微创骨科技术的临床应用与发展趋势

作者单位：南方医科大学南方医院创伤骨科 广东广州 510515

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关 键 词：微创外科 微创技术 骨科 应用

注： 本文发表于 武警医学，2008, 19(1): 5-8.

微创理念的确立与微创技术的应用，极大的推动了临床骨科技术的发展，创微技术作为有创技术与无创技术发展的桥梁，近年来，随着现代科技的飞速发展和在骨科领域中的日益广泛应用，特别是医生操作技术的不断成熟，关节镜及配套设备的不断完善，内窥镜、腔镜设备与技术的不断发展，影像技术、计算机技术、虚拟技术应用的不断拓展，组织工程技术、基因技术研究的不断深入，以及人们对健康和美容提出的更高的要求，促进和加速了以人为本的微创骨科的快速发展^[1]。微创的理念、微创的切口、微创的显露、微创的复位与固定、微创的术中与术后处理使得当代骨科的面貌焕然一新，已成为21世纪骨科新的生长点和新技术的孵化器。

一、微创骨科技术的概念

微创技术指以最小的侵袭和最小的生理干扰达到最佳手术疗效的一种新技术^[2]，微创技术是一个广义的概念，它有着比单用内镜、腔镜、介入、小切口、显微外科、导航引导等更为广泛的内涵。它不是独立的新学科或新的分支学科，而是一种比现行的标准外科手术具有更小的手术切口、更佳的内环境稳定状态、更轻的全身反应、更少的瘢痕愈合、更短的恢复时间、更好的心理效应的手术。微创技术强调的不仅仅是一个手术小切口，而且非常强调在保证获得常规外科手术疗效的前提下，通过精确的定位技术，减少手术对周围组织造成的创伤和对病人生理功能的干扰，降低围手术期并发症，促使病人的早日康复。顾名思义，微创骨科则是微创外科技术在骨科领域中的应用。

微创骨科包括微创理念和微创技术两部分内容。目前，学者们对微创骨科的基本概念已经达成以下共识，即通过特殊手术入路，应用一些特殊设备或新的器械，如内窥镜、计算机、影像技术、特殊穿刺针、专用自动拉钩和内固定器材等，以获得一种比传统手术对组织创伤小而手术精确度更高、效果肯定、术后恢复快为目的的新技术和新科学^[3]。

二、微创骨科技术的应用现状

随着微创理念在骨科领域的普及与不断深入，关节镜、内窥镜、腔镜、导航技术及骨科器械的不断更新和快速发展，使以人为本的微创骨科发展方兴未艾，微创骨科涉及的领域和手术种类不断拓展，特别是在创伤、关节、脊柱和导航辅助下等骨科领域中的应用日趋广泛^[1,4~5]。同时，人们也开始用循证医学方法对微创技术在骨科中的应用进行科学总结，使一些骨科微创手术逐步走向成熟，成为定型手术^[4]。

（一）微创技术与骨折治疗

传统的骨折治疗由于强调坚强内固定和解剖结构重建以达到骨折的一期愈合的生物力学观点，尽管有利于关节肌肉的早期功能锻炼，防止“骨折病”的发生，但由于过分追求固定系统的生物力学稳定性，客观上常常以严重损伤骨的血运为代价，而忽视了骨的生物学特性，结果使临床实际应用中产生的一系列并发症也日益突出，诸如常见的术后内固定失败、延迟愈合、骨不连和钢板下骨质疏松等屡屡发生，引发了人们对传统骨折治疗理念的反思。近年来，随着微创技术的发展和对骨折生物学环境与骨折愈合关系认识的不断深入，骨折的固定原则和固定方法发生了重大的变革，从单纯强调骨折固定的机械稳定性向间接复位、生物学固定方式转变，强调微创技术的运用和保护骨折端局部血运的重要性^[1,4~5]，充分体现了骨折个体化治疗的理念。对长管状骨骨折的治疗^[1,4~5]，也由传统的解剖复位坚强固定转变为以维持长骨正常长度、不出现成角及旋转畸形、注意保护骨折局部血供的间接复位和桥接固定技术，尽量维持良好的骨折愈合的生物学环境。在内固定物的设计上，从生物学固定的理念出发，不断改良、改进和更新用于骨折的内植入物，如可减少钢板与骨骼的接触面积的点状及有限接触钢板，以降低或防止局部形成的骨质疏松；采用弹性模量接近骨骼的生物降解材料或应力松弛钢板，以减少应力遮挡效应；增加内固定稳定性兼有内固定钢板与外固定架优点的锁定加压钢板和微创稳定系统，不仅与骨表面接触面积少，对血运破坏少，而且便于复杂关节、干骺端骨折和假体周围骨折等固定。值得注意的是，骨科疾患的微创化手术治疗固然重要，但这与骨折的非手术治疗并不矛盾。手法和手术治疗骨折各有其适应证，而从微创化的角度来看，显然手法治疗更符合微创化的精神，除非手法过于粗暴^[5]。此外，随着微创治疗观念的逐步形成，骨科医生就会有意识地将医源性损伤降低到最低限度，尽量采用简便有效的方法治疗骨科疾患，使组织修复处于较理想的生物学环境中，以利于患者术后的功能康复；客观上又进一步促进了骨折治疗观念的转变^[1,4~5]。

