不同頸椎前路手術(shù)方式對頸椎穩(wěn)定性的影響

鞏 陳，申才良，付 杰，張東升

(1 亳州市人民醫(yī)院，安徽毫州 236800;2 安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院;3 安徽醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)教研室;4 上海大學(xué)力學(xué)試驗中心)

頸椎不穩(wěn)、頸椎間盤退變是引起頸椎病最主要原因，失穩(wěn)可以導(dǎo)致退變，退變也會加重失穩(wěn)，兩者互為因果，惡性循環(huán)。頸椎手術(shù)目的是減壓、重建頸椎的穩(wěn)定性、恢復(fù)椎間高度和生理弧度［1］，2個椎體次全切除+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)是治療連續(xù)3節(jié)段脊髓型頸椎病傳統(tǒng)的手術(shù)方式，但術(shù)后并發(fā)癥較多。近年來為進(jìn)一步提高融合率和增加植骨穩(wěn)定性，手術(shù)方式有了進(jìn)一步的改良，如3個椎間盤切除術(shù)、保留椎體后壁的椎體次全切除+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)、單椎體次全切除+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)(即混合減壓術(shù))。本研究在體外頸椎標(biāo)本上分別對C4/C5、C5/C6、C6/C7節(jié)段實施不同的減壓+植骨+鈦板內(nèi)固定術(shù)，并通過生物力學(xué)試驗評價了術(shù)后即刻頸椎的穩(wěn)定性。現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 標(biāo)本準(zhǔn)備 20具頸椎標(biāo)本(C2～T1)，標(biāo)本供者男女各10例，年齡25～38歲(平均31歲);同時截取同一尸體兩側(cè)髂骨標(biāo)本。所有頸椎標(biāo)本均經(jīng)肉眼和X線證實無異常，去除皮膚和肌肉等軟組織，保留骨與韌帶的完整性，用塑料袋密封后置于-30℃冰柜中保存，測試前自然解凍，以自凝牙托粉包埋標(biāo)本上下端于特制金屬盒內(nèi)，保持中立位，制成加載平臺，平行度＜1°。注意保持頸椎上、下包埋塊與C5平行。

1.2 標(biāo)本分組及手術(shù)方式 將上述20具包埋好的完整頸椎標(biāo)本隨機(jī)分為5組各4具:①對照組(A組)不行特殊處理;②B組:經(jīng)前路切除C4/C5、C5/C6、C6/C7椎間盤及后縱韌帶，取三面皮質(zhì)的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定，6枚螺釘分別固定C4、C5、C6、C7椎體，保證螺釘位于 C4椎體的下半部分和C7椎體的上半部分未進(jìn)入終板，中間螺釘固定在椎體或植骨塊上;③C組:在B組手術(shù)基礎(chǔ)上行保留C5椎體后壁的椎體次全切除術(shù)，取三面皮質(zhì)的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定;④D組:在C組手術(shù)基礎(chǔ)上切除C5椎體后壁及后縱韌帶，取三面皮質(zhì)的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定;⑤E組:在D組手術(shù)基礎(chǔ)上行C6椎體次全切除術(shù)，取三面皮質(zhì)的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定。術(shù)中所用頸椎前路鈦板由張家港市欣榮醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)，長度54～70 mm;螺釘長度13 mm，直徑3.5 mm，均為單皮質(zhì)松質(zhì)骨螺釘。

1.3 非破壞性生物力學(xué)試驗方法 第一步:將三維標(biāo)志物分別固定于標(biāo)本C4、C6、C7橫突及椎體前側(cè);將標(biāo)本固定于ZWICK-Z010/BIXI雙向萬能材料試驗機(jī)上，安置加載板，下端固定在試驗機(jī)夾具上，首先進(jìn)行預(yù)加載試驗確定各具頸椎的軸向中心壓縮點，找準(zhǔn)重心后，調(diào)整所有儀表。根據(jù)頸椎結(jié)構(gòu)及幾何對稱性，確定在中心壓縮點前、后、左、右各10 mm處為加載點，均勻加載到150 N，使頸椎產(chǎn)生非破壞的中立位、前屈、后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈運(yùn)動。試驗機(jī)速率控制在2.0 mm/min，準(zhǔn)靜態(tài)范圍內(nèi)加載。測量應(yīng)變、位移、應(yīng)力、剛度、角度、扭矩、扭角等。軸向壓縮位移:試驗的載荷為對頸椎標(biāo)本逐漸施加軸向壓縮力最大為150 N，當(dāng)載荷達(dá)到預(yù)定值后，檢測頸椎標(biāo)本在矢狀面上的位移即試驗機(jī)橫梁下移距離(軸向位移)及C6椎體前緣檢測點向前移動距離(水平位移)。采用正側(cè)面照相機(jī)攝取運(yùn)動狀態(tài)圖像存于計算機(jī)，通過相應(yīng)軟件系統(tǒng)進(jìn)行圖像分析及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。第二步:將第一步測試過的標(biāo)本放在 WNZ-1000型微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)上進(jìn)行軸向扭轉(zhuǎn)，扭矩為2.0 N，加載速度為15°/min，記錄頸椎軸向的轉(zhuǎn)角。每次試驗中均先進(jìn)行3次預(yù)加載，去除頸椎軟組織蠕變、松弛等時間效應(yīng)的影響，使骨的黏彈性影響降到最低，再重復(fù)測量3次取平均值，以保證數(shù)據(jù)記錄的有效性。每次正式加載后穩(wěn)定15 s記錄試驗結(jié)果。試驗所用標(biāo)本均以生理鹽水濕潤，以盡量減少組織變性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件。計量數(shù)據(jù)以表示，組間數(shù)據(jù)行方差分析及均數(shù)間多重比較LSD t檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

