微创脊柱手术的现状
（一）微创通道下显微椎间盘髓核摘除术
通过微创通道下进行显微椎间盘髓核摘除术，治疗椎间盘突出症是目前美国较常应用的微创脊柱外科技术。这套系统由Foley和Smith发明，由一系列同心扩张套管和不同长度的薄壁管状工作通道组成。经典工作通道的直径为18mm，手术通常是在工作通道下采用显微镜完成。最近一些研究比较了微创椎间盘髓核摘除术和传统的开放手术，结果表明微创手术中组织损伤小，神经干扰轻，失血少，术后疼痛症状轻，住院时间短，恢复和返回工作岗位快。对于传统开放显微椎间盘髓核摘除术和微创通道下显微椎间盘髓核摘除术的随机对照研究显示，微创通道下手术安全有效。
特定部位的病理改变决定工作通道的安放位置。微创腰椎减压术可以对中央椎管、侧隐窝和椎间孔区域进行充分减压。此外还可以对椎间孔外的椎间盘组织进行切除。对不同区域进行减压之前需要计划手术路径。对于椎间孔外神经减压可以将工作通道安放在横突间的横突间膜上，首先确定横突间膜并打开以显露出行根，一旦出行根被确定便可在神经根的深部找到突出的椎间盘组织。
（二）微创腰椎半椎板切除术
微创腰椎减压的一个重要原则是保留多裂肌在棘突上的腱止点。在传统的全椎板切除术中，棘突被切除，多裂肌被牵向两侧。在关闭伤口时，多裂肌的起点不可能被修复到棘突上。然而，采用半椎板切除技术，通过工作通道可以在单侧进行彻底的椎管减压。将工作通道向背侧倾斜可以看到棘突的下面和对侧椎板，将硬膜囊轻轻下压，切除黄韧带和对侧上关节突，从而完成双侧减压。上位腰椎的解剖结构与下位腰椎不同。在L3及以上水平，棘突和关节突关节间的椎板很窄，若采用单侧入路，为了对同侧隐窝进行减压，必须对同侧的上关节突进行较多切除。另一种选择可以采用双侧入路技术，通过左侧半椎板切除来完成对右侧侧隐窝的减压，反之亦然。一项初步研究采用此双侧入路技术对4例病人7个节段进行减压，总的平均手术时间为32min每个节段，平均失血量为75ml，平均术后住院日1.2d。所有病人术前神经源性跛行消失，且无并发症发生。
多项研究对微创后路腰椎减压的安全性和有效性进行了评估。微创脊柱手术的学习曲线受到关注，在一些研究的起始阶段，其并发症发生率较高。Ikuta报告了他们采用单侧入路进行双侧腰椎管减压治疗腰椎管狭窄症的经验，44例病人中有38例病人短期疗效好。JOA评分平均改善了72%。手术后并发症发生率较低，与开放手术对照组相比，术中失血量减少，术后镇痛药物的需要量降低，住院时间缩短。存在25%并发症发生率，其中包括4例硬膜撕裂，3例入路侧下关节突骨折，1例术后发生马尾神经综合征需要再次手术，1例术后出现硬膜外血肿需再次手术。
在Yagi的一项前瞻性研究中，将41例腰椎管狭窄症病人随机分为两组，一组（20例）进行微创显微内镜减压，另一组（21例）采用传统椎板切除减压，平均随访18个月。与传统椎板切除减压组相比，微创减压组的平均住院时间短，失血量少，血液中肌酸磷酸激酶的肌肉同工酶水平低，术后1年腰痛VAS评分低，恢复更快。本组90%的病人获得满意的神经减压和症状缓解。无一例发生术后脊柱不稳。Castro采用18mm的工作管道对55例腰椎管狭窄的病人进行显微内镜下椎管减压术。通过平均4年的随访，72%的病人获得优良或极好的效果，68%的病人主观满意度为优良。ODI评分平均降低30.23分，腿痛的VAS评分平均降低6.02分。
