腰椎單節(jié)段分級切除對腰椎間孔形態(tài)的影響

腰椎單節(jié)段分級切除對腰椎間孔形態(tài)的影響

脊柱突出和腰椎管狹窄導致硬腦膜囊腫和神經根壓，這是腰痛和下肢根性疼痛的主要原因。后部結構切除術是腰椎手術中較為常見的一種術式,小關節(jié)切除術的應用在極外側腰椎間盤突出癥手術中比較廣泛,雖然大部分患者癥狀能得到明顯的改善,但遠期療效并不理想。有作者認為在腰椎間盤摘除手術中常規(guī)擴大椎間孔可以預防腰椎間孔狹窄,但該手術本身是非生理性的。有可能改變相鄰節(jié)段的應力分布而引發(fā)新的退變和癥狀再現(xiàn)。本課題選用8具無脊柱疾患的新鮮成人尸體腰段標本制成脊柱功能單位為實驗對象,依次對標本進行分級切除L4、5的后部結構,共造成5種減壓情況:①完整脊柱結構,②左側外側小關節(jié)切除1/4,③左側外側小關節(jié)切除1/2,④左側外側小關節(jié)切除3/4,⑤左側小關節(jié)全切除。采用生物力學方法,對不同狀態(tài)下中立位、前屈、后伸、左右側彎不同運動體位時,L4、5椎間孔高度、最大和最小寬度三個參數(shù)在負載前后的變化進行測量,以分析探討腰椎后部結構切除是否可能造成術后腰椎間孔再狹窄以及引起術后腰腿痛的機制,為臨床手術治療提供實驗依據(jù)和理論基礎。1材料和方法1.1改變及其他結構異常本實驗選用8具新鮮成人尸體(L1S1)脊柱標本,確定無畸形、腫瘤、退行性改變及其他結構異常。分別制成8個脊柱功能單位。標本用雙層塑料袋密封,在30℃的深低溫冰箱內保存,實驗操作前置于18℃冰箱內24h,再置于室溫下10h解凍,清除椎旁肌肉,保留所有韌帶、椎間盤及關節(jié)突關節(jié)的關節(jié)囊備用。1.2財產方式及幾何模型(1)將標本S1椎體下部修平整以適應底座形狀,用聚甲基丙烯酸甲酯人工骨水泥包埋固定最下位椎體的下2/3;(2)L4、5椎間孔高度、最大及最小寬度的改變采用U形微型位移傳感器測定。傳感器輸出信號以X-Y函數(shù)記錄儀繪制;(3)在WDW10型微機控制電子萬能試驗機上,每具標本按5種狀態(tài):①完整脊柱結構;②左側外側小關節(jié)切除1/4;③左側外側小關節(jié)切除1/2;④左側外側小關節(jié)切除3/4;⑤左側小關節(jié)全切除5種體位(中立位、前屈、后伸、同側彎及對側彎)進行測試,加載負荷為2000N,彎曲加載力矩P為10Nm,測量各組標本雙側L4、5椎間孔高度、最小和最大寬度。1.3統(tǒng)計學處理方法所得數(shù)據(jù)用xˉ±sxˉ±s表示,用SPSS13.0forwindows統(tǒng)計軟件包對所測結果進行統(tǒng)計分析,檢驗水準均為a=0.05,組內椎間孔各徑值載荷前后的對應比較均采用配對t檢驗。2結果2.1l4、5腰椎間孔高度在無載荷狀態(tài)下中立位時,L4、5椎間孔高度為(18.40±0.79)mm,最大寬度為(8.64±0.40)mm,最小寬度為(4.69±0.20)mm;在中立位負載2000N后,L4、5椎間孔高度為(17.33±0.78)mm,最大寬度為(8.20±0.34)mm,最小寬度為(4.07±0.18)mm,較負載前分別都有減少;負載前后變化均有顯著性差異(P<0.05)(見表1)。2.2腰椎間孔大小生長情況單側腰椎小關節(jié)進行分級切除,中立位負載2000N時,后伸位及同側彎位同時10Nm的彎曲力矩加載,L4、5椎間孔高度,最大寬度、最小寬度呈逐漸減小趨勢,各徑線分別有不同程度的減少,并發(fā)現(xiàn)當腰椎小關節(jié)切除大于1/2后,L4、5椎間孔最大寬度、最小寬度與完整組比較有顯著性差異(P<0.01)。前屈位、對側彎位時,負載2000N并10Nm的彎曲力矩加載,各組標本5椎間孔高度,最大寬度、最小寬度各徑線與完整組比較無顯著性差異(P>0.05),結果表明單側腰椎小關節(jié)切除在前屈位及對側彎位時對同節(jié)段腰椎間孔形態(tài)變化沒有明顯影響(見表2)。3討論3.1腰椎間孔結構的確定腰椎間孔最大寬度自上至下逐漸增加,其高度L1、2～L3、4逐漸增加,而自L4、5至L5S1又減少,而L1～5神經根直徑逐漸增加,導致下腰段“椎間孔/神經根”截面積比率減少。L4、5及L5S1節(jié)段脊柱退行性變多見,使L4和L5神經根易受壓迫。所以,本實驗選擇L4、5出椎間孔作為研究目標.腰椎間的研究方法大體可分為直接法和間接法。