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脊柱侧凸微创技术 .doc
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    脊柱侧凸微创技术

    邱 勇

    南京鼓楼医院骨科 210008

    一、简介

    1. 历史

    胸腔镜技术在脊柱外科的应用始于上世纪九十年代。九十年代初 Michael Mack 和 John R egan 等最先在德克萨斯脊柱研究中心进行这方面的研究。几乎同时, Frank Eismont 进行了 动物实验。而 Ronald Blackman 则进行了动物、尸体和临床实验。 1991 年 9 月 , 一篇文章出现 在《纽约时报》的医学科学专栏上 , 表示赞同胸腔镜技术是一种"进胸手术的新途径"。这 项技术代表了一个革命性的进步 , 因为通过内窥镜置入胸腔的外科手术器械 , 而不必切断肋骨 , 并可以使用 1 英寸长的切口而不必行 8 ~ 10 英寸以上的切口。内窥镜与一个电视摄像头相连 并通过套管置入胸腔 , 通过其他的鞘管可置入其它的手术操作器械。摄像头的光源可以使图 像得到必要的放大。在 1992 年 3 月 23 日 , 《时代》杂志把内镜外科定义为"所有手术中最温和 的一刀" , 并惊呼 : 巴掌大小的电视摄像头、小型化的手术器械以及微小切口将手术的痛苦一 扫而光 ( 也就是使用微创技术来进行电视辅助下手术来去除外科疾病的痛苦 ) 。 1993 年 , 这项 技术出现在爱尔兰都柏林的脊柱侧凸研究协会会议上 , 以及在加利福尼亚州圣地亚哥的北美 脊柱协会 (NASS) 会议上。 1993 年的 11 月份的《今日美国》杂志总结了脊柱胸腔镜技术的特点 :带有多重芯片的图像技术的发展明显提高了外科医生通过小的切口或套管在胸腔内辨认结 构的能力;电视内窥镜在器械上保证了脊柱外科医生能够进行脊柱畸形的内镜下前路松解手 术;取自髂棘或肋骨的植骨块可通过一个狭窄的内镜套管置入椎间隙内;与开胸手术的 9 ~ 1 2 英寸以上的切口相比 , 胸腔镜治疗脊柱侧凸的美学效果也有巨大的提高。

    Mack 等于 1993 年最先开展了胸腔镜下脊柱畸形前路松解手术。与传统开胸手术相比,胸 腔镜手术用胸壁锁孔代替长的手术切口,无须切断背阔肌、前锯肌和肋间肌,对肩关节的活 动和呼吸功能影响小,术后并发症少,恢复快,不留疤痕。随着这一技术的不断发展和完善 ,胸椎侧凸的微创矫形治疗成为可能。 Picetti 等于 1996 年 10 月开展了第一例胸腔镜下脊柱 侧凸前路矫形术,至 1998 年 10 月他们共完成 50 例胸腔镜 Eclipse 矫形术,取得了良好的矫形 效果。南京鼓楼医院脊柱外科于 2001 年开展脊柱侧凸胸腔镜前路松解手术,并于 2002 年 6 月 在国内率先开展胸腔镜下胸椎侧凸 Eclipse 矫形术,均取得良好的近期疗效。

    2. 胸段脊柱的解剖特点

    开展胸腔镜下脊柱侧凸松解或矫形手术的前提条件是必须对胸段脊柱的解剖特点非常熟 悉。与颈、腰段脊柱相比,胸段脊柱的解剖较为复杂且具有其自身的特点。

    T1 从表面看更象是一个颈椎,其椎体前缘扁平,横径大于前后径,棘突宽厚且较 C7 的棘 突更为突出。 T9 具有典型胸椎的外形,但其无下肋凹,因此 T9 椎体与第 10 肋不构成肋椎关节 。 T10 是最后一个既具有肋椎关节又具有肋横突关节的胸椎。 T10 椎体较 T9 小,具有一个完整 的肋椎关节面,与第 10 肋构成肋椎关节。 T11 、 T12 比其它胸椎大,外形更象腰椎。 T11 只有 肋椎关节,其横突发育较小,不形成肋横突关节。 T12 椎体较 T11 小,其肋椎关节的位置较 T1 1 更偏向尾侧。

