不同頸椎前路手術方式對頸椎穩定性的影響

鞏 陳，申才良，付 杰，張東升

(1 亳州市人民醫院，安徽毫州 236800;2 安徽醫科大學第一附屬醫院;3 安徽醫科大學解剖學教研室;4 上海大學力學試驗中心)

頸椎不穩、頸椎間盤退變是引起頸椎病最主要原因，失穩可以導致退變，退變也會加重失穩，兩者互為因果，惡性循環。頸椎手術目的是減壓、重建頸椎的穩定性、恢復椎間高度和生理弧度［1］，2個椎體次全切除+連續3個椎間盤切除術是治療連續3節段脊髓型頸椎病傳統的手術方式，但術后并發癥較多。近年來為進一步提高融合率和增加植骨穩定性，手術方式有了進一步的改良，如3個椎間盤切除術、保留椎體后壁的椎體次全切除+連續3個椎間盤切除術、單椎體次全切除+連續3個椎間盤切除術(即混合減壓術)。本研究在體外頸椎標本上分別對C4/C5、C5/C6、C6/C7節段實施不同的減壓+植骨+鈦板內固定術，并通過生物力學試驗評價了術后即刻頸椎的穩定性?，F報告如下。

1 材料與方法

1.1 標本準備 20具頸椎標本(C2～T1)，標本供者男女各10例，年齡25～38歲(平均31歲);同時截取同一尸體兩側髂骨標本。所有頸椎標本均經肉眼和X線證實無異常，去除皮膚和肌肉等軟組織，保留骨與韌帶的完整性，用塑料袋密封后置于-30℃冰柜中保存，測試前自然解凍，以自凝牙托粉包埋標本上下端于特制金屬盒內，保持中立位，制成加載平臺，平行度＜1°。注意保持頸椎上、下包埋塊與C5平行。

1.2 標本分組及手術方式 將上述20具包埋好的完整頸椎標本隨機分為5組各4具:①對照組(A組)不行特殊處理;②B組:經前路切除C4/C5、C5/C6、C6/C7椎間盤及后縱韌帶，取三面皮質的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定，6枚螺釘分別固定C4、C5、C6、C7椎體，保證螺釘位于 C4椎體的下半部分和C7椎體的上半部分未進入終板，中間螺釘固定在椎體或植骨塊上;③C組:在B組手術基礎上行保留C5椎體后壁的椎體次全切除術，取三面皮質的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定;④D組:在C組手術基礎上切除C5椎體后壁及后縱韌帶，取三面皮質的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定;⑤E組:在D組手術基礎上行C6椎體次全切除術，取三面皮質的髂骨植入，前路C4至C7鈦板固定。術中所用頸椎前路鈦板由張家港市欣榮醫療器械有限公司生產，長度54～70 mm;螺釘長度13 mm，直徑3.5 mm，均為單皮質松質骨螺釘。

1.3 非破壞性生物力學試驗方法 第一步:將三維標志物分別固定于標本C4、C6、C7橫突及椎體前側;將標本固定于ZWICK-Z010/BIXI雙向萬能材料試驗機上，安置加載板，下端固定在試驗機夾具上，首先進行預加載試驗確定各具頸椎的軸向中心壓縮點，找準重心后，調整所有儀表。根據頸椎結構及幾何對稱性，確定在中心壓縮點前、后、左、右各10 mm處為加載點，均勻加載到150 N，使頸椎產生非破壞的中立位、前屈、后伸、左側屈、右側屈運動。試驗機速率控制在2.0 mm/min，準靜態范圍內加載。測量應變、位移、應力、剛度、角度、扭矩、扭角等。軸向壓縮位移:試驗的載荷為對頸椎標本逐漸施加軸向壓縮力最大為150 N，當載荷達到預定值后，檢測頸椎標本在矢狀面上的位移即試驗機橫梁下移距離(軸向位移)及C6椎體前緣檢測點向前移動距離(水平位移)。采用正側面照相機攝取運動狀態圖像存于計算機，通過相應軟件系統進行圖像分析及數據轉換。第二步:將第一步測試過的標本放在 WNZ-1000型微機控制扭轉試驗機上進行軸向扭轉，扭矩為2.0 N，加載速度為15°/min，記錄頸椎軸向的轉角。每次試驗中均先進行3次預加載，去除頸椎軟組織蠕變、松弛等時間效應的影響，使骨的黏彈性影響降到最低，再重復測量3次取平均值，以保證數據記錄的有效性。每次正式加載后穩定15 s記錄試驗結果。試驗所用標本均以生理鹽水濕潤，以盡量減少組織變性。