直接具有直觀、簡便易行、精確度高等優(yōu)點,但進行大規(guī)模研究時取材較為困難。間接法優(yōu)點是可用來進行大規(guī)模的活體研究,病理樣本獲取不受限制,且X線、超聲、CT或MRI掃描等研究手段為臨床所常用,所獲的研究結果更具代表性,可直接應用于臨床,但其處理過程復雜,結果受掃描方向影響.本實驗用的改良U形微型位移傳感器就是根據(jù)電測法原理制成,該測量系統(tǒng)操作簡便,精確度高(0.3%),是腰椎間孔孔徑測定的理想方法,但僅適用于體外標本的生物力學測試,是其局限性所在.3.2腰椎間孔形態(tài)的變化根據(jù)腰椎間孔的解剖結構,骨性椎弓根決定了椎間孔的高度,而椎間盤后緣及后方的黃韌帶等軟組織則決定了椎間孔的寬度。本實驗中,對后部結構完整組腰椎標本,在中立位加2000N載荷作用時,測得L4、5椎間孔高度、最大寬度、最小寬度徑值較負載前分別減少5.8%,5.1%,13.2%,載荷前后有顯著性差異(P<0.01),說明縱向載荷對椎間孔形態(tài)影響明顯。本實驗證實,腰椎的前屈運動增大椎間孔孔徑,后伸則減少;側彎時同側椎間孔孔徑減少而對側椎間孔孔徑增大;而椎間孔最小寬度隨腰椎運動體位改變的變化幅度最大。實驗中,在10Nm的彎曲載荷下,在正常組腰椎標本,腰椎的前屈運動使椎間孔的最大和最小寬度分別增加了4.8%和6.6%,高度增加了1.0%;而后伸載荷使椎間孔的最大和最小寬度分別減少了7.9%%和12.9%,高度減少了3.1%;同側彎使椎間孔的最大和最小寬度分別減少了5.9%和8.8%,高度減少了4.6%;對側彎使椎間孔的最大和最小寬度分別增加了5.5%和3.4%,高度增加了1.2%;載荷前后均有顯著性差異(P<0.05)。作者認為,由于椎間孔的寬度主要取決于椎間盤后緣和后方的黃韌帶等軟組織,所以在前屈和對側彎載荷下,由于腰椎椎體間的遷移減少、椎間盤的膨出減輕以及黃韌帶被拉伸變薄,使椎間孔孔徑增大,而后伸和同側彎時情況正好相反。3.3腰椎小關節(jié)切除的影響椎間孔形態(tài)變化包括靜態(tài)改變和動態(tài)改變。退變引起的椎間隙狹窄和小關節(jié)結構前向增生或脫位,導致椎間孔容積的明顯減少,使神經根在椎間孔內橫向或垂直向受擠壓屬于靜態(tài)狹窄;而腰椎間孔徑值、面積隨腰椎運動體位變化出現(xiàn)的減少屬于動態(tài)狹窄。上位腰椎的下關節(jié)突位于下位腰椎上關節(jié)突的后內側,為下位上關節(jié)突所環(huán)抱,關節(jié)面與橫斷面幾乎成直角,與冠狀面呈45°,脊柱功能單位的前屈和后伸活動,主要表現(xiàn)為上位椎體的下關節(jié)突和下位椎體的上關節(jié)突相互遠離和靠近。因此,腰椎小關節(jié)對抗垂直向下力矩的作用很小,卻是對抗椎體間剪切的重要結構。本實驗研究發(fā)現(xiàn),在中立位、后伸位和同側彎體位時當腰椎小關節(jié)切除大于1/2后,L4、5椎間孔高度,最大寬度、最小寬度與后部結構完整組比較均有顯著性差異(P<0.01),而在前屈位和對側彎體位時椎間孔各徑線與完整組比較無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。究其原因,考慮為腰椎對側的小關節(jié)具有重要的穩(wěn)定作用,另外椎旁的韌帶和肌肉也起到一定的作用,小關節(jié)切除后,破壞了三關節(jié)復合體的動態(tài)平衡,使負載活動軸心由椎間盤后移至關節(jié)突關節(jié),關節(jié)突關節(jié)面間發(fā)生異常位移,向同側彎曲時,該側失去關節(jié)突這一支點,因此該節(jié)段的側屈活動范圍顯著增大,同時由于椎間高度下降、并常伴有黃韌帶皺褶內陷,導致椎間孔狹窄。這說明腰椎小關節(jié)切除后,使后部結構對腰椎活動的限制作用減弱或喪失,尤其在關節(jié)突關節(jié)完全破壞時,從而導致腰椎不穩(wěn)。這種椎間孔孔徑減少并運動節(jié)段不穩(wěn)可以解釋部分己行腰椎間盤切除術的患者,在軀體運動體位改變時,會出現(xiàn)癥狀反復,甚至殘留腰腿痛等神經根壓迫癥狀。4腰椎間孔狹窄的變化本實驗對離體腰椎標本的L4、5椎間孔在同節(jié)段單側小關節(jié)分級切除前后不同狀態(tài)下的形態(tài)學改變進行了比較研究,得出下列結論:(1)腰椎椎間孔隨不同體位變化較大,其中前屈、對側彎時增大,在中立位、后伸、同側彎時減小;(2)在單側腰椎小關節(jié)切除過程中,當切除