傳統(tǒng)入路及微創(chuàng)入路對頸椎力學(xué)穩(wěn)定性影響的有限元研究及其在頸椎椎管內(nèi)腫瘤中的臨床應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-04-08 20:46
本文選題:全椎板術(shù) 切入點(diǎn):半椎板術(shù) 出處:《第二軍醫(yī)大學(xué)》2014年博士論文
【摘要】:頸椎椎管內(nèi)腫瘤傳統(tǒng)的手術(shù)方式為全椎板手術(shù),,但全椎板術(shù)切除了維持頸椎穩(wěn)定的關(guān)鍵的后柱結(jié)構(gòu),容易導(dǎo)致患者術(shù)后發(fā)生頸椎畸形,這在小兒患者中尤其常見。為避免術(shù)后脊柱畸形的發(fā)生,半椎板術(shù)、椎板復(fù)位成形術(shù)、單側(cè)多節(jié)段椎板間開窗術(shù)(UMIF)等一些微創(chuàng)的入路開始應(yīng)用于臨床,但這些手術(shù)入路較傳統(tǒng)的全椎板術(shù)有何優(yōu)勢以及其有何生物力學(xué)機(jī)制,目前均不得而知。上頸椎由于其解剖的特殊性,需要采用遠(yuǎn)外側(cè)入路、經(jīng)口齒狀突切除等手術(shù)方式,而這些手術(shù)入路對顱頸交界(CVJ)區(qū)的穩(wěn)定性影響非常顯著,許多患者手術(shù)后往往需要枕頸融合術(shù)來維持脊柱的穩(wěn)定。隨著內(nèi)鏡以及顯微技術(shù)的發(fā)展,一些微創(chuàng)的手術(shù)入路,如保留頸1前弓的齒狀突切除術(shù)、前路頸靜脈孔區(qū)腫瘤切除等開始應(yīng)用于臨床,而這些手術(shù)方式能否較好的保護(hù)CVJ區(qū)的穩(wěn)定性尚不清楚。因此,研究不同手術(shù)入路對脊柱穩(wěn)定性的影響機(jī)制,有助于提高術(shù)者對手術(shù)入路相關(guān)的脊柱不穩(wěn)的理解,同時(shí)也可與為治療該類脊柱不穩(wěn)提供相應(yīng)的生物力學(xué)數(shù)據(jù)。 本研究擬通過有限元的方法分別研究上頸椎及下頸椎的各種手術(shù)入路對脊柱穩(wěn)定性的影響,并通過臨床隨訪比較傳統(tǒng)全椎板術(shù)及單側(cè)椎板手術(shù)在臨床中的確切效果。實(shí)驗(yàn)共分為三個(gè)部分:第一部分,通過構(gòu)建C2-C7有限元模型,比較全椎板術(shù)、半椎板術(shù)、椎板復(fù)位成形術(shù)、UMIF等不同手術(shù)方式的力學(xué)穩(wěn)定性情況,并研究不同手術(shù)方式在手術(shù)節(jié)段增多以及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)損傷情況下的生物力學(xué)特點(diǎn);第二部分,通過構(gòu)建上頸椎(Oc-C2)有限元模型,分別研究以枕髁為中心以及以齒狀突為中心的手術(shù)方式對上頸椎穩(wěn)定性的影響;第三部分,通過隨訪臨床中分別采用全椎板術(shù)及單側(cè)椎板手術(shù)的成人患者的病例資料,比較兩種手術(shù)方式術(shù)后頸椎曲度改變情況、神經(jīng)功能以及并發(fā)癥情況,從而獲得兩種手術(shù)方式在成人患者中的臨床實(shí)際效果,并分析全椎板組頸椎曲度改變同神經(jīng)功能之間的關(guān)系。 第一部分傳統(tǒng)入路及微創(chuàng)入路對下頸椎脊柱穩(wěn)定性影響的有限元研究 目的:研究傳統(tǒng)全椎板術(shù)和半椎板術(shù)等微創(chuàng)手術(shù)對下頸椎的節(jié)段活動(dòng)度、椎間盤應(yīng)力等的影響,比較不同手術(shù)方式對下頸椎生物力學(xué)影響的差異。 方法:首先通過CT原始圖像構(gòu)建C2-C7正常三維有限元模型。正常模型驗(yàn)證滿意之后,在正常模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建UMIF模型、半椎板手術(shù)模型及全椎板手術(shù)模型,每一手術(shù)模型均分別構(gòu)建合并25%及50%關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除的模型,在有限元軟件中分析各模型的生物力學(xué)改變大小。為研究椎板切除節(jié)段逐步增多后脊柱穩(wěn)定性變化的規(guī)律,同樣構(gòu)建了椎板切除個(gè)數(shù)逐步增多的手術(shù)模型并進(jìn)行分析。 結(jié)果:全椎板、半椎板及UMIF手術(shù)模型脊柱節(jié)段活動(dòng)度的增加主要發(fā)生在手術(shù)節(jié)段,其中前屈方向活動(dòng)度增加最多,全椎板模型前屈活動(dòng)度在C3-4、C4-5及C5-6分別增加70,62和60%。