腰5滑移復(fù)位對神經(jīng)根牽拉的CT三維重建分析

朱江軍 張冬生? 楊永宏 潘永清 劉淼

腰5滑移復(fù)位對神經(jīng)根牽拉的CT三維重建分析

朱江軍 張冬生? 楊永宏 潘永清 劉淼

目的 通過CT三維重建的腰椎骨盆模型模擬分析腰5滑脫復(fù)位過程中對腰5神經(jīng)根牽拉的影響。方法 選取40例成人患者，年齡20～59歲，男、女各20例，排除有腰部疾病及腰骶部骨骼畸形，對其腰椎骨盆行CT掃描，將Dicom原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Mimics軟件建成腰椎骨盆模型，利用虛擬手術(shù)功能模擬腰5滑脫復(fù)位，用三維測量工具測量腰5神經(jīng)根在出椎間孔到入骨盆骶骨翼轉(zhuǎn)折處的距離變化數(shù)據(jù)。結(jié)果 維持椎間隙高度不變，從腰5滑脫80%到完全復(fù)位，腰5神經(jīng)根長度從41.63mm牽拉延長至47.57mm，從滑脫80%復(fù)位到60%、40%、20%，至完全復(fù)位神經(jīng)根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm；維持滑脫程度不變，椎間隙高度從0恢復(fù)至4mm、8mm，神經(jīng)根分別被拉長1.70mm、1.74mm。結(jié)論 腰5滑脫復(fù)位過程中神經(jīng)根受牽拉的程度與滑脫程度不成等比例，越接近完全復(fù)位，神經(jīng)根被拉長越明顯，椎間隙高度的恢復(fù)對神經(jīng)根牽拉影響較為均勻。恢復(fù)椎間隙高度和糾正滑脫對神經(jīng)根的牽拉產(chǎn)生疊加效應(yīng)，加大了神經(jīng)根損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

三維重建 腰椎滑脫 復(fù)位 神經(jīng)牽拉

隨著脊柱內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展和對腰椎滑脫認(rèn)識(shí)的深入，腰椎滑脫的治療獲得了長足的進(jìn)步。腰椎滑脫完全復(fù)位是臨床治療的一個(gè)理想目標(biāo)，但是完全復(fù)位是否會(huì)帶來神經(jīng)根的損傷，目前仍然缺乏量化的標(biāo)準(zhǔn)，其亦是臨床醫(yī)生討論和關(guān)注的熱點(diǎn)之一。本文運(yùn)用CT三維重建成像技術(shù)研究腰椎滑移復(fù)位過程中神經(jīng)根的牽拉變化情況，從而探討在不同情況下腰5滑脫復(fù)位的潛在風(fēng)險(xiǎn)以供臨床參考。報(bào)道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 隨機(jī)選取在本院因腹部原因行下腹部三維重建的40例成人患者。男、女各20例；年齡20～59歲，平均（40.80±10.30）歲。排除有腰部疾患及腰骶部骨骼畸形。

1.2 方法 美國通用公司寶石能譜CT（GE-Discovery CT750 HD），掃描層厚0.625mm，掃描范圍腰椎及骨盆，獲得矩陣 512×512影像數(shù)據(jù)以 Dicom 格式保存，將掃描獲取的Dicom 文件導(dǎo)入到 Mimics10.01 軟件。

1.3 腰5滑脫模型的建立 在Mimics10.01 軟件中運(yùn)用閾值選取技術(shù)（Thresholding），獲得腰椎骨盆原始蒙罩（Mask），采用 Calculate 3D 功能，以軟件默認(rèn)的最佳重建質(zhì)量對所選取的實(shí)體結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行三維重建，得到腰椎及骨盆的三維圖像。利用三維圖像分離（Split）功能，將三維圖像矢狀位正中分開，根據(jù)局部解剖資料［1］，以骨盆入口平面骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)10mm定位腰5神經(jīng)根入骨盆處再進(jìn)行矢狀位剖切分開，得到切割好的腰椎及骨盆的三維圖像。利用虛擬手術(shù)（Simulation模塊）模擬制作腰5向前滑脫的模型（見圖1）。

