一種新型全脊椎切除間盤切割器的研制

林斌，薛超，何明長

中國人民解放軍第175醫(yī)院 骨科醫(yī)院，福建 漳州 363000

一種新型全脊椎切除間盤切割器的研制

林斌，薛超，何明長

中國人民解放軍第175醫(yī)院 骨科醫(yī)院，福建 漳州 363000

全脊椎切除，對于脊柱腫瘤的治療發(fā)揮著重要作用。手術(shù)時(shí)間長、解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、椎間盤及韌帶離斷困難成為制約該手術(shù)發(fā)展的主要因素。本研究基于“T-saw”方法離斷椎間盤、韌帶時(shí)存在損傷周邊重要組織的風(fēng)險(xiǎn)，研制了全脊椎切除間盤切割器。該型切割器整體結(jié)構(gòu)簡單，主要由刀頭、刀架、刀桿、旋鈕、擋鉤、通槽、支架、主體、握柄等部件構(gòu)成?；⌒螕蹉^與椎體前方的半弧形前壁貼合，將刀頭瞄準(zhǔn)椎間盤組織，旋動(dòng)切割器的旋鈕，將外力轉(zhuǎn)變?yōu)榈额^的切割力，實(shí)現(xiàn)對椎間盤、韌帶的切割。該切割器相較于傳統(tǒng)器械（T-saw），可避免術(shù)中脊髓震蕩及脊髓的意外損傷。此外，該型切割器擁有較強(qiáng)的切割能力，結(jié)構(gòu)簡單、易操作。可用于開創(chuàng)一種全新的椎間盤及韌帶切割方法，降低椎間盤及韌帶切割過程中的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

脊柱；全脊椎切除；椎間盤切割；手術(shù)器械

引言

脊柱腫瘤的治療，手術(shù)切除仍是主要的治療方式。隨著Enneking分期[1]、WBB[2-3]分期以及Tomita分期[4]的提出，為脊柱腫瘤的切除范圍提供了更為全面的指導(dǎo)?；甲档纳舷陆K板、椎間盤結(jié)構(gòu)、脊椎周圍的韌帶組織、骨膜，將腫瘤封閉在一個(gè)相對獨(dú)立的空間內(nèi)，起到一定意義上的隔離作用，為全脊椎切除創(chuàng)造了條件。對于原發(fā)性惡性腫瘤、侵襲性良性腫瘤、單發(fā)轉(zhuǎn)移癌但預(yù)計(jì)生存時(shí)間較長，采用全脊椎切除術(shù)（Total En Bloc Spondylectomy，TES）治療[5-6]，逐漸被多數(shù)脊柱外科醫(yī)生所認(rèn)可。

傳統(tǒng)經(jīng)后路全脊椎切除手術(shù)時(shí)，在完成患椎的暴露及患椎上、下方脊椎的椎弓根釘置入后，用T-saw[7]患椎兩側(cè)的椎弓根離斷，將患椎的后方結(jié)構(gòu)（棘突、椎板、上下關(guān)節(jié)突和部分椎弓根）移除，再用釘棒系統(tǒng)將一側(cè)暫時(shí)進(jìn)行固定后，T-saw切割、離斷患椎上下方椎間盤和韌帶，用手緩慢將患椎椎體旋轉(zhuǎn)移出。其中，在切割椎間盤之前，先將椎體前方軟組織松解，用長壓腸板穿過椎體前方，隔離前方組織，同時(shí)用脊髓保護(hù)器保護(hù)脊髓，松解椎體后方組織，最后用T-saw緩慢切割椎間盤和韌帶[8]。然而，在椎體前、后方軟組織松解過程中，會(huì)增加周圍軟組織的損傷，導(dǎo)致出血量增加；為減少出血量，減慢術(shù)中操作速度，這又會(huì)延長手術(shù)時(shí)間，增加感染的風(fēng)險(xiǎn)[9]。此外，傳統(tǒng)器械的使用，如拉動(dòng)T-saw離斷椎間盤的過程存在損傷血管、震蕩脊髓的風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)中保護(hù)不到位，操作時(shí)力量不均勻誤傷血管及脊髓，都會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果[10]。工欲善其事必先利其器，一臺(tái)手術(shù)的成功，不僅需要術(shù)前精心的準(zhǔn)備以應(yīng)對術(shù)中可能出現(xiàn)的各種狀況，優(yōu)良的技藝完成手術(shù)還需要有效、順手的器械。從而，研制出一種全脊椎切除間盤切割器，用于快速、有效的切割患椎的前、后縱韌帶及椎間盤組織，從而利于患椎椎體的移出，是非常有實(shí)用價(jià)值的。