在生理載荷下，頸椎標(biāo)本均未發(fā)生骨折、脫位、韌帶撕裂。不同狀態(tài)下C4至C7的運(yùn)動范圍E組顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組運(yùn)動范圍大小依次為D組＞C組＞B組＞A組(其中前屈位及后伸位運(yùn)動范圍A組＞B組)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，詳見表1;在2.0 N 軸向扭轉(zhuǎn)作用下E組轉(zhuǎn)角顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組轉(zhuǎn)角度數(shù)大小依次為D組＞C組＞A組＞B組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，詳見表2;頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下E組軸向和水平位移均顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組位移大小依次為D組＞A組＞C組＞B組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，詳見表3;150 N載荷下不同狀態(tài)頸椎的軸向剛度 A組為(51.15±63.03)N/mm、B組為(435.25 ± 44.23)N/mm、C 組為(429.31 ±55.21)N/mm、D 組為(421.91 ±57.32)N/mm、E 組為(315.59±81.61)N/mm，E 組顯著小于其他四組(P ＜0.05，t=4.526)，其他四組大小依次為 B 組 ＞C組 ＞D組 ＞A組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);150 N載荷下的應(yīng)變E組顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組大小依次為D組＞C組＞A組＞B組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，詳見表4。

表1 不同狀態(tài)下C4至C7的運(yùn)動范圍(度，)

表1 不同狀態(tài)下C4至C7的運(yùn)動范圍(度，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=4.124)

頸椎狀態(tài)的運(yùn)動范圍A組 B組 C組 D組 E組C4至C7前屈位 0.76 ±0.64 0.61 ±0.53 0.81 ±0.78 0.88 ±0.43 1.73 ±0.40*后伸位 1.70 ±0.80 1.69 ±0.30 1.72 ±0.72 1.75 ±0.66 2.84 ±0.17*左側(cè)屈 0.63 ±0.47 0.68 ±0.26 0.71 ±0.45 0.76 ±0.62 1.15 ±0.08*右側(cè)屈 -0.74 ±0.62 -0.78 ±0.53 -0.68 ±0.42 -0.73 ±0.91 -1.19 ±0.79*左旋轉(zhuǎn) 0.98 ±0.19 1.51 ±0.44 1.64 ±0.72 1.73 ±0.81 2.23 ±0.34*右旋轉(zhuǎn) 1.50 ±0.41 1.55 ±0.10 1.64 ±0.71 1.77 ±0.73 2.15 ±0.24*

表2 不同狀態(tài)下頸椎在2.0 N軸向扭轉(zhuǎn)作用下的轉(zhuǎn)角(度，)

表2 不同狀態(tài)下頸椎在2.0 N軸向扭轉(zhuǎn)作用下的轉(zhuǎn)角(度，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=5.225)

組別 n 頸椎轉(zhuǎn)角左轉(zhuǎn)角 右轉(zhuǎn)角A組4 3.33 ±1.84 -3.24 ±1.45 B 組 4 3.24 ±1.09 -3.18 ±1.12 C 組 4 3.66 ±1.91 -3.10 ±1.02 D 組 4 3.85 ±0.89 -3.61 ±0.78 E 組 4 6.42 ±0.31* -6.56 ±0.21*

