頸椎單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定椎管擴(kuò)大成形術(shù)生物力學(xué)及臨床研究.pdf

1、背景：隨著社會(huì)的發(fā)展、人口老化、尤其是人們工作和生活方式的改變,頸椎病的發(fā)病率逐步增高,己成為臨床常見病和多發(fā)病之一,對(duì)社會(huì)、家庭和患者造成很大的危害。醫(yī)學(xué)的發(fā)展對(duì)頸椎疾患也有了較深刻的認(rèn)識(shí),治療的方法也在不斷的改進(jìn)。雖然治療方法存在爭議,但大多數(shù)有癥狀體征及影像學(xué)支持的脊髓型頸椎病需要手術(shù)治療。
　　 頸椎手術(shù)根據(jù)入路分為前路、后路和前后路聯(lián)合手術(shù),前路手術(shù)直接摘除壓迫脊髓和神經(jīng)根的異常組織、植骨融合穩(wěn)定頸椎。不利的因素包括需

2、植骨、植骨塊脫位不融合和鄰近節(jié)段退變致癥狀復(fù)發(fā)等問題,尤其對(duì)3個(gè)或3個(gè)以上節(jié)段頸椎病變,每增加一個(gè)融合節(jié)段鄰近節(jié)段退變等風(fēng)險(xiǎn)就增加更多。
　　 后路手術(shù)的目的是擴(kuò)大椎管,解除對(duì)脊髓的壓迫。后路減壓手術(shù)方法近來越來越受關(guān)注,包括后路椎板切除、椎板切除加內(nèi)固定融合、椎板開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)。以前椎板切除術(shù)是最常使用的治療后路多節(jié)段頸椎疾患的手術(shù)方法,但術(shù)后存在頸椎后凸畸形、醫(yī)源性頸椎不穩(wěn),加重脊髓神經(jīng)癥狀,術(shù)后疤痕增生致椎管再狹窄,輕

3、微的創(chuàng)傷即可導(dǎo)致頸脊髓神經(jīng)損傷。
　　 為克服上述缺點(diǎn),在行椎板切除術(shù)時(shí)加側(cè)塊鋼板內(nèi)固定穩(wěn)定頸椎,可防止椎板切除術(shù)后后凸畸形。但存在內(nèi)固定失敗致頸椎生理曲度丟失、神經(jīng)根病變、螺釘位置不正、需再次手術(shù)、鄰近節(jié)段退變加重致頸椎不穩(wěn),這些均限制了其在臨床的進(jìn)一步應(yīng)用。Pal和Cooper研究提示頸椎前方的椎體傳導(dǎo)約36％的壓力,而后柱傳導(dǎo)64％的壓力,后柱對(duì)傳遞脊柱的壓力比前柱更為重要。這些激發(fā)了后路多種手術(shù)方法的發(fā)展,通過完整保留后

4、方大部分結(jié)構(gòu)保持術(shù)后穩(wěn)定性,重新設(shè)計(jì)配置椎板和開放椎管。
　　 “單開門”椎管擴(kuò)大成形術(shù)越來越受重視,適用于多節(jié)段頸椎病、后縱韌帶骨化、先天性頸椎管狹窄或以上情況同時(shí)存在需后方脊髓減壓的患者?！皢伍_門”椎管擴(kuò)大成形術(shù)較椎板切除不融合或融合術(shù)有較多優(yōu)點(diǎn):保留了頸椎后方棘突和椎板結(jié)構(gòu)、比椎板切除術(shù)降低了術(shù)后后凸畸形的發(fā)生；保存了頸椎的活動(dòng)度,較椎板切除融合手術(shù)后鄰近節(jié)段退變的發(fā)生率低；解除了脊髓背側(cè)壓迫因素、使脊髓后移,從而使脊髓前

5、方間接減壓,改善了脊髓的血液循環(huán)；取得脊髓減壓的同時(shí)保存了頸椎的穩(wěn)定性；硬膜外瘢痕輕且無加重脊髓損傷的危險(xiǎn)。頸椎單開門手術(shù)較頸椎其他開門方式簡單、安全,手術(shù)后的理想結(jié)果是脊髓足夠的減壓和開門側(cè)的穩(wěn)定。
　　 一當(dāng)椎板被打開、脊髓壓迫被解除,防止椎管再狹窄成為研究的熱點(diǎn)。臨床上常用的辦法是將棘突根部縫線固定于門軸側(cè)的椎旁肌或小關(guān)節(jié)囊上打結(jié)固定維持開門,但手術(shù)可能醫(yī)源性損傷沿關(guān)節(jié)囊背外側(cè)走行的頸神經(jīng)后支的中間分支,引起頸部疼痛不適,