（二）微创技术与关节外科

1、微创全髋关节置换术

尽管目前人工髋关节置换术已经成为治疗髋关节疾患的有效方法，并已取得满意的长期临床疗效。但由于髋关节位置较深，周围肌肉发达，传统的手术入路切口长，软组织剥离多，肌肉破坏严重，术后不可避免的造成患肢肌力减弱，不利于早期功能锻炼；同时广泛的软组织剥离致使患者失血量增多，患者往往出现术后疲劳综合征。随着微创技术在骨科领域的不断拓展，全髋关节置换的微创术式应运而生，目前国内外均有不少报道^[6-9]。与传统的人工髋关节置换术相比，微创全髋关节置换术具有以下优势^[6-9]：更少的失血和肌肉破坏，术后髋关节更加稳定，关节功能恢复更好；更轻的术后疼痛；缩短住院时间，可更快地康复；减少了所需的物理治疗程序；更小的皮肤切口，更小的手术瘢痕；降低了医疗和护理费用，能迅速恢复劳动能力；术后髋关节感染率低，患者近期满意度高。但由于手术视野较小，要求术者熟练掌握局部解剖和小切口操作技巧及微创专用器械^[8]；主要适应于初次的髋关节置换，特别是身材瘦小的患者，而不适合肥胖、有髋关节畸形、僵硬、旋转明显受限的复杂病例和翻修病例；技术的掌握需要较长的学习曲线和严格的培训。

2、微创全膝关节置换术

由于传统的全膝关节置换术的手术切口通常会破坏股四头肌的力学结构或导致髌骨外翻^[10]，寻求更好的切口以解决上述弊端的微创全膝关节置换术应运而生。20世纪90年代后期，Repicci和Erberle等倡导通过有限的外科显露进行单髁置换，获得了满意的疗效，为微创全膝关节置换术奠定了基础。近几年来，微创全膝关节置换术手术得到了不断完善与发展，该技术以髌旁内侧不干扰股四头肌切口为典型^[9,11~12]，其特点是在术中不破坏股四头肌的运动机制、不破坏髌上囊与不翻转髌骨，而不仅仅是皮肤切口较小或手术暴露少就称之为“微创”。与微创全髋关节置换术类似，微创全膝关节置换同样具有的诸多优缺点，由于最大限度地保留伸膝功能，术后膝关节功能恢复更好。但由于手术视野较小，皮肤易拉伤形成较大的瘢痕；要求术者熟练掌握局部解剖和小切口操作技巧并有改良的手术工具和假体才能顺利完成手术；截骨锯路受限，易伤及没有被显露或保护的韧带；骨碎屑和骨水泥不易彻底清除；安装假体受限易引起偏移、力线不良及过早松动。需要指出的是，并不是所有膝关节疾病的患者都适合行微创手术，如膝关节畸形(严重膝外翻和弓形腿膝内翻)、肥胖症、糖尿病、慢性类固醇增高、近期深静脉血栓史、膝关置换术后翻修及其他伴不稳定情况的患者都不适合^[9,12]。此外，微创技术采用的小切口定位要精确，还需要手术器械的不断改进，方便在有限的空间里进行灵活的操作。