1 材料與方法

1.1 全脊椎切除間盤切割器基本結(jié)構(gòu)

全脊椎切除間盤切割器的基本結(jié)構(gòu)，見圖1。由圖1可以得知，該型椎間盤切割器主要由刀頭、刀架、刀桿、梯形螺紋、旋鈕連接凸起、旋鈕、擋鉤、通槽、支架、主體及握柄構(gòu)成。

圖1 全脊椎切除間盤切割器的基本結(jié)構(gòu)

全脊椎切除間盤切割器的實(shí)物圖，見圖2。

圖2 全脊椎切除間盤切割器的實(shí)物圖

1.2 全脊椎切除間盤切割器切割的基本原理

切割器前方的弧形擋鉤，可與椎體前方的半弧形結(jié)構(gòu)相互貼合，刀頭可在有限的通槽內(nèi)滑動(dòng)。將刀頭瞄準(zhǔn)椎間盤組織，旋動(dòng)切割器上方的旋鈕，通過梯形螺紋產(chǎn)生向下的壓力，并通過刀桿、刀頭，將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍懈盍?，?shí)現(xiàn)對椎間盤、韌帶的切割。通過雙側(cè)的對稱切割，實(shí)現(xiàn)對椎間盤、韌帶的完全切割。

2 結(jié)果

2.1 全脊椎切除間盤切割器對動(dòng)物標(biāo)本切割

我們使用該型切割器對新鮮豬脊椎進(jìn)行切割，見圖3。整個(gè)切割過程中，實(shí)驗(yàn)助手用雙手維持標(biāo)本的穩(wěn)定，避免切割過程中因標(biāo)本晃動(dòng)對切割造成影響。切割開始前，先用T-saw離斷目標(biāo)脊椎的雙側(cè)椎弓根，移除脊椎后方結(jié)構(gòu)，將脊髓暴露。切割器置于標(biāo)本的一側(cè)，刀頭旋起，使切割器下方的擋鉤繞過椎體前方，使其弧形擋鉤與椎體貼合。左手持握柄，刀頭瞄準(zhǔn)椎間盤組織，右手旋動(dòng)旋鈕，對椎間盤組織進(jìn)行切割，直至刀頭行至盡頭。同理，使用該切割器完成對側(cè)另一側(cè)椎間盤及韌帶的切割。兩側(cè)的切割完成后，即可看到椎間盤及韌帶被離斷成為兩部分。

圖3 切割器對動(dòng)物標(biāo)本切割

2.2 全脊椎切除間盤切割器優(yōu)勢

全脊椎切除間盤切割器的優(yōu)勢有：① 無需對脊柱周圍軟組織做過多的剝離；② 切割力量均勻；③ 可降低傳統(tǒng)操作步驟中一些導(dǎo)致脊髓震蕩的風(fēng)險(xiǎn)；④ 切割器前端的弧形擋鉤，可與椎體前緣的弧形結(jié)構(gòu)較好的貼合。這不僅可以保護(hù)椎間盤前方的組織，而且可以限制刀頭在切割末段時(shí)向前方的超范圍移位；⑤ 在切割的過程中，切割器刀頭背面呈凹狀弧形，避免對脊髓造成擠壓損傷；⑥ 刀頭的鋸齒狀刀鋒平移切割時(shí)切割能力強(qiáng)，切割效果好，可順利離斷椎間盤及周圍韌帶；⑦ 切割器擋鉤上設(shè)計(jì)有鏤空的“讓刀槽”，可在切割末段達(dá)到徹底切斷剩余組織的目的；⑧ 刀頭、刀桿、旋鈕三者組裝成為一體，當(dāng)切割器上方的旋鈕旋至最低點(diǎn)時(shí)，刀頭的移動(dòng)被限制讓刀槽的底部，避免刀頭的繼續(xù)前行損傷椎體前方的組織；⑨ 較傳統(tǒng)T-saw離斷椎間盤韌帶方式，這種切割方式操作較為簡單；⑩ 該型切割器結(jié)構(gòu)簡單，易于使用；? 切割器便于消毒、重復(fù)使用。

