幼猪早发性脊柱侧凸模型的建立及其相关影像学研究

【摘要】：第一章幼猪胸、腰椎椎弓根参数的CT测量对置钉的指导意义 目的：采用CT扫描测量约克夏幼猪的胸腰椎椎弓根螺钉置入的相关参数,提供动物实验的解剖学参考数据。 方法：10只6周龄的雌性约克夏幼猪进行CT平扫三维重建后测量T1-L5的椎体高度、椎体横径、椎体纵径、椎管横径、椎弓根骨性通道全长、椎弓根宽度等参数,按照测量数据植入椎弓根螺钉,术后再次行CT扫描检查,评估螺钉植入准确性。 结果：根据CT影像学测量结果,椎弓根宽度平均为5.3-7.4mm,椎弓根骨性通道全长平均为18.8-22.6mm,椎弓根水平面植入角度平均为32.1-44.4°之间。根据测量数据,选取直径为4.5mm,长度为25mm的椎弓根螺钉,并在幼猪脊柱成功植入,固定效果可靠。 结论：尽管幼猪的脊椎较小,通过术前CT测量的指导,可以有效地指导椎弓根螺钉的植入。 第二章后路单侧栓系建立幼猪快速进展性脊柱侧凸模型的实验研究 目的：探讨后路单侧栓系建立幼猪的快速进展性脊柱侧凸模型的可行性。 方法：选择6只雌性约克夏幼猪(6周龄,6-8kg),采用分段小切口的方式,在T5、T6及L2、L3左侧植入椎弓根螺钉固定,同侧竖脊肌旁切口暴露并绑扎第10-13肋骨,适当加压行钢缆栓系,使脊柱凸向右侧,建立脊柱侧凸模型,建模时间8周。术后每4周摄脊柱X线片和CT影像学检查。建模8周后,将后路内固定取出,不做任何治疗,继续观察4周记录侧凸变化。 结果：5只幼猪成功建立了脊柱侧凸模型,表现为进展性结构性脊柱侧凸,1只因感染导致内固定松动,栓系失败。术后即刻Cobb角平均为19.6°(14-27°),经过8周栓系,进展为55.2°(38-76°)。栓系去除后4周,侧凸仍然稳定在51.2°。所有侧凸均表现出显著的顶椎偏移中线以及顶椎旋转等特征,CT三维重建显示主弯曲内脊柱前后结构完整,没有任何融合迹象。 结论：本研究在幼猪中通过后路单侧栓系成功建立了快速进展的结构性脊柱侧凸模型,由于避免了脊柱侧凸主弯结构的损伤,适用于矫形技术的研究。 第三章幼猪脊柱侧凸模型的弯型、演变及其意义 目的：探讨幼猪后路不对称性栓系建立的脊柱侧凸模型中弯型演变的特点及其意义。 方法：选择8只雌性约克夏幼猪(6周龄,6-8kg),采用分段小切口的方式,在T5、T6及L2、L3左侧植入椎弓根螺钉固定,同侧竖脊肌旁切口暴露并绑扎第10-13肋骨,适当加压行钢缆栓系,使脊柱凸向右侧,建立脊柱侧凸模型。术后每4周进行脊柱X线检查。建模8周后,将后路内固定取出,不做任何治疗。观察记录冠状面及矢状面弯型特点,冠状面测量侧凸主弯Cobb角,记录顶椎位置,矢状面形态测量前凸及后凸Cobb角。 结果：1只因感染导致内固定松动,栓系失败。其余7只幼猪成功建立了脊柱侧凸模型,表现为进展性结构性脊柱侧凸,术后即刻Cobb角平均为34.5°,经过8周栓系,进展为59.3°。所有幼猪的侧凸均表现出显著的顶椎偏移中线以及顶椎旋转等类似于人类脊柱侧凸的特征。冠状面上,侧凸主弯的顶椎位置随栓系时间发展,逐渐移行至胸椎下段,矢状面上,由术后即刻的均匀的生理性后凸发展为胸椎前凸、胸腰段后凸的特征。 结论：幼猪中脊柱侧凸模型,在栓系过程中,会发生冠状面顶椎位置的改变和矢状面弯型的改变,在进行矫形技术的应用中应予注意。 第四章幼猪脊柱侧凸模型中椎体与椎间盘楔形变的演变规律及其意义 目的：探讨幼猪脊柱侧凸模型中椎体和椎间盘楔形变随栓系时间变化的规律及其意义。 方法：对7例后路不对称性栓系造模成功的侧凸幼猪在术后即刻、术后4周、8周分别进行全脊柱后前位X线检查,应用Cobb法测量侧凸范围内每个椎体和椎间盘的楔变角,分析顶椎及其上、下各两个椎体和相应的4个椎间盘的楔变角在栓系时期内变化的规律,并计算不同时期内所有椎体楔变角之和与所有椎间盘楔变角之和分别占整个侧凸Cobb角的百分率。 结果：顶椎区椎体楔变角随栓系时间发展逐渐增大,顶椎区椎体和椎间盘楔变角均呈现从顶椎向两侧端椎区逐渐减小趋势。在栓系术后即刻,侧凸几乎完全为椎间盘楔形变造成,随时间发展,椎体楔变角占Cobb角的比值逐渐上升,至栓系8周时,Cobb角的构成变化为以椎体楔变角为主要贡献(71.5%)。 结论：不对称性栓系的力学因素作用下椎体和椎间盘楔形变的构成比在不断演变,为建立稳定的侧凸动物模型,必须达到一定的栓系时间以期制造足够的椎体楔形变。 第五章幼猪脊柱侧凸模型与人类早发性脊柱侧凸椎体和椎间盘楔形变模式的比较 目的：对比幼猪脊柱侧凸模型与人类早发性脊柱侧凸(early onset scoliosis, EOS)椎体和椎间盘的楔形变特点,探讨幼猪脊柱侧凸模型是否具有与人类相似的楔形变特征。 方法：对8例幼猪脊柱侧凸模型和13例EOS患儿的后前位X线片应用Cobb法测量侧凸主弯范围内所有椎体和椎间盘的楔变角,分别计算所有椎体和椎间盘占整个侧凸角度的百分比(楔变率),并计算顶椎及其上、下各两个椎体和相应4个椎间盘的楔变角,统计5个椎体的平均楔变率和4个椎间盘分别占顶椎区Cobb角之和的楔变率。应用SPSS13.0统计软件进行统计分析。 结果：幼猪侧凸模型和EOS患儿主弯Cobb角无明显差异(P=0.499),在侧凸范围内椎体和椎间盘的楔变角均呈从顶椎区向端椎区逐渐减小的趋势。关于主弯Cobb角的构成,幼猪侧凸模型和EOS患儿均是以椎体楔变角为主,然而,幼猪模型的椎体楔变率较EOS患儿更大(P0.001)。顶椎区5个椎体的平均楔变角在动物模型和EOS患儿中无明显差异(P0.05)。然而,动物模型中顶椎区5个椎体所占顶椎区Cobb角的比率较人类更大(75.4%vs.60.2%,P0.001)；相反地,动物模型中,顶椎区椎间盘平均楔变角和顶椎区4个椎间盘所占顶椎区Cobb角的比率均较EOS患儿小(P0.05)。 结论：幼猪的脊柱侧凸模型与人类EOS的楔形变模式不同,在进行动物模型与人类EOS类比研究及后续的矫形技术的应用研究时应特别注意。