在半椎板及UMIF模型下,這種異常增加則大大減小,兩種手術(shù)模型前屈活動(dòng)最大的增多僅14%(位于C4-5)。當(dāng)合并逐級(jí)的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)切除,全椎板模型在前屈方向有著顯著的進(jìn)一步增加,在C3-4增加高達(dá)110%;而在半椎板及UMIF模型中,前屈活動(dòng)度進(jìn)一步的增加并不多,不超過31%。UMIF模型僅在軸向旋轉(zhuǎn)方向較半椎板有不顯著的優(yōu)勢,這種優(yōu)勢不超過5%。全椎板模型椎間盤纖維環(huán)的最大應(yīng)力較正常模型在手術(shù)節(jié)段(C3-4、 C4-5和C5-6)分別增加39、34和38%,這種異常增加的應(yīng)力被半椎板及UMIF模型縮減為5-7%。隨著手術(shù)節(jié)段的逐步增加,半椎板及UMIF前屈總活動(dòng)度僅有輕度的增加,且一直保持最低水平,增加程度不超過12%;其次為椎板復(fù)位成形術(shù)模型;全椎板模型前屈總活動(dòng)度則增加最明顯,最高達(dá)65%。 結(jié)論:1、半椎板術(shù)及單側(cè)多節(jié)段椎板間開窗術(shù)(UMIF)可較好的保護(hù)頸椎的活動(dòng)度,并降低術(shù)后頸椎不穩(wěn)及椎間盤變性的風(fēng)險(xiǎn)。在合并關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的切除以及手術(shù)節(jié)段增多的情況下,半椎板術(shù)及UMIF仍可避免前屈活動(dòng)度的過度增加,從而維持脊柱的穩(wěn)定性。椎板復(fù)位成形術(shù)可在一定程度上減少全椎板術(shù)導(dǎo)致的前屈活動(dòng)度異常增加,但穩(wěn)定程度仍低于半椎板術(shù)及UMIF。2、UMIF僅在軸向旋轉(zhuǎn)方向較半椎板術(shù)顯示了輕度的優(yōu)勢,這表明當(dāng)切除后柱骨性結(jié)構(gòu)相連的韌帶后,后柱骨性結(jié)構(gòu)對維持脊柱穩(wěn)定性的作用不大。 第二部分顱頸交界區(qū)不同手術(shù)入路對上頸椎穩(wěn)定性影響的有限元研究 目的:研究以枕髁為中心以及以齒狀突為中心的手術(shù)方式對顱頸交界(CVJ)區(qū)穩(wěn)定性的影響。 方法:采用有限元軟件構(gòu)建Oc-C2的正常上頸椎實(shí)體模型,在正常模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建單側(cè)后路枕髁分級(jí)切除模型以及枕下開顱(枕大孔打開后1/2)和標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)外側(cè)入路(枕下開顱+C1半椎板切除術(shù))分別合并枕髁分級(jí)切除的模型,進(jìn)而分析各模型節(jié)段活動(dòng)度的改變;另外還通過構(gòu)建常規(guī)齒狀突切除模型及保留C1前弓的齒狀突切除模型來分析保留C1前弓對CVJ區(qū)穩(wěn)定性的影響;最后通過構(gòu)建前路枕髁分級(jí)切除模型分析前路枕髁切除對CVJ區(qū)穩(wěn)定性的影響。 結(jié)果:單純枕髁切除術(shù)及枕下開顱術(shù)和遠(yuǎn)外側(cè)入路分別合并枕髁切除術(shù)對Oc-C1活動(dòng)度的影響大于對C1-C2的影響。當(dāng)單純切除后外側(cè)50%枕髁?xí)r, Oc-C1前屈、側(cè)彎及軸向旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度(側(cè)彎及旋轉(zhuǎn)方向活動(dòng)度為向手術(shù)對側(cè)活動(dòng)度)分別增加18.0%、31.3%及26.0%,而枕下開顱模型和遠(yuǎn)外側(cè)入路模型合并25%枕髁切除即引起以上各方向活動(dòng)度增加31.5%,25%,28%。齒狀突切除術(shù)對C1-C2的影響較大,但對Oc-C1的穩(wěn)定性同樣有一定影響,其中后伸活動(dòng)度影響最大,常規(guī)齒狀突切除后其增加196%。保留C1前弓的齒狀突切除術(shù)可極大的保護(hù)C1-C2軸向旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)度,但Oc-C1后伸活動(dòng)度及C1-C2側(cè)彎活動(dòng)度仍有異常的增加(超過100%)。前路經(jīng)枕髁入路模型僅在Oc-C1向?qū)?cè)軸向旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度明顯增高,當(dāng)前路切除枕髁50%時(shí)較正常模型增加105%,該入路對其余各方向活動(dòng)度影響則較小。 