上胸椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘解剖學(xué)研究及生物力學(xué)評(píng)估.pdf

1、上胸椎手術(shù)對(duì)脊柱外科醫(yī)生來(lái)講具有一定的挑戰(zhàn)性。首先,這一區(qū)域在解剖上位于頸椎和胸椎的交界處。此區(qū)域不同于頸椎和胸椎的解剖特點(diǎn),需要有獨(dú)特的內(nèi)固定系統(tǒng)用來(lái)維持上胸椎穩(wěn)定。另外,上胸椎位于活動(dòng)度較大的頸椎和相對(duì)固定的胸椎之間,只有足夠強(qiáng)度的內(nèi)固定裝置才能承擔(dān)此區(qū)域的復(fù)雜應(yīng)力。因此,找到既安全又方便操作簡(jiǎn)單且生物力學(xué)可靠的內(nèi)固定,是上胸椎手術(shù)的重要保障。
　　 在下頸椎,側(cè)塊螺釘釘板或釘棒系統(tǒng)是最常用的內(nèi)固定方式。下頸椎側(cè)塊寬大,置入

2、側(cè)塊螺釘既安全又有效。確定好進(jìn)釘點(diǎn)和進(jìn)釘角度后,側(cè)塊螺釘可以在C3-C6順利打入。但是在C7節(jié)段,側(cè)塊形態(tài)較其他頸椎有所差別,側(cè)塊變細(xì)拉長(zhǎng),打入側(cè)塊螺釘難度增大,常常會(huì)導(dǎo)致穿出側(cè)塊,損傷神經(jīng)根或周?chē)M織。
　　 到目前為止,后路固定仍然是用于上胸椎穩(wěn)定和融合的主要手段。常用的內(nèi)固定方式包括棘突間鋼絲,椎板下鋼絲,椎板鉤及椎弓根螺釘。鋼絲技術(shù)操作簡(jiǎn)單,但是要求棘突椎板等后結(jié)構(gòu)的完整性。椎板鉤同樣要求后結(jié)構(gòu)完整性,而且鉤子進(jìn)入椎管,

3、會(huì)造成醫(yī)源性的椎管狹窄和潛在的脊髓損傷。和以上固定技術(shù)相比,椎弓根螺釘近年來(lái)在臨床應(yīng)用日益增加。其優(yōu)點(diǎn)在于良好的三柱控制和生物力學(xué)穩(wěn)定性。但是,椎弓根三維結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變異較多,上胸椎置入椎弓根螺釘技術(shù)要求較高,且有損傷脊髓和神經(jīng)根的風(fēng)險(xiǎn)。有報(bào)道稱(chēng),胸椎椎弓根螺釘置入時(shí)椎弓根穿破比例可高達(dá)38.9％。所以對(duì)于椎弓根先天細(xì)小,椎弓根變異較大的病人要格外謹(jǐn)慎?？紤]到以上因素,我們?cè)噲D尋找一種既足夠穩(wěn)定,又能減少神經(jīng)損傷風(fēng)險(xiǎn)的固定方式,作為上胸椎

4、固定的有效補(bǔ)充手段。
　　 經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘在頸椎和腰椎融合手術(shù)中應(yīng)用較多,其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在良好的抗拔出強(qiáng)度,疲勞斷裂率較低,損傷脊髓和神經(jīng)的風(fēng)險(xiǎn)小,另外操作也相對(duì)簡(jiǎn)單。創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤以及先天性畸形等導(dǎo)致的上頸椎骨質(zhì)、韌帶、滑膜關(guān)節(jié)破壞,繼而產(chǎn)生寰樞椎不穩(wěn)或脫位,大多需要采用寰樞椎融合進(jìn)行治療。寰樞椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘是進(jìn)行寰樞椎融合的重要方式。符合生物力學(xué)張力帶原則,提供足夠的穩(wěn)定性。在下頸椎,生物力學(xué)研究表明經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘具有比側(cè)塊螺釘更強(qiáng)的抗

5、拔出強(qiáng)度。在腰椎,ALIF手術(shù)中應(yīng)用經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定,融合率從75％提高到98％。同時(shí),經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘釘?shù)谰嚯x椎管較遠(yuǎn),損傷脊髓和神經(jīng)的風(fēng)險(xiǎn)大大降低了。然而到目前為止,經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘用于上胸椎的相關(guān)研究還比較少。
　　 本課題通過(guò)對(duì)成人上胸椎CT掃描結(jié)果的測(cè)量,掌握上胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)基本解剖參數(shù)。在CT掃描影像上進(jìn)行經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘?shù)哪M置入,經(jīng)過(guò)圖像分析得出經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘置入的合理角度,測(cè)量安全釘?shù)篱L(zhǎng)度。根據(jù)影像學(xué)測(cè)試結(jié)論及推薦的置釘方法,在成人上

6、胸椎標(biāo)本上打入經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘,測(cè)量螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度以及釘尖穿出點(diǎn)距離上下神經(jīng)根距離。對(duì)置釘后標(biāo)本進(jìn)行CT掃描,判斷螺釘置入效果。
　　 隨后,本課題通過(guò)對(duì)離體標(biāo)本進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試,比較經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘釘棒系統(tǒng),單獨(dú)經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘與傳統(tǒng)的椎弓根螺釘釘棒系統(tǒng)固定后,脊柱三維活動(dòng)范圍及生物力學(xué)穩(wěn)定性的差異,為下一步的臨床應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
　　 目的：
　　 1.通過(guò)對(duì)上胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)CT影像各個(gè)徑線(xiàn)的測(cè)量,掌握上胸椎關(guān)節(jié)突

