腰5滑移復位對神經根牽拉的CT三維重建分析

朱江軍 張冬生? 楊永宏 潘永清 劉淼

腰5滑移復位對神經根牽拉的CT三維重建分析

朱江軍 張冬生? 楊永宏 潘永清 劉淼

目的 通過CT三維重建的腰椎骨盆模型模擬分析腰5滑脫復位過程中對腰5神經根牽拉的影響。方法 選取40例成人患者，年齡20～59歲，男、女各20例，排除有腰部疾病及腰骶部骨骼畸形，對其腰椎骨盆行CT掃描，將Dicom原始數據導入到Mimics軟件建成腰椎骨盆模型，利用虛擬手術功能模擬腰5滑脫復位，用三維測量工具測量腰5神經根在出椎間孔到入骨盆骶骨翼轉折處的距離變化數據。結果 維持椎間隙高度不變，從腰5滑脫80%到完全復位，腰5神經根長度從41.63mm牽拉延長至47.57mm，從滑脫80%復位到60%、40%、20%，至完全復位神經根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm；維持滑脫程度不變，椎間隙高度從0恢復至4mm、8mm，神經根分別被拉長1.70mm、1.74mm。結論 腰5滑脫復位過程中神經根受牽拉的程度與滑脫程度不成等比例，越接近完全復位，神經根被拉長越明顯，椎間隙高度的恢復對神經根牽拉影響較為均勻。恢復椎間隙高度和糾正滑脫對神經根的牽拉產生疊加效應，加大了神經根損傷的風險。

三維重建 腰椎滑脫 復位 神經牽拉

隨著脊柱內固定技術的發展和對腰椎滑脫認識的深入，腰椎滑脫的治療獲得了長足的進步。腰椎滑脫完全復位是臨床治療的一個理想目標，但是完全復位是否會帶來神經根的損傷，目前仍然缺乏量化的標準，其亦是臨床醫生討論和關注的熱點之一。本文運用CT三維重建成像技術研究腰椎滑移復位過程中神經根的牽拉變化情況，從而探討在不同情況下腰5滑脫復位的潛在風險以供臨床參考。報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 隨機選取在本院因腹部原因行下腹部三維重建的40例成人患者。男、女各20例；年齡20～59歲，平均（40.80±10.30）歲。排除有腰部疾患及腰骶部骨骼畸形。

1.2 方法 美國通用公司寶石能譜CT（GE-Discovery CT750 HD），掃描層厚0.625mm，掃描范圍腰椎及骨盆，獲得矩陣 512×512影像數據以 Dicom 格式保存，將掃描獲取的Dicom 文件導入到 Mimics10.01 軟件。

1.3 腰5滑脫模型的建立 在Mimics10.01 軟件中運用閾值選取技術（Thresholding），獲得腰椎骨盆原始蒙罩（Mask），采用 Calculate 3D 功能，以軟件默認的最佳重建質量對所選取的實體結構區域進行三維重建，得到腰椎及骨盆的三維圖像。利用三維圖像分離（Split）功能，將三維圖像矢狀位正中分開，根據局部解剖資料［1］，以骨盆入口平面骶髂關節內側10mm定位腰5神經根入骨盆處再進行矢狀位剖切分開，得到切割好的腰椎及骨盆的三維圖像。利用虛擬手術（Simulation模塊）模擬制作腰5向前滑脫的模型（見圖1）。

圖1 Simulation模塊模擬制作腰5向前滑脫的模型

1.4 測量參數 旋轉三維圖像，在腰5椎體后緣椎弓根基底部的下方中線處定位為腰5神經根出椎間孔的部位為A點，骨盆入口平面骶髂關節內側10mm骶骨翼最高點為B點，用三維測量工具測量A點與B點之間的距離L，測量在復位過程中該距離L的變化，以反映腰5神經根在復位中的牽拉情況。通過改變椎間隙的高度，滑脫復位的程度，獲得腰5神經根的牽拉情況的各組數據。其中椎間隙高度選取0、4、8mm三組，滑脫復位百分率選取0%、20%、40%、60%、80%五組。