1.4 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件。計量數據以表示，組間數據行方差分析及均數間多重比較LSD t檢驗。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

在生理載荷下，頸椎標本均未發生骨折、脫位、韌帶撕裂。不同狀態下C4至C7的運動范圍E組顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組運動范圍大小依次為D組＞C組＞B組＞A組(其中前屈位及后伸位運動范圍A組＞B組)，但差異無統計學意義(P＞0.05)，詳見表1;在2.0 N 軸向扭轉作用下E組轉角顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組轉角度數大小依次為D組＞C組＞A組＞B組，但差異無統計學意義(P＞0.05)，詳見表2;頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下E組軸向和水平位移均顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組位移大小依次為D組＞A組＞C組＞B組，但差異無統計學意義(P＞0.05)，詳見表3;150 N載荷下不同狀態頸椎的軸向剛度 A組為(51.15±63.03)N/mm、B組為(435.25 ± 44.23)N/mm、C 組為(429.31 ±55.21)N/mm、D 組為(421.91 ±57.32)N/mm、E 組為(315.59±81.61)N/mm，E 組顯著小于其他四組(P ＜0.05，t=4.526)，其他四組大小依次為 B 組 ＞C組 ＞D組 ＞A組，但差異無統計學意義(P＞0.05);150 N載荷下的應變E組顯著大于其他四組(P＜0.05)，其他四組大小依次為D組＞C組＞A組＞B組，但差異無統計學意義(P＞0.05)，詳見表4。

表1 不同狀態下C4至C7的運動范圍(度，)

表1 不同狀態下C4至C7的運動范圍(度，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=4.124)

頸椎狀態的運動范圍A組 B組 C組 D組 E組C4至C7前屈位 0.76 ±0.64 0.61 ±0.53 0.81 ±0.78 0.88 ±0.43 1.73 ±0.40*后伸位 1.70 ±0.80 1.69 ±0.30 1.72 ±0.72 1.75 ±0.66 2.84 ±0.17*左側屈 0.63 ±0.47 0.68 ±0.26 0.71 ±0.45 0.76 ±0.62 1.15 ±0.08*右側屈 -0.74 ±0.62 -0.78 ±0.53 -0.68 ±0.42 -0.73 ±0.91 -1.19 ±0.79*左旋轉 0.98 ±0.19 1.51 ±0.44 1.64 ±0.72 1.73 ±0.81 2.23 ±0.34*右旋轉 1.50 ±0.41 1.55 ±0.10 1.64 ±0.71 1.77 ±0.73 2.15 ±0.24*

表2 不同狀態下頸椎在2.0 N軸向扭轉作用下的轉角(度，)

表2 不同狀態下頸椎在2.0 N軸向扭轉作用下的轉角(度，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=5.225)

組別 n 頸椎轉角左轉角 右轉角A組4 3.33 ±1.84 -3.24 ±1.45 B 組 4 3.24 ±1.09 -3.18 ±1.12 C 組 4 3.66 ±1.91 -3.10 ±1.02 D 組 4 3.85 ±0.89 -3.61 ±0.78 E 組 4 6.42 ±0.31* -6.56 ±0.21*

3 討論

連續3節段脊髓型頸椎病前路手術方式主要包括以下四種，即3個椎間盤切除術、保留椎體后壁的椎體次全切除術+連續3個椎間盤切除術、單椎體次全切除術+連續3個椎間盤切除術、2個椎體次全切除術+連續3個椎間盤切除術。其中3個椎間盤切除術適用于椎間盤后突或椎體后緣骨贅主要局限于椎間隙者，特點是對頸椎結構破壞少、可恢復椎間高度及生理弧度、術后頸椎相對較穩定。2個椎體次全切除術減壓最徹底，但椎體破壞多、術后頸椎穩定性較差、血運破壞增多、植骨塊較長，且鋼板跨度大、鋼板重建術的力臂較長，鋼板和植骨塊兩端產生的應力較大，容易發生鋼板松動和植骨塊脫出等并發癥。許衛兵等［2］報道39例采用此種術式行植骨及內固定患者的并發癥發生率為17.9%。Hwang等［3］報道2節段植入物移位的發生率是9%，3節段高達50%?；旌蠝p壓術是前兩者的有機結合，可以發揮兩者各自優點，不僅減壓徹底、椎體骨質保留多、植骨融合距離縮短，且將2個植骨界面改為4個可分散界面之間的應力，可避免發生應力集中;另外，該術式使用多個螺釘固定一塊長鋼板，可加強鋼板和植骨塊及頸椎之間的結合力，植骨塊不易移動，有利于維持頸椎的穩定性。