7、關(guān)節(jié)基本解剖參數(shù)。以此為基礎(chǔ),提出上胸椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘合適進(jìn)釘點(diǎn),進(jìn)釘角度和安全的釘?shù)篱L(zhǎng)度。
　　 2.通過(guò)對(duì)成人干燥上胸椎標(biāo)本進(jìn)行測(cè)量,掌握各椎體上下關(guān)節(jié)突寬度及高度。在影像學(xué)測(cè)量提出的置釘策略的指導(dǎo)下,對(duì)成人尸體標(biāo)本進(jìn)行上胸椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定。測(cè)量釘?shù)篱L(zhǎng)度及釘尖穿出點(diǎn)距離上下神經(jīng)根的距離。對(duì)置釘后標(biāo)本進(jìn)行X線(xiàn)檢查及CT掃描,分析螺釘置入效果。
　　 3.通過(guò)離體標(biāo)本的生物力學(xué)測(cè)試研究,對(duì)單獨(dú)經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘,經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘釘棒系統(tǒng)以

8、及椎弓根螺釘釘棒系統(tǒng)進(jìn)行比較,測(cè)定上胸椎失穩(wěn)標(biāo)本固定前以及各種固定方式固定以后的三維活動(dòng)度,評(píng)價(jià)經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘?shù)纳锪W(xué)穩(wěn)定性。
　　 方法：
　　 1.男女性各20例行上胸椎CT掃描,在冠狀面及矢狀面對(duì)C7-T1關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析。在CT圖像上模擬置釘,測(cè)量螺釘在矢狀面及冠狀面的成角,同時(shí)測(cè)量螺釘?shù)陌踩L(zhǎng)度。
　　 2.選取成人干燥脊柱標(biāo)本40具,其中男20具,女20具,排除骨結(jié)構(gòu)變異或異常標(biāo)本。選擇C7-T

9、3節(jié)段共160個(gè)椎骨。采用上海產(chǎn)紅旗牌游標(biāo)卡尺對(duì)各椎體上下關(guān)節(jié)突寬度及高度進(jìn)行測(cè)量。在影像學(xué)測(cè)量提出的置釘策略的指導(dǎo)下,對(duì)成人尸體標(biāo)本進(jìn)行上胸椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定。測(cè)量釘?shù)篱L(zhǎng)度及釘尖穿出點(diǎn)距離上下神經(jīng)根的距離。對(duì)置釘后標(biāo)本進(jìn)行X線(xiàn)檢查及CT掃描,分析螺釘置入效果。
　　 3.選取新鮮成人上胸椎標(biāo)本(T1-T3)8例,進(jìn)行可靠的包埋后,在完整狀態(tài)下測(cè)試前屈,后伸,側(cè)曲及旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度。制造上胸椎不穩(wěn)定模型,隨后分別用椎弓根螺釘釘棒系統(tǒng),經(jīng)

10、關(guān)節(jié)螺釘釘棒系統(tǒng)和單獨(dú)經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘固定不穩(wěn)模型,測(cè)定不穩(wěn)狀態(tài)和三種固定狀態(tài)的活動(dòng)度,測(cè)試方法與前述相同。
　　 結(jié)果：
　　 1.下關(guān)節(jié)突最小寬度和厚度出現(xiàn)在女性T3,男性C7水平。螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度介于14.9—20.5mm之間。各個(gè)節(jié)段測(cè)量結(jié)果在男女之間均有顯著性差異(P<0.05)。螺釘在冠狀面角度介于19.3°-20.1°之間,矢狀面角度介于44.3°-45.7°之間。各角度數(shù)值在男女之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　

11、2.標(biāo)本置釘后行X線(xiàn)檢查,并將螺釘在冠狀面及矢狀面進(jìn)行三維重建,結(jié)果顯示所有螺釘均順利置入,螺釘位于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)復(fù)合體內(nèi),無(wú)螺釘穿入椎管,無(wú)關(guān)節(jié)突骨折或斷裂。C7-T3上關(guān)節(jié)面的寬度為9.4～10.1mm,高度為8.1～8.8mm。下關(guān)節(jié)面的寬度為9.4～9.9mm,高度為8.1～8.7mm。經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘釘?shù)篱L(zhǎng)度最短15.9mm,最長(zhǎng)為18.1mm。釘尖距離上位肋間血管神經(jīng)的平均距離為5.7±0.9mm,距離下位肋間血管神經(jīng)的平均距離為4.

12、1±0.6mm。
　　 3.脊柱失穩(wěn)標(biāo)本在前屈,后伸,側(cè)曲及旋轉(zhuǎn)方向上活動(dòng)度增大。三種內(nèi)固定方式固定后在各個(gè)方向上,均能較大地減少脊柱活動(dòng)度(P<0.01),提高脊柱穩(wěn)定性。但是三種內(nèi)固定方式之間無(wú)顯著性差異。
　　 結(jié)論：
　　 1.C7-T3關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)各項(xiàng)測(cè)量結(jié)果為選擇適當(dāng)長(zhǎng)度和直徑的經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘,以及理想的進(jìn)釘方式提供了依據(jù)。
　　 2.經(jīng)過(guò)詳細(xì)的影像及解剖學(xué)分析,本研究所提出的經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘置釘技術(shù)能夠