數(shù)學(xué)方法在頸椎雙開(kāi)門(mén)手術(shù)中的應(yīng)用

尹 飛，李 然，趙昆池

數(shù)學(xué)方法在頸椎雙開(kāi)門(mén)手術(shù)中的應(yīng)用

尹 飛，李 然，趙昆池

（吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院骨科，吉林長(zhǎng)春130033）

頸椎管狹窄是一種老年常見(jiàn)疾病，后路雙開(kāi)門(mén)椎管成形術(shù)是治療多節(jié)段頸椎管狹窄癥的一種有效手段。目前手術(shù)中對(duì)頸椎椎板開(kāi)門(mén)的角度并沒(méi)有嚴(yán)格界定，醫(yī)生對(duì)其開(kāi)門(mén)的幅度及效果，只能憑借臨床經(jīng)驗(yàn)判定。我院從1996年開(kāi)始應(yīng)用雙開(kāi)門(mén)加中央植骨術(shù)式治療頸椎管狹窄100余例，采用離體人的頸椎標(biāo)本進(jìn)行了一些關(guān)于開(kāi)門(mén)幅度及角度的研究，在總結(jié)資料的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)中一些基本的幾何知識(shí)如果應(yīng)用在雙開(kāi)門(mén)手術(shù)中，可以獲得良好的效果。

1 材料與方法

1．1 材料

1例發(fā)育性頸椎管狹窄患者的CT數(shù)據(jù)。因?yàn)镃T可以克服X線平片的成像放大效應(yīng)，測(cè)量值與真實(shí)值之間不存在差別［1］。幾何畫(huà)板4．03中文版。

1．2 方法

如圖1顯示的頸椎管狹窄的CT橫斷面，椎體的后緣為三角形的底邊，兩側(cè)椎板為等邊三角形的兩邊，這樣可以得到一個(gè)等邊三角形。

由于雙開(kāi)門(mén)擴(kuò)大成形術(shù)中兩邊門(mén)軸的位置一般選在兩側(cè)關(guān)節(jié)突的內(nèi)緣，基本不會(huì)變化，那么雙開(kāi)門(mén)手術(shù)椎管的變化（圖2雙開(kāi)門(mén)椎管擴(kuò)大成形術(shù)的示意圖）可以抽象的顯示為三角形變成梯形的過(guò)程。因?yàn)樘菪蔚牡走吅蛢蓚€(gè)側(cè)邊（腰）不會(huì)發(fā)生變化，梯形的頂邊隨著開(kāi)門(mén)的幅度增大而增加，梯形頂邊越大開(kāi)門(mén)的角度就越大，椎管矢狀徑越大，椎管的容積就越大。將雙開(kāi)門(mén)椎管擴(kuò)大成形術(shù)中椎管內(nèi)三角形變成梯形的變化幾何作圖后經(jīng)過(guò)幾何畫(huà)板4．03中文版處理就得到了圖3所示的結(jié)果。

圖1 頸椎管狹窄的CT橫斷面

圖2 雙開(kāi)門(mén)椎管擴(kuò)大成形術(shù)的示意圖

2 結(jié)果

臨床中醫(yī)生關(guān)心的是椎管矢狀徑的擴(kuò)大和椎管容積的擴(kuò)大效果。如圖3中所示，椎管矢狀徑的擴(kuò)大程度＝梯形的高（BF）－三角形的高（BD）

圖3 雙開(kāi)門(mén)椎管擴(kuò)大成形術(shù)幾何作圖

椎管容積的擴(kuò)大程度＝梯形的面積（S梯形）－三角形的面積（S三角形）

因?yàn)殡p開(kāi)門(mén)擴(kuò)大成形術(shù)中兩邊門(mén)軸的位置在兩側(cè)關(guān)節(jié)突的內(nèi)緣，基本不會(huì)變化，那么梯形的底邊和兩個(gè)側(cè)邊（腰）就不會(huì)變，手術(shù)中醫(yī)生能夠控制的就只有術(shù)后梯形頂邊的長(zhǎng)度。

由于三角形變成梯形的變化是以A和C兩點(diǎn)為中心點(diǎn)以兩個(gè)三角形的邊（AD和CD）為半徑的圓形，那么從圖中可以看出梯形的頂邊越長(zhǎng)（即雙開(kāi)門(mén)中間夾的骨塊越寬），開(kāi)門(mén)的角度就越大，矢狀徑就越大，椎管的容積就越大。當(dāng)然，也可以通過(guò)數(shù)學(xué)的推導(dǎo)來(lái)驗(yàn)證：

矢狀徑變化＝BF－BD＝bD’－BD＝CD’×sin∠BCD’－BD

＝CD×sin∠BCD－BD

＝CD×sin（arc cos（（BC－Bb）／CD））－BD

公式里邊CD、BC和BD是固定值，只有Bb代表梯形頂邊的變化，從0開(kāi)始最大為BC。因此，梯形的高反應(yīng)椎管矢狀徑的變化，最低是BD（也就是頂邊是0，梯形的高＝三角形的高），最大等于CD（也就是梯形的頂邊＝底邊）。椎管容積的變化也是同理。

