椎弓根延長術(shù)治療腰椎椎管狹窄的解剖學(xué)基礎(chǔ)研究.pdf

1、本課題研究分以下兩部分:
　　第一章 腰椎椎弓根延長術(shù)截骨部位與鄰近神經(jīng)結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)研究
　　目的：
　　觀察并測量腰椎椎弓根延長術(shù)截骨部位與鄰近神經(jīng)結(jié)構(gòu)位置的解剖關(guān)系，為腰椎椎弓根延長術(shù)截骨提供一個相對安全的操作范圍，為下一步生物力學(xué)研究和臨床應(yīng)用提供解剖學(xué)數(shù)據(jù)。
　　方法：
　　甲醛固定的成人脊柱標(biāo)本30(男15，女15)具，年齡35～70歲，身高161～175cm。標(biāo)本均由南方醫(yī)科大學(xué)人體解剖學(xué)教研室

2、提供。經(jīng)X線正、側(cè)位片檢查，排除脊柱畸形、骨關(guān)節(jié)韌帶損傷，實驗樣本選取脊柱的T12-S1節(jié)段。吊磨機(jī)（波盾軟軸電磨BD-3109，夾頭夾持范圍0.3-4mm），電子游標(biāo)卡尺（蘇測計量儀器有限公司，精確度0.01 mm)，兩腳規(guī)，量角器（精確度1°），骨科手術(shù)器械。
　　標(biāo)本放置于仰臥位，去除所有腹腔器官，仔細(xì)解剖出腰叢神經(jīng)。然后，將標(biāo)本置于俯臥位，自T12-S1沿后正中線切開皮膚、淺筋膜，去掉深筋膜和淺層肌肉，縱行分離骶棘肌、橫突

3、棘肌群，剔除腰椎后部所有的軟組織，完整暴露椎板。用咬骨鉗去除棘突、椎板、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)、橫突及相關(guān)韌帶等后部結(jié)構(gòu)，顯露出椎弓根、硬脊膜和神經(jīng)根。保護(hù)好硬脊膜、神經(jīng)根，用鎢鋼磨頭仔細(xì)磨削椎弓根直至椎弓根與椎體連接處，即腰椎椎弓根延長術(shù)截骨部位。所有解剖和測量均由同一實驗者完成。測量包括以下參數(shù):①腰椎弓根上緣至上位神經(jīng)根下緣的間距(PSRD);②腰椎弓根下緣至下位神經(jīng)根上緣的間距( PIRD);③腰椎弓根內(nèi)緣至硬膜囊外緣或內(nèi)側(cè)神經(jīng)根外緣的間距

4、(PMRD);④腰椎弓根外緣至外位神經(jīng)根內(nèi)緣的間距(PLRD);⑤同一水平面兩椎弓根截骨端中心間距(IPD);⑥神經(jīng)根發(fā)出點至硬膜囊中線的距離(RMD);⑦神經(jīng)根高度(NRH);⑧神經(jīng)根與硬膜囊正中線的冠狀面夾角(REA)。所有參數(shù)都做雙側(cè)測量。利用SPSS13.0軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料用(x)±s表示。左、右兩側(cè)數(shù)據(jù)采用配對資料t檢驗，男性與女性每個腰椎弓根數(shù)據(jù)進(jìn)行兩樣本t檢驗，P＜0.05，認(rèn)為差異有顯著性。

5、　　結(jié)果：
　　腰椎椎弓根截骨部位至上、下、內(nèi)、外神經(jīng)根的間距:男性標(biāo)本的范圍分別是4.83～8.75 mm，1.09～2.57 mm，0.02～1.76 mm，0.93～11.45 mm;女性標(biāo)本的范圍分別是4.72～8.35 mm，1.02～2.35 mm，0.01～1.64 mm，0.73～11.13 mm。男性和女性左、右兩側(cè)數(shù)據(jù)均無顯著性差異(P＞0.05);女性各節(jié)段腰椎弓根截骨部位至上、下、外側(cè)神經(jīng)根的間距及同一水平

