微创与开放性经椎间孔腰椎椎间融合术创伤定量对比研究

汤红伟　吴文坚　张兴凯　曹鹏　裘剑如　梁裕



微创与开放性经椎间孔腰椎椎间融合术创伤定量对比研究

汤红伟吴文坚张兴凯曹鹏裘剑如梁裕

目的定量评价微创经椎间孔腰椎椎间融合术(MIS-TLIF)与开放性经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)治疗单节段腰椎退行性疾病时对椎旁肌的损伤程度。方法回顾性分析2013年1月至2015年2月45例采用MIS-TLIF与开放性TLIF治疗的单节段腰椎退行性疾病患者资料，其中采用MIS-TLIF 20例(微创组)，采用开放性TLIF 25例(开放组)。分别记录并比较两组术前及术后1、3、5 d血清肌酸激酶(CK)和白细胞介素(IL)-6水平，手术时间，术中出血量，术后下地时间，术前、术后12个月疼痛视觉模拟评分(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)。采用MRI测量术前、术后12个月手术节段及邻近节段多裂肌横截面积(Mcsa)。结果所有患者术后均获得14～38个月随访，平均24.4个月。微创组术后1 d血清CK水平及术后1、3 d血清IL-6水平明显低于开放组(P<0.05)，其余时间点两组血清CK、IL-6水平无统计学差异(P>0.05)。术后12个月两组各有11例患者进行腰椎MRI检查，微创组无论在手术节段还是邻近节段，Mcsa变化率均显著小于开放组(P<0.01)。两组手术时间无显著性差异(P>0.05)，但微创组术中出血量及术后下地时间明显优于开放组(P<0.05)。两组患者术后12个月VAS、ODI评分较术前有显著改善(P<0.01)，但两组组间比较无统计学差异(P>0.05)。结论与开放性TLIF相比，MIS-TLIF治疗单节段腰椎退行性疾病能明显减少椎旁肌损伤和系统炎性反应，术中出血量少，术后康复快，并能获得良好的临床疗效。

经椎间孔腰椎椎间融合；微创手术；开放性手术；椎旁肌

经椎间孔腰椎椎间融合术(TLIF)因具有高融合率和较低的神经损伤风险，目前已广泛应用于腰椎退变性疾病的治疗。然而，与其他后路开放性手术一样，传统TLIF需要广泛剥离和牵拉椎旁组织以提供足够的手术视野，术中过多的解剖和牵拉可引起椎旁肌坏死、萎缩和失神经支配，导致发生融合病或腰椎术后失败综合征风险增加[1-3]。相比于传统TLIF，微创经椎间孔腰椎椎间融合术(MIS-TLIF)的主要优势是最大限度地减少对椎旁肌的损伤[4]，但目前这方面的量化证据很少。我们尝试通过定量分析开放性TLIF与MIS-TLIF术后血清肌酸激酶(CK)、白细胞介素(IL)-6水平变化及手术节段、邻近节段水平多裂肌横截面积(Mcsa)变化率来定量比较MIS-TLIF与开放性TLIF对椎旁肌的损伤程度。现报告如下。

1　资料与方法

1.1一般资料

纳入标准：①腰痛和(或)下肢放射性疼痛、间歇性跛行，严重影响日常生活和工作，经6个月以上严格保守治疗无效；②影像学表现为单节段腰椎间盘严重退变伴突出、退变性腰椎滑脱(Ⅰ°、Ⅱ°)、椎管狭窄、腰椎间盘退变伴有同节段腰椎不稳，并与临床症状及体征相符；③术后随访12个月以上。排除标准：①多节段腰椎退行性疾病；②Ⅱ°以上腰椎滑脱和峡部裂型腰椎滑脱；③有腰部手术、骨折、肿瘤、感染、严重骨质疏松、发育性椎管狭窄等病史。