    胸椎的横突由于与肋骨形成肋横突关节以维持脊柱的稳定,因此它较腰椎的横突更加结 实。而上胸椎与下胸椎相比,其横突更长而结实。胸椎的连接也有其自身的特点。经过胸椎 椎体部分的前纵韧带较椎间盘部分的前纵韧带窄而厚。前纵韧带与椎间盘和椎体的上下缘紧 密连接,但在椎体的中部附着并不牢固。胸椎部的后纵韧带较颈椎和腰椎部厚,从上到下逐 渐变窄,与前纵韧带相比其含有的纵形纤维更加致密而紧凑。胸椎部位的椎间盘厚度基本一 致,前后分别与前纵韧带和后纵韧带紧密连接,其侧方还通过韧带与肋骨头产生连接。

    胸腔镜手术时,肋骨头的定位和计数非常重要。第一、二肋骨头一般位于相应椎体水平 。第三肋骨头位于 T2 、 T3 椎体之间,依次类推到第 9 肋骨头。第 10 ~ 12 肋骨头则位于相应椎 体水平。

    胸椎前方的解剖结构较为复杂,胸主动脉、奇静脉、半奇静脉、胸导管、交感神经链等 均位于胸椎的前方。在进行胸腔镜手术时必须熟悉整个胸椎区域的解剖结构,这样才能避免 损伤上述组织。

    右侧上胸椎区域:第一肋间静脉位于迷走神经的外侧,向右汇入右头臂静脉。第一肋被 脂肪组织、头臂静脉和星状神经节等覆盖,因此在胸腔镜下不能看见。第二肋是胸腔镜下于 右侧胸腔内见到的第一根肋骨。节段性血管位于椎体的中央,两根节段性血管之间的突出部 分是椎间盘。右侧迷走神经位于右锁骨下动脉的前方进入胸廓并发出喉返神经。于气管的后 方,右侧迷走神经发出分支进入心、肺、食管等器官。交感神经链位于肋骨头的前方,紧贴 壁层胸膜。下颈部的交感神经节和上胸部的交感神经节共同构成星状神经节,一般位于第一 肋骨头的旁边,手术时需加以保护,以免发生 Horner 综合征。

    右侧中胸椎区域:右侧中胸椎区域可见沿胸椎右侧表面上行的奇静脉,汇集 4-12 肋间静 脉,在 T4 、 T5 水平注入上腔静脉。肋骨的上缘内侧从上到下依次为肋间静脉、肋间动脉和肋 间神经,因此胸腔镜锁孔的位置应作在肋骨的下缘,以免损伤肋间血管神经束。右侧中胸椎 区域还可见内脏大神经和胸导管,内脏大神经由 5 ~ 9 交感神经节的分支构成,沿肋骨头的前 方下行,胸导管约在 T5 水平向左越过中线注入左静脉角。

    右侧下胸椎区域:奇静脉延续于右腰升静脉,穿膈肌后沿脊柱的右前方、食管的后方和 胸主动脉的右侧上行。右侧下胸椎区域还可见由 10 ~ 12 胸交感神经节发出纤维组成的内脏小 神经。

    左侧上胸椎区域:主动脉弓左侧直接发出左颈总动脉和左锁骨下动脉。左侧第一肋间静 脉斜行穿越主动脉弓的前方,注入左头臂静脉。左侧迷走神经于左颈总动脉和左锁骨下动脉 之间下行,发出左侧喉返神经。左侧迷走神经的前方还有左膈神经,下行支配膈肌。

    左侧中胸椎区域:胸主动脉一般于 T4 水平续于主动脉弓末端,开始时位于胸椎的左侧, 而后逐渐移行致椎体的前方,在 T12 下缘穿膈肌的主动脉裂孔进入腹膜后。

    左侧下胸椎区域:半奇静脉延续于左腰升静脉,沿脊柱的左前方、胸主动脉的后方上行 ,一般于 T8 ~ T9 水平向右注入奇静脉。 Adamkiewicz 动脉是一个单侧动脉,一般位于 T4 ~ L4 的左侧,且绝大多数位于 T9-T11 之间,它对于胸髓的血供非常重要。