1.5 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，組間比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 腰5神經根長度變化 本組患者腰骶角度數32.32°～76.26°，平均（51.46±9.72）°；腰5椎體前后徑28.12～44.29mm，平均（34.59±3.48）mm。復位過程腰5神經根在出椎間孔至入骨盆骶骨翼轉折處的距離變化見表1。

表1 腰5神經根長度變化［mm，（x±s）］

2.2 腰5神經根隨椎間隙高度及滑脫程度恢復的變化保持椎間隙高度不變，將表1縱行數據相加再相減，即得到從滑脫80%復位到60%、40%、20%，至完全復位神經根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。保持滑脫百分率不變，將橫行數據相加再相減，得到椎間隙高度從0恢復至4mm、8mm，神經根分別被拉長1.70mm、1.74mm。見圖2。

圖2 腰5神經根在復位過程中隨椎間隙高度及滑脫程度恢復的變化

3 討論

3.1 腰5滑脫模型的建立及意義 多數腰5滑脫的病程緩慢，隨著滑脫程度的加重，腰5神經根逐漸松弛攣縮，骶部神經被壓迫。腰5滑脫復位過程神經根的變化正好相反，骶1神經根逐漸變得松弛，腰5神經根則逐漸變得緊張，滑脫復位可能造成腰5神經根的損害，嚴重滑脫手術復位神經根損傷的發生率大約在25%左右［1，2］，腰5神經根損害嚴重時可能造成足下垂。因為病理生理變化復雜，目前仍然無法準確評估神經根受牽拉的變化規律。根據解剖研究［3］發現腰5神經根出椎間孔后，幾乎緊貼骶骨翼骨面行走，腰5神經根相對固定，神經根活動度較小。腰5滑脫復位時，神經根的牽拉取決于骶骨翼最前點與腰5椎體后緣之間的相對運動。根據這種相對運動，本實驗模擬建立了腰5滑脫神經根長度變化模型，希望能從側面了解神經根變化的規律，為臨床提供參考。

3.2 腰椎滑脫復位過程中腰5神經根的變化規律 從實驗研究可以看出，在保持椎間隙高度不變時，從腰5滑脫80%至完全復位，腰5神經根長度從41.63mm牽拉延長至47.57mm，從滑脫80%復位至60%、40%、20%，至完全復位神經根拉長分別為0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。隨著復位接近完全，神經根受牽拉延長的程度呈跳躍式增加，最后20%的復位對神經根牽拉最明顯。維持滑脫程度不變，椎間隙高度從0恢復到4mm、8mm，神經根分別被拉長1.70mm、1.74mm，變化相對恒定。神經根受牽拉的程度是糾正滑脫程度和恢復椎間隙高度相互疊加的。

3.3 對臨床的參考作用 對于腰椎滑脫是否需要復位和復位程度目前尚無定論，爭議較大。支持復位的學者認為，對嚴重腰椎滑脫患者采用復位加融合術可恢復矢狀面的平衡，減少滑脫角，恢復脊柱解剖，減輕神經根張力，有助于減少術后疼痛，及早恢復活動，防止畸形進展，改善自我形象［4］。從生物力學的角度分析手術治療的根本目的是恢復脊柱序列的力線，將剪切應力恢復至正常水平，重建脊柱穩定性，特別應該考慮恢復骶骨正常的傾斜角，原位融合顯然不符合脊柱正常生物力學的要求。然而完全解剖復位存在出現嚴重并發癥的風險，目前許多學者［5～7］認為對于重度滑脫復位患者要提倡適度復位原則。這與本實驗的結果相符，在腰5復位開始階段神經根牽拉變化較小，所以復位初始階段牽拉損傷風險較小，而在復位過程中越接近完全復位時，神經根牽拉變化越大，最后20%的復位對神經根的牽拉最嚴重，如采用部分復位，神經根受牽拉損傷的可能性將明顯降低。

