計算機數字推算模擬方案對頸椎后路椎管擴大成形術的遠期療效及軸性癥狀的影響

李廣章，蔣召芹，劉志新，孫鳳麗

(河北省秦皇島市第一醫院 a.骨科，b.急診科，河北 秦皇島 066000)

脊髓型頸椎病主要是由于頸部椎間盤突出、退化的軟組織、椎體后緣的骨贅增生及增生肥厚鈣化的后動韌帶壓迫，引起頸部脊髓缺血，導致脊髓功能障礙。該病屬于波及影響面積較廣的高位脊髓受壓，為最嚴重的一種頸椎病。早期進行頸椎后路椎管擴大成形術，可提高臨床療效和預后[1]。但臨床資料顯示，該手術術后常出現頸背疼痛、肢體僵硬等遺留問題，且表現為不同程度的持續性[2]。學者將該情況定義為頸椎軸性癥狀(AS)，術后發生率為30%～60%，嚴重影響術后患者的生存質量[3]。有研究表明，減少AS發生率且盡快緩解其癥狀可明顯改善預后[4]。有文獻將頸椎后路椎管擴大成形術進行改良應用于頸椎病患者發現，其臨床療效有較大提高，但仍不能顯著改善其AS發生率和嚴重程度[5]。計算機數字模擬技術作為一項新技術可對手術進行全面評估，本研究將計算機數字推算模擬方案用于精確建立及評估頸椎后路椎管擴大成形術治療頸椎病患者中，旨在探討其對該病的遠期療效和AS的影響，為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料2015年7月至2017年9月我院骨外科確診并收治入院的脊髓型頸椎病患者68例，資料收集獲得醫院倫理會批準，所有患者均知情并簽署同意書。納入標準：①臨床表現為下肢無力甚至跛行、束胸感、肢體麻木、反射及排尿排便障礙，查體見Hoffmann征陽性，MRI檢查見典型長節段頸椎受壓；②均行頸椎X射線、MRI檢查確診為脊髓型頸椎病；③頸脊髓受壓至少三段；④年齡35～65歲；⑤經主治醫師詳細了解病史及完善監測后明確無手術禁忌證；⑥無脊柱手術史。排除標準：①合并內外科嚴重疾病；②入院前有重大外傷手術史或免疫類藥物服用史；③合并嚴重精神病或溝通障礙；④并發休克、昏迷，生命體征不平穩；⑤為創傷所致頸椎損傷；⑥中途退出本研究或對本研究不耐受。根據入院順序分為研究組和對照組各34例，對照組行傳統頸椎后路椎管擴大成形術，研究組建立計算機數字推算模擬方案后再行頸椎后路椎管擴大成形術。兩組基線資料比較，差異無統計學意義(P> 0.05)，見表1。

1.2 方法對照組：患者全身麻醉、固定頭部、頸椎保持適度前屈中立位、術野消毒等術前準備，依次切開皮膚、皮下筋膜、肌肉，使用磨鉆沿椎板一側保留一半皮質骨，一側全切開門；分別于C3、C4、C5、C6、C7開門側椎板置入微型鈦板，并用螺釘固定；完成后清理碎骨塊并負壓引流止血，縫合切口。

研究組：①數據輸入：采用Fusion 3100 64排螺旋CT掃描患者脊柱，將dicom3.0格式CT數據錄盤；②數據前處理：將光盤讀入個人計算機，根據Mimics 9.0軟件讀出頸椎的三維數據模型圖，對受累節段進行圖像分析，采用表面三維重建層間距；應用autoCAD 2014三維實體建立頸椎后路椎管擴大成形術的器械模型和參數，文件格式為STL；③計算機數字模擬計算：通過各個面全面分析脊髓型頸椎病變特點，通過頸椎后路椎管擴大成形手術模塊的保留、全切和置入等功能模擬手術治療；應用軟件二維、三維距離測量治療后脊椎保持的正確角度和錯誤角度區域，設計最佳置入通道；導入STL文件，模擬置入過程，觀察手術效果，并輸出AVI電影文件或動畫視頻；④做好計算機數字推算模擬方案后，根據最佳方案行改良頸椎后路椎管擴大成形術，于對照組區別為于C3、C4、C5、C6、C7開門側椎板置入微型鈦板。

1.3 判定標準①AS診斷標準[3]：參考Takeuchi診斷標準：a.輕微活動即引發疼痛；b.無局部壓痛，頸部僵硬；c.受涼時加重，熱敷保暖時緩解；d.休息、平躺時緩解；滿足上述三項及以上即為AS。②AS療效標準[4]：采用日本應慶大學提出的國外常用量化標準判定，見表2。

表2 頸椎AS評分表 (分)

1.4 觀察指標①手術情況：比較兩組手術時間、顯性出血量、隱性出血量及術后引流量。②手術效果：根據神經功能改善率判斷：改善率≥75%為優，改善率50%～75%為良，改善率25%～50%為可，改善率≤25%為差；神經功能改善率=[(術后JOA評分-術前JOA評分)/(17-術前JOA評分)]×100%，有效=優+良。③頸脊髓功能：采用JOA頸脊髓功能評分[4]分別于術前、術后6月及12月對患者進行評估，主要通過運動、感覺及膀胱三大功能六個維度進行判斷，正常總分17分，分數越低說明神經功能越差。④術后隨訪一年AS發生例數。⑤術后出現AS的時間嚴重程度。⑥術后出現AS至癥狀緩解時間，癥狀緩解評定參考AS療效標準判定[4]。⑦數字疼痛分級(NRS)評分判定AS初始軸性痛程度[4]，0～10分表示疼痛程度，分數高低直接反映疼痛程度大小。