共纳入2013年1月至2015年2月45例单节段腰椎退行性疾病患者，其中20例采用MIS-TLIF治疗(微创组)，25例采用开放性TLIF治疗(开放组)。

微创组男10例，女10例，年龄27～71岁，平均50.9岁，体重指数(BMI)19.8～31.1，平均26.0；术前诊断为腰椎间盘突出症7例，腰椎管狭窄症8例，退变性腰椎滑脱(Ⅰ°、Ⅱ°)5例；病变节段为L3～41例，L4～511例，L5～S18例。开放组男12例，女13例，年龄36～72 岁，平均50.2岁，BMI 17.2～30.3,平均25.3；术前诊断为腰椎间盘突出症9例，腰椎管狭窄症11例，退变性腰椎滑脱(Ⅰ°、Ⅱ°)5例；病变节段为L3～41例，L4～515例，L5～S19例。术前常规行X线、CT、MRI等检查，以明确腰椎稳定程度、椎间盘突出及椎管狭窄情况。所有患者均无严重内科疾病及明确手术禁忌证。两组患者年龄、性别、BMI、术前诊断、病变节段等术前一般资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2手术方法

微创组：所有患者全麻后取俯卧位，C形臂X射线机透视定位腰椎病变节段，于脊柱中线旁2 cm处作一3～4 cm的纵行切口，通过多裂肌间隙插入定位导针，透视确定针尖位于减压侧关节突关节上，沿导针插入扩张套管，置入专用扩张通道并撑开。采用自由臂床边固定，连接光源，清理术野，切开关节囊，凿除下关节突，咬除上关节突和黄韧带并扩大侧隐窝，探查并确认神经根及病变椎间盘。松解并牵开神经根，环形切开纤维环，钳取椎间隙髓核组织，刮除软骨终板并冲洗，置入1枚填充自体骨的椎间融合器，松开并取出扩张通道。透视下定位病变节段两侧上、下椎弓根，置入导丝，经导丝攻丝、测深，拧入椎弓根螺钉。经瞄准器置入连接棒，加压并锁紧螺帽，完成固定。再次透视确定内固定位置良好后，冲洗切口，逐层关闭切口。

开放组：所有患者全麻后取俯卧位，C形臂X射线机透视定位病变节段，取后正中纵切口，长6～8 cm。逐层切开软组织，骨膜下剥离双侧椎旁肌至关节突外侧，使用自动椎板拉钩显露椎板和关节突。C形臂X射线机透视辅助下植入4枚椎弓根螺钉，咬除上、下关节突和部分椎板。切除黄韧带扩大侧隐窝，显露椎间盘、神经根及硬膜囊。探查确认神经根及病变椎间盘。松解并牵开神经根，充分切除椎间盘髓核组织并处理软骨终板，冲洗并置入1枚已填充好自体骨的椎间融合器，安放连接棒并加压固定。再次透视确定内固定位置良好后，冲洗切口，放置负压引流，逐层关闭切口。

所有手术均由同一组医生完成，两组均选用美国史塞克公司椎间融合器(OIC-cage)，微创组选用美国强生公司PIPELINE牵开系统及Viper经皮椎弓根螺钉固定系统，开放组选用美国强生公司Expedium椎弓根螺钉。

1.3术后处理及随访

术后常规预防性应用抗生素，并应用神经营养药物促进神经功能恢复。鼓励并指导患者尽早行直腿抬高锻炼和腰背肌功能锻炼。术后1周内可在腰围保护下下床活动，3个月内避免负重及过度屈伸运动。

术后采用电话随访结合定期门诊复诊，术后3个月、6个月、1年及之后每年1次进行门诊随访，并进行影像学检查(包括X线、CT及MRI检查)。

1.4评价指标

肌肉损伤评价指标：①术前1 d及术后1、3、5 d早上6点收集所有患者外周静脉血样，测定血清CK、IL-6水平变化(血清CK测定采用比色法，IL-6测定采用化学发光法，试剂及仪器均由德国贝克曼公司提供)；②采用MRI测量术前、术后12个月手术节段及上位邻近节段Mcsa，对同一节段双侧多裂肌分别进行测量，取平均值，计算其变化率，Mcsa变化率=(|术后平均值-术前平均值|/术前平均值*100%)，测量时应仔细区分多裂肌边界，尽可能去除肌间和肌旁骨、脂肪及其他软组织结构(图1)。

图1Mcsa测量(轮廓线内为实际Mcsa，应尽可能去除肌间和肌旁骨、脂肪及其他软组织结构)

临床评价指标：分别记录两组患者手术时间、术中出血量、术后下地时间及相关并发症发生情况；采用疼痛视觉模拟评分(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)进行临床疗效评估；根据术后随访影像学资料，评价手术节段椎间融合情况。

