基于电磁引导的超声导航技术在腰椎等离子髓核成形术中的应用效果分析

杨 林 鹿洪辉 于光辉 陈瑞松 牟晓勇

1.武警北京市总队第三医院骨科，北京 100141；2.北京汇影互联科技有限公司，北京 100193

基于电磁引导的超声导航技术在腰椎等离子髓核成形术中的应用效果分析

杨 林1鹿洪辉1于光辉1陈瑞松2牟晓勇2

1.武警北京市总队第三医院骨科，北京 100141；2.北京汇影互联科技有限公司，北京 100193

目的探讨基于电磁引导的超声导航技术在腰椎等离子髓核成形术中的应用效果。 方法选取2014年5～9月的56例腰椎间盘突出症患者作为研究对象，在超声导航下行侧后路腰椎间盘穿刺，观察术中情况及手术耐受性，记录手术并发症。 结果56例均顺利完成手术，以穿刺点与C型臂透视预设点间的距离＜5mm为穿刺成功标准，穿刺到位率为91.3%（95/104）；以穿刺点与C型臂透视预设点间的距离＜4mm为穿刺成功标准，穿刺到位率为89.4%（93/104）。超声导航的平均时间为（16.3±3.2）min。术后腰痛VAS评分从术前的（7.83±1.12）分下降到术后第1天的（2.41±0.84）分，末次随访时为（1.27±0.56）分，与术前比较，差异有统计学意义（t=2.391，P=0.023）。ODI评分由术前的（56.32±9.41）分下降到末次随访时的（8.61±3.41）分，差异有统计学意义（t=2.668，P=0.016）。在末次随访时的改良Macnab疗效评定中，优45例，良8例，可3例，优良率为94.64%（53/56）。 结论基于电磁引导的超声导航技术在腰椎等离子髓核成形术中的应用到位率高，操作简便，疗效确切，减少了射线接触，安全性好。

电磁引导；超声导航技术；等离子髓核成形术

腰椎等离子髓核成形术治疗椎间盘性腰痛效果确切，安全性高，文献报道术后优良率可高达87.9%，且并发症少见［1］。该技术需要经皮穿刺，一般在C型臂X线机透视引导下定位，因此患者和医务人员不可避免地要受到射线辐射［2-4］。由于椎间盘位置较深，周围有骨性结构，超声检查椎间盘需要一定的经验技巧，传统的B超影像引导对探头的位置和操作手法要求较高，且穿刺路径一般不在椎间盘横断面，只有针尖在该平面，因此引导穿刺到位有一定困难［5-7］。基于电磁引导的超声导航技术是将电磁针芯置入套管针内穿刺，电磁感应装置能将针在超声平面的投影位置显示于超声屏幕，并提示下一步穿刺方向，能实时引导穿刺针到达超声平面，因此该技术是一种应用更加方便的导航技术［8-10］。本研究应用该技术为56例腰间盘突出症患者实施了等离子髓核成形术，取得了较满意效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年5～9月的56例腰椎间盘突出症患者作为研究对象，其中男性33例，女性23例；年龄19～54岁，平均38.4岁；症状以腰痛为主，41.1%的病例伴有臀部、大腿麻木或疼痛，无小腿和足部症状；无大小便失禁等马尾神经综合征表现；病程6～48个月，平均11.5个月；单间隙病变者8例（其中L4～5间隙7例，L5～S1间隙1例），双间隙（L4～5和L5～S1间隙）病变者48例。术前所有患者均行X线腰椎正侧位片、腰椎核磁检查，X线检查未见肿瘤、滑脱等病变；磁共振显示椎间盘均有不同程度的膨出或突出，但没有脱出游离，硬膜囊和神经根有不同程度受压表现，侧隐窝和椎间孔未见狭窄。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 纳入和排除标准

纳入标准：①中青年腰痛患者，保守治疗3个月以上无效者；②伴或不伴下肢麻木、疼痛症状，有下肢症状者部位以臀部和大腿为主，膝关节以下一般无不适症状；③腰椎核磁检查显示椎间盘均有不同程度的膨出或突出，硬膜囊和神经根有不同程度受压表现。

排除标准：①保守治疗有效者；②腰椎X线显示骨折、畸形、滑脱或肿瘤；③腰椎核磁显示椎间盘有脱出游离，侧隐窝或椎间孔狭窄；④有马尾神经综合征表现；⑤怀孕者或哺乳期；⑥感染；⑦由于该导航技术产生磁场，安装心脏起搏器者禁用；⑧全身条件差，不能耐受手术者。