3、关节镜介导下的微创骨科

20世纪60年代兴起的关节镜技术，被认为是骨科领域最早的微创技术^[5]。近年来关节镜外科得到了惊人的发展，不仅显著深化了人们对关节局部的活体结构、生理及病理的认识，极大提高了关节疾病的确诊率和诊疗范围，而且完成了许多常规手术很难完成的关节内病变手术；不仅由初创时期单纯的膝关节发展到肩、髋、肘、腕、踝甚至指（趾）间关节，而且从以往关节内疾病的检查诊断发展到镜下的手术治疗和功能重建。膝关节镜下半月板损伤的治疗、前后十字韧带的重建已成为常规定型手术；镜下对关节软骨病灶的清理、打磨、微骨折的治疗等以及滑膜切除、关节粘连松解等都取得了较好的临床疗效；关节镜辅助手术改变了传统关节内骨折切开复位内固定的手术方法，结合应用放射影像增强设备的监视，能微创完成胫骨平台、股骨髁间骨折、桡骨远端骨折及其它关节内骨折的复位与固定。镜下操作可最大程度减少手术创伤，简便易行。随着人们认识的深入和器械的更新，关节镜的种类不断增多，配套器械也不断完善，镜下手术进一步简化，手术时间明显缩短，并发症大大降低，而治疗的准确性和针对性明显提高，对关节功能的干扰进一步缩小，手术适应证不断扩大。关节镜辅助下的微创骨科手术具有创伤小、出血少、恢复快、住院时间短等诸多优点，是一个很有价值、值得研究和应用的方向。激光、射频消融、聚焦超声等高新技术应用于关节镜手术中，可使镜下手术进一步简化，对关节正常生理功能干扰进一步缩小。但由于各关节的发病率和关节结构复杂程度不同，关节镜的应用程度各异；关节镜的复杂操作技术、昂贵的价格及其使用范围的局限性，限制了它的推广^[1,4]。

（三）微创技术与脊柱外科

20世纪80年代以来，微创技术在脊柱外科的应用有了长足的进展。从经皮穿刺切吸或激光汽化治疗较单纯的腰椎间盘突出症，到胸椎间盘切除、较局限病灶的清除、腰椎前路短节段的融合，以及内窥镜下胸椎前路手术矫正侧凸畸形等。随着术中监视系统的发展，微创手术器械的改进，在脊柱外科中会有越来越多的手术采用微创技术，或者常规手术与微创技术相结合的方法实现治疗的目的^[13]。

1、内窥镜辅助的微创脊柱外科

应用内窥镜技术进行脊柱外科手术始于80年代，由于内窥镜辅助下的脊柱外科技术具有切口小、出血少、康复快等优点，90年代后取得了长足的进步。脊柱椎间盘镜手术、胸腔镜或腹腔镜辅助下胸、腰椎间盘摘除、腹腔镜下腰椎病灶清除术、胸腔镜下脊柱侧凸松解及矫形融合固定、脊柱骨折的前方减压和重建、胸椎病灶活检、清除、感染的清创引流等，创伤小，疗效较满意。传统的脊椎后路经椎板间隙小开窗腰椎间盘摘除术经多年临床证实为一种经典的“标准术式”。自从1996年经椎板间隙途径的显微内窥镜腰椎间盘切除系统（MED）问世以来，借助MED的辅助，可以有效实现开窗手术的内窥镜化，不仅使开窗的切口更小，还可通过内窥镜电视监视系统，将术野组织放大后便于更清楚显露与分辨, 在完成开窗、神经剥离、间盘摘除等过程中使创伤减至最低，目前已经在国内广泛开展，技术手段日趋成熟^[3]，已为越来越多的人们所接受。