1.5统计学处理

2　结果

所有患者术后获得14～38个月随访，平均24.4个月，伤口均Ⅰ期愈合，无神经根损伤、脑脊液漏、伤口感染等并发症发生。

2.1肌肉损伤指标评估

微创组术前及术后1、3、5 d血清CK水平分别为(95.1±33.4)IU/L、(424.1±112.0)IU/L、(329.2±62.0)IU/L、(127.1±38.5)IU/L，开放组分别为(92.7±29.1)IU/L、(802.7±192.3)IU/L、(351.1±99.8)IU/L、(143.4±49.0)IU/L。微创组术前及术后1、3、5 d血清IL-6水平分别为(9.2±3.1)pg/mL、(25.4±8.0)pg/mL、(10.4±4.4)pg/mL、(9.8±3.3)pg/mL，开放组分别为(10.0±3.4)pg/mL、(40.7±14.3)pg/mL、(14.6±8.0)pg/mL、(10.8±4.6)pg/mL。两组患者术前血清CK、IL-6水平无显著性差异(P>0.05)，术后均出现不同程度升高，术后1 d达到峰值，术后3、5 d逐渐下降。微创组术后1 d血清CK水平及术后1、3 d血清IL-6水平明显低于开放组(P<0.05)，其余时间点两组血清CK、IL-6水平无统计学差异(P>0.05)(图2、3)。

图2　两组患者手术前后血清CK水平变化

图3　两组患者手术前后血清IL-6水平变化

两组各有11例患者于术前、术后12个月采用MRI测量手术节段及上位邻近节段Mcsa。微创组术前手术节段Mcsa为(1282.8±180.3)mm2，术后手术节段Mcsa为(1139.9±171.7)mm2，变化率为11.2%±3.5%，开放组术前手术节段Mcsa为(1312.8±192.7)mm2，术后手术节段Mcsa为(967.6±145.2)mm2，变化率为26.3%±3.6%。微创组术前邻近节段Mcsa为(1256.0±189.0)mm2，术后邻近节段Mcsa为(1163.5±146.0)mm2，变化率为7.0%±3.3%，开放组术前邻近节段Mcsa为(1274.7±151.9)mm2，术后邻近节段Mcsa为(1020.7±207.8) mm2、变化率为20.5%±8.7%。两组术前手术节段和邻近节段Mcsa均无统计学差异(P>0.05)，微创组术后12个月手术节段Mcsa显著大于开放组(P<0.05)，而两组术后12个月邻近节段Mcsa无显著性差异(P>0.05)。但微创组无论在手术节段还是邻近节段，Mcsa变化率均显著低于开放组(P<0.01)。

2.2临床指标评估

微创组手术时间、术中出血量及术后下地时间分别为(164.5±33.8)min、(202.5±148.2)mL、(3.3±1.4)d ，开放组分别为(149.2±23.8)min、(482.0±199.9)mL、(6.4±2.7)d，两组手术时间无显著性差异(P>0.05)，但微创组术中出血量及术后下地时间均优于开放组，且差异有统计学意义(P<0.05)。

微创组术前及术后12个月VAS评分分别为(6.5±1.8)分、(1.2±1.1)分，开放组分别为(6.4±1.9)分、(1.2±1.7)分，微创组术前及术后12个月ODI评分分别为(46.4±20.9)分、(7.6±5.7)分，开放组分别为(41.7±15.6)分、(8.6±5.3)分，两组术后VAS及ODI评分均有明显改善(P<0.05),但两组组间术前及术后12个月VAS及ODI评分无显著性差异(P>0.05)。