6、面兩椎弓根截骨端中心間距均小于男性(P＜0.05)，但神經(jīng)根與硬膜囊正中線的冠狀面夾角均大于男性（P＜0.05）;男、女各節(jié)段腰椎弓根截骨部位至內(nèi)側(cè)神經(jīng)根的間距無顯著性差異（P＞0.05）。男性及女性的PSRD＞ PIRD＞ PMRD。
　　結(jié)論：
　　1.腰椎椎弓根截骨延長時，截骨部位的內(nèi)緣和下緣毗鄰的神經(jīng)結(jié)構(gòu)相對于上緣和外緣損傷可能性大，C臂透視下對椎弓根內(nèi)緣和下緣截骨時要十分小心，特別是女性患者。
　　2.對L5

7、椎弓根截骨時要著重注意，因為L5椎弓根上方間距最大，但其余三個間距均較小，而L4-L5節(jié)段又是腰椎管狹窄最常見部位，手術(shù)機(jī)率高，因此手術(shù)風(fēng)險性也是最大的。
　　第二章 椎弓根延長距離影響腰椎椎管狹窄的椎管容積與椎間孔面積的數(shù)字解剖學(xué)研究
　　目的：
　　利用三維重建技術(shù)模擬椎弓根延長術(shù)，分析該術(shù)式對中央型、側(cè)隱窩型、椎間孔型腰椎椎管狹窄患者的椎管容積和椎間孔面積的影響，確定椎弓根延長長度與椎管容積或椎間孔面積增加的量化

8、關(guān)系，為下一步有限元分析提供實驗數(shù)據(jù)，為個體化病人延長椎弓根至適宜長度提供技術(shù)支持。
　　方法：
　　選取2012年7月～2014年7月在南方醫(yī)科大學(xué)附屬莆田醫(yī)院，行腰椎CT檢查的椎管狹窄患者影像學(xué)數(shù)據(jù)，排除腰椎側(cè)凸、腰椎后凸、腰椎滑脫、既往有腰椎手術(shù)史的患者。所選研究對象包括L4-L5中央型椎管狹窄患者12（男7，女5）例，L4-L5椎間孔型椎管狹窄患者12（男5，女7）例，L4-L5側(cè)隱窩型椎管狹窄患者12（男9，女3）

9、例。中央型椎管狹窄患者年齡范圍是51-78歲，平均年齡為62歲;側(cè)隱窩型椎管狹窄患者年齡范圍是57-81歲，平均年齡為65歲;椎間孔型椎管狹窄患者年齡范圍是53-77歲，平均年齡為63歲。同時選取12（男8，女4）例正常成年L4-L5節(jié)段CT數(shù)據(jù)作為對照組，年齡范圍是25-40歲，平均年齡為36歲。CT掃描的腰椎數(shù)據(jù)來自GE Healthcare公司64排螺旋CT機(jī)，掃描范圍:L4上方1cm至L5下方1cm，掃描參數(shù):球管電壓為120k

10、V，球管電流為264mA，掃描層厚為0.625mm。在CT機(jī)工作站中對掃描圖像進(jìn)行對比度、灰度調(diào)整，以獲得最佳的骨窗和軟組織窗CT圖像，導(dǎo)出數(shù)據(jù)為dicom格式。
　　將4組CT掃描數(shù)據(jù)以dicom格式導(dǎo)入Mimics14.01軟件中，根據(jù)所需重建的椎骨的灰度值范圍，依次應(yīng)用閾值分割(Thresholding)、區(qū)域增長(RegionGrowing)、蒙板編輯(Edit Masks)、形態(tài)學(xué)操作(Morphology Operat

11、ions)、蒙版計算3D模型(Calculate3D from Mask)等功能重建L4-L5腰椎椎骨的三維模型。在已重建的椎骨蒙版(Mask)上，應(yīng)用套索(Lasso)功能勾勒出椎間盤的解剖輪廓，逐層編輯蒙版，最后通過Calculate3D from Mask生成L4-L5腰椎椎間盤的三維模型。
　　將4組L4-L5腰椎和椎間盤的3D模型以Binary STL格式導(dǎo)入Rapidform軟件中，依次應(yīng)用追加參照平面(Ref.Pla

