寰樞椎融合術后下頸椎曲度異常的基礎和臨床研究.pdf

1、目的：
　　1、通過離體生物力學研究，分析寰樞椎融合角度變化對下頸椎運動范圍和椎間壓力的影響，揭示下頸椎曲度出現(xiàn)異常的生物力學機制，為臨床診治提供重要的理論指導。
　　2、通過建立上頸椎固定于不同角度的三維有限元模型，對下頸椎各運動節(jié)段的運動范圍、椎間壓力、前縱韌帶張力以及側(cè)塊關節(jié)關節(jié)面壓力的數(shù)據(jù)進行綜合分析，試圖找到相對較為合適的寰樞椎固定角度，以減少下頸椎發(fā)生后凸畸形的風險。
　　3、通過長期的臨床隨訪，對使用C1

2、側(cè)塊螺釘和C2椎弓根螺釘技術以及Magerl技術后的C1-C2固定角度和術后C2-C7矢狀位曲度的關系進行評價。
　　方法：
　　1、為了使實驗能更客觀真實的模擬患者寰樞椎固定術后的實際情況，有鑒于人類頸椎部位有其獨特的解剖學構(gòu)造，我們根據(jù)目前常用的頸椎力學實驗方法，使用青壯年新近死亡的冷凍尸體標本作為實驗材料。我們在8具成人頸椎尸體標本上模擬三維頸椎運動。先于三維材料測試系統(tǒng)上行正常標本測試，其后分別將寰樞椎固定于3個不同

3、角度（中立位，中立位-10°，中立位+10°）并進行測試。各運動節(jié)段運動范圍和4個下頸椎節(jié)段（C2-C3、C3-C4、C4-C5和C5-C6）的椎間壓力得到監(jiān)測。
　　2、在全頸椎三維有限元模型上模擬加載C1側(cè)塊螺釘及C2椎弓根螺釘（Harms技術），并通過改變釘尾間距，構(gòu)建3種不同寰樞椎固定角度全頸椎模型，對3種寰樞椎固定角度全頸椎模型下頸椎節(jié)段活動度、前縱韌帶應力、椎間壓力及側(cè)塊關節(jié)應力進行分析比較。
　　3、通過對20

4、10年9月至2012年9月間收治的由同一名術者利用C1側(cè)塊螺釘和C2椎弓根螺釘固定或者Magerl技術結(jié)合線纜固定治療寰樞椎不穩(wěn)的30名患者進行了回顧性研究。術前、術后以及最后的隨訪期對前屈位的寰齒間距(ADI)進行評估。中立位拍攝側(cè)位片對脊髓可用間隙(SAC)進行評估。中立位側(cè)位片測量Oc-C1、C1-C2、C2-C3以及C2-C7的矢狀位角度。
　　結(jié)果：
　　1、離體生物力學實驗結(jié)果：下頸椎各運動節(jié)段運動范圍變化模式是

5、類似的。在前屈后伸測試中，固定的寰樞椎角度導致運動范圍相較正常標本組顯著增大，而且在前屈測試中，更大的寰樞椎固定角度會進一步增加下頸椎運動范圍，在后伸測試中，更小的寰樞椎固定角度也會進一步增大下頸椎運動范圍。軸向旋轉(zhuǎn)測試中，所有寰樞椎固定組相較正常標本組都有顯著的運動范圍增大，而所有寰樞椎固定組間，運動范圍增幅相當。側(cè)屈測試中，各寰樞椎固定組和正常標本組之間并沒有顯著地運動范圍差異。椎間壓力分析結(jié)果顯示，寰樞椎固定于較大寰樞椎角度將導致

6、C2-C3、C3-C4和C4-C5節(jié)段在前屈測試中椎間壓力顯著增大。
　　2、三維有限元實驗結(jié)果:寰樞椎固定角度越大，下頸椎代償性前屈越明顯，寰樞椎固定角度越小，下頸椎代償性后伸越明顯，3種不同角度寰樞椎固定模型與正常模型相比，均有明顯的下頸椎代償性旋轉(zhuǎn)運動。椎間壓力測試顯示椎間壓力在前屈測試中隨著寰樞椎固定角度的增大而明顯增大。前縱韌帶張力測試和側(cè)塊關節(jié)關節(jié)壓力測試顯示，寰樞椎固定角度過?。ㄖ辛⑽?10°）造成下頸椎過度后伸運動

7、的同時將使前縱韌帶模塊拉伸，造成拉力增大，而側(cè)塊關節(jié)作為旋轉(zhuǎn)軸，關節(jié)壓力也將增大。寰樞椎固定造成下頸椎過度旋轉(zhuǎn)運動的同時將使旋轉(zhuǎn)方向?qū)?cè)的側(cè)塊關節(jié)壓力增大，同時前縱韌帶拉力小幅增大，不同固定角度造成的影響差別不大。
　　3、臨床研究結(jié)果:兩組患者術后ADI和SAC均得到了顯著的恢復。然而，術后Magerl組的平均C1-C2矢狀位角比Harms組更加前凸。無論是Harms組還是Magerl組，C1-C2角的變化值和C2-C7角的變化

8、值之間有線性負相關關系。
　　結(jié)論：
　　1、離體生物力學研究結(jié)果顯示，在混合測試模式下，寰樞椎固定將導致下頸椎的代償運動，以彌補寰樞椎因固定所產(chǎn)生的運動范圍損失。當寰樞椎固定于相對前凸的位置時，下頸椎將有更多的代償性前屈，相反的，寰樞椎固定于相對后凸的位置，下頸椎將有更多的代償性后伸。而且，當寰樞椎固定于前凸的位置時，下頸椎椎間壓力在前屈測試時會顯著增大。之前有研究認為增大的活動度和椎間壓力會破壞椎間盤的營養(yǎng)供應，并進一步

9、產(chǎn)生椎間盤進展性退變，而這會導致下頸椎曲度不良。因此，為使下頸椎保持矢狀位生理曲度，寰樞椎應該固定于中立位或者固定于一個較小的寰樞椎角度，而不能固定于相對前凸位。
　　2、三維有限元研究結(jié)果顯示，當寰樞椎固定于中立位+10°時下頸椎將出現(xiàn)過度的代償性前屈運動，進而將增大前屈測試中的椎間壓力，而當寰樞椎固定于中立位-10°時下頸椎將出現(xiàn)過度的代償性后伸運動，將使前縱韌帶張力及側(cè)塊關節(jié)壓力明顯增大，而寰樞椎固定造成下頸椎過度旋轉(zhuǎn)運動的

10、同時將使旋轉(zhuǎn)方向?qū)?cè)的側(cè)塊關節(jié)壓力增大，同時前縱韌帶拉力小幅增大，不同固定角度造成的影響差別不大。在現(xiàn)實情況中，這些改變將導致下頸椎前縱韌帶、椎間盤以及關節(jié)突關節(jié)退變加速，椎間高度降低，進而出現(xiàn)矢狀位曲度不良。合理的寰樞椎固定角度應該為中立位（或者是上下頸椎達到平衡時的初始位置）。
　　3、回顧性臨床研究顯示，無論采取Harms技術還是Magerl技術，術后C1-C2角的前凸改變和C2-C7角的后凸改變密切相關。Harms技術對于