1.5 統計學方法采用SPSS 23.0軟件分析數據。計量資料比較采用t檢驗；計數資料比較采用卡方檢驗；P< 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 研究組手術情況圖計算機數字推算模擬方案下行頸椎后路椎管擴大成形術具體步驟及手術情況圖見圖1～5。

圖1 骨折類型評估

圖2 模擬骨折復位

圖3 植骨通道設計與測量

圖4 模擬頸椎后路椎管擴大成形術

圖5 全面、透明顯示植骨過程

2.2 兩組手術情況比較研究組手術時間、顯性出血量、隱性出血量、術后引流量均優于對照組(P< 0.05)，見表3。

表3 兩組手術情況比較

2.3 兩組有效率比較兩組術后1、6月有效率比較，差異無統計學意義(P> 0.05)，術后12月研究組有效率高于對照組(P< 0.05)，見表4。

表4 兩組有效率比較 [n(%)]

2.4 兩組JOA評分比較兩組術前、術后6月內JOA評分比較，差異無統計學意義(P> 0.05)，術后12月研究組JOA評分高于對照組(P< 0.05)，見表5。

表5 兩組JOA評分比較 (分)

2.5 兩組AS情況比較術后研究組AS發生率14.71%(5/34)，對照組AS發生率38.24%(13/34)，研究組低于對照組(χ2=4.836，P=0.028)；研究組AS出現時間、緩解時間及疼痛程度均優于對照組(P< 0.05)，見表6。

表6 兩組AS情況比較

3 討論

脊髓型頸椎病可影響全身神經及肢體運動，死亡率和致殘率較高。評估病情后早期、及時對該病進行手術干預，可提高預后和生存質量。頸椎后路椎管擴大成形術利用“弓弦效應”使頸脊髓向后漂移、前方壓迫得到間接減壓，充分顯露椎管內結構和病變來對頸椎病進行治療[6]。有文獻指出，該手術方式相對于前路手術可改善頸椎活動度受限、椎間不融合、cage脫出、吞咽困難等并發癥發生率[7]。但其逐年增高的AS也成為臨床亟待解決問題之一，江澤華等將該原因之一歸于臨床醫師對椎管內疾病手術過程中脊柱穩定性的保護與重建存在不同認識，因此對手術方式的選擇及如何保持脊柱生物力學的穩定性不同[8]。

有學者對骨折機制進行研究發現，術前動態全面評估患者病情并建立治療模型對該病治療后期治療效果及AS有重要作用[10]。胡穎等指出，計算機數字模擬實驗中可充分評估每個節段脊椎受損情況，而更好根據其特征作出切開和置入處理[10]。本研究中術后近期治療效果無顯著差異，但與術后12個月隨訪時發現，改良頸椎后路椎管擴大成形術明顯改善頸椎病患者手術情況、AS癥狀及JOA評分，與上述文獻較為一致。對AS進一步分析可得，目前認為該癥狀出現與頸后韌帶復合體遭破壞、C2/C7肌肉剝離、頸椎失穩、術后頸椎活動度下降、頸部力量減弱、軟組織受損傷與刺激等有關[11]。而在計算機模擬技術下可檢查清楚節段性不同發病部位，將其與神經支配區域相配合再進行手術，且使兩個階段曲度減少，排除肌肉剝離、頸椎失穩等不良因素。早有研究證實，在手術術野顯露過程中將頸部肌肉剝離程度越大，會影響脊髓后支神經而提高AS發生率[12]。頸椎手術常引起頸椎序列失調和破壞，而頸椎后肌肉群及韌帶是維持正常序列重要因素，表明頸部肌肉的受損與頸椎序列失調的相關性。楊丹等指出保留C2棘突可降低AS發生，保留C7棘突可影響術后頸后韌帶重建而加重AS癥狀[13]。本研究中的計算機模擬方案對C7棘突進行處理，且對C2棘突損傷較小，因此減輕了AS癥狀。另可對椎管內脊髓壅余度進行準確測量而利于手術中脊髓向后移位，間接減壓充分，提高手術療效。查圓瑜等對采用單側短節段側塊固定方法固定的患者早期進行功能訓練并隨訪32個月，患者JOA評分提高，優良率78%，說明棘突修復可有效改善神經功能[14]。本研究中對于各節段棘突的保留與切除嚴格按照計算機數字模擬治療圖中進行，充分發揮各棘突優勢，改善AS癥狀。另手術中完全重建術后頸椎完整性及韌帶結構完整性而進一步緩解AS癥狀，與呂福豹等研究結果較為一致[15]。

綜上所述，計算機數字推算模擬方案對頸椎后路椎管擴大成形術的遠期療效有較好效果，且通過建立手術模型全面了解患者頸椎特點，改善患者術后遠期神經功能，降低AS發生率，保證預后。