1.3 手术方法

采用基于电磁引导的超声导航技术为入选患者实施等离子髓核成形术。患者取俯卧位，B超在腰椎棘突旁取矢状面确定手术节段，再用C型臂透视验证，该椎间隙在体表划线，取腋后线与髂脊上缘线的交点为进针点，根据进针点与椎间隙的距离估计进针角度，一般针尾向头端倾斜30°～50°，向背侧倾斜25°～45°。术野常规消毒铺单，超声探头用无菌手套包裹后，再用无菌套包裹探头联线，将低温等离子消毒好的电磁针芯置入与之匹配的18 G套管针。局部麻醉后，在进针点上方取矢状面超声图像，再次确定穿刺间隙；在超声引导下将套管针置入椎间隙，再将探头置于该间隙后方取横断面，观察针尖在该间隙的位置，超声引导下将针尖停留在椎间盘突出的靶点（图1，图2），记录超声导航花费的时间；再用C型臂X线机正侧位透视（图3），分别测量正侧位针尖和透视预设点之间的距离，并计算平均值。位置满意后拔出针芯，置入等离子刀头，调整主机治疗强度为3，脚踏Coblation踏板3～5 s，观察患者反应，一般会有下肢轻度抽动反应，如果反应较大，适当降低治疗强度；再将等离子刀头退回1～2 mm，脚踏Coagulation踏板8～10 s，多点消融。治疗结束后拔出等离子刀头，常规注入2 ml曲安奈德，术后静脉滴注抗生素3 d；术后当天卧床休息，次日戴腰围下地活动，第3天开始腰背肌锻炼，术后3月内避免负重和剧烈活动。

图1 术前MRI影像提示手术靶点位置图

图2 穿刺针进入椎间盘的超声影像图

图3 C型臂X线机验证图像

1.4 观察指标

术前和术后用疼痛视觉模拟评分（visual analogue scales，VAS）和Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index，ODI）评估患者术后改善情况，用改良Macnab疗效评定标准评估手术效果。VAS评分是国际通行的疼痛评估方法，采用10分制标准，分值越高，表明疼痛程度越重。ODI评分是国际通行的评估腰椎功能方法，采用问卷调查方式，共10个问题，包括疼痛、生活自理、提物、步行、坐位、站立、睡眠、性生活、社会生活、旅游；满分50分，分值越高，表明功能障碍越严重。改良Macnab疗效评定标准也是国际通行的评估腰椎功能方法，其特点是可以具体显示各腰椎功能等级的分布情况，而且操作简单，只需按照标准分为优、良、可、差4级即可，还可以计算优良率进行比较，但是评估结果在量化方面的精细程度较差，因此经常与ODI评分结合使用。

1.5 统计学处理

采用SPSS 18.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 穿刺结果

56例均顺利完成手术，术中患者耐受性好。超声导航下共进行穿刺104次，其中L4～5间隙55次，L5～S1间隙49次。由于髂脊和椎体边缘骨赘阻挡，穿刺L5～S1间隙较L4～5间隙明显困难，C型臂透视检查针尖全部在椎间隙内，无一例穿刺到椎管内或腹腔内。在L4～5和L5～S1间隙的穿刺点与C型臂透视预设点间的平均距离分别为（2.25±1.24）mm和（2.64±1.45）mm。以穿刺点与C型臂透视预设点间的距离＜5 mm为穿刺成功标准，穿刺成功率为91.3%（95/104）；以穿刺点与C型臂透视预设点间的距离＜4 mm为穿刺成功标准，穿刺成功率为89.4%（93/104）。超声导航的平均时间为（16.3±3.2）min，穿刺L5～S1间隙花费时间较L4～5间隙平均多（6.6±1.3）min。

2.2 治疗效果

随访2～6个月，平均（3±0.4）个月。全部病例的腰痛症状明显缓解，日常生活功能明显改善。术后腰痛VAS评分从术前的（7.83±1.12）分下降到术后第1天的（2.41±0.84）分，末次随访时为（1.27±0.56）分，与术前比较，差异有统计学意义（t=2.391，P=0.023）。ODI评分由术前的（56.32±9.41）分下降到末次随访时的（8.61±3.41）分，差异有统计学意义（t=2.668，P=0.016）。在末次随访时的改良Macnab疗效评定中，优45例，良8例，可3例，优良率为94.64%（53/56）。全部病例无感染、神经损伤等并发症。