    3. 术前准备

    电视胸腔镜是一个非常具有技术性的操作 , 它需要有广泛的培训、实践和经验。获得这 种手术经验的理想途径是在培训实验中心的动物、模型和尸体上进行实践 , 模拟以及进行混 合对照操作 ( 内镜下及开放手术 ) 。设计器械和对其它方面提出改进建议的研究小组同样必不 可少。山羊和绵羊是胸腔镜技术最好的动物模型 , 但也可以使用猪作为动物模型 , 因为猪容易 获得并且成本较低。胸腔镜技术的掌握存在一条明显的"学习曲线"。 Picetti 等行胸腔镜 E clipse 矫形术,其手术时间平均为 6.1 小时 , 而后期的手术时间平均不到 4 小时,其初期平均 侧凸矫正率为 50.2%, 而后期的侧凸矫正率达到 68.6% 。关节镜、腹腔镜手术对于胸腔镜技术 的掌握很有帮助,而传统的前后路矫形技术的掌握则是开展胸腔镜手术的前提条件。胸腔镜 手术的开展需一只专门的医疗小组,包括脊柱外科医生、胸外科医生、麻醉医生,以及护理 人员等。只有各方面通力合作,才能保证手术的成功。

    胸腔镜下脊柱侧凸手术适应证的正确掌握对于手术的成功至关重要。关于其手术适应证 的选择将在后面的章节详细讨论。术前常规拍摄站立位全脊柱正侧位 X 线片、平卧位左右侧 屈位 X 线片,以及骨盆平片。了解脊柱侧凸的类型、柔软度,以及病人的生长发育情况。女 性病人需详细询问月经情况。术前应详细询问病人有无肺炎、结核和开胸手术的病史,即排 除胸膜粘连存在的可能性。术前常规检查肺功能,由于胸腔镜手术采用单肺通气,因此病人 术前的肺功能必须保持正常。另外病人的凝血功能也必须保持正常。具体手术方案的制定应 遵循个体化、特异性的治疗原则。根据病人的侧凸类型、 Cobb 角的度数、侧屈位 X 线片的侧 凸矫正率,以及病人的生长发育情况决定需要手术的节段。胸腔镜手术的节段通常包括从 T5 ~ L1 的 6 ~ 8 个椎体,有的病人可以延伸到 L2 。术前应将病人的病情、治疗方案,以及换醒试 验的方法等向病人及其家属做详细的交代,以取得病人及其家属的配合。

    4. 麻醉与术中监护

    胸腔镜手术对于麻醉的要求非常高,术前病人的肺功能、动脉血电解质等指标均需正常 。麻醉师在插管前应对病人做详细的体格检查,观察病人的呼吸方式和节律,听诊呼吸音等 。脊柱侧凸胸腔镜手术一般采用单肺通气。单肺通气可通过一个双腔支气管导管来完成,可 以利用光纤支气管镜来帮助插入双腔支气管导管并判定其位置,在每一次变换病人体位后均 需检查双腔支气管导管的位置,以确保病人呼吸的顺畅。因此在整个手术过程中,必须确保 光纤支气管镜随时可以使用。麻醉师在铺单之前将手术侧的肺萎陷,并且在 20 分钟内达到完 全肺不张。

    胸腔镜手术的术中监护非常重要。可通过桡动脉或股动脉插管监测血压、动脉血 PH 、 PC O2 、 PO2 等。通过颈内静脉或锁骨下静脉插管可测量中心静脉压,从而监测病人的血容量改 变。用一根 Foley 导管插入病人的膀胱可于术中监测其肾功能的变化。胸腔镜手术时,内固 定物的放置、脊柱的撑开、压缩和去旋转等操作、以及结扎节段性血管等,均可对脊髓的血 供产生影响,从而导致神经系统并发症的发生。因此,手术者在制定手术方案时必须考虑尽 可能减少脊髓的缺血程度和持续时间、增加脊髓对缺血的耐受性,以及尽早发现脊髓的缺血 性改变。近年来,以体感诱发电位( SEP )和运动诱发电位( MEP )为代表的神经电生理监护 方法被广泛应用于脊柱外科手术中,使得人们可以早期发现脊髓的缺血性改变,从而大大降 低了神经系统并发症的发生率。