6、且易出現(xiàn)再關(guān)門。
　　 為克服上述缺點(diǎn),有作者設(shè)計(jì)了在側(cè)塊打入螺釘將棘突根部縫線固定于螺釘上的錨定法,但仍存在不穩(wěn)、術(shù)后再關(guān)門現(xiàn)象。
　　 為克服上述缺點(diǎn),有許多的方法被設(shè)計(jì)保持開門后狀態(tài),包括自體骨塊、同種異體骨、羥基磷灰石塑形后植入椎板的開門側(cè)和小鋼板固定。自體骨是最理想的融合物,有著優(yōu)越的骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)性能,然而術(shù)后供骨區(qū)出血、疼痛和感覺障礙等并發(fā)癥,需另外一處切口取骨均限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。同種異體骨能夠提

7、供開門側(cè)的支撐,但同種異體骨具有一定的抗原性,來源有限,且有傳播疾病的危險(xiǎn)。羥基磷灰石(Hydroxyapatite,簡稱HA)能夠提供開門側(cè)的支撐,但羥基磷灰石比較脆使用可靠性差、且不易骨愈合。無論是自體骨、異體骨還是HA均需要塑形成合適的自鎖固定形狀,置于開門側(cè)有可能脫位,如脫入椎管內(nèi)壓迫脊髓將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,且骨替代物價(jià)格昂貴,這些均限制其在臨床上的進(jìn)一步使用。
　　 為克服上述缺點(diǎn),單開門椎管成形術(shù)中使用鈦板內(nèi)固定,此種

8、方法可減少以前的開門后椎管再狹窄,可允許病人進(jìn)行康復(fù)功能鍛煉計(jì)劃,減少以前的手術(shù)方式術(shù)后出現(xiàn)的頸部軸性痛癥狀的發(fā)生以及頸部活動(dòng)度丟失情況。Rhee等研究表明僅僅用鋼板固定可有效的保持椎管的擴(kuò)大,未出現(xiàn)其他手術(shù)方法如絲線結(jié)扎等術(shù)后出現(xiàn)的再關(guān)門椎管狹窄現(xiàn)象。但目前使用的鋼板內(nèi)固定材料費(fèi)用昂貴。那么理想的手術(shù)方法應(yīng)該是技術(shù)簡單、提供安全的椎板固定防止再關(guān)門、最大限度的減少醫(yī)源性損傷及手術(shù)時(shí)間、術(shù)后能防止椎管的再狹窄、減少術(shù)后軸性癥狀及神經(jīng)癱瘓

9、等并發(fā)癥的發(fā)生、且費(fèi)用適中。
　　 顱頜面手足重建固定系統(tǒng)/OsteoMed M3(美國OsteoMed公司)系統(tǒng)包括鈦板和螺釘,已廣泛應(yīng)用于顱頜面、手和足的骨折、關(guān)節(jié)固定和重建術(shù)。其鈦板為網(wǎng)孔狀,面積為4cm×5cm、厚度0.5m大??；自鉆螺絲釘一開始就能進(jìn)入骨中,螺釘直徑2.0mm、長度5.0mm。OsteoMed M3釘板系統(tǒng)的螺釘長度適中,既降低了螺釘過長損傷脊髓神經(jīng)及椎動(dòng)脈的風(fēng)險(xiǎn),又避免了螺釘過短影響固定的效果；鈦板較

10、大呈網(wǎng)狀,一塊可修剪成多條小鋼板使用可明顯降低耗材費(fèi)用,在頸椎后路行C3至C7每個(gè)部位固定整套價(jià)格在3000元左右,僅相當(dāng)于一塊手指鈦板的費(fèi)用,比較適合我國的國情,具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 研究在頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)中使用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定。對(duì)其進(jìn)行生物力學(xué)及臨床應(yīng)用評(píng)價(jià),包括5mm長的螺釘擰入時(shí)進(jìn)釘點(diǎn)距離椎管、椎動(dòng)脈孔及神經(jīng)根通道之間的距離；六個(gè)模型組的三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)、在新鮮頸椎標(biāo)本上行包括OsteoM