圖1 Simulation模塊模擬制作腰5向前滑脫的模型

1.4 測量參數(shù) 旋轉(zhuǎn)三維圖像，在腰5椎體后緣椎弓根基底部的下方中線處定位為腰5神經(jīng)根出椎間孔的部位為A點(diǎn)，骨盆入口平面骶髂關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)10mm骶骨翼最高點(diǎn)為B點(diǎn)，用三維測量工具測量A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離L，測量在復(fù)位過程中該距離L的變化，以反映腰5神經(jīng)根在復(fù)位中的牽拉情況。通過改變椎間隙的高度，滑脫復(fù)位的程度，獲得腰5神經(jīng)根的牽拉情況的各組數(shù)據(jù)。其中椎間隙高度選取0、4、8mm三組，滑脫復(fù)位百分率選取0%、20%、40%、60%、80%五組。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以（x±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 腰5神經(jīng)根長度變化 本組患者腰骶角度數(shù)32.32°～76.26°，平均（51.46±9.72）°；腰5椎體前后徑28.12～44.29mm，平均（34.59±3.48）mm。復(fù)位過程腰5神經(jīng)根在出椎間孔至入骨盆骶骨翼轉(zhuǎn)折處的距離變化見表1。

表1 腰5神經(jīng)根長度變化［mm，（x±s）］

2.2 腰5神經(jīng)根隨椎間隙高度及滑脫程度恢復(fù)的變化保持椎間隙高度不變，將表1縱行數(shù)據(jù)相加再相減，即得到從滑脫80%復(fù)位到60%、40%、20%，至完全復(fù)位神經(jīng)根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。保持滑脫百分率不變，將橫行數(shù)據(jù)相加再相減，得到椎間隙高度從0恢復(fù)至4mm、8mm，神經(jīng)根分別被拉長1.70mm、1.74mm。見圖2。

圖2 腰5神經(jīng)根在復(fù)位過程中隨椎間隙高度及滑脫程度恢復(fù)的變化

3 討論

3.1 腰5滑脫模型的建立及意義 多數(shù)腰5滑脫的病程緩慢，隨著滑脫程度的加重，腰5神經(jīng)根逐漸松弛攣縮，骶部神經(jīng)被壓迫。腰5滑脫復(fù)位過程神經(jīng)根的變化正好相反，骶1神經(jīng)根逐漸變得松弛，腰5神經(jīng)根則逐漸變得緊張，滑脫復(fù)位可能造成腰5神經(jīng)根的損害，嚴(yán)重滑脫手術(shù)復(fù)位神經(jīng)根損傷的發(fā)生率大約在25%左右［1，2］，腰5神經(jīng)根損害嚴(yán)重時(shí)可能造成足下垂。因?yàn)椴±砩碜兓瘡?fù)雜，目前仍然無法準(zhǔn)確評(píng)估神經(jīng)根受牽拉的變化規(guī)律。根據(jù)解剖研究［3］發(fā)現(xiàn)腰5神經(jīng)根出椎間孔后，幾乎緊貼骶骨翼骨面行走，腰5神經(jīng)根相對固定，神經(jīng)根活動(dòng)度較小。腰5滑脫復(fù)位時(shí)，神經(jīng)根的牽拉取決于骶骨翼最前點(diǎn)與腰5椎體后緣之間的相對運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這種相對運(yùn)動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)M建立了腰5滑脫神經(jīng)根長度變化模型，希望能從側(cè)面了解神經(jīng)根變化的規(guī)律，為臨床提供參考。

3.2 腰椎滑脫復(fù)位過程中腰5神經(jīng)根的變化規(guī)律 從實(shí)驗(yàn)研究可以看出，在保持椎間隙高度不變時(shí)，從腰5滑脫80%至完全復(fù)位，腰5神經(jīng)根長度從41.63mm牽拉延長至47.57mm，從滑脫80%復(fù)位至60%、40%、20%，至完全復(fù)位神經(jīng)根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。隨著復(fù)位接近完全，神經(jīng)根受牽拉延長的程度呈跳躍式增加，最后20%的復(fù)位對神經(jīng)根牽拉最明顯。維持滑脫程度不變，椎間隙高度從0恢復(fù)到4mm、8mm，神經(jīng)根分別被拉長1.70mm、1.74mm，變化相對恒定。神經(jīng)根受牽拉的程度是糾正滑脫程度和恢復(fù)椎間隙高度相互疊加的。