Asgarzadie和Khoo报告了48例通过微创腰椎管减压治疗腰椎管狭窄症的病例。28例病人进行了单节段的减压，另外20例接受两节段减压。同对照组相比，即传统的开放椎板切除术，微创组的平均术中出血量较少（25ml：193ml），住院时间较短（36h：94小时）。48例病人中有32例得到了术后4年的随访。术后6个月，所有病人的行走耐受力得到了改善，且80%的病人一直维持到术后平均38个月。在随访期间，ODI评分和SF－36评分的改善一直得以维持。在该组病例中，无一例发生神经损害的并发症。
微创脊柱外科技术可能更适合于老年、体弱或肥胖的病例。在一项回顾性病例研究中，Tomasino分别对一组肥胖病人和正常病人采用扩张通道进行单节段显微腰椎间盘髓核摘除术或椎板切除术，对两组病例的手术结果比较发现，在手术切口长度、手术时间、失血量和并发症率方面，两组之间无显著性差异。
对于退变性腰椎滑脱病例，不进行融合的微创腰椎管减压术也许是一种行之有效的方法。Pao对13例腰椎管狭窄同时合并Ⅰ度腰椎滑脱的病例仅进行微创腰椎管减压。术后所有病例临床效果良好，并未出现滑脱程度加重。Sasai采用单侧入路双侧减压技术治疗了23例退变性腰椎滑脱病例和25例退变性腰椎管狭窄病例。经过两年的随访，虽然退变性腰椎滑脱组的神经源性间歇性跛行评分结果和ODI评分稍差，然而总体来讲，两组上述两种评分结果相似。在23例退变性腰椎滑脱病例中，有3例病人术后滑脱程度加重≥5%。Kleeman应用保留棘突和棘间韧带的减压技术治疗15例合并退变性腰椎滑脱的腰椎管狭窄病人，平均滑移6.7mm。经过平均4年的随访，2例病人滑脱程度和症状加重，12例病人获得良好或极好的临床效果。
（三）经椎间孔腰椎椎间融合术
经椎间孔腰椎椎间融合术（TLIF）由Blume和Rojas提出，Harms和Jeszensky推广。该技术是由Cloward最早提出的经后方腰椎椎间融合术（PLIF）演变而来。PLIF手术需要广泛的椎管减压，双侧神经根牵拉来显露椎间隙，而TLIF手术是经过椎间孔从单侧显露椎间隙。因而与需双侧完成的PLIF手术相比，TLIF手术对神经结构的牵拉较小。TLIF手术的一个主要优点是通过一个单独的后方切口可以同时完成后方的腰椎管减压和前方的椎间融合。
Peng比较了微创TLIF手术和传统开放TLIF手术的临床和影像学结果。两年随访结果相似，但是微创组最初术后疼痛较轻，康复快，住院时间短，并发症发生率低。Dhall回顾性比较了各21例的微创TLIF手术病人和传统开放TLIF手术病人，经过两年随访发现，两组临床结果无差异，但是开放组出血量显著增加，住院时间也明显延长。Selznick认为微创TLIF手术用于翻修病例在技术上可行，并不像最初报告的出血量和神经损害并发症发生率会增加。然而，翻修病例中硬膜撕裂的发生率较高，因此，微创TLIF手术处理翻修病例是具有挑战性的，应该由微创手术经验丰富的医生完成。
Kasis的一项前瞻性研究发现，与传统开放手术相比，有限暴露的PLIF手术能够获得更佳的临床效果和更短的住院时间。他认为以下5点与临床效果的改善密切相关。①脊柱后方结构的保留；②避免向横突外侧剥离；③双侧关节突关节完全切除；④较少的神经损害并发症；⑤避免使用自体髂骨植骨。
（四）侧方腰椎椎间融合术
腰椎椎间融合是一项非常普遍的技术，具有如下3个优点：①去除作为疼痛来源的椎间盘组织；②高融合率；③恢复椎间隙高度和腰椎前凸。腰椎椎间融合包括经前路椎间融合，经后方椎间融合，经椎间孔椎间融合或内窥镜下经腹膜外入路侧方椎间融合。已有文献报告了微创腹膜后经腰大肌途径侧方椎间融合术。这项技术是在神经电生理监护和透视引导下在腹膜后腔隙经腰大肌完成的。