表3 頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下的位移(mm，)

表3 頸椎中立位150 N軸向壓縮載荷下的位移(mm，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=5.102)

組別 n 頸椎位移軸向位移 水平位移A組4 0.33 ±0.13 0.24 ±0.17 B 組 4 0.31 ±0.25 0.21 ±0.12 C 組 4 0.34 ±0.26 0.22 ±0.13 D 組 4 0.38 ±0.21 0.26 ±0.22 E 組 4 0.75 ±0.19* 0.56 ±0.20*

表4 不同狀態下150 N載荷的頸椎應變(×10－4，)

表4 不同狀態下150 N載荷的頸椎應變(×10－4，)

注:與其他四組相比，*P ＜0.05(t=6.105)

組別 n 頸椎應變中立位 后伸位 前屈位 左側屈位 右側屈位A組4 12.1 ±7.5 10.5 ±6.5 7.5 ±0.9 3.6 ±0.7 3.4 ±0.8 B 組 4 11.9 ±7.4 10.3 ±6.7 7.4 ±0.7 3.4 ±0.5 3.2 ±0.4 C 組 4 12.3 ±6.4 11.6 ±5.4 7.7 ±0.6 3.8 ±0.6 3.6 ±0.7 D 組 4 13.2 ±7.1 12.1 ±6.7 7.9 ±0.8 3.9 ±0.8 3.8 ±0.9 E組4 25.6 ±1.5 24.5 ±2.3 9.1 ±0.3 6.8 ±0.3 6.9 ±0.4

本試驗結果顯示，在屈伸和側彎穩定性方面，B組優于其他三組，其他三組效果分別為C組＞D組＞E 組。與 Singh等［4］及張俊杰等［5］體外生物力學試驗結果相似。提示:①2個椎體次全切除術后即刻穩定性在各種狀態下均最差。②3個椎間盤切除術在運動范圍、位移、轉角、應變方面數值最小，其相對穩定性較好;150 N載荷下剛度值最大，其抵抗彈性變形能力較強。③保留椎體后壁+單間隙切除術在運動范圍、位移、轉角、應變方面數值比單椎體次全切除術+單間隙切除術均小;保留椎體后壁在150 N載荷下剛度值較大，即其抵抗彈性變形能力較單椎體次全切除術強?？赡茉蚴潜Ａ糇刁w后壁的術式適用于椎體后緣無明顯骨化或椎體后緣骨贅主要局限于椎間隙者，保留的椎體骨性后壁有利于維持頸椎骨質的框架結構，并使頸椎應力得到分散，以承受更強的軸向及扭轉負荷，從而有利于維持椎間高度及頸椎曲度;另外也可增加植骨接觸面，有利于植骨塊融合及防止植骨塊突入椎管內壓迫脊髓。

綜上所述，多節段脊髓型頸椎病前路四種手術方案中，以2個椎體次全切除+連續3個椎間盤切除減壓植骨鈦板內固定術的術后即刻穩定性最差，建議在臨床中減少應用;其余3種手術方式術后即刻穩定性均較好，臨床上可針對性采用。

［1］費智敏.頸椎病手術入路的選擇［J］.中國神經精神雜志，2009，35(7):446-448.

［2］許衛兵，呂剛，賈連順，等.多節段頸椎病前路兩種手術方式探討［J］.脊柱外科雜志，2005，3(3):170-171.

［3］Hwang SL，Lee KS，Su YF，et al.Anterior corpectomy with iliac bone fusion or discectomy with interbody titanium cage fusion for multilevel cervical degenemted disc disease［J］.J Spinal Disord Tech，2007，20(8):565-570.

［4］Singh K，Vaccaro AR，Kim J，et al.Enhancement of stability following anterior cervical corpectomy:a Biomechanical Study［J］.Spine，2004，29(8):845-849.

［5］張俊杰，袁文，張競，等.保留后壁的頸椎椎體次全切除術的生物力學研究［J］.中國脊柱脊髓雜志，2006，16(5):377-379.