3 讨论

基于电磁引导的超声导航技术是近年出现的一种新技术，通过电磁感应将穿刺针的位置实时显示于超声屏幕，并在超声平面显示针的前进方向投影，从而引导穿刺针到达靶点位置。已有研究将该导航技术应用于腰脊神经后内侧支阻滞［11-13］，该部位的局部解剖在超声检查图像认识上也得到了很大提高，这些进步都为这一新导航技术在微创骨科的应用提供了基础［14-15］。目前微创骨科的导航方法仍然以C型臂X线机或者CT为主，不可避免地要受到射线辐射，传统的超声影像导航没有穿刺针运动方向提示，应用受到很大限制。基于电磁引导的技术正好弥补了这一缺陷。本研究将这种新的导航技术应用在腰椎等离子髓核成形术中，经X线验证到位率高，无一例穿刺到椎管内或腹腔内，术中和术后无不良反应和并发症，术后随访患者感觉腰痛缓解明显，功能改善显著，取得了满意效果，提示该技术准确性高、容易掌握。

该技术在实施过程中主要有以下难点。①对腰椎局部超声图像的熟悉：超声探头在体表的位置发生变化，则对应腰椎的局部解剖也发生变化，应选择后正中线和进针点附近两处探头检查位置。后正中线的矢状面有利于手术节段的定位，横断面有利于观察针道的方向和针尖进入间盘的位置。进针点处于侧后方入路，探头在此扫描，穿刺针正好接近探头扫描平面，即针在超声平面的投影与针的实际位置比较吻合，而且侧后方扫描能观察到关节突关节，该导航实时引导穿刺针紧贴关节突外侧进入椎间盘，保证了手术进针的最佳路线，更重要的是侧后路扫描还能观察到椎间孔位置，可以避免穿刺针进入椎间孔而误伤椎管内部重要结构。②对手术区域的无菌准备：由于手术过程需要超声设备，因此在术区皮肤和器械消毒方面要进行必要的设计。采用C型臂X线机引导时，操作范围较小，术区皮肤消毒范围相应较小，铺无菌单也相对简单。超声导航时，探头需要在皮肤上接触扫描，操作范围较大，术区皮肤消毒范围相应增大，无菌单覆盖范围也需要增加。超声探头比较娇贵，消毒液会损害其使用性能，因此要用无菌手套包裹探头，再用无菌套包裹探头联线，术中使用无菌耦合液时严格避免将耦合液带入体内。电磁感应针芯及其联线使用低温等离子消毒方法，使用在有效期内的一次性灭菌穿刺针和等离子刀头。总之，在无菌观念的指导下，将术区皮肤和手术器械彻底消毒，将感染的可能性降到最低。

研究显示，该导航技术在腰脊神经阻滞中有较高的到位率和安全性［16-18］，本研究也达到了较高的到位率和安全性，提示该导航技术容易掌握。骨科医生对腰椎局部解剖比较熟悉，一般在超声检查20例以上就能掌握基本检查方法，更换探头位置后，超声图像变化较大，需要结合解剖模型反复揣摩体会，以提高读图能力。本研究显示，超声导航并不需要很长时间，在早期学习中花费的时间相对较长，但一般也不超过30min。由于陡峭髂脊、肥大横突和椎体边缘骨赘阻挡，穿刺L5～S1间隙较其他间隙稍微困难，花费时间较多，建议初学者从L4～5间隙开始，通过X线验证能更快掌握该技术。理解该导航的关键在于认识到超声屏幕上的针道是针体在当前扫描平面的投影，针道的延长线与该平面的交点是针尖实际将到达的位置。最后再次强调：由于该导航技术产生磁场，因此安装心脏起搏器者禁用。

［1］任大江，李放，杜随勇，等.等离子髓核成形术治疗非特异性腰痛长期随访结果分析［J］.中国脊柱脊髓杂志，2013，23（11）：979-983.

［2］Kelekis AD，Filippiadis DK，Martin JB，et al.Standards of practice：quality assurance guidelines for percutaneous treatments of intervertebral discs［J］.Cardiovasc Intervent Radiol，2010，33（5）：909-913.

［3］Seze M，Saliba L，Mazaux J.Percutaneous treatment of sciatica caused by a herniated disc：an exploratory study on the use of gaseous discography and Discogel in 79 patients［J］.Ann Phys Rehabil Med，2013，56（2）：143-154.

［4］Stagni S，de Santis F，Cirillo L，et al.A minimally invasive treatment for lumbar disc herniation：DiscoGel®chemonucleolysis in patients unresponsive to chemonucleolysiswith oxygen-ozone［J］.Interv Neuroradiol，2012，18（1）：97-104.

［5］Chin KJ，Perlas A，Singh M，et al.An ultrasound-assisted approach facilitates spinal anesthesia for total joint arthroplasty［J］.Can JAnaesth，2009，56（9）：643-650.

［6］Guarnieri G，Vassallo P，Pezzulo M，et al.A comparison of minimally invasive techniques in percutaneous treatment of lumbar herniated discs［J］.Neuroradiol J，2009，22（1）：108-121.