3 討論

頸椎后路雙開(kāi)門(mén)椎管成形術(shù)是一個(gè)很經(jīng)典的手術(shù)，通過(guò)擴(kuò)大椎管容積，使脊髓后移，達(dá)到脊髓減壓的目的，特別適用于多節(jié)段脊髓壓迫或伴有頸椎管狹窄的患者，是治療脊髓型頸椎病的一種安全有效方法［2］。但是術(shù)中對(duì)頸椎椎板開(kāi)門(mén)的角度及幅度沒(méi)有定論，只能憑借臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為椎板成形椎管擴(kuò)大術(shù)，椎管擴(kuò)得越大減壓就越徹底效果就越好。但有關(guān)研究顯示椎管擴(kuò)大成形術(shù)后椎管面積達(dá)160mm2以上，椎管矢狀徑增加4－5 mm即可有效地緩解脊髓壓迫改善臨床癥狀［3，4］。

有學(xué)者進(jìn)行JOA評(píng)分改善率與椎管面積變化率之間的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)兩者間無(wú)明顯相關(guān)性說(shuō)明并非開(kāi)門(mén)越大越好，相反如果開(kāi)門(mén)越大，頸神經(jīng)根癥狀的發(fā)生率越高［5］。我院朱慶三等［6］采用離體人的頸椎標(biāo)本進(jìn)行了一些關(guān)于開(kāi)門(mén)幅度及角度的研究，得到的結(jié)果是雙開(kāi)門(mén)椎管擴(kuò)大術(shù)單側(cè)開(kāi)門(mén)角度至40°即可滿意，但是仍然不夠精確。

從圖1的CT數(shù)據(jù)中看，臨床醫(yī)生可以很容易得到一個(gè)代表椎管大?。ㄗ倒苋莘e和矢狀徑）的三角形［7］，手術(shù)可以得到一個(gè)頂邊可控的梯形，通過(guò)控制頂邊的大小，醫(yī)生很容易可以獲得預(yù)期的椎管大小的數(shù)據(jù)，這樣手術(shù)之前就可以判斷術(shù)后椎管的大小，通過(guò)測(cè)量正常椎管范圍內(nèi)的脊髓的直徑，就能夠預(yù)知術(shù)后椎管矢狀徑擴(kuò)大之后能否滿足需要。

本文中選取的樣本為發(fā)育性頸椎管狹窄癥患者，但當(dāng)患者為后縱韌帶骨化時(shí)，其骨化灶存在一定的厚度，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，頸椎后縱韌帶最大骨化灶厚度為（5．2±0．16）mm［8］。所以當(dāng)遇到椎管內(nèi)有骨性突出物時(shí)，應(yīng)選取骨性突出物最高點(diǎn)作為參照，測(cè)量其與開(kāi)門(mén)后梯形的頂邊的距離，此距離即為椎管的矢狀徑，也至少增加4－5mm。

將數(shù)學(xué)中幾何的知識(shí)引入到臨床中，可以在術(shù)前通過(guò)對(duì)頸椎影像學(xué)資料進(jìn)行測(cè)量，制定術(shù)中的治療方案，精確預(yù)測(cè)雙開(kāi)門(mén)手術(shù)椎管矢狀徑和椎管容積的增加值，防止出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)性的錯(cuò)誤，從而提高手術(shù)的精確性，改善患者預(yù)后。

［1］解品亮，朱海波，朱建民．第3～6頸椎頸椎管率解剖學(xué)和影像學(xué)的比較測(cè)量［J］．解剖學(xué)雜志，2011，34（3）：374．

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［3］Hamburger C，Buttner A，Uhl E．The cross－sectional area of the cervical spinal canal in patients with cervical spondylotic myelopathy［J］．Spine，1997，22（17）：1990．

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［5］黃必留，李書(shū)綱．雙開(kāi)門(mén)椎板成形椎管擴(kuò)大術(shù)治療多節(jié)段脊髓型頸椎病評(píng)價(jià)［J］．中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志，2004，22（4）：425．

［6］朱慶三，邢宏健，秦彥國(guó)．頸椎后路椎管擴(kuò)大成形術(shù)對(duì)脊柱穩(wěn)定性影響的實(shí)驗(yàn)研究［J］．中國(guó)醫(yī)學(xué)研究與臨床，2003，1（9）：5．

［7］劉光久，張紹祥，劉正津，等．脊柱區(qū)頸段斷層解剖學(xué)研究［J］．第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25（7）：605．

［8］康 輝，賈連順，等．頸椎后縱韌帶骨化癥伴發(fā)育性椎管狹窄的臨床特點(diǎn)及治療［J］．中國(guó)矯形外科雜志，2007，15（23）：1761．

2013－03－18）

1007－4287（2014）02－0310－02

長(zhǎng)春市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2012157）