11、ed M3釘板內(nèi)固定二個(gè)模型組的疲勞試驗(yàn)、螺釘不同角度固定的拔出力的大小以及回顧性分析在臨床上在頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)中使用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定后的治療效果。為其在臨床上廣泛應(yīng)用及頸后路手術(shù)優(yōu)化選擇提供理論依據(jù)。
　　 目的：
　　 1.研究在頸后路單開門中使用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定系統(tǒng)中的螺釘擰入時(shí)進(jìn)釘點(diǎn)距離椎管、椎動(dòng)脈孔及神經(jīng)根通道之間的距離,評(píng)價(jià)5mm長的螺釘擰入后損傷脊髓神經(jīng)及血管的風(fēng)險(xiǎn)。

12、
　　 2.通過脊柱三維運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)在頸椎單開門術(shù)中在開門側(cè)應(yīng)用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定重建頸椎穩(wěn)定性的效果。
　　 3.通過疲勞實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)在頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)中使用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定重建頸椎穩(wěn)定性的效果。
　　 4.通過拔出力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究在頸椎單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定椎管擴(kuò)大成形術(shù)中螺釘不同角度固定的拔出力的大小。
　　 5.回顧性分析在臨床上行頸椎單開門椎管

13、擴(kuò)大成形術(shù)中使用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定,評(píng)價(jià)其在頸椎疾患手術(shù)中應(yīng)用后的治療效果。
　　 方法：
　　 1.頸椎測量:自粵北人民醫(yī)院影像診斷科CT室工作站隨機(jī)調(diào)出頸椎CT檢查的病人資料,選取既往無頸椎受傷等病史,檢查結(jié)果考慮無明顯頸椎疾患的病人資料100份,其中男50份,平均年齡為51.32歲,年齡在20～86歲；女50份,平均年齡為43.54歲,年齡在17～74歲。通過HIS及PACS系統(tǒng)打開CT圖像,利用PA

14、CS系統(tǒng)中輔助測量的功能進(jìn)行測量指標(biāo)的測量并記錄,測量指標(biāo):①頸3-7椎板外側(cè)緣與側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣交界處至椎管內(nèi)的垂直最短距離;②頸3-6側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間距離橫突孔的最短距離；③頸3-7側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間距離神經(jīng)根通道的最短距離。
　　 2.在6具新鮮人尸體頸椎標(biāo)本上,截取其頸1至胸1(C1～T1),作為自身對(duì)照性實(shí)驗(yàn),先后依次進(jìn)行正常的完整頸椎、后路單開門絲線結(jié)扎組、后路單開門側(cè)塊螺釘絲線結(jié)扎組、后路單開門OsteoM

15、ed M3釘板內(nèi)固定組、后路椎板切除組、后路椎板切除加側(cè)塊釘棒內(nèi)固定組的三維運(yùn)動(dòng)活動(dòng)度檢測。在脊柱三維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上對(duì)各組標(biāo)本行屈伸、左右側(cè)彎和左右旋轉(zhuǎn)6個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的穩(wěn)定性測試,施加的力偶矩為2.0N.m。多節(jié)段的運(yùn)動(dòng)測量使用Motion Analysis運(yùn)動(dòng)捕捉分析系統(tǒng),該系統(tǒng)包括在頸椎標(biāo)本周圍共放置6臺(tái)紅外線攝像機(jī),頸椎每個(gè)椎體上固定有4個(gè)不共線排列的球形紅外線接收標(biāo)記物,由紅外線攝像機(jī)對(duì)標(biāo)記物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)測量,測試屈伸、左右側(cè)

16、彎、左右旋轉(zhuǎn)6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)角位移參數(shù),包括運(yùn)動(dòng)范圍(range of motion,ROM)、中性區(qū)(neutralzone,NZ)和彈性區(qū)(elasticzone,EZ)。并由計(jì)算機(jī)直接得出每個(gè)標(biāo)記物運(yùn)動(dòng)坐標(biāo),利用EVaRT軟件計(jì)算每個(gè)標(biāo)本節(jié)段的角位移,將各椎體的角位移相加得出頸椎的運(yùn)動(dòng)范圍。對(duì)正常的完整頸椎、后路單開門絲線結(jié)扎組、后路單開門側(cè)塊螺釘絲線結(jié)扎組、后路單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定組、后路椎板切除組、后路椎板切除