3 討論

連續(xù)3節(jié)段脊髓型頸椎病前路手術(shù)方式主要包括以下四種，即3個椎間盤切除術(shù)、保留椎體后壁的椎體次全切除術(shù)+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)、單椎體次全切除術(shù)+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)、2個椎體次全切除術(shù)+連續(xù)3個椎間盤切除術(shù)。其中3個椎間盤切除術(shù)適用于椎間盤后突或椎體后緣骨贅主要局限于椎間隙者，特點是對頸椎結(jié)構(gòu)破壞少、可恢復(fù)椎間高度及生理弧度、術(shù)后頸椎相對較穩(wěn)定。2個椎體次全切除術(shù)減壓最徹底，但椎體破壞多、術(shù)后頸椎穩(wěn)定性較差、血運(yùn)破壞增多、植骨塊較長，且鋼板跨度大、鋼板重建術(shù)的力臂較長，鋼板和植骨塊兩端產(chǎn)生的應(yīng)力較大，容易發(fā)生鋼板松動和植骨塊脫出等并發(fā)癥。許衛(wèi)兵等［2］報道39例采用此種術(shù)式行植骨及內(nèi)固定患者的并發(fā)癥發(fā)生率為17.9%。Hwang等［3］報道2節(jié)段植入物移位的發(fā)生率是9%，3節(jié)段高達(dá)50%?；旌蠝p壓術(shù)是前兩者的有機(jī)結(jié)合，可以發(fā)揮兩者各自優(yōu)點，不僅減壓徹底、椎體骨質(zhì)保留多、植骨融合距離縮短，且將2個植骨界面改為4個可分散界面之間的應(yīng)力，可避免發(fā)生應(yīng)力集中;另外，該術(shù)式使用多個螺釘固定一塊長鋼板，可加強(qiáng)鋼板和植骨塊及頸椎之間的結(jié)合力，植骨塊不易移動，有利于維持頸椎的穩(wěn)定性。

表3 頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下的位移(mm，)

表3 頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下的位移(mm，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=5.102)

組別 n 頸椎位移軸向位移 水平位移A組4 0.33 ±0.13 0.24 ±0.17 B 組 4 0.31 ±0.25 0.21 ±0.12 C 組 4 0.34 ±0.26 0.22 ±0.13 D 組 4 0.38 ±0.21 0.26 ±0.22 E 組 4 0.75 ±0.19* 0.56 ±0.20*

表4 不同狀態(tài)下150 N載荷的頸椎應(yīng)變(×10－4，)

表4 不同狀態(tài)下150 N載荷的頸椎應(yīng)變(×10－4，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=6.105)

組別 n 頸椎應(yīng)變中立位 后伸位 前屈位 左側(cè)屈位 右側(cè)屈位A組4 12.1 ±7.5 10.5 ±6.5 7.5 ±0.9 3.6 ±0.7 3.4 ±0.8 B 組 4 11.9 ±7.4 10.3 ±6.7 7.4 ±0.7 3.4 ±0.5 3.2 ±0.4 C 組 4 12.3 ±6.4 11.6 ±5.4 7.7 ±0.6 3.8 ±0.6 3.6 ±0.7 D 組 4 13.2 ±7.1 12.1 ±6.7 7.9 ±0.8 3.9 ±0.8 3.8 ±0.9 E組4 25.6 ±1.5 24.5 ±2.3 9.1 ±0.3 6.8 ±0.3 6.9 ±0.4

本試驗結(jié)果顯示，在屈伸和側(cè)彎穩(wěn)定性方面，B組優(yōu)于其他三組，其他三組效果分別為C組＞D組＞E 組。與 Singh等［4］及張俊杰等［5］體外生物力學(xué)試驗結(jié)果相似。提示:①2個椎體次全切除術(shù)后即刻穩(wěn)定性在各種狀態(tài)下均最差。②3個椎間盤切除術(shù)在運(yùn)動范圍、位移、轉(zhuǎn)角、應(yīng)變方面數(shù)值最小，其相對穩(wěn)定性較好;150 N載荷下剛度值最大，其抵抗彈性變形能力較強(qiáng)。③保留椎體后壁+單間隙切除術(shù)在運(yùn)動范圍、位移、轉(zhuǎn)角、應(yīng)變方面數(shù)值比單椎體次全切除術(shù)+單間隙切除術(shù)均小;保留椎體后壁在150 N載荷下剛度值較大，即其抵抗彈性變形能力較單椎體次全切除術(shù)強(qiáng)?？赡茉蚴潜Ａ糇刁w后壁的術(shù)式適用于椎體后緣無明顯骨化或椎體后緣骨贅主要局限于椎間隙者，保留的椎體骨性后壁有利于維持頸椎骨質(zhì)的框架結(jié)構(gòu)，并使頸椎應(yīng)力得到分散，以承受更強(qiáng)的軸向及扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，從而有利于維持椎間高度及頸椎曲度;另外也可增加植骨接觸面，有利于植骨塊融合及防止植骨塊突入椎管內(nèi)壓迫脊髓。

綜上所述，多節(jié)段脊髓型頸椎病前路四種手術(shù)方案中，以2個椎體次全切除+連續(xù)3個椎間盤切除減壓植骨鈦板內(nèi)固定術(shù)的術(shù)后即刻穩(wěn)定性最差，建議在臨床中減少應(yīng)用;其余3種手術(shù)方式術(shù)后即刻穩(wěn)定性均較好，臨床上可針對性采用。

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