml) 80 (10-550)
작동 시간(최소) 240 (88-412)
방사선 선량 (mGy)
수술 중 CT 35.3 (21.5-68.7)
Fluoroscopy 26.5 (4.3-64.3)
62.0 (28.9-120.7)
방사선 노출 (초)
수술 중 CT 5.2 (1.0-24.5)
Fluoroscopy 37.1 (8.7-94.6)
42.2 (12.2-100.0)
체류 기간(일) 3.1 (1-7)
* L5/L6 인터바디 융합 환자 1명

표 2: 외과적 특성.

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Discussion

설명된 절차에는 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 첫 번째 중요한 단계는 등록 과정입니다. 참조 아크는 단단한 골격에 배치해야 하며 필요한 경우 S1 페디클 나사 배치를 방해하지 않도록 적절하게 방향을 지정해야 합니다. 두 번째 중요한 단계는 수술 중 CT 스캔이 수행된 후 탐색의 정확성을 유지하는 것이며, 이는 정상적인 해부학 구조를 식별하고 올바른 위치를 확인함으로써 수행 할 수 있습니다. 정확도는 주기적으로 확인해야 합니다. 설명된 기술의 제한 사항 중 하나는 작업 중에 탐색이 실수로 변경될 수 있다는 것입니다. 등록은 수술대에 고정된 환자 위치에서 파생됩니다. 결과적으로, 환자 또는 기준 프레임 자체의 모든 번역 운동은 탐색의 정확성에 극적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 특히 하향 하중(예: 페디클 나사 배치 시)을 적용할 때 특히 주의를 기울여야 합니다20. 그럼에도 불구하고 정확성에 관한 우려가있는 경우 외과 의사는 탐색의 높은 충실도를 보장하기 위해 등록을 반복하는 것을 주저하지 않아야합니다.

또 다른 중요한 단계는 엔드플레이트가 위반되어서는 안 되기 때문에 케이지 침하를 초래할 수 있기 때문에 인터바디 케이지 배치를 위한 디스크 엔드플레이트를 준비하는 것입니다. MIS-TLIF의 PEEK 케이지 침하율은 15%21로높을 수 있으므로 케이지 맞춤을 최적화하면 마이그레이션, 침하 및 붕괴 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 엔드플레이트 보존은 이 목표22,23을달성하는 데 매우 중요합니다. 간헐적인 형광 투광 검사는 이 시점에서 산만과 말단 판 보존의 양을 시각화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 최종 형광투광은 또한 만족스러운 케이지 위치 및배치(24)를 확인하기 위해 수행될 수 있다. 그런 식으로, 형광투시경은 이 기술에 대한 중요한 도구로 남아 있습니다, 특히 원소 절제술, 산만 및 케이지 배치 도중. 이미지 안내 네비게이션은 페디클 스크류 배치를 허용하지만 간헐적 형광투시경은 "실시간" 뷰를 제공하여 원소 절제술 중 엔드플레이트 보존을 평가하고 적절한 케이지 궤적과 최종 배치를 확인합니다.

탐색 등록 오류 외에도 제안된 기술의 또 다른 제한사항은 가이드와이어 탐색을 위해 최신 탐색 프로토콜이 존재하지 않는다는 것입니다. 이것은 척추 바디를 지나서 깊은 과거 가이드 와이어를 스레딩하고 복부 상해를 일으키는 원인이 되는 의 이론적인 리스크로 이끌어 냅니다. 이 위험을 최소화하기 위해, 우리는 근위 혈통20을캐뉼링 후 몇 인치다시 가이드 와이어를 당기는 것이 좋습니다.

MIS 기술은 형광 투시 검사25에 그들의 의존 때문에 전통적인 개방 기술에 비교될때 증가한 방사선 노출과 연관된다는 일반적인 합의가 있습니다. 방사선 노출을 줄이고 작동 시간을 단축하는 전략을 개발하는 것은 방사선 과다 노출의 위험을 최소화하면서 결과를 개선하는 데 중요합니다25. 항행을 위해 수술 중 CT 스캔을 통합하면 일정한 형광 투시경 없이도 페디클 나사를 배치할 수 있습니다. Villard 외. 자유 로운 기술을 이용한 방사선 노출은 표준 개방 후방 요추 계측을 시행한 환자의 집단에서 탐색 유도 기술보다 거의 10 배 높았다는 것을 발견했습니다26. Tabaree 등은 O-arm의 사용이 C-arm과 유사한 위반률을 초래하고, 방사선 노출은 외과의사를 위해 낮아졌지만 환자27에대해 증가하였다는 것을 입증하였다. iliosacral 나사 배치를 위한 또 다른 시체 연구에서, Theologis 외. O-arm의 사용은 환자에게방사선 노출을 증가시킨다는 것을 확인28.