［7］GuarnieriG，De DominicisG，Muto M.Intradiscal and intramuscular injection of discogel-radiopaque gelified ethanol：pathological evaluation［J］.Neuroradiol J，2010，23（2）：249-252.

［8］Kopac DS，Chen J，Tang R，et al.Comparison of a novel real-time SonixGPS needle-tracking ultrasound technique with traditional ultrasound for vascular access in a phantom gelmodel［J］.JVasc Surg，2013，58（3）：735-741.

［9］Moore RA，Straube S，Derry S，et al.Chronic low back pain analgesic studies：amethodologicalminefield［J］.Pain，2010，149（3）：431-434.

［10］Lotz JC，Haughton V，Boden SD，et al.New treatments and imaging strategies in degenerative disease of the intervertebral disks［J］.Radiology，2012，264（1）：6-19.

［11］Lee PJ，Tang R，Sawka A，et al.Brief report：real-time ultrasound-guided spinal anesthesia using Taylor's approach［J］.Anesth Analg，2011，112（5）：1236-1238.

［12］Chin KJ，Chan VW，Ramlogan R，et al.Real-time ultrasound-guided spinal anesthesia in patients with a challenging spinalanatomy：two case reports［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2010，54（3）：252-255.

［13］Chin KJ，Chan V.Ultrasonography asa preoperative assessment tool：predicting the feasibility of central neuraxial blockade［J］.Anesth Anal，2010，110（1）：252-253.

［14］Chin KJ，Karmakar MK，Peng P.Ultrasonography of the adult thoracic and lumbar spine for central neuraxial blockade［J］.Anesthesiology，2011，114（6）：1459-1485.

［15］叶乐，郑拥军，朱紫瑜，等.超声引导下射频毁损腰脊神经后内侧支治疗腰椎小关节综合征［J］.上海医学，2012，35（6）：476-480.

［16］Niazi AU，Chin KJ，Jin R，et al.Real-time Ultrasoundguided spinal anesthesia using the SonixGPSUltrasound guidance system：a feasibility study［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2014，58（7）：875-881.

［17］Wong SW，NiaziAU，Chin KJ，etal.Real-time Ultrasoundguided spinal anesthesia using the SonixGPS needle tracking system：a case report［J］.Can JAnesth，2013，60 （1）：50-53.

［18］Kaur B，Tang R，Vaghadia H，et al.Ultrasound-guided thoracic paravertebral block using the SonixGPS system in human cadavers［J］.Can J Anesth，2013，60（3）：331-332.

APPlication effect analysis of electromagnetic navigation technology of ultrasound-guided in lumbar Plasma Plasty of nucleus PulPosus

YANG Lin1LU Hong-hui1YU Guang-hui1CHEN Rui-song2MOU Xiao-yong2
1.Department of Orthopedics，the Third Hospital of Beijing Armed Police Force，Beijing 100141，China；2.United Imaging Systems Co.，Ltd.，Beijing 100193，China

Objective To explore the application effect of electromagnetic navigation technology of ultrasound-guided in lumbar plasma plasty of nucleus pulposus.Methods 56 caseswith lumbar disc herniatio from May 2014 to Septemberwere selected and given the road of downstream lateral lumbar disc puncture in electromagnetic navigation technology of ultrasound-guided.The final needle tip position was checked with fluoroscopy.The intraoperative situation and operation tolerancewas observed，and the operation complication was recorded.Results All operationswere successfully performed.The success rate was 91.3% （95/104）when the limited average distance between fluoroscopy-designed and punctured points was＜5 mm.The success rate was 89.4% （93/104）when the limited average distance between fluoroscopy-designed and punctured points was＜4 mm.The average ultrasound-guided time was（16.3±3.2）min.The VAS score at preoperation was improved from （7.83±1.12）points to （2.41±0.84）points at the first day of postoperation，and the VAS score at last follow-up was（1.27±0.56）points，therewas significant difference（t=2.391，P=0.023）.The ODIscore was improved from（56.32±9.41）points at preoperation to（8.61±3.41）points at last follow-up，there was significant difference （t=2.391，P=0.023）.Evaluation of curative effect in the improvement of Macnab at the last follow-up，45 cases were excellent，8 caseswere good，3 caseswere general，the excellent and good ratewas 94.64%（53/56）.Conclusion The application availability rate of electromagnetic navigation technology of ultrasound-guided in lumbar plasma plasty of nucleus pulposus is high，which is simple and effective，can reduce the radiation contact，has good security.

Electromagnetic navigation；Ultrasound-guided technology；Plasma plasty of nucleus pulposus

R197.39

A

1674-4721（2015）02（c）-0040-04

2015-01-14本文编辑：祁海文）

国家科技支撑计划项目（2012BAI19B01）