3.3 對臨床的參考作用 對于腰椎滑脫是否需要復(fù)位和復(fù)位程度目前尚無定論，爭議較大。支持復(fù)位的學(xué)者認(rèn)為，對嚴(yán)重腰椎滑脫患者采用復(fù)位加融合術(shù)可恢復(fù)矢狀面的平衡，減少滑脫角，恢復(fù)脊柱解剖，減輕神經(jīng)根張力，有助于減少術(shù)后疼痛，及早恢復(fù)活動(dòng)，防止畸形進(jìn)展，改善自我形象［4］。從生物力學(xué)的角度分析手術(shù)治療的根本目的是恢復(fù)脊柱序列的力線，將剪切應(yīng)力恢復(fù)至正常水平，重建脊柱穩(wěn)定性，特別應(yīng)該考慮恢復(fù)骶骨正常的傾斜角，原位融合顯然不符合脊柱正常生物力學(xué)的要求。然而完全解剖復(fù)位存在出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，目前許多學(xué)者［5～7］認(rèn)為對于重度滑脫復(fù)位患者要提倡適度復(fù)位原則。這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相符，在腰5復(fù)位開始階段神經(jīng)根牽拉變化較小，所以復(fù)位初始階段牽拉損傷風(fēng)險(xiǎn)較小，而在復(fù)位過程中越接近完全復(fù)位時(shí)，神經(jīng)根牽拉變化越大，最后20%的復(fù)位對神經(jīng)根的牽拉最嚴(yán)重，如采用部分復(fù)位，神經(jīng)根受牽拉損傷的可能性將明顯降低。

本資料結(jié)果顯示，一個(gè)滑脫20%椎間隙完全消失的患者，要達(dá)到解剖復(fù)位，神經(jīng)根需要從43.08mm延長至49.52mm，和一個(gè)滑脫80%椎間隙正常（43.15mm）的患者所承受的神經(jīng)根牽拉一樣嚴(yán)重。提示術(shù)者應(yīng)重視對Ⅰ度滑脫行完全復(fù)位并在椎間隙中植入Cage的患者，復(fù)位過程中常有的撐開動(dòng)作，可能導(dǎo)致對神經(jīng)根有較嚴(yán)重的損害。同時(shí)亦提示術(shù)者，一個(gè)80%的滑脫，如果間隙正?；蛘哐?椎體前傾椎體后緣翹起（滑脫角大）的患者，完全復(fù)位的風(fēng)險(xiǎn)并不大。這要求術(shù)前對神經(jīng)根可能需要的牽拉要有充分的認(rèn)識(shí)，術(shù)中密切監(jiān)測神經(jīng)根的松緊度，或者采用誘發(fā)電位監(jiān)測，不能因易復(fù)位而強(qiáng)求達(dá)到解剖復(fù)位。

3.4 本研究不足主要在于不能把周圍軟組織、神經(jīng)根等因滑脫后發(fā)生的變化因素模擬分析其內(nèi)，而每個(gè)滑脫患者周圍軟組織變化情況亦不盡相同，僅單純從神經(jīng)根牽拉伸長的角度考慮復(fù)位對于神經(jīng)根的影響。同時(shí)目前CT不能對腰5神經(jīng)進(jìn)行直接重建，只能通過建立模型間接分析滑脫復(fù)位對神經(jīng)根的影響，而不能對腰5滑脫的患者進(jìn)行更為直接的模擬。

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Objective To analyze the impact on L5 nerve from L5 spondylolisthesis based on the image of three-dimensional reconstruction of CT scan. Methods 40 patients conducted three-dimensional reconstruction of CT scan in our group，excluding low back disorders and lumbosacral deformity . The age of the patients in the groups was 20～59 years，including 20 males and 20 females. L5 spondylolisthesis models were made on computer and reduction was simulated by inputing the initial data into Mimics. The data of length of L5 nerve root from intervertebral foramen to the spot of ala sacrai break-over were collect and analyze. Results On keeping the height of intervertebral space，the length of L5 nerve changed from 41.63 mm to 47.57mm when the slip reduced from 80% to 0 and . The length of L5 never increased 0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm when the slip reduced from 80% to 60%、40%、20% and 0 accordingly. If we keep the the slip at 80%，the L5nerve increased 1.70mm、1.74mm when the height of intervertebral space revert from 0 to 4mm、8mm. The length changed steadily when height recovered between S1 and L5. Conclusion The length of L5 changed unsteadily to the degree of slip recovery. It changed more sharply when L5 reduction close to completely reduction. The length of L5 changed steadily when the height of intervertebral space recovered. Both of restoring the height of intervertebral space and reducing the slip have impact on the L5 nerve. So the risk of nerve injury increased by stacking of the two factors.

Three-dimensional reconstruction spondylolisthesis reduction Nerve stretch

310013杭州 中國人民解放軍第117醫(yī)院

*通訊作者