2、经皮微创脊柱外科

应用经皮穿刺技术微创治疗脊柱疾病始于60年代。最初采用X线透视监测，利用蛋白酶注射治疗经保守治疗无效的单纯性腰椎间盘突出症，但并发症较多，远期疗效受到质疑。70年代后期在此基础上加以改进，在病变的椎间盘内置入套管并通过套管用特制器械对髓核组织进行机械切割，使并发症有所降低。90年代通过置入椎间盘的工作套管放入激光光导纤维，利用激光的能量使腰椎间盘髓核组织气（碳）化，降低了椎间盘内部的压力，减轻或解除对神经根的压迫，从而使椎间盘突出症的症状消失，达到治疗的目的。经皮椎弓根置入技术借助传统的X线透视或虚拟X线导航技术，可以有效避免开放手术应用椎弓根螺钉时损伤脊髓、血管、神经根及植钉不当导致的机械力学问题，特别是在颈椎和上胸椎，明显提高了操作的安全性与精确性。此外，还有将微创脊柱内固定技术应用于上颈椎骨折固定的报道。近年发展起来的经皮椎体成形术在骨质疏松性椎体压缩性骨折引起的疼痛以及特定肿瘤（如血管瘤）导致的病理性骨折方面已取得较理想的疗效，可大大提高患者的生活质量，骨痛范围减小，且骨痛减轻可持续较长时间。但该方法并不适于年青患者的压缩性骨折，对爆裂性骨折的应用尚有争议。经皮椎体成形术可能出现副反应，如早期的骨水泥渗漏引起的脊髓和神经根受压、骨水泥栓塞、脂肪栓塞等并发症，甚至可导致术后患者心、肺梗死；后期由于骨水泥的机械力学稳定性逐渐减弱而引起的疲劳断裂等^[3,14]。由于经皮技术应用于脊柱外科创伤小、恢复快，不干扰椎管内的结构，并发症低，操作简单，疗效较满意，在临床上的应用日益广泛。

（四）计算机辅助的微创骨科

1、计算机导航与微创骨科

近年来，计算机技术的迅速发展促进了可视化技术的进步，将透视成像系统与影像导航结合形成的骨科手术导航系统已经得到了初步临床应用。通过手术导航系统对手术区的结构进行三维立体定向和定位，对医师的手术操作进行实时指导和评价，不仅可以提高内固定装置放置的精确度，而且可以提高手术的安全性，减少病人和手术医生的放射线暴露，便于开展更加复杂的手术。目前该技术已广泛应用于骨科领域，特别是在脊柱外科、骨盆与髋关节外科、髓内钉固定技术等手术中已经取得了初步的临床疗效，使传统骨科手术向微创目标前进了一大步。不仅缩小了手术切口，简化了手术操作，而且可提高手术精确度，减少手术并发症和缩短患者康复时间，以较小的创伤获得较高的手术成功率，具有良好的发展前景。

2、计算机辅助设计制造与微创骨科

计算机辅助设计与制造、医用机器人已成为当今生物医学工程领域的研究热点，并已在计算机辅助矫形外科、袖珍机器人、远程遥控手术以及微创外科手术器械更新等方面的研究取得一些卓有成效的结果，同时也为微创及经皮微创接骨技术提供了新的手段。在关节置换手术中，采用计算机辅助设计与制造技术，通过对关节CT三维图像的重建，准确定量地描述关节的几何形状，为患者预制的个体化人工髋关节已开始应用于临床^{[16, 17]}。而肩、肘、腕、踝、鞍形假体以及特制肿瘤假体等也有应用于临床的报道。应用于人工关节置换的Robodoc机器人系统已获美国FDA批准应用于临床。

3、虚拟技术与微创骨科

将虚拟技术应用于骨科领域，在对所有方位对身体进行扫描的影像学检查基础上，建立虚拟数据库，不仅可以准确透视人体内部，对骨骼、血管、神经和病变组织进行虚拟浏览；还可以利用“虚拟器官”，在复杂的手术中，帮助医生虚拟手术设计、模拟手术操作；术中精确定位、滤过手术者手指颤动和对运动器官进行移动追踪；预防手术后可能出现的并发症，甚至可根据专家系统的知识对若干年后的手术效果进行疗效评估和预测，在大大提高了手术安全性的同时，创造出高质量、高精度手术^[18]，并为不同的患者提供个性化的治疗，甚至可以突破传统手术的禁区，帮助开展以前不能做的高难度手术；或者不直接接触患者，通过计算机控制开展远程遥控手术，不受病人数量和伦理方面的限制，极大地拓展了微创手术的适应证范围。