在L4/L5水平以下，髂骨翼阻挡了从侧方显露椎间隙。腰丛位于腰大肌的后半部分内，因此对腰大肌前1/3至前1/2的区域进行有限的剥离可以降低神经损害的风险。此外，术中使用肌电图监护也可以降低神经损害风险。在处理椎间隙和植入椎间融合器时应避免破坏骨终板，通过正侧位透视来确定椎间融合器的方向。椎间融合可以通过恢复神经孔高度及脊柱矢状位排列来实现对椎间孔的间接减压。根据每一个体的情况来决定是否还需要进行后方融合和减压。Knight报告了接受微创侧方腰椎椎间融合术的43例女性病人和15例男性病人的早期并发症：6例术后出现感觉异常性股痛，2例发生L4神经根损伤。
Ozgur报告了13例接受单节段或多节段侧方腰椎椎间融合术的病例，所有病人术后疼痛得到明显缓解，功能性评分得到了改善，并且没有并发症的发生。Anand报告了12例同时接受侧方椎间融合和L5/S1经骶骨椎间融合的病例。平均融合3.6个节段，Cobb角由术前18.9°矫正至术后6.2°。Pimenta采用侧方融合技术治疗了39例病人，平均融合2个阶段，侧弯角度由术前平均18°改善至术后平均8°，腰椎前凸角度由术前平均34°增加至术后平均41°。所有病例在手术当天可以下地行走并进行普通膳食。平均失血量小于100ml，平均手术时间200min，平均住院时间2.2d。疼痛评分和功能评分术后均得到了改善。在一更大宗的病例中，Wright报告了来自多个研究机构的145例病人，因腰椎退变性疾病接受侧方腰椎椎间融合术。融合的节段为1～4个（72%为单节段；22%两节段；5%三节段；1%四节段）。椎间支撑物（86%为PEEK材料；8%为同种异体移植物；椎间融合器为6%）分别与骨形成蛋白（52%），脱矿骨基质（39%）自体骨（9%）联合使用。20%的手术单独采用椎间融合，23%采用侧方钉棒系统，58%使用后方椎弓根螺钉系统。平均手术时间为74min，平均失血量为88ml。有2例发生短暂的生殖股神经损伤，5例出现暂时的屈髋力量减弱。大多数病人在手术后当天便下地行走。(https://www.daowen.com)
Akbarnia报告了13例病人采用多节段侧方融合治疗大于30°的腰椎侧弯。平均融合3个节段，所有病例均同时进行后方融合和固定。平均随访9个月，腰椎侧凸和前凸均得到了实质性改善。1例因椎间植入物移位需要进行翻修手术，1例在进行侧方融合的切口部位出现疝。所有病例在术后6个月内腰大肌无力或大腿麻木，无力症状均消失。与手术前相比，短期术后VAS评分、SRS－22评分、ODI评分均得到改善。Anand在其一组12例病人的研究中，得到了相似的结果。融合节段2～8个（平均3.64个），前路操作的平均出血量为163.89ml，后方经皮椎弓根螺钉固定的平均出血量为93.33ml。前路操作的平均手术时间为4.01h，后路操作的平均时间为3.99h。Cobb角由术前平均18.93°改善至术后平均75d时的6.19°。
（五）微创后路固定技术
微创椎弓根螺钉植入可以采用经皮或旁正中小切口入路实现，其目的都是为了尽量保护多裂肌的功能。经皮椎弓根螺钉植入技术是在透视引导下采用。Jamshidi套管针进行椎弓根穿刺，将套管针植入椎弓根内后拔出穿刺针，沿套管插入导丝。沿导丝安放序列扩张导管将软组织扩开，然后在导丝的引导下进行攻丝和中空椎弓根螺钉的植入。连接棒可以采用经皮的方式安放以减少对软组织的损伤。
微创小切口椎弓根螺钉植入技术是在椎弓根外侧缘稍偏外做一纵向切口，然后在多裂肌和最长肌之间进行分离。在对软组织进行逐级扩张之后，安放工作通道，显露峡部及头侧和尾侧的乳状突，采用高速磨钻开口，然后以椎弓根探子锥入椎弓根。使用中空或非中空椎弓根螺钉均可。在工作通道下可以对峡部，关节突关节，横突做去皮质处理以进行植骨融合。
