張 帆　潘 磊*　薛厚軍　區(qū)耀南

經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡手術(shù)穿刺定位裝置的研制*

張 帆①潘 磊①*薛厚軍①區(qū)耀南②

目的：研制一種便于準(zhǔn)確穿刺、且能夠在經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡下腰椎間盤髓核摘除手術(shù)中減少X射線透視次數(shù)的穿刺定位裝置。方法：通過分析在X射線透視下行經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡手術(shù)穿刺過程的投影定位原理，參考高溫消毒柜、手術(shù)床及人體尺寸，設(shè)計并制作經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡腰椎間盤髓核摘除手術(shù)的穿刺定位器。結(jié)果：經(jīng)臨床驗證，該裝置可達到手術(shù)定位準(zhǔn)確、調(diào)整快速的目的，穿刺成功率高，并能夠有效減少X射線透視次數(shù)，且加工成本低，使用方便。結(jié)論：經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡穿刺定位器的研制使用有利于側(cè)后路椎間孔鏡下髓核摘除手術(shù)的順利開展，值得臨床推廣應(yīng)用。

穿刺定位裝置；研制；經(jīng)皮；椎間孔鏡；椎間盤髓核摘除

［First-author's address］ Department of Spinal and Joint Surgery， Sanshui People’s Hospital， Foshan City， Foshan 528100，China.

經(jīng)皮椎間孔鏡下腰椎間盤髓核摘除術(shù)發(fā)展至今已有10年的歷史，各項研究普遍認(rèn)為該技術(shù)要求穿刺精準(zhǔn)，提倡依據(jù)靶點位置選擇入路，適用于處理絕大多數(shù)的腰椎間盤突出［1-5］。經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡下髓核摘除手術(shù)的穿刺技術(shù)較難掌握，由于鏡下操作能夠處理的范圍有限，穿刺如不能夠精準(zhǔn)到達靶點，會對手術(shù)效果有較大影響，可能誤傷重要組織［3，6-7］。然而，該技術(shù)在術(shù)前需進行體表定位以及反復(fù)穿刺，不但費時、費力，同時增加了醫(yī)師和患者的X射線透視次數(shù)。因此，本研究通過分析投影穿刺過程，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)計開發(fā)一種低成本、穿刺準(zhǔn)確、易于使用以及能夠減少X射線暴露的側(cè)后路椎間孔鏡穿刺定位器，以便于該技術(shù)的開展。

1　投影穿刺原理分析

在對患者進行椎間孔鏡靶點技術(shù)側(cè)后路手術(shù)時，除依據(jù)目前常用的定位方法，如腰后正中線旁開10～14 cm、與水平方向呈10o～25o夾角的方向進行穿刺，在依據(jù)投影圖像對穿刺方向進行調(diào)整的過程中利用投影原理形成目標(biāo)穿刺方向［11］（如圖1所示）。

圖1　投影原理分析示意圖

在投照時，兩靶點投影構(gòu)成唯一的一條直線，X射線光源點與靶點投影三點可構(gòu)成一個平面，由于兩平面相交且只有一條直線，故可以通過正側(cè)位投影得到目標(biāo)穿刺路徑，而醫(yī)生通過穿刺針和靶點投影調(diào)整穿刺方向的過程，其目的是使穿刺針的投影與靶點構(gòu)成的直線重合。因此，如果能夠直接通過靶點投影構(gòu)造出目標(biāo)穿刺方向，將省去調(diào)整穿刺這一過程。

2　穿刺定位器設(shè)計方案及使用方法

2.1穿刺定位裝置設(shè)計與裝配

穿刺定位器整體設(shè)計包含金屬部分和塑料部分。

（1）金屬部分由門型框架、滑蓋、支腳、螺栓、螺絲、螺紋金屬桿以及3節(jié)帶螺孔的鋼管通過連接件連接而成的門型框架組成，可通過改變螺栓位置而調(diào)節(jié)門型框架的高度寬度，其底部安裝滑蓋以及支腳，使其能立于手術(shù)臺上，滑蓋與微調(diào)螺絲可進一步調(diào)整使其平衡。螺紋金屬桿可依據(jù)需要選擇孔洞安裝，為塑料件提供支撐。

（2）塑料部分由可穿透X射線的定位網(wǎng)格板、持針尺鉗以及塑料卡鎖組成。X射線定位網(wǎng)格板安裝在金屬框架以及螺紋金屬桿上，塑料卡鎖可在網(wǎng)格板上滑動，用于固定尺鉗，網(wǎng)格孔可插入直徑為0.8 mm的金屬針，在投影中作為定位點用（如圖2所示）。

圖2　穿刺定位器、人體數(shù)字模型和手術(shù)臺模擬圖

2.2穿刺定位器使用方法

術(shù)前安裝好金屬框架，金屬框架經(jīng)高溫消毒，塑料配件使用低溫消毒。椎間孔鏡手術(shù)患者擺體位、消毒鋪單后，將金屬框架置于手術(shù)床上合適位置，安裝網(wǎng)格板，檢查網(wǎng)格板表面與C-臂X射線機投影方向是否基本垂直，目標(biāo)椎間隙是否大致處于透照中心位置。正側(cè)位透照1次，檢查網(wǎng)格板網(wǎng)格是否清晰顯示，椎間隙靶點是否位于網(wǎng)格最清晰的位置，如果滿足上述兩個條件，在影像上找出靶點在網(wǎng)格上的位置，在網(wǎng)孔板相應(yīng)孔中置入配套直徑為0.8 mm、長度為3～4 cm的金屬針，為可靠起見，可再進行一次驗證透照，了解標(biāo)識靶點的金屬針其中1個顯影是否為1個點。利用其2枚金屬針裝配尺鉗，鎖緊卡鎖，尺鉗即固定在網(wǎng)格板上。固定好2個尺鉗后使用穿刺針穿過2個尺鉗中央縫隙，利用不同方向的尺鉗對穿刺針的夾持作用，使穿刺針處于尺鉗中央平面的交線方向上，從而達到準(zhǔn)確定位穿刺達到靶點的目的（如圖3所示）。

