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人工腰椎间盘置换对椎间孔形态学改变的生物力学研究及临床应用

林涨源  
【摘要】: 椎间盘摘除术是目前临床上治疗腰椎间盘突出症最常用的手术方法之一,虽然大多数患者术后症状得以缓解和康复,但仍有5~20%病例术后症状持续存在,甚至加重。为了解椎间盘切除对腰椎的影响,国内外有学者采用影像学或生物力学等方法对此进行了研究,但尚未得出一致结论。临床上坐骨神经痛的患者已被证实有椎间孔内神经根受压的现象。Hasegawa等发现当椎间盘后缘间隙小于4mm或椎间孔高度小于15mm时,即可出现神经根受压现象。 截至目前为止,对于腰椎间孔形态学的改变国内外报道甚少。由于脊柱处于一个动态的环境中,单纯对腰椎在中立位下进行椎间孔的参数测量意义有限,对腰椎间盘切除术后进行椎间孔形态运动学研究国内外尚未见报道。椎间盘对腰椎的生物力学功能具有重要作用,因此当腰椎间盘切除术后,进行功能重建是最佳方法。该治疗方法既不限制脊柱任何部位的活动,又能维持脊柱的稳定性。人工椎间盘置换(Artificial discreplacement,ADR)治疗椎间盘病变正是基于这种目的,人工椎间盘置换通过恢复椎间隙的高度和病变椎间盘的生物力学结构和负载能力,以达到节段性稳定和节段性运动,恢复腰椎自然负重及运动功能。有研究表明人工椎间盘的生物力学和生物稳定性与正常椎间盘无显著性差异。但目前国内外尚未广泛开展临床应用,其对腰椎生物力学的影响的研究报道较少。国内已有少数几家医院开展了 人工腰椎间盘置换手术,关于其手术适应证与临床效果的报道较少。 所以,人工腰椎间盘的生物力学及临床研究对人工腰椎间盘假体的改 进及临床推广至关重要。 本课题采用生物力学方法,根据电测法的原理自行设计Q型位移 传感器,以测量完整腰椎及椎间盘切除后,在中立位、前屈、后伸、 侧弯不同载荷下的腰椎间孔高度、最大和最小宽度三个参数的改变, 了解椎间盘切除后腰椎间孔形态学改变的相关性,探讨椎间盘切除术 后导致症状残留或腰椎继发性病变的解剖机制。同时对人工椎间盘置 换术后腰椎间孔形态学改变进行测量分析,以进一步阐明人工椎间盘 置换的作用机制,为临床治疗腰椎间盘突出症方法的选择提供理论依 据。另外,对采用 SB CHARITE Ill型人工椎间盘假体置换治疗的 22 例腰椎间盘突出症患者,从人工椎间盘假体置换前后对腰椎间孔改善 情况及其临床疗效予以比较分析,探讨人工椎间盘置换治疗腰椎间盘 突出症的作用机制、适应证及临床疗效。 第一部分:人工腰椎间盘置换对腰椎间孔形态学 改变的实验研究 目的:了解椎间盘切除与椎间孔形态学改变的相关性,探讨椎间 盘切除术后导致症状残留或腰椎继发性病变的解剖机制。求证人工椎 间盘置换对椎间孔形态学改变的作用机制,为临床治疗腰椎间盘突出 症的方法选择提供理论依据。 n 方法:取7例新鲜尸体腰段标本,采用生物力学方法,对腰椎完 整组、髓核摘除组、及人工椎间盘置换组的腰椎节段,在加载负荷为 2000N,加载力矩P为10Nm的工况下,于中立位、前屈、后伸、侧 弯不同体位时测量LA/5椎间孔高度、最大和最小宽度的改变,对其 各组位移及载荷前后的变化范围(Rang of variety,ROV)进行比较分 析。结果采用SPSS10.0统计软件包统计分析,检验水准为a刃.05。 结果:①完整组腰椎LA/5椎间孔高度为18.67士0.90mm,最大 宽度为8.12土0.50mm,最小宽度为3.88土0.49mm。②在完整组,腰 椎的前屈运动使椎间孔的最大和最小宽度分别增加了4.5%和9.4%, 高度增加了2.2%。相反,后伸载荷下椎间孔的最大和最小宽度分别 减少了6.3%和15.2%,高度减少了4.1%。同侧弯使椎间孔的最大和 最小宽度分别减少了 3.6%和 13.2%,高度减少了 4.4%。而对侧弯使 该椎间孔的最大和最小宽度分别增加了*6%和 2.4%,高度增加了 2.7%。P值均叨仍,有显著性差异。③髓核摘除组在载荷前后,其椎 间孔的高度、最大宽度的ROV均明显加大,与完整组相比较有显著 性差异O刃.05> 在前屈及对侧弯时,其高度、最大宽度和最小宽 度非但没有增加,反而减少,与其它两组相反Od.05人④人工椎 间盘置换后,M/5椎间孔的高度、最大宽度在各种运动时,ROV与 完整组比较无显著性差异o>o.仍人AD R组腰椎间孔的最小宽度在 后伸和同侧弯载荷下,其宽度未见明显减小0叩.仍);最小宽度的 ROV,ADR组与完整组比较,有显著性差异如对.05人 皿 L 结论:1、本实验中根据电测法原理自行设计的Q型位移传感器 系统,用于定量测定椎间孔的孔径,结果可靠、操作简便,为腰椎椎 间孔径度的测定提供了新的实验方法。2、腰椎前屈时椎间孔的孔径 增加,后伸时减少;同侧弯时椎间孔的孔径减少,对侧弯时该侧椎间 孔的孔径增加。证实腰椎的各向运动均可引起椎间孔形


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