本資料結果顯示，一個滑脫20%椎間隙完全消失的患者，要達到解剖復位，神經根需要從43.08mm延長至49.52mm，和一個滑脫80%椎間隙正常（43.15mm）的患者所承受的神經根牽拉一樣嚴重。提示術者應重視對Ⅰ度滑脫行完全復位并在椎間隙中植入Cage的患者，復位過程中常有的撐開動作，可能導致對神經根有較嚴重的損害。同時亦提示術者，一個80%的滑脫，如果間隙正常或者腰5椎體前傾椎體后緣翹起（滑脫角大）的患者，完全復位的風險并不大。這要求術前對神經根可能需要的牽拉要有充分的認識，術中密切監測神經根的松緊度，或者采用誘發電位監測，不能因易復位而強求達到解剖復位。

3.4 本研究不足主要在于不能把周圍軟組織、神經根等因滑脫后發生的變化因素模擬分析其內，而每個滑脫患者周圍軟組織變化情況亦不盡相同，僅單純從神經根牽拉伸長的角度考慮復位對于神經根的影響。同時目前CT不能對腰5神經進行直接重建，只能通過建立模型間接分析滑脫復位對神經根的影響，而不能對腰5滑脫的患者進行更為直接的模擬。

1 Hu SS,Bradford DS,Transfeldt EE,et al． Reduction of high grade spondylolisthesis using Edwards instrumentation． Spine,1996,21(3): 367～371．

2 Ogilvie JW． Complications in spondylolisthesis surgery．Spine(Phila Pa 1976),2005,30(6):S97～S101．

3 武興國,諶業光,黃健,等．骶髂關節骨折脫位前路手術的應用解剖．中國臨床解剖學雜志,2011,29(4):396～398．

4 Henderson ED． Results of the surgical treatment of spondylolisthesis．J Bone Joint Surg Am, 1966,48(4):619～642．

5 Avraam P, Paraskevas H, Christos D． High-grade dysplastic spondylolisthesis and spondyloptosis : Report of three cases with surgical treatment and review of the literature．Acta Orthop Belg, 2005, 71(6): 750～757．

6 Baron SL,Edward WS,Carrie LS,et al． Reduction of High-Grade Isthmic and Dysplastic Spondylolisthesis in 5 Adolescents．Am J Orthop,2007,36(7):367～373．

7 Christos K, Michael G, Masood S, et al． High-grade spondylolisthesis: gradual reduction using Magerl’s external fixator followed by circumferential fusion techniqueand long-term results．Eur Spine J, 2012,1(Suppl 2):S200～S206．

Objective To analyze the impact on L5 nerve from L5 spondylolisthesis based on the image of three-dimensional reconstruction of CT scan. Methods 40 patients conducted three-dimensional reconstruction of CT scan in our group，excluding low back disorders and lumbosacral deformity . The age of the patients in the groups was 20～59 years，including 20 males and 20 females. L5 spondylolisthesis models were made on computer and reduction was simulated by inputing the initial data into Mimics. The data of length of L5 nerve root from intervertebral foramen to the spot of ala sacrai break-over were collect and analyze. Results On keeping the height of intervertebral space，the length of L5 nerve changed from 41.63 mm to 47.57mm when the slip reduced from 80% to 0 and . The length of L5 never increased 0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm when the slip reduced from 80% to 60%、40%、20% and 0 accordingly. If we keep the the slip at 80%，the L5nerve increased 1.70mm、1.74mm when the height of intervertebral space revert from 0 to 4mm、8mm. The length changed steadily when height recovered between S1 and L5. Conclusion The length of L5 changed unsteadily to the degree of slip recovery. It changed more sharply when L5 reduction close to completely reduction. The length of L5 changed steadily when the height of intervertebral space recovered. Both of restoring the height of intervertebral space and reducing the slip have impact on the L5 nerve. So the risk of nerve injury increased by stacking of the two factors.

Three-dimensional reconstruction spondylolisthesis reduction Nerve stretch

310013杭州 中國人民解放軍第117醫院

*通訊作者