少年脊柱腰骶段椎弓根的增齡變化及臨床意義

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(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院:a.急診外科；b.脊柱外科；c.骨創(chuàng)傷科,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué):a.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖教研室,數(shù)字醫(yī)學(xué)中心;b.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理教研室,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059；3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院血液科,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)

脊柱矯形的根本目的是減輕疼痛，矯正畸形，避免壓迫神經(jīng)血管，從而穩(wěn)定脊柱三維結(jié)構(gòu)。而維持脊柱生物力學(xué)功能則是脊柱治療的核心所在。隨著近幾十年脊柱生物力學(xué)的發(fā)展，誕生了以椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)為代表的新一代內(nèi)固定技術(shù)，椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)正是緊緊把握“脊柱椎弓根”這個力學(xué)核心而發(fā)展起來的全新技術(shù)，達(dá)到了較為理想的治療目的[1-2]，有效完成了脊柱的三維固定，符合脊柱的生物力學(xué)要求及脊柱的三維空間活動，成為常用的脊柱內(nèi)固定系

統(tǒng)。但由于脊柱側(cè)凸是極其復(fù)雜的動態(tài)畸形，常見于少年兒童患者，隨著人體的發(fā)育，畸形繼續(xù)發(fā)展，置入螺釘與周圍組織(脊髓神經(jīng)、椎血管、食管等諸多結(jié)構(gòu))密切相關(guān)，且與成人有較大差異[3-6]。目前對少年型脊柱側(cè)凸的治療仍面臨巨大挑戰(zhàn)。本研究通過30例少年腰骶椎椎弓根及相關(guān)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用解剖學(xué)研究，為臨床應(yīng)用提供有關(guān)椎體椎弓根等骨性結(jié)構(gòu)的詳實(shí)數(shù)據(jù)，為安全準(zhǔn)確置入腰骶椎椎弓根螺釘提供解剖學(xué)理論參考值。

1 資料與方法

1.1 材料

在我院進(jìn)行雙源64排螺旋CT掃描的無腰椎疾病少年患者30例，其中男15例，女15例，年齡12～18周歲，平均(14.35±4.99)歲。

1.2 方法

采用德國Siemens炫速雙源64排螺旋CT選取患者，均取標(biāo)準(zhǔn)中立仰臥位，身體長軸與機(jī)床平行，雙臂抱頭，掃描范圍為盆腹腔，掃描線與身體中軸線垂直，掃描參數(shù)：準(zhǔn)值0.625 mm，采用Z軸飛焦點(diǎn)技術(shù)采集64層。探測器排列：64 mm×0.625 mm，重建層厚0.75 mm，重建間距0.5 mm，采集矩陣512 dpi×512 dpi，顯示矩陣1 024 dpi×1 024 dpi，A管球電壓140 kV，電流104 mAs，B管球電壓100 kV，電流104 mAs。將掃描原始數(shù)據(jù)選取所研究腰骶段后以DICOM格式導(dǎo)入計算機(jī)工作站，利用比利時Materialise 公司Mimics 15.01軟件行三維重建后處理并測量。

1.3 測量指標(biāo)

椎弓根寬：椎弓根內(nèi)外皮質(zhì)外緣之間最短距離。椎弓根高：椎弓根上下皮質(zhì)外緣之間最短距離。釘?shù)篱L：椎弓根進(jìn)釘點(diǎn)外側(cè)皮質(zhì)沿椎弓根軸到達(dá)椎體前緣皮質(zhì)的距離，本文為理論上的解剖學(xué)長度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

椎弓根高、寬及釘?shù)篱L經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析在左、右側(cè)別和性別間均無顯著性差異(P>0.05)，故合并統(tǒng)計。椎弓根高從L1～L5基本呈逐漸遞減趨勢，到S1達(dá)最大峰值，其中L4,L5與L1～L3和S1與L1～L5之間有顯著性差異(P<0.05)，其余均無顯著性差異(P>0.05)；椎弓根寬則呈逐漸遞增趨勢，最小值位于L2，最大值仍位于S1，其中L3與L1、L2,L4與L1～L3,L5與L1～L4和S1與L1～L5之間有顯著性差異(P<0.05)，其余均無顯著性差異(P>0.05)；釘?shù)篱L從L1到S1總體呈波浪狀，且各椎之間相差較小，均無顯著性差異(P>0.05)。

表1 腰骶段椎弓根解剖學(xué)參數(shù)

*：與L1比較，P<0.05；#：與L2比較，P<0.05；△：與L3比較，P<0.05；▼：與L4比較，P<0.05；★：與L5比較，P<0.05

3 討論

少年腰骶段椎弓根的高度、寬度和釘?shù)篱L決定了手術(shù)選擇與使用螺釘?shù)闹睆胶烷L度，本研究發(fā)現(xiàn)椎弓根高在L1～L3之間并無顯著性差異，而L4至S1與L1～L3間存在著一定差異性；椎弓根寬隨著椎序的增加則呈遞增趨勢，并且存在著部分顯著性差異，這就要求在置釘過程中應(yīng)根據(jù)不同椎體選取相應(yīng)直徑的螺釘；釘?shù)篱L在各椎體之間并無顯著性差異，那么在置釘過程中可不考慮各椎之間螺釘?shù)拈L度。臨床生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明80%的深度即達(dá)到了手術(shù)的最佳要求[7],但還應(yīng)考慮左右、上下入釘點(diǎn)間距和E、F角等椎體相關(guān)結(jié)構(gòu)關(guān)系[8]。這是因?yàn)榧怪w的運(yùn)動是三維空間內(nèi)六個自由度的復(fù)雜運(yùn)動，即三軸間的綜合運(yùn)動，其生物力學(xué)性能復(fù)雜多變[9]。脊柱節(jié)段內(nèi)固定是一個整體相鄰椎體間固定，相互之間影響比較大。如果入釘點(diǎn)位置、長度、入釘點(diǎn)角度間等分布不均，則易造成應(yīng)力性疲勞而致螺釘斷裂。

本課題運(yùn)用Mimics 15.01軟件可以非常方便的重建脊柱三維立體結(jié)構(gòu)[10]。將CT掃描的脊柱薄層圖像導(dǎo)入Mimics 15.01軟件，重建脊柱標(biāo)本。將所獲重建脊柱數(shù)字化標(biāo)本信息用計算機(jī)快速成型技術(shù)制作成實(shí)體樹脂模型，根據(jù)模型判斷椎體椎弓根的位置和方向，在模型的指導(dǎo)下直接應(yīng)用在手術(shù)操作中，可以大大提高椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)的置釘成功率，保證了椎弓根內(nèi)固定器械的準(zhǔn)確置入，術(shù)中可結(jié)合國人少年(12～18歲)脊柱椎弓根解剖學(xué)的數(shù)據(jù)選擇螺釘，才能真正達(dá)到了個體化治療的目的，這就是目前脊柱矯形治療發(fā)展的方向[11-12]。

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