颈椎经椎弓根内固定的基础和临床应用研究

【摘要】：颈椎伤病严重影响着人类健康。对颈椎伤病的外科治疗，目的可归结为：恢复颈椎的解剖序列；神经根或脊髓减压；重建颈椎稳定性。颈椎内固定是实现这些目的的有效手段。在颈椎的单种内固定方法中，经椎弓根内固定生物力学稳定性最强，植骨融合率高，术后无需外固定，便于护理和病人生活。由于颈椎椎弓根特殊的解剖和毗邻，曾认为颈椎经椎弓根固定技术的难度和危险很大。但近年来的相关研究和临床应用表明，颈椎经椎弓根螺钉固定安全性仍较高，具有良好的发展前景。与胸腰椎相比，颈椎经椎弓根固定文献报道仍很有限，也缺乏比较全面和深入的研究。为此，我们进行了以下方面的探索。 第一部分：解剖学研究 一、颈椎椎弓根固定的相关解剖测量 目的：为临床应用颈椎椎弓根螺钉固定提供相关解剖数据，探讨椎弓根螺钉选择的适宜长度。方法：收集54具C3-C7节段成人颈椎标本，用游标卡尺、角度计测量椎弓根宽度、高度、椎弓根骨性通道全长、椎弓根长度；对颈椎标本分别行垂直和平行于椎弓根轴线的纵断面CT扫描，从CT图像测量椎弓根的外径宽度、外径高度、内径宽度、内径高度，计算各节段椎弓根皮质骨和松质骨的比例。测量椎弓根中轴线和椎间盘的距离，计数椎弓根螺钉可能穿入椎间盘的几率。结果：椎弓根宽度小于高度，C3、C4外径最小，颈椎椎弓根的松质骨内径小，皮质骨比例高。干燥颈椎标本的测量值均明显小于正常成人CT图像的测量值。沿椎弓根中轴线置钉，螺钉穿入椎间盘的几率从C3-C7分别为90％、60％、40％、30％、10％。结论：下颈椎椎弓根可接受3.5mm直径的螺钉固定，C3-C6节段行椎弓根长螺钉固定，有螺钉穿入椎间盘的可能，选择长度为18-20mm的短螺钉，可避免螺钉穿入椎间盘，且螺纹切入皮质骨，应有足够的稳定性。 二、颈椎椎弓根进钉点定位 目的：定位中下段颈椎椎弓根进钉点。方法：54具成人颈椎C3-C7标本，直视下标记椎弓根中轴线在侧块后表面的投影点E。以侧块中点为原点，建立直角坐标系，测量E点的坐标值x、y，观察各节段E点的分布特征。将侧块外上象限宽度等分为内中外三个区域，观察各节段E点在三区的分布，以定位E点的内外位置。观察E点与侧块外侧凹平面的关系，以定位E点的上下位置。对C7，另以横突基底中线为解剖标志定位E点。结果：在C3-C6节段，E点均位于侧块外上象限，C7 颈椎经椎弓根内固定的基础和临床应用研究 摘要 少数E点位于外下象限上部。C3一C7的E点呈两对半特征分布，C3、C4分布相似， CS、C6分布相似，C7较特殊。C3一C7的E点呈从外向内的分布特征。在C3一C6，E 点大多位于外侧凹平面;C3一C4多位于侧块外上象限中、外1/3区，CS一C6多位于 侧块外上象限中1/3区;C7位于横突中线与外侧凹平面之间、侧块外侧半内1/3 区。结论:C3一C4的E点定位在外侧凹平面、侧块外侧半中外1/3界线的交点: CS一C6 的E点定位在外侧凹平面、侧块外侧半中1/3中点;C7的E点定位在横突中线和 外侧凹平面之间、侧块外侧半内1/3的中点。 第二部分:生物力学研究 一、两种长度的颈椎椎弓根螺钉和侧块螺钉钢板系统固定的稳定性生物力学 实验研究 目的:比较两种长度的颈椎椎弓根螺钉和侧块螺钉钦板系统固定的稳定性， 探讨颈椎经椎弓根短螺钉固定的可行性。方法:12具新鲜颈椎标本，制成C4一5 节段三柱损伤模型，分别用长度为 28mm、20mm的椎弓根螺钉，以及AxIS侧块螺钉 钦板系统3种方法固定，测试固定节段在载荷引起前屈、后伸、左右侧屈状态下的 纵向位移和轴向刚度，并测试在力偶作用下的ROM，行不同固定方法的统计学比较。 结果:两种长度的颈椎椎弓根螺钉钦板系统的稳定性无明显差异，但ZOnun的椎弓 根螺钉固定的稳定性已显著高于侧块螺钉固定。结论:颈椎经椎弓根螺钉固定系 统，选择短螺钉固定，即可提供足够的稳定性，同时安全性相对较高。 二、两种长度的颈椎椎弓根螺钉与侧块螺钉拔出试验比较 目的:比较两种长度的颈椎椎弓根螺钉和侧块螺钉的抗拔力，探讨颈椎经椎弓 根短螺钉固定的可行性。方法:5具共15节新鲜颈椎标本，用长度为28Inln、ZOmm 的皮质骨螺钉，分别置入椎弓根，并用20mm的螺钉行侧块双皮质固定，螺钉进入 侧块深度约14mm。行拔出试验，比较螺钉的最大轴向拔出力。结果:椎弓根长螺 钉的最大拔出力略高于椎弓根短螺钉，但无显著差异(p0.01)，但椎弓根短螺钉 的最大拔出力显著高于侧块螺钉(p0.0001)。结论:颈椎椎弓根短螺钉固定，即 可提供足够的稳定性，同时安全性相对较高。 三、三种设计的颈椎椎弓根螺钉拔出试验比较 目的:比较三种设计的颈椎椎弓根螺钉的最大拔出力，为临床选择颈椎推弓根 螺钉类型提供生物力学依据。方法:设计制作三种颈椎椎弓根螺钉，根据螺纹部 分分为内径锥形螺钉(A型螺钉)、松质骨螺钉(B型螺钉)、皮质骨螺钉(C型螺钉)， 颈推经椎弓根内固定的基础和临床应用研究 摘要 利用6具C3--C6节段的21节新鲜颈椎骨标本，置入三种类型的椎弓根螺钉，进行 拔出试验，测定每种螺钉的最大拔出力，进行统计学分析比较。结果:三种螺钉 的平均拔出力存在差异，平均拔出力从大到小的顺序为: