樞椎不同部位的骨密度分布規(guī)律及相關(guān)研究.pdf

1、研究背景:臨床上由各種疾患引起的寰樞椎脫位較為常見,根據(jù)能否復位可分為可復性、難復性、不可復性三種類型[1]。外傷是引起其脫位主要原因,其導致寰樞椎脫位機理主要由于齒狀突骨折和橫韌帶損傷。此外,翼狀韌帶損傷可引起寰樞旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)。可復性脫位指經(jīng)頭頸雙向牽引能復位；難復性是指頭頸雙向牽引不能復位但通過手術(shù)減壓松解后牽引能復位；不可復性脫位是指減壓松解術(shù)后牽引仍不能復位。對于難復性的寰樞椎脫位,例如Hangman骨折、寰樞椎骨折脫位等,進行手術(shù)

2、時常常需要對樞椎置入螺釘。尹慶水等自行研發(fā)的經(jīng)口寰樞椎復位鋼板(TARP)系統(tǒng),可一次手術(shù)即可完成松解、減壓、復位、固定、融合等操作,這是治療上頸椎脫位手術(shù)的一項突破；以往其他手術(shù)方式,都必須通過二期手術(shù)完成。經(jīng)口寰樞椎復位鋼板(TARP)系統(tǒng)從前期Ⅰ代、Ⅱ代,已發(fā)展至目前的Ⅲ代,這其中有一項重要的技術(shù)改進:就是對于樞椎的置釘位置的改變:Ⅰ、Ⅱ代TARP鋼板采取樞椎椎體螺釘固定,而Ⅲ代TARP鋼板采取樞椎椎弓根或關(guān)節(jié)突螺釘固定。稱為樞椎

3、堅強牢固的逆向樞椎椎弓根或關(guān)節(jié)突置釘法。運用該技術(shù)改進后,其松釘再脫位發(fā)生率由前期Ⅰ代、Ⅱ代鋼板的10％降至目前的0％[2]；有關(guān)研究指出,椎弓根或關(guān)節(jié)突螺釘釘?shù)赖难娱L是TARPⅢ具有更高固定抗拔出力的部分原因；另有研究指出,骨密度也是影響螺釘抗拔出力一個重要因素；那到底樞椎椎弓根及關(guān)節(jié)突部位是否存在高骨密度區(qū)影響了椎弓根及關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力?樞椎的不同部位的骨密度分布是否有規(guī)律?對此,國內(nèi)乃至國際甚少報道。因此,本研究通過對樞椎

4、椎體、椎弓根及關(guān)節(jié)突的骨密度測量,找出樞椎不同部位的骨密度分布規(guī)律；研究骨密度和螺釘固定的抗拔出力之間的關(guān)系,為TARPⅢ的逆向樞椎椎弓根及關(guān)節(jié)突置釘提供生物力學、組織學的理論依據(jù),也為樞椎內(nèi)固定的設計創(chuàng)新、改進提供參考。
　　 研究目的:通過樞椎標本椎體、椎弓根及關(guān)節(jié)突的骨密度以及螺釘固定的抗拔出力的測量、分析,發(fā)現(xiàn)樞椎各部位骨密度的分布規(guī)律及其對內(nèi)固定的影響,為樞椎椎弓根關(guān)節(jié)突螺釘固定系統(tǒng)的臨床應用提供組織力學和生物力學依據(jù)

5、,并觀察經(jīng)口前路寰樞椎椎弓根釘系統(tǒng)治療寰樞椎脫位的臨床效果。
　　 研究內(nèi)容
　　 1.骨密度測量:分別測出樞椎標本的椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3部位的骨密度,找出樞椎不同部位骨密度的分布其規(guī)律；
　　 2.螺釘固定的抗拔出力的測量:分別測出樞椎標本的椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘、椎體螺釘固定的抗拔出力；
　　 3.對樞椎骨密度不同部位的骨密度分布規(guī)律及樞椎各部位螺釘固定的抗拔出力的相關(guān)性進行分析,研究樞椎各部位不同

6、骨密度分布對其螺釘固定的抗拔出力的影響,骨密度差異如何影響螺釘固定的抗拔出力,并探討如何根據(jù)骨密度分布差異合理選擇內(nèi)固定。
　　 研究方法:
　　 1.骨密度測量選取南方醫(yī)科大學解剖教研室提供的30例無破損和畸形的頭頸防腐標本,不分種族,性別和年齡,排除頸椎變性疾病、腫瘤和骨質(zhì)增生合頸椎外傷等,截取其樞椎,每枚樞椎防腐標本去除椎旁的韌帶、肌肉、脂肪和結(jié)締組織,僅保留骨體組織解剖出寰椎和樞椎,先清除周圍軟組織；然后將寰樞椎

7、分離成單個椎骨；
　　 實驗對象分3組,分別是椎弓根組、關(guān)節(jié)突組、椎體組；每一枚樞椎防腐標本均進行椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3個部位的骨密度測量,測量數(shù)據(jù)分別納入椎弓根組、關(guān)節(jié)突組、椎體組3個組別；
　　 采用DXEA骨密度測量儀測量樣本骨密度:(1)首先將樞椎骨頭標本至于骨密度測量儀平臺上；(2)雙能射線對骨頭標本進行掃描,得到原始圖像；(3)對原始圖像進行測定區(qū)域分割,解剖學定義中所謂椎弓根是指連接于椎體側(cè)后方和椎板之間的