    1 ) SEP

    SEP 是对躯体感觉系统(感觉或含感觉纤维的周围神经或感觉径路)的任一点给予适当 刺激,在该系统特定通路上的任何部位所检出的电反应。 SEP 应用于脊髓功能的监护以有近 三十年的历史。当脊髓缺血时, SEP 的波幅和潜伏期均会出现改变, More 等将 SEP 波幅下降 50 % 或潜伏期延长 10% 作为判断脊髓缺血的标准。 Apel 等在脊柱前路手术中应用 SEP 监测结扎节 段性血管对脊髓血供的影响,他们将 SEP 波幅下降 50% 作为判断脊髓缺血的标准,阻断节段性 血管后如 SEP 波幅下降 50% ,则表明脊髓出现缺血性改变,即该节段性血管对脊髓血供很重要 ,应放弃结扎。邱勇等发现在脊柱前路手术中阻断 T5-T11 节段性血管后两分钟, SEP 波幅和 潜伏期均出现明显改变。但随着阻断时间的延长, SEP 逐渐恢复,当阻断节段性血管 17 分钟 后, SEP 已基本恢复正常,所有病人术后均无神经系统并发症发生。 Pollock 等应用 SEP 监测 主动脉缩窄修复手术中的脊髓缺血性改变,阻断主动脉后 15 例病人中 8 例 SEP 无改变, 6 例阻 断 15 分钟后 SEP 出现变化,当去除阻断 5 分钟后 SEP 恢复正常。 1 例病人阻断 5 分钟后 SEP 波形消 失,去除阻断 3 分钟后 SEP 恢复正常。所有病人术后均无神经系统并发症发生,因此他们认为 SEP 是监测脊髓缺血的有效指标。

    Grossi 阻断狗的主动脉并观察其 SEP 变化,一组刺激胫神经( PN - SEP ),另一组将电极 置于 L1-L2 硬膜外,从而实现对脊髓的刺激( SC - SEP )。结果刺激脊髓组只需 3 秒钟经 6 次刺 激后便可得到良好的 SEP 波形,而刺激胫神经组需 90 秒内连续刺激 200 次才能得到稳定的 SEP 波形。阻断主动脉后,刺激脊髓组 SEP 波形完全消失的时间显著长于刺激胫神经组( 13.7 ± 1 .0min:11.3 ± 0.7min ),去除阻断后刺激脊髓组 SEP 波形的恢复时间明显快于刺激胫神经组 。因此他们认为对于判定脊髓缺血, SC - SEP 比 PN - SEP 更加敏感。

    2 ) MEP

    MEP 系用电或磁刺激大脑运动区或其传出通路,在刺激点下方的传出径路及效应器-肌 肉所记录到的电反应。很多研究表明 MEP 是监测脊髓缺血性损伤的敏感指标。于泽生等认为 脊髓前索缺血是导致 MEP 变化的解剖基础,而缺血时脊神经元兴奋性下降则是 MEP 变化的细胞 电生理基础。脊髓缺血可使神经传导速度减慢,导致一过性神经传导阻滞,从而表现为 MEP 潜伏期的延长。脊髓缺血还可以使运动神经元兴奋性下降,放电运动神经元的数量减少,从 而表现为 MEP 波幅的降低。 David 等通过狗脊髓缺血再灌注损伤实验发现 MEP 波幅的改变与脊 髓组织病理损害程度呈正相关。 Meylaerts 等将 MEP 波幅下降 75% 或潜伏期延长 10% 作为判定脊 髓缺血的标准,他们发现有些病人术中 MEP 波幅缓慢下降,而另一些病人术中 MEP 波形突然消 失,虽经处理但 MEP 恢复缓慢。他们认为 MEP 缓慢改变表明脊髓的血液灌注处于临界状态,虽 然运动通路信号的传导开始减慢,但神经元的活性尚能维持,当脊髓血供恢复后, MEP 迅速 恢复正常。而 MEP 突然消失,表明脊髓血供完全中断,此时神经元遭受严重损伤,因此当恢 复脊髓血供后, MEP 恢复缓慢。 Laschinger 等通过阻断狗的胸主动脉造成脊髓缺血并观察 MEP 变化,结果显示阻断胸主动脉后阻断水平以下的脊髓组织出现缺血性改变, MEP 逐渐消失。 恢复脊髓血供后, MEP 由脊髓近端向远端逐渐恢复,若远端脊髓建立了侧枝循环,则阻断胸 主动脉后,远端脊髓的 MEP 保持正常。......(后略) ......

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