3 討論

這項(xiàng)發(fā)明是一種骨科手術(shù)器械，特別是一種用于脊柱后路脊椎椎間盤、韌帶切除的手術(shù)器械。在同一切割平面上，左右兩側(cè)對稱切割，可迅速、完整地將椎間盤、韌帶切開，開創(chuàng)了一種全新、簡單、便捷的椎間盤及韌帶切割方法。較傳統(tǒng)T-saw切割，這項(xiàng)發(fā)明可降低傳統(tǒng)手術(shù)器械可能帶來的脊髓意外損傷的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。迅速地將目標(biāo)椎體上下方椎間盤、韌帶離斷，簡化手術(shù)步驟，可有效地縮短手術(shù)時(shí)間，減少感染的概率，減少術(shù)后并發(fā)癥。通過豬脊椎的標(biāo)本試驗(yàn)，該型切割器都能順利離斷椎間盤及韌帶，未發(fā)現(xiàn)損傷周圍組織的情況。

T-saw進(jìn)行骨與椎間盤組織切割時(shí)，為避免線鋸?fù)鶑?fù)運(yùn)動(dòng)摩擦產(chǎn)生大量的熱對血管、脊髓、神經(jīng)根等組織造成損傷，故在切割的過程中，需要持續(xù)的用生理鹽水沖洗降溫。這一方面，該型切割器因是持續(xù)切割，非線鋸式的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故產(chǎn)生的熱量可以忽略，可不用生理鹽水冷卻降溫。此外，傳統(tǒng)方法在切割椎間盤及韌帶前，需要使用特殊的T-saw guide[7]對T-saw進(jìn)行引導(dǎo)，避免重要組織的意外損傷。切割器只需將弧形擋鉤置于椎體前方，刀頭瞄準(zhǔn)椎間盤切割即可，省去引導(dǎo)這一步驟，簡化了操作。

T-saw擁有纖薄、平滑的切割能力得益于其大約0.5 mm的直徑[7]。然而，因在使用過后，其易卷曲、易斷裂，極少第二次使用。全脊椎切除間盤切割器在使用過程中，自身結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生影響下一次使用的巨大形變，經(jīng)高溫消毒后，可再次投入使用。相比T-saw而言，經(jīng)濟(jì)性方面具有一定優(yōu)勢。

該型器械所要面對的絕大多數(shù)是脊柱腫瘤手術(shù)，而腫瘤在一定程度上也可以在切割的過程中發(fā)生轉(zhuǎn)移。Tomita等人曾經(jīng)對T-saw，Gigli saw以及手術(shù)刀三種切割方式所造成的腫瘤種植轉(zhuǎn)移進(jìn)行過對比研究[9]，結(jié)果表明，T-saw安全有效，幾乎不可能引起種植轉(zhuǎn)移。對于該型切割器而言，其刀面光滑，切割過程中其表面幾乎不粘帶組織碎屑。在造成腫瘤種植轉(zhuǎn)移這一方面，我們還沒有與其他器械進(jìn)行比較，結(jié)果還不明確。在今后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，我們會(huì)對這一方面問題做進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論

每一種醫(yī)療器械從研制到投入臨床使用，都需經(jīng)過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人類尸體實(shí)驗(yàn)的不斷測試，期間還要不斷進(jìn)行改進(jìn)，盡可能將該器械的特點(diǎn)發(fā)揮。我們在器械研制的初期進(jìn)行動(dòng)物標(biāo)本模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對該器械進(jìn)行修改。對于存在的不足，需要我們不斷探索。在今后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人類尸體實(shí)驗(yàn)以及利用三維有限元軟件對其進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，會(huì)繼續(xù)改進(jìn)該器械，以趨完美。

[1]韋峰,王宇鳴,劉忠軍,等.年齡對活動(dòng)脊柱節(jié)段骨巨細(xì)胞瘤預(yù)后的影響[J].中國脊柱脊髓雜志,2014,24(6):526-532.