相比经皮椎弓根螺钉植入技术，微创小切口植入技术有如下几个优点：首先，可以直视下辨认解剖结构，使用中空或非中空椎弓根螺钉均可。其次，该技术显露出较大的区域来进行后方植骨融合操作。然而，采用微创小切口植入技术有可能伤及脊神经后支的内侧支，该神经向下走行至尾侧节段的横突，向后方走行发出分支支配多裂肌、横突间肌和横突间韧带，以及头侧节段的关节突关节。因此经过乳突植入椎弓根螺钉时能够损伤脊神经后支的内侧支，使得头侧节段的关节突关节失去了该神经的支配。Regev对两种微创椎弓根螺钉植入技术在尸体上进行比较研究，结果发现微创小切口植入技术更易造成脊神经后支内侧支的损伤。他建议如果想降低邻近头侧节段的多裂肌失神经支配，在邻近头侧节段最好采用经皮植入技术。
已有研究报告了微创椎弓根螺钉植入技术的安全性和精确度。Ringel评估了经皮植入在103例病人体内的488个椎弓根螺钉。结果发现仅有3%螺钉的位置不能接受，9个螺钉需要进行翻修重置。所有这些研究均反映了微创后路脊柱固定的安全性和有效性。在对130项研究，植入的37337枚椎弓根螺钉的荟萃分析结果表示，总体的螺钉植入精确度为91.3%。
（六）局限性和缺点
1.射线照射
在所有的微创椎弓根螺钉植入技术中，经皮植入技术对软组织的损伤最小，因此常被应用于单节段或多节段的融合手术。然而该技术的应用依赖于术中多维透视监测。采用先进的多维透视设备，在一个节段上植入两枚椎弓根螺钉需要10min或更长时间，然而应用侧方透视方法完成一个节段的时间不到5min。随着应用先进多维透视设备所带来的植入时间延长，射线的累计暴露量也相应增加。
有研究报告透视引导下植入椎弓根螺钉使外科医生接受的射线剂量是非脊柱骨科手术所接受射线量的10～12倍。尽管如此，由于C型臂所带来的便利和高度精确性，使得术中透视监测已成为先进的微创脊柱外科手术的必要组成部分。一项前瞻性研究分析了接受微创TLIF手术的24例病人的射线暴露量，结果提示每例病人的平均照射时间为1.69min（0.82～3.73min），作者认为与一般透视监测下的介入操作相比，该射线暴露量较低。Kim的研究表明，在微创TLIF手术中使用导航辅助可以使外科医生在图像获取时离开手术区域，从而显著地减少射线暴露量。除了能够减少射线暴露外，应用导航还能够避免使用铅衣保护，且术后不需要透视。
2.微创脊柱外科手术的学习曲线
操作技术上的难度和缺乏足够的训练阻碍着微创脊柱外科技术的广泛应用。Webb的一项调查显示，大多数的脊柱外科医生认为微创脊柱外科技术是有效的，并且希望自己能够开展更多的脊柱微创手术。然而因为上述两点的限制，大多数的医生并没有继续开展脊柱微创手术。Nowitzke评估了微创工作通道下减压手术的学习曲线，在他们开展的头7个病例中有3例中途转换为开放手术，然而在随后的28例中无一例转换。Villavicencio发现脊柱微创手术具有更高的手术期间并发症发生率。Dhall发现具有较高的器械相关的并发症发生率。Peng报告，和开放TLIF相比，微创TLIF手术时间更长。为了改善微创脊柱外科手术的学习曲线则需要更好地理解手术操作过程中最具挑战的部分，从而研发出更合适的手术器械，此外完善培训技巧也非常重要。
（七）后外侧经皮椎间孔镜下椎间盘切除术（PELD）