圖3　網(wǎng)格投影效果圖

3　討論

目前，有利用控制穿刺點位置和穿刺針角度原理開發(fā)的器械，如機器人技術(shù)以及“經(jīng)皮脊柱微創(chuàng)用定位器”等。前者成本高，為避免患者體位變動、X射線投照方向變化及X射線投影放大率等因素的影響，往往開發(fā)有配套的配準(zhǔn)算法，用于將術(shù)中與術(shù)前影像的配準(zhǔn)，無形中進一步增加了成本［8］；后者則適用于椎間盤切吸術(shù)，穿刺方向與患者水平面夾角不大的情況［9］。也有學(xué)者開發(fā)了定位的金屬網(wǎng)格，該網(wǎng)格僅具有定位功能，且其網(wǎng)格較大，定位準(zhǔn)確性受影響，術(shù)前需要進行透視定位并標(biāo)記［10］。

3.1穿刺定位器的使用優(yōu)勢

本裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)勢：①金屬框架的材料、尺寸選擇合理，結(jié)合人體、手術(shù)床、C-臂X射線機透照、高溫消毒柜尺寸以及要求設(shè)計，設(shè)計上充分考慮側(cè)后路椎間孔鏡穿刺安全角度［11-12］；②結(jié)構(gòu)簡單自由度高，符合人體工程學(xué)原理以及醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量要求，且裝配一次后，即可進行整體高溫消毒，使用方便［13-14］；③網(wǎng)格板網(wǎng)孔小精度高，投影效果好，能夠滿足準(zhǔn)確定位、快速調(diào)整的目的，完全節(jié)省術(shù)前透視劃線的過程；④經(jīng)初步驗證，本裝置定位導(dǎo)向原理可靠準(zhǔn)確誤差小，在理想情況下僅需進行正位和側(cè)位投照各1次，即可準(zhǔn)確完成導(dǎo)向穿刺，且一針命中率高；⑤調(diào)整穿刺方向方便，調(diào)整時不需要進行再次透照，依據(jù)投影圖像，改變金屬針置入的網(wǎng)格孔，安裝尺鉗再次穿刺即可；⑥由于其具有持針功能，醫(yī)生可離開手術(shù)臺進行透視，無需手持在透視下進行穿刺調(diào)整，從而能夠加強對醫(yī)生與患者的放射保護。

3.2穿刺定位器的成本優(yōu)勢

本裝置全套金屬部件使用304不銹鋼材料，由專業(yè)的外科植入物生產(chǎn)企業(yè)高精度加工而成，其成本僅為2500元左右。初步研究使用的塑料部件由專業(yè)醫(yī)療器械廠使用進口醫(yī)用材料通過三維打印技術(shù)加工而成，全套成本僅為6000元左右，而將來使用注塑技術(shù)批量生產(chǎn)，預(yù)計單套成本＜500元，完全符合本研究設(shè)計的低成本要求，便于醫(yī)院購置接受其價格。

4　結(jié)語

本研究按照“轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)”理論研制的側(cè)后路椎間孔鏡穿刺定位器設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用方便，經(jīng)初步驗證，其穿刺準(zhǔn)確性、一針命中率高，能夠有效降低透視次數(shù)，應(yīng)能滿足臨床需要［15］。為使穿刺定位器裝置更快進入臨床使用，本研究將進行后續(xù)流程如臨床實驗驗證其效果，并加以改進及進一步完善使用方法，便于臨床推廣應(yīng)用。30（3）：225-231.

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Research and development of puncture guiding device for transforaminal percutaneous endoscopic discectomy

/
ZHANG Fan， PAN Lei， XUE Hou-jun， et al// China Medical Equipment，2016，13（8）：1-3.

Objective： To develop a type of puncture guiding device for transforaminal percutaneous endoscopic discectomy， which is convenient for accurate puncture and helpful for reducing the times of phnendoskiascope. Methods： This device was designed on the basis of analysing the process of transforaminal percutaneous puncture and the dimensions of high temperature disinfection cabinet， operating-table and human body. The designed device was fabricated by 304 stainless steel and plastic material. Results： The device is low-cost and convenient to use. Through a verification test and tryout， it is helpful to puncture accurately and reduce the times of phnendoskiascope.

Conclusion： The puncture guiding device is helpful for the transforaminal percutaneous endoscopic discectomy and worth popularizing in clinical application.

Puncture guiding device； Research and development； Percutaneous； Transforaminal endoscopic spine system；Diskectomy

1672-8270（2016）08-0001-03 ［中圖分類號］R197.39

A

張帆，男，（1980- ），碩士，副主任醫(yī)師。佛山市三水區(qū)人民醫(yī)院脊柱關(guān)節(jié)科，研究方向：數(shù)字骨科。

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.08.001

廣東省醫(yī)學(xué)科研基金（A2014733）“經(jīng)皮側(cè)后路椎間孔鏡穿刺定位器的設(shè)計與臨床應(yīng)用”

*專利：國家實用新型專利（ZL201320246727.9）

①佛山市三水區(qū)人民醫(yī)院脊柱關(guān)節(jié)科 廣東 佛山 528100

②佛山市施泰寶植入物公司 廣東 佛山 528100

zhangfanyisheng_01@163.com

2016-01-10