12、ne)、面片草圖(Mesh Sketch)、樣條曲線(Spline)功能過L4-L5椎間孔內(nèi)口建立輪廓草圖，最后通過拉伸實體(Extrude)生成L4-L5椎間孔的三維模型。本研究測量的是腰椎椎間孔面積為L4-L5椎間孔內(nèi)口面積。L4-L5椎間孔內(nèi)口切面的界定標(biāo)準(zhǔn):上界為L4椎弓根下內(nèi)緣，下界為L5椎弓根上內(nèi)緣，前界為L4椎體后緣、L4-L5椎間盤后緣、L5椎體后緣，后界為上下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)。
　　在Mimics14.01軟件中模擬腰

13、椎弓根延長術(shù):利用Cut Orthogonal to Screen和Reposition功能，在椎弓根與椎體連接部位切斷椎弓根。
　　結(jié)果：
　　初始狀態(tài)下，腰椎椎管狹窄患者的椎管容積和椎間孔面積均顯著小于正常人（P＜0.05），椎管容積大小順序為:正常組(21590.6±2638.5 mm3)＞椎間孔型狹窄組(15175.7±2785.3 mm3)＞側(cè)隱窩型狹窄組(13032.0±1583.8 mm3)＞中央型狹窄組(11

14、979.5±3353.1 mm3)，椎間孔面積大小順序為:正常組(134.3±18.5 mm2)＞中央型狹窄組(93.3±9.5mm2)＞側(cè)隱窩型狹窄組(87.7±9.7mm2)＞椎間孔型狹窄組(74.8±8.6 mm2)。椎弓根延長后，腰椎管狹窄患者的椎管容積和椎間孔面積增加的百分比均大于正常人（P＜0.05），各組延長L4椎弓根平均1mm椎管容積增加百分比:側(cè)隱窩狹窄組＞中央型狹窄組＞椎間孔型狹窄組＞正常組，延長L4椎弓根平均1mm

15、椎間孔面積增加百分比:椎間孔狹窄型組＞中央型狹窄組＞側(cè)隱窩型狹窄組＞正常組;延長L5椎弓根平均1mm椎管容積增加百分比:側(cè)隱窩型狹窄組＞椎間孔型狹窄組＞中央型狹窄組＞正常組，延長L5椎弓根平均1mm椎間孔面積增加百分比:中央型狹窄組＞側(cè)隱窩型狹窄組＞正常組＞椎間孔型狹窄組;同時延長L4和L5椎弓根的容積增加百分比趨勢與單獨(dú)延長L5椎弓根相同，同時延長L4和L5椎弓根的椎間孔面積增加百分比趨勢與單獨(dú)延長L4椎弓根相同。單獨(dú)延長L4椎弓根時

16、，正常組、中央型狹窄組、側(cè)隱窩型狹窄組、椎間孔型狹窄組平均每延長1mm，L4-L5椎管容積依次增加4.3％、5.9％、7.2％、5.3％，L4-L5椎間孔面積依次增加8.7％、12.9％、12.4％、14.3％。單獨(dú)延長L5椎弓根時，正常組、中央型狹窄組、側(cè)隱窩型狹窄組、椎間孔型狹窄組平均每延長1mm，L4-L5椎管容積依次增加4.6％、5.0％、7.3％、5.7％，L4-L5椎間孔面積依次增加7.2％、10.4％、9.7％、6.7％。

17、同時延長L4和L5椎弓根時，正常組、中央型狹窄組、側(cè)隱窩型狹窄組、椎間孔型狹窄組平均每延長1mm，L4-L5椎管容積依次增加8.8％、10.0％、13.1％、10.8％，L4-L5椎間孔面積依次增加14.0％、15.5％、14.6％、16.9％。
　　結(jié)論：
　　1.經(jīng)腰椎弓根延長術(shù)后，椎管狹窄組的L4-L5椎管容積和椎間孔面積顯著擴(kuò)大，增加百分比高于正常對照組。側(cè)隱窩型狹窄組患者椎管容積擴(kuò)大效果優(yōu)于中央型和椎間孔型椎管狹窄