经皮椎间盘切除减压治疗腰椎间盘突出症经历了20余年的发展历史。在Craig侧后路经皮腰椎间盘穿刺活检途径的基础上，Hijilkata和Onik等先后报告侧后路经皮腰椎间盘手动和自动切除术，Kambin等报告了内窥镜辅助下的腰椎间盘切吸术，随后Forst和Schreiber等又分别报告了内窥镜直视下的腰椎间盘切除减压术。随着微创脊柱内窥镜和手术器械的不断改进和发展，以及先进手术设备如激光、射频和导航的临床应用，经皮椎间孔镜技术发生了革命性改变。从早期的后外侧经皮腰椎间盘盲切，发展到当今内窥镜辅助下的切吸；从过去单纯经Kambin安全三角区进入椎间盘内行间接的椎间盘减压YESS技术，发展到当今能直接经椎间孔进入椎管内行直接神经根松解和减压TESSYS技术；从过去只能做单纯的包容性腰椎间盘突出，发展到能完成各种类型的腰椎间盘突出和脱出的直接手术摘除，以及椎间孔狭窄的经皮椎间孔扩大成形术。该手术已成为当今最具发展潜力和最微创的脊柱内窥镜技术。现正努力探索经皮椎间孔镜下的腰椎融合、髓核置换和干细胞移植等手术。
PELD是经后外侧入路，通过椎间孔“安全三角工作区”进入椎间盘。该区位于纤维环的后外侧，可允许器械安全通过而不至于损伤出行神经根。后外侧经皮椎间孔镜下微创椎间盘切除术可局麻下操作，这样手术者可以在植入工作通道时获得患者的直接反馈以避免损伤神经根。尽管该手术的优势显著，如极少的出血、微小手术创伤与瘢痕，但仍存在一些缺陷。如患者髂嵴位置较高，或患者的椎间隙已塌陷，就很难找准通道的精确植入点。而且如果椎间盘碎片已经游离，则手术操作比较困难。对于需要全麻或深度镇静的患者，神经根损伤的风险也较高。
经皮椎间孔镜下腰椎间融合是未来重要发展方向。目前学者们尝试过一个特殊手术工具向椎间盘内填充有凝胶或高聚物膨胀装置的球囊，球囊就可膨胀到所需的大小。另一个途径是采用可膨胀椎间融合器，通过经皮椎间孔“安全三角工作区”植入椎间盘内后，撑开膨胀到合适大小，从而实现真正微创经皮椎间植入、椎间撑开固定和融合目的。材料上可采用记忆镍钛合金，它具有温度成型记忆功能，并具备超高的弹性行为，尽管很难植入椎间盘，但可设计尺寸较小的变形椎间融合器，植入椎间盘后再回复形状以达到微创椎间融合。目前，材料上已经实现了PEEK材料可膨胀椎间融合器的研制，并已经用于临床。
经皮椎间孔下椎间盘切除术虽然具有许多优点，但也存在不足。内窥镜下的手术使外科医生视觉局限于内镜摄像头的狭小视野，二维空间，而且镜头又常被血液、水雾阻挡，存在损伤重要神经血管和脏器的风险，这也是脊柱内窥镜手术临床应用受限的原因。为保证手术的精准和安全，医生们又必须要在X线透视下进行操作，从而承受大量X线的照射。针对脊柱内窥镜下对医生与患者所造成的手术风险，最有意义的进展是影像导航技术的临床应用。影像导航通过术前和术中某一患者的个体数据进行解剖定位、显示器械轨迹和位置，从而增强外科医生控制器械及特殊解剖结构的能力。我们推测未来经皮椎间孔下微创椎间盘切除术将演变为影像导航引导下的精确操作。当然，经皮椎间孔下椎间盘切除术中使用影像导航技术目前仍存在：①图像尚不能清晰显示神经根，这样就很难完全避免神经根损伤。②导航系统需要固定骨性标志来进行影像配准，但后外侧经皮椎间孔下椎间盘切除术中其终端是椎间盘内，并未涉及骨性标志。骨表面的套合配准不完全精确，即便是可信的，由于抵达工作区的距离较长也会产生较大的不准确性。解决这一问题的办法是使用术中生物传感器。微处理器技术的进步已产生了智能传感器，它在一块集成电路芯片上集成了感知和数据处理功能并用于医疗用途。该传感器可植入椎间盘内或椎间盘外并能检测物理、化学和生物的改变。Andrews等使用这一技术在不同条件下进行体内即时分辨组织，目的在于改进该技术用于即时分辨神经根和周围组织，并寻找后外侧经皮椎间孔下椎间盘切除术器械进入椎间隙的正确安全位点。