結(jié)論:1、齒狀突切除對C1-C2的影響較大,但對Oc-C1的活動(dòng)度同樣有一定的影響,術(shù)后應(yīng)嚴(yán)密隨訪患者Oc-C1的穩(wěn)定性,必要時(shí)需考慮行寰枕融合。保留C1前弓的齒狀突切除術(shù)可保護(hù)脊柱軸向旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)度,但Oc-C1后伸活動(dòng)度及C1-C2側(cè)彎活動(dòng)度仍有異常的增加,仍存在脊柱不穩(wěn)定因素。2、在遠(yuǎn)外側(cè)入路中枕髁切除超過25%即應(yīng)在術(shù)后嚴(yán)密隨訪Oc-C1的穩(wěn)定性情況。3、前路經(jīng)枕髁入路對CVJ區(qū)穩(wěn)定性的總體影響小于后路手術(shù)。 第三部分全椎板術(shù)及單側(cè)椎板手術(shù)治療成人頸椎椎管內(nèi)腫瘤的臨床研究 目的:比較全椎板術(shù)及單側(cè)椎板手術(shù)治療成人頸椎椎管內(nèi)腫瘤在脊柱穩(wěn)定性、術(shù)后神經(jīng)功能、并發(fā)癥等方面的差異。 方法:回顧性分析長征醫(yī)院采用后路手術(shù)治療的29例成人首發(fā)頸椎椎管內(nèi)腫瘤,其中男性16例,女性13例,發(fā)病年齡22-71歲,平均年齡45.8歲;18例采用常規(guī)全椎板術(shù),11例采用單側(cè)椎板手術(shù)(半椎板術(shù)及單側(cè)多節(jié)段椎板間開窗術(shù));全椎板手術(shù)組共有髓內(nèi)腫瘤11例,髓外硬膜下腫瘤7例;單側(cè)椎板手術(shù)組髓內(nèi)腫瘤7例,髓外硬膜下腫瘤4例。兩組患者不存在選擇性差異。 結(jié)果:術(shù)后隨訪1年-3.9年,平均隨訪2.2年。全椎板手術(shù)組術(shù)前頸椎曲度指數(shù)(CI)較術(shù)后有明顯差異,由術(shù)前的11.53±13.28變?yōu)樾g(shù)后7.89±11.48(p=0.034),頸椎有明顯的后凸趨勢;單側(cè)椎板手術(shù)組頸椎CI由術(shù)前的5.69±8.91變?yōu)樾g(shù)后的9.91±5.93,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.116)。全椎板手術(shù)組2例患者頸椎曲度類型較術(shù)前好轉(zhuǎn),9例保持術(shù)前曲度類型,7例患者曲度類型較術(shù)前惡化;單側(cè)椎板手術(shù)組5例患者頸椎曲度較術(shù)前好轉(zhuǎn),5例患者維持術(shù)前曲度類型,1例患者曲度類型較術(shù)前惡化。采用秩和檢驗(yàn)比較兩組頸椎曲度改變情況,發(fā)現(xiàn)全椎板手術(shù)組頸椎曲度較單側(cè)椎板手術(shù)組易惡化,兩組之間有差異顯著(p=0.022)。兩組患者術(shù)后神經(jīng)功能均到達(dá)Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí),預(yù)后良好,兩組神經(jīng)功能預(yù)后情況無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p=0.674)。采用Spearman秩相關(guān)分析全椎板組患者頸椎曲度改變同患者神經(jīng)功能改變之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)兩者之間無相關(guān)性(p=0.552)。 結(jié)論:1、在成年患者中,單側(cè)椎板手術(shù)較全椎板術(shù)良好地保護(hù)了頸椎曲度,有利于維持頸椎的穩(wěn)定性,且不增加患者術(shù)后神經(jīng)功能損傷及椎管內(nèi)腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。2、全椎板術(shù)容易引起頸椎曲度的惡化,但這種曲度改變在中期隨訪中并未增加成人患者術(shù)后神經(jīng)功能狀態(tài)惡化的風(fēng)險(xiǎn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:R739.4
【參考文獻(xiàn)】
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1 趙必增,李家順,賈連順;鵝頸畸形病因病理及治療[J];中國矯形外科雜志;2002年02期
本文編號(hào):1723273
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