17、加側(cè)塊釘棒內(nèi)固定組的頸椎運(yùn)動(dòng)范圍進(jìn)行分析和討論。
　　 3.在6具頸椎標(biāo)本上,分別行后路單開門絲線結(jié)扎及OsteoMed M3釘板內(nèi)固定,在脊柱三維運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)上行頸椎前屈后伸疲勞運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),觀察有無絲線斷裂或鈦板螺釘脫出、斷裂現(xiàn)象,如有則停止試驗(yàn)并記錄發(fā)生時(shí)的周期。
　　 4.利用成人新鮮的頸椎標(biāo)本6具,6具頸椎標(biāo)本隨機(jī)編號(hào),選擇頸3、頸4及頸5節(jié)段共18個(gè)節(jié)段按順序編號(hào),分別行后路單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定,

18、在關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)側(cè)按螺釘固定角度垂直于側(cè)塊皮質(zhì)0°、外傾30°及外傾45°位3組順序分別在編號(hào)的頸椎節(jié)段行螺釘固定,使用ElectroForce測試儀測試螺釘?shù)淖畲蟀纬隽?以2mm/min的速度軸向拔出,記錄全過程的拔出曲線至螺釘被拔出,曲線的最高峰即為最大拔出力。
　　 5.選擇多節(jié)段椎間盤突出并椎管狹窄等頸椎疾患25例,行頸椎單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定椎管擴(kuò)大成形手術(shù)治療,術(shù)后隨訪半年以上,平均隨訪時(shí)間9月(7月～3

19、年)。其中男性18例,女性7例；年齡46～75歲,平均61.4歲;病史7月～8年,平均3年1月。手術(shù)方式如下:患者俯臥位,頸椎保持在適度前屈。標(biāo)準(zhǔn)頸后正中切口至棘突,常規(guī)切斷附著于棘突上的肌肉并沿椎板兩側(cè)骨膜下剝離至兩側(cè)側(cè)塊的中點(diǎn),應(yīng)注意避免損傷關(guān)節(jié)囊,頸6或頸7的棘突過長部分應(yīng)用咬骨鉗切除至頸5棘突同樣高,可防止在開門時(shí)擠壓肌肉不利于開門。擬開的骨槽位于椎板外側(cè)緣與側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣交界處,用4到5mm的高速磨鉆縱形開槽至內(nèi)板,對(duì)擬手術(shù)的狹窄

20、節(jié)段由頭側(cè)向尾側(cè)逐個(gè)磨除外板；一側(cè)作為開門側(cè),另一側(cè)作為門軸側(cè),選擇癥狀較重一側(cè)作為開門側(cè),可給予行神經(jīng)根減壓。利用2-3mm薄的槍狀咬骨鉗咬除擬開門側(cè)的椎板內(nèi)板及黃韌帶；另一側(cè)作為門軸側(cè),需完全切除背側(cè)皮質(zhì)和磨薄內(nèi)層皮質(zhì)以利于在開門時(shí)能形成門軸側(cè)的青枝骨折,需保證內(nèi)層皮質(zhì)骨完整,所開的骨槽要偏大以防開門時(shí)擠壓,如門軸側(cè)內(nèi)側(cè)皮質(zhì)出現(xiàn)斷裂則給予改椎板切除術(shù)。所有的病例在開門側(cè)抬起的椎板與側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間選用由OsteoMed M3

21、釘板剪成的合適長度多條小鋼板并塑形后予以螺釘內(nèi)固定,保持開門后的狀態(tài),術(shù)后4周即讓患者進(jìn)行頸椎活動(dòng)功能鍛煉。應(yīng)用日本整形協(xié)會(huì)(Japaneses OrthopaedocAssociation)JOA評(píng)分法對(duì)術(shù)前及術(shù)后的脊髓功能改善情況進(jìn)行對(duì)比及評(píng)價(jià)。對(duì)影響術(shù)后療效的相關(guān)因素進(jìn)行分析。
　　 結(jié)果：
　　 1.男女頸3.6側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間距離橫突孔最短距離的95％正常參考值下限及頸3-7側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間距離