（五）微创技术与显微外科

将微创技术应用于显微外科，是减少供区破坏的有效手段。兴起于20世纪80年代末的穿支皮瓣，或称皮支皮瓣，指仅以管径细小(0.5~0.8mm)的皮肤穿支血管供血的皮瓣，是显微外科皮瓣移植的新发展^[19]，被认为是整形修复重建外科的新纪元。穿支皮瓣不仅保留了供区的肌肉，减少了供区的并发症，而且设计灵话，使受区外形更美观，可明显减少康复时间，目前受到了广泛关注。可以预见，随着全身各种穿支皮瓣研究与实践的不断深入，将可能促进显微外科向着更加微创的超级显微外科不断发展。此外，应用内镜技术切取皮瓣或处理皮瓣血管蒂，可以在不增加皮肤切口长度的情况下扩大皮瓣切取范围，延长血管蒂的切取长度，方便转移或移植。在采用膈神经移位治疗臂丛神经损伤时，可在胸腔镜直视下于近膈肌处切取全长膈神经^[20]，使其有足够的长度直接与受区神经吻合，缩短靶器官失神经的时间，促进移位膈神经功能的迅速恢复，以较小的创伤取得与开胸手术相同的疗效。

三、微创骨科技术应用过程中存在的误区

微创或无创治疗是外科医师追求的理想境界^[4]，尽管微创技术的快速发展已将骨科带入一个全新的境界，但随着微创技术在骨科领域的全面启动与进一步拓展，人们也开始意识到对微创技术认识上的偏颇与应用中存在的误区。微创外科是一个整体的理念与外科新技术，对微创的认识不能单纯局限在手术上，而应从全局、系统、综合地考虑与应用，合理选择手术指征、正确实施微创技术。同时，微创技术（包括导航手术）是建立在坚实外科手术基本功及丰富外科手术经验之上的一项现代外科新技术，良好的手术技能及丰富的手术阅历是微创手术的重要前提与基础。否则，如若使用不当，当会事与愿违，反而可能将手术由短时变长时、由简单变复杂、由轻创变重创。

目前骨科微创手术主要存在以下误区：（1）对微创手术器材的作用原理及应用特征缺乏正确的理解及认识，存在技术操作与治疗上的误区，影响了治疗效果；（2）手术指征过宽，一味追求微创手术。由于微创手术暴露范围小，难以观察病变和解剖结构的全貌，加上需要借助特殊的设备和器械^[21]，因此，需理性认识微创技术同样有适应证及应用的局限性，不能一味地片面追求微创手术而放弃传统手术，以微创的益处牺牲骨科疾患治疗的远期疗效。（3）把微创理解为“小切口”，片面强调小切口，由于术野暴露不充分而影响手术操作及加重了对切口区软组织医源性损伤，或者使病变探查不彻底。（4）四肢微创手术小切口及非直视下的手术操作，增加了重要神经血管的损伤几率；微创并是不意味着手术危险性的降低和操作容易，熟悉局部解剖及个性化手术操作，经过更加严格的岗前培训和资质认证，是降低或避免副损伤发生的重要举措。

四、微创骨科的发展前景

随着科技的发展和经验的积累，骨科微创诊断与治疗技术取得不断进步，许多先进的科技成果应用于骨科领域后，大大改善了人们对骨科疾患的认识，使骨科领域微创诊疗的发展突飞猛进，诊断水平不断提高，治疗领域不断拓展，新的手术种类不断涌现，手术技术日趋成熟，手术更精确、更安全、更有效。镜视下微创骨科手术、单人外科、远程疑难病例的会诊与手术方案的拟定以及由机器人实施的远程遥控手术已进入现实生活之中^[22]。但微创骨科作为传统骨科新的生长点，目前尚处于起始阶段，需要不断完善与发展；同时，微创骨科技术能否取得预期的理想疗效，还需要运用循证医学方法进行客观分析与综合评价。

21世纪骨科微创技术将成为骨科领域的主流。微创技术作为有创手术和无创手术发展的桥梁，将会更成熟并得到更大的发展，并促使骨科学进入一个全新的境界，成为21世纪骨科领域新的生长点和技术领域，具有广阔的发展前景。与其它疾病的诊疗一样，骨科疾病的诊疗也可能会从大体、细胞、分子水平走向基因水平，骨科医生的双手将从传统开刀手术中解脱出来，使骨科疾患的诊断、检测技术一方面朝着微创、微观、微量或无创方向快速发展；另一方面朝着适时遥控、动态和智能化方向发展，向极微创或无创治疗的目标不断前进。

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