8、部分。關(guān)節(jié)突部位指的是樞椎上關(guān)節(jié)面和下關(guān)節(jié)突之間的部分；利用測量軟件的小動物模型對每枚樞椎整體圖像劃分為椎體、椎弓根、關(guān)節(jié)突；(4)計算出椎體、椎弓根、關(guān)節(jié)突3個區(qū)域的骨密度。將數(shù)據(jù)輸入SPSS13.0軟件處理,軟件由南方醫(yī)科大學統(tǒng)計學教研室提供。計算出3組數(shù)據(jù)的平均值及標準差,本實驗設計為配對設計(椎體骨密度與椎弓根骨密度配對、椎體骨密度與關(guān)節(jié)突骨密度配對；椎體骨密度與關(guān)節(jié)突骨密度配對),統(tǒng)計方法為配對t檢驗,檢驗的顯著水準設為0.0

9、5。
　　 2.螺釘固定的抗拔出力測量分成3組,分別是椎弓根螺釘組、關(guān)節(jié)突螺釘組、椎體螺釘組；每一枚樞椎防腐標本均進行椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3個部位的螺釘置入,分別測量其抗拔出力,數(shù)據(jù)分別納入椎弓根螺釘組、關(guān)節(jié)突螺釘組、椎體螺釘組3組；并與相應部位的骨密度進行相關(guān)性分析。
　　 對該30枚樞椎骨頭標本置入椎體螺釘、椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘,選采3枚TARP螺釘,經(jīng)前路1枚固定于樞椎椎弓根,另一枚固定于關(guān)節(jié)突:中間1枚置于椎體

10、。螺釘直徑3.5mm。實驗中單純使用螺釘,不使用鋼板,僅測定螺釘拔出力。(1)樞椎椎弓根螺釘?shù)倪M釘點位于樞椎上關(guān)節(jié)突下5mm處,距樞椎前中線大約7mm,向外側(cè)水平傾斜25度,向下方傾斜20度,于前路行逆行椎弓根固定。(2)樞椎關(guān)節(jié)突螺釘?shù)倪M針點于樞椎上關(guān)節(jié)突下5mm處,距樞椎前中線大約7mm,向外側(cè)水平傾斜25度,平行關(guān)節(jié)突進釘；(3)樞椎椎體的進釘點位于椎體前面中部兩側(cè)大約3～4mm,進釘方向垂直于椎體表面。3個部位均用高速電鉆置釘,

11、螺釘采用單皮質(zhì)固定,螺釘不穿透椎體后方皮質(zhì)。螺釘置入后在螺釘螺紋上標記置釘最淺外露處螺紋,待拔出后用電子游標卡尺測量實際進釘深度,即釘?shù)篱L度。
　　 置釘后使用MTS858 Mini Bionix生物力學實驗機,傳感器型號為662.20D-03,傳感器直接連接于計算機。依預實驗結(jié)果設置試驗機速度1mm/min,最大拉力1000N,最大位移5mm,螺釘大部拔出即中止測試。加載后通過軟件可以直接得出拔出過程中的拔出力變化,從而得出最

12、大拔出力。
　　 利用SPSS13.0軟件及對骨密度與螺釘固定的抗拔出力進行相關(guān)性分析,檢驗的顯著水準設為0.05。
　　 研究結(jié)果:樞椎的防腐骨標本的椎弓根骨密度平均值=0.596 g/mm3,關(guān)節(jié)突骨密度平均值=0.584 g/mm3,椎體的骨密度平均值=0.559 g/mm3,椎弓根骨密度平均值>關(guān)節(jié)突骨密度、椎體骨密度；關(guān)節(jié)突骨密度>椎體的骨密度；配對兩兩比較有統(tǒng)計學意義(P=0.000,<0.05)。椎弓根螺釘

13、固定的抗拔出力平均值=589.12N；關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力平均值=513.31N；椎體螺釘固定的抗拔出力平均值=445.14N:椎弓根螺釘固定的抗拔出力>關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力>椎體螺釘固定的抗拔出力；骨密度與螺釘固定的抗拔出力正相關(guān):椎弓根骨密度與椎弓根螺釘固定的抗拔出力正相關(guān),(r=0.977,p=0.00)；關(guān)節(jié)突骨密度與關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力正相關(guān),(r=0.977,p=0.00)；椎體骨密度與椎體螺釘固定的抗拔出力正相

14、關(guān),(r=0.983,p=0.ooo)；統(tǒng)計學分析有統(tǒng)計學意義(P=0.000,<0.05)。
　　 研究結(jié)論:樞椎骨不同部位的骨密度分布存在以下規(guī)律:椎弓根骨密度>關(guān)節(jié)突骨密度、椎體骨密度；關(guān)節(jié)突骨密度>椎體的骨密度；即椎弓根骨密度最大,關(guān)節(jié)突次之,椎體最小。樞椎螺釘固定的抗拔出力與置釘區(qū)域的骨密度存在明顯正相關(guān)關(guān)系:置釘區(qū)域骨質(zhì)密度越高,其螺釘固定的抗拔出力越大。經(jīng)口寰樞椎復位鋼板(TARP)系統(tǒng)Ⅲ代的重要的技術(shù)改進:堅強牢

15、固的逆向樞椎椎弓根關(guān)節(jié)突置釘法；可有效的提高內(nèi)固定的抗拔出力,是治療寰樞椎脫位理想的治療方法。若因解剖或臨床上的其他原因,無法實施椎弓根螺釘固定,由于關(guān)節(jié)突的釘?shù)垒^長、骨密度較高、螺釘固定的抗拔出力也較強(優(yōu)于椎體螺釘,接近椎弓根螺釘),并且臨床實踐應用其效果可,故關(guān)節(jié)突螺釘可作為椎弓根螺釘?shù)囊酝獾氖滓a充方案。如果椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘都無法實行,才考慮行椎體螺釘固定,但由于椎體螺釘釘?shù)垒^短、骨密度較低,螺釘脫落松動風險較高,故必須術(shù)