22、神經(jīng)根通道最短距離的95％正常參考值下限均大于我們?cè)陬i椎單開門術(shù)中所使用的OsteoMed M3釘板內(nèi)固定系統(tǒng)中的螺釘長度5mm；而男女頸3-7椎板外側(cè)緣與側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣交界處至椎管內(nèi)垂直最短距離的95％正常參考值下限部分小于我們?cè)陬i椎單開門術(shù)中所使用的OsteoMed M3釘板內(nèi)固定系統(tǒng)中的螺釘長度5mm,尤其對(duì)女性。
　　 2.在單開門手術(shù)后,開門側(cè)行側(cè)塊釘棒內(nèi)固定組在各個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)范圍均明顯減少,穩(wěn)定性增加,運(yùn)動(dòng)范圍的差

23、異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。在單開門手術(shù)后,正常組在后伸、前屈及左側(cè)彎狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)范圍均與絲線組、絲線螺釘組、椎板切除及側(cè)塊釘棒固定組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而與鋼板固定組的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明鋼板內(nèi)固定組的穩(wěn)定性與正常組接近,穩(wěn)定性好；在右側(cè)彎及右旋狀態(tài)下正常組的運(yùn)動(dòng)范圍與椎板切除及側(cè)塊釘棒固定組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而與絲線組、絲線螺釘組及鋼板固定組的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在左旋狀態(tài)下正常組的運(yùn)動(dòng)

24、范圍與其他各組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
　　 行后路鋼板內(nèi)固定組,在后伸和右側(cè)彎狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與椎板切除組及側(cè)塊釘棒組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；在前屈狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與絲線組、椎板切除組及側(cè)塊釘棒組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；在左側(cè)彎狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與絲線組、絲線螺釘組、椎板切除組及側(cè)塊釘棒組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；在左旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與其他各組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0

25、.05)；在右旋狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)范圍與絲線螺釘組、椎板切除組及側(cè)塊釘棒組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
　　 3.絲線結(jié)扎組的試驗(yàn)顯示所有標(biāo)本均出現(xiàn)部分縫合的關(guān)節(jié)囊韌帶撕裂、門軸側(cè)易活動(dòng),甚至有2次實(shí)驗(yàn)時(shí)分別在疲勞運(yùn)動(dòng)第73次和第1806次時(shí)出現(xiàn)關(guān)節(jié)囊撕裂、絲線脫落及再關(guān)門；而在OsteoMed M3釘板內(nèi)固定組不損傷關(guān)節(jié)囊,試驗(yàn)顯示未出現(xiàn)鋼板螺釘松動(dòng)、斷裂,未出現(xiàn)再關(guān)門現(xiàn)象。
　　 4.在拔出試驗(yàn)中,外傾0°組最大

26、拔出阻力平均為(81.60±7.33)N,外傾30°和外傾45°組的最大拔出阻力分別平均為(150.05±15.57)N和(160.08±17.77)N。外傾0°的拔出力小于外傾30°及外傾45°位組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而外傾30°及外傾45°位組之間相近,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
　　 5.25例患者全部得到隨訪,術(shù)后隨訪半年以上,術(shù)前JOA評(píng)分:9.40±1.658(5～13),術(shù)后JOA評(píng)分:13

27、.80±1.958(7～16),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-21.137,P=0.000),大部分病人癥狀明顯改善,術(shù)后改善率57.9％。術(shù)后X光片、MRI及CT檢查提示椎管的矢狀徑和椎管均明顯擴(kuò)大,3例癥狀改善不明顯的患者,2例二期實(shí)施前路減壓固定融合術(shù)后癥狀緩解,1例后縱韌帶骨化癥患者恢復(fù)欠佳；1例病人術(shù)后癥狀改善,在后期的隨訪過程中因其他疾病死亡；無1例出現(xiàn)繼發(fā)性椎管狹窄引起神經(jīng)功能變壞或手術(shù)相關(guān)的并發(fā)癥。
　　 結(jié)論：

28、>　　 1.根據(jù)CT影像學(xué)資料測量的結(jié)果顯示在頸后路行單開門OsteoMed M3釘板內(nèi)固定時(shí)螺釘固定在側(cè)塊內(nèi)側(cè)緣至側(cè)塊中點(diǎn)之間是安全的,螺釘?shù)倪M(jìn)釘稍偏向外上方不會(huì)損傷血管神經(jīng)及脊髓。
　　 2.在頸椎單開門術(shù)中在開門側(cè)應(yīng)用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定生物力學(xué)穩(wěn)定性好,可重建頸椎穩(wěn)定性。
　　 3.在頸椎單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)中應(yīng)用OsteoMed M3釘板內(nèi)固定具有良好的生物力學(xué)性能,能重建頸椎穩(wěn)定性,可滿足頸椎后