[2]李冬月,劉曉光,劉忠軍.頸胸段脊柱原發(fā)惡性腫瘤的手術(shù)治療現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].中國骨與關(guān)節(jié)雜志,2015,(8):665-668.

[3]趙忠勝,林斌.原發(fā)惡性骶骨腫瘤的外科治療進(jìn)展[J].臨床骨科雜志,2015,(5):627-632.

[4]栗向東,王臻,郭征,等.后路Ⅰ期全脊椎整塊切除治療胸腰椎原發(fā)和轉(zhuǎn)移性腫瘤的療效分析[J].中國骨與關(guān)節(jié)雜志,2014,(5): 336-340.

[5]黃穩(wěn)定,嚴(yán)望軍,肖建如.全脊椎整塊切除術(shù)治療胸腰椎脊柱腫瘤[J].脊柱外科雜志,2015,13(5):315-318.

[6]李冬月,劉曉光,劉忠軍,等.全脊椎切除及脊柱穩(wěn)定性重建治療頸胸段脊柱腫瘤的療效分析[J].中國脊柱脊髓雜志,2014,24 (11):964-970.

[7]Miyakoshi N,Hongo M,Kasukawa Y,et al.En-bloc resection of thoracic calcif ed meningioma with inner dural layer in recapping T-saw laminoplasty: a case report[J].BMC Surgery, 2015,15:82.

[8]周華,姜亮,韋峰,等.胸腰椎腫瘤全脊椎切除手術(shù)入路的選擇與評價(jià)[J].中國脊柱脊髓雜志,2014,24(11):984-990.

[9]林斌,張畢,許洋,等.全脊椎整塊切除治療原發(fā)性胸腰椎腫瘤的療效分析[J].中國骨與關(guān)節(jié)雜志,2014,(5):330-335.

[10]姜復(fù)齡,趙建華,柳峰,等.一期經(jīng)后路全脊椎整塊切除治療胸椎腫瘤18例臨床療效分析[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,36(6): 532-536.

Development of a New Intervertebral Disk Cutter of Total En Bloc Spondylectomy

Total en bloc spondylectomy plays an important role in the treatment of spinal tumors. Long operation time, complicated anatomy structure and diff culty in cutting intervertebral disc and ligament are the main factors that restricting the development of total en bloc spondylectomy. Using traditional saw (T-saw) method to sever intervertebral disk and ligament has the risk of injuring the important structure around vertebra. To lower such kind of risk, the intervertebral disk cutter of total en bloc spondylectomy is developed. This type of cutter has a simple whole structure, which is constituted by cutting head, cutter rest, cutter arbor, rotary knob, cambered hook, cutter grove, holder, main body and grab handle. When the cambered hook f ts the cambered antetheca of vertebral body, cutter head is adjusted to aiming at intervertebral disk, and external force is transformed into cutting force by turning rotary knob, then the intervertebral disk and ligament will be cut off. In addition, compared with T-saw, this new cutter can avoid concussion of spinal cord and accidental injury of spinal cord during operation. Additionally, the cutter has a higher capacity, and easily-operated simple structure. This new cutter opened up a new cutting method of intervertebral disk and ligament, which can reduce the surgical risk during operation.

spine; total en bloc spondylectomy; cutting of intervertebral disk; surgical instruments

LIN Bin, XUE Chao, HE Ming-chang
Orthopaedic Hospital, People’s Liberation Army 175thHospital, Zhangzhou Fujian 363000, China

TH781

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.12.026

1674-1633(2016)12-0098-03

2016-03-02

2016-04-20

專利名稱：全脊椎切除間盤切割器（ZL 2014 2 0531734.8）。

作者郵箱：linbin813@163.com