이 원고에 기술된 기술과 관련된 방사선 노출에 대한 제한된 데이터가 있습니다. 이전 연구는 총 형광 투시 시간으로 방사선 노출을 초 단위로 제시하고, 이러한 데이터의 대부분은 기존의 오픈 TLIF와 MIS-TLIF를 비교하는 연구에서 생성됩니다. 페디클 스크류 배치에 대한 이미지 안내를 사용하여, 우리는 역사적 연구에 비해 총 형광 시간 (45-105 s에 비해 42 s)의 감소를 발견했다. 더욱이, 우리의 연구 결과에 있는 평균 방사선 복용량은 방사선 노출의 57%(35.4 mGy)를 차지하는 수술 중 CT 검사를 가진 62.0 mGy이었습니다; 이것은 Mendelsohn et al.에 의해 수행된 연구 결과에 유리하게 비교합니다, 척추 계기 도중 탐색을 위한 수술 내 CT는 8.74 시간29에의하여 환자에게 총 방사선 복용량을 증가시켰습니다. 그러나, 방사선의 감소는 이미지 획득이 장비 수송과 관련된 지연을 초래할 수 있고 경우에 따라 여러 라운드의 이미지 수집이 필요하다는 점을 감안할 때 작동 시간의 증가와 관련이 있었습니다. 이 기술의 결과는 EBL 및 체류 기간에 관한 역사적 연구에 유리하게 비교됩니다.

우리의 접근에 이점은 이 심상이 수술실에서 취득될 수 있기 때문에 어떤 경우에는 수술 전 CT 검사를 위한 필요를 제거한다는 것입니다. 환자 BMI 및 관련 방사선 노출에 대한 제한된 데이터가 있습니다. 더 큰 바디 habitus는 수시로 연약한 조직을 관통하기 위하여 증가한 방사선 복용량을 요구하고 복용량이 수술 중 최적화되기 때문에 추가 노출을 요구할 수 있습니다. 양변량 상관 통계는 BMI와 형광 투시 투여량 사이의 0.358의 Pearson 상관 관계를 발견(p=0.013), 하지만 BMI와 형광 투시경 시간 사이의 0.003의 값 (p = 0.983), 증가 방사선 선량, 증가하지 않는 시간을 확인, BMI와 상관관계가 있었습니다.

이 연구는 회고적 디자인에 의해 제한됩니다. 또한 수술 중 CT 스캔에 대한 수요가 높은 경우가 많으며 이러한 기계를 항상 사용할 수 있는 것은 아니므로 이 작업의 "대기 시간"이 발생합니다. 수술 중 CT 스캔 가용성을 OR 시작 시간과 조정하면 "대기 시간"을 줄임으로써 총 수술 시간을 단축할 수 있습니다. 수술 중 CT 스캔과 관련된 방사선 노출은 비교적 고정되어 있지만, 형광투시경은 추가방사선 피폭 감소를 위한 영역을 나타낸다. 저용량 프로토콜의 사용은 이용될 수 있습니다, 그러나 비만 환자 및 다단계 MIS-TLIFs에 있는 그들의 생존은 아직 검증되지 않았습니다. 우리는 이 예비 데이터에서도, 41.6 s의 평균 형광 투시경 시간은 역사적인 보고에 아주 유리하게 비교된다는 것을 격려됩니다; 우리의 연구가 2 및 3 수준 융합을 포함했다는 것을 고려할 때, 이 데이터는 더욱 유망합니다. 향후 연구는 수술실 직원 및 방사선 기술자뿐만 아니라 저용량 형광 투시경 프로토콜과의 능률적 인 의사 소통을 통합할 것입니다.

결론적으로, 이 문서에서는 MIS TLIF를 수행할 때 수술 중 CT 유도 탐색 및 전통적인 형광 투시경의 혼합물을 통합하는 새로운 기술을 사용하여 단일 외과 의사의 경험을 설명합니다. 이러한 기술은 향후30,31,32에서항법만을 사용하는 전환의 중개자이다. 이 기술의 잠재적 인 이점 중 하나는 외과 의사뿐만 아니라 환자에게 방사선 노출을 줄이는 것입니다. 예비 결과 약속을 보여, 그리고 미래의 연구는이 기술로 추가 혜택을 증명할 수 있습니다.

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Disclosures

아론 클라크 박사는 Nuvasive의 컨설턴트입니다. 페크메치 박사, 사파에 박사, 오 박사는 공개할 것이 없다.

Acknowledgments

우리는 UCSF 의료 센터와 우리가이 노력을 추구 할 수 있도록 신경 외과의 부서를 인정하고 싶습니다.

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

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References

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