术后12个月影像学检查显示所有患者手术节段均获得良好融合，且无内固定物松动及断裂、椎间融合器后移、邻近节段退变等并发症发生。

3　 讨论

开放性TLIF中对椎旁肌的广泛剥离和长时间牵拉可导致椎旁肌发生机械性损伤及失神经支配，使其失去正常的生理功能。有研究[1-5]报道，椎旁肌的这种损伤可能致使部分患者术后产生新的腰背痛和功能障碍，客观上影响了手术的临床疗效。MIS-TLIF技术利用解剖学已知的神经血管和骨-肌腱-肌肉平面，采用管道牵开器建立工作通道，最大限度地减少了对椎旁肌及腰神经后支的医源性损伤，有效减少了远期椎旁肌萎缩退变的可能[4,6]。但目前的临床文献中关于此两种术式对椎旁组织损伤的定量分析研究较少。研究[5-9]发现，相关血清生化指标如CK、IL-6等水平变化能客观反应术后早期椎旁肌损伤及系统炎性反应程度，通过MRI测量Mcsa可对术后中远期椎旁肌萎缩程度进行定量评估。

3.1血清生化指标定量分析

CK半衰期相对较长(20～24 h)，且易于监测，是临床研究中最为常用的评价早期肌肉损伤的标记物[7,9-10]。它主要存在于骨骼肌、心肌、脑等组织内，由于腰椎后路手术对心肌和脑细胞基本无影响，因此术后血清CK升高可以预示术中椎旁肌直接损伤，且术中肌肉损伤程度可由术后血清CK水平反映。Lombao等[11]研究证实，腰椎手术后血清CK水平与术中椎旁肌受损范围呈正相关。邹澍等[12]比较了30例MIS-TLIF 和30例开放性TLIF患者术前及术后24 h血清CK水平，发现开放组术后24 h血清CK变化值显著高于微创组(P<0.01)。我们的研究也得出类似结果，由于术中椎旁肌损伤，两组患者术后血清CK均显著升高(P<0．05)，微创组术后1 d血清CK水平显著低于开放组(P<0.05)。因此，我们可以认为MIS-TLIF对椎旁肌的损伤要明显小于开放性TLIF。

任何类型的损伤包括手术、烧伤、骨折等均可引起机体急性期炎性反应如体温升高、急性期蛋白合成增加及白细胞增多等。以往的研究[4,13]表明，IL-6参与了急性期炎性反应的全过程。损伤越严重，IL-6合成分泌越多，因此IL-6 水平升高幅度可作为判断手术致机体损伤严重程度的指标[13]。本研究选取IL-6作为炎性反应标志物对MIS-TLIF与开放性TLIF术后早期炎性反应程度进行评估，结果发现开放组术后1、3 d血清IL-6 水平明显高于微创组(P<0.05)。由于两组患者术前均无相关内科疾病，麻醉方式及术后治疗等均相同，均无感染、脑脊液漏等并发症发生，提示术后这些指标变化主要为手术创伤所致，表明与开放性TLIF相比，MIS-TLIF不仅可以减少机械性组织损伤，而且可以降低急性期系统炎性反应。

3.2Mcsa定量分析

椎旁肌损伤的长期影响为肌肉组织退变萎缩，在影像学上主要表现为Mcsa减少和脂肪变。Fan等[6]的回顾性研究对接受开放性TLIF与MIS-TLIF患者术后1年MRI检查结果进行比较，发现微创组患者多裂肌萎缩率及脂肪变程度均明显小于开放组。Yoo等[14]对行多节段MIS-TLIF患者进行1年以上的随访，发现即使增加MIS-TLIF融合节段数量，多裂肌萎缩亦没有明显增加，认为MIS-TLIF是减少椎旁肌损伤的有效手术方法。为减少术后早期创伤性水肿对检测结果的影响，我们将MRI检查设定在术后12个月，两组各有11例患者通过相关软件对手术节段及上位邻近节段Mcsa进行测量，术后12个月MRI检查显示开放组手术节段Mcsa明显小于微创组(P<0.05)，并可见肌内明显瘢痕化、脂肪化，微创组手术前后手术节段及上位邻近节段Mcsa变化率均显著低于开放组。因此，我们认为MIS-TLIF可明显减轻椎旁肌萎缩退变。

3.3临床相关指标分析

微创不仅指小切口，而且指在最小化软组织损伤的同时获得最大的治疗效果[6]。本研究中微创组术中出血量、术后下地时间等优于开放组，这与MIS-TLIF软组织损伤少、创面小密切相关。两组患者术后12个月VAS、ODI评分较术前均有显著改善(P<0.01)，所有患者手术节段均获得良好融合，表明MIS-TLIF同样能取得满意的临床疗效，这些研究结果与以往的临床报道相一致[2,6,15-16]。本研究中两组术后12个月VAS、ODI评分无显著性差异(P>0.05)，然而从前文分析可见，MIS-TLIF对椎旁肌的远期影响(椎旁肌萎缩退变)较小，因此理论上其术后腰背痛及功能障碍改善情况应明显优于开放性TLIF，Shunwu等[2]和顾仕荣等[17]的研究结果也验证了此观点。本研究未得到相似结果，我们认为可能的原因为：①腰背肌功能会随着时间延长逐渐恢复，可能对上述结果产生影响[6]；②影响ODI评分的因素较多，其中包括病因、术中操作方法、患者心理因素、术后康复锻炼及工作性质等；③本研究样本量较小且随访时间短，势必存在一定的偏倚。

综上所述，相比于传统开放性TLIF，MIS-TLIF治疗单节段腰椎退行性疾病能有效减少椎旁肌损伤和系统早期炎性反应，术中出血量少，术后康复快，并能取得与传统开放性TLIF相同的临床疗效。但本研究仍存在一定的局限性：首先，MRI检查在术后12个月随访时并未在所有病例中施行；其次，病例来源较为局限(仅为本院手术病例)，样本量小且随访时间不够长；第三，本研究为回顾性研究，在数据收集过程中相关偏倚(选择偏倚、信息偏倚、混杂偏倚等)不可避免。因此，本研究结果尚需进一步长期、大样本、多中心的前瞻性对照研究来证实。

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(收稿：2016-06-18; 修回：2016-07-17)

(本文编辑：卢千语)

Quantitative injury of the minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion compared with an open approach

TANG Hong-wei, WU Wen-jian, ZHANG Xing-kai, CAO Peng, QIU Jian-ru, LIANG Yu.

Department of Orthopaedics, Ruijin Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai Institute of Traumatology and Orthopaedics, Shanghai 200025, China

LIANGYuE-mail:hugoliang@126.com

ObjectiveTo evaluate the injury to the paraspinal muscles quantitatively between minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion (MIS-TLIF) and open transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF) for one-level degenerative lumbar spine disease. Methods From January 2013 to February 2015, a retrospective study was preformed in 45 patients with one-level degenerative lumbar spine disease, 20 patients undergoing MIS-TLIF and 25 patients open TLIF. The levels of creatine kinase (CK) and interleukin 6 (IL-6) in serum before operation and at 1, 3, 5 days postoperatively were recorded, together with operation time, intraoperative blood loss, postoperative ambulation time, preoperative and postoperative visual analogue scale (VAS) and Oswestry disabilitv index (ODI) scores at 12 months. The multifidus cross-sectional area (Mcsa) at the operated and adjacent levels was measured by MRI preoperatively and at 12 months postoperatively. Results All patients were followed for 24.4 months(range, 14-38 months) on average. The levels of CK in serum at 1 day postoperatively and IL-6 at 1, 3 days postoperatively in the MIS-TLIF group were significantly lower than those in the open TLIF group (P<0.05), but there was no statistical difference in CK or IL-6 concentrations between two groups at the other time points (P>0.05).Eleven patients from each group were evaluated using MRI at 12 months postoperatively. The percentage changes of Mcsa in the MIS-TLIF group were significantly smaller than those in the open TLIF group not only at the operative level, but also at the adjacent levels (P<0.01). There was no statistical difference in the operation time between two groups (P>0.05), but both the intraoperative blood loss and postoperative ambulation time in the MIS-TLIF group were significantly reduced compared with those in the open TLIF group (P<0.05). The postoperative VAS and ODI scores of two groups at 12 months were better than the preoperative outcomes (P<0.01), but there was no statistical difference between two groups (P>0.05). Conclusion Compared with open TLIF, MIS-TLIF may significantly reduce the paraspinal muscle injury and postoperative systemic inflammatory reactions, minimize the blood loss and shorten the recovery time, and thus achieve excellent clinical outcomes．

Transforaminal lumbar interbody fusion; Minimally invasive surgery; Open surgery; Paraspinal muscle

上海市科学技术委员会资助项目(12411951000)

200025，上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科、上海市伤骨科研究所

梁裕E-mail: hugoliang@126.com

10.3969/j.issn.1673-7083.2016.05.013