椎體截骨縱向加壓短縮致脊髓損傷實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:胸腰椎椎體截骨矯形是治療脊柱側(cè)凸、后凸畸形的主要手術(shù)方式，而神經(jīng)功能損傷是脊柱側(cè)凸、后凸矯形術(shù)最嚴(yán)重和最常見的并發(fā)癥。椎體截骨縱向加壓短縮可導(dǎo)致脊髓短縮，由于脊髓由雙側(cè)神經(jīng)根及齒狀韌帶的固定，脊髓短縮與椎體骨性短縮不同步，脊髓短縮范圍受限，導(dǎo)致脊髓機(jī)械性受力，可產(chǎn)生脊髓迂曲、變形，從而導(dǎo)致脊髓損傷，嚴(yán)重者可導(dǎo)致截癱。隨著脊柱外科術(shù)中電生理監(jiān)測及脊髓血流監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，通過建立一種大型哺乳動(dòng)物模型，行環(huán)脊髓椎體截骨縱向加壓短縮，致脊

2、髓短縮，術(shù)中監(jiān)測脊髓運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位及脊髓血流量，明確截骨短縮距離對(duì)脊髓誘發(fā)電位(Motor Evoked Potentials，MEP)及脊髓血流量(spinal cord blood flow，SCBF)的影響，從而確定椎體截骨短縮安全范圍。
　　方法:選取10只成年山羊做為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，雌雄不限，體重32-36KG，建立椎體截骨縱向加壓短縮動(dòng)物模型。術(shù)前行靜脈輸液及動(dòng)脈穿刺監(jiān)測平均動(dòng)脈壓，術(shù)中維持循環(huán)穩(wěn)定。麻醉誘導(dǎo)后，行氣管插管全麻

3、，靜脈應(yīng)用丙泊酚(20-25mg/kg)，維持麻醉狀態(tài)。將山羊固定在手術(shù)操作臺(tái)上，安放脊髓監(jiān)護(hù)電極:針狀刺激電極置于動(dòng)物頭頂運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)，針狀記錄電極分別置于兩側(cè)后肢的腓腸肌，參考電極置于相應(yīng)頸部皮下，記錄單次磁刺激所誘發(fā)的復(fù)合肌肉動(dòng)作電位，在手術(shù)開始前，測定雙后肢腓腸肌MEP，建立基線。手術(shù)行T10及T13椎弓根螺釘固定，環(huán)脊髓T11/12椎體截骨，然后通過椎弓根螺釘內(nèi)固定器械縱向加壓致椎體短縮（示意圖1）。麻醉成功后，在手術(shù)開始前，監(jiān)

4、測雙后肢腓腸肌MEP;手術(shù)顯露脊髓后（截骨前），再次監(jiān)測脊髓MEP，應(yīng)用激光多普勒血流測定儀測定SCBF，此血流量為脊髓正常血流量（截骨短縮前脊髓血流量）;環(huán)脊髓椎體截骨術(shù)中監(jiān)測脊髓MEP，防止術(shù)中操作導(dǎo)致脊髓損傷，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并于截骨完成后，測量T10/13之間距離，監(jiān)測脊髓MEP及SCBF。
　　本實(shí)驗(yàn)中，將山羊術(shù)中椎體截骨縱向短縮分為5期進(jìn)行，每一期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量，具體步驟如下:
　　第1期:截骨完成后，通過椎弓

5、根螺釘及雙側(cè)連接桿，合抱器械進(jìn)行縱向加壓短縮，監(jiān)測MEP，至MEP波幅下降達(dá)正常波幅的50％-75％時(shí)，測量短縮距離及SCBF。
　　第2期:繼續(xù)縱向加壓短縮，至MEP波幅下降＞75％時(shí)，測量短縮距離及SCBF。
　　第3期:繼續(xù)縱向加壓短縮，至MEP波幅為0時(shí)，測量短縮距離及SCBF。
　　第4期:MEP波幅完全消失0.5h內(nèi)，每隔10分鐘，測量一次MEP及SCBF，觀察有無變化。
　　第5期:MEP波幅完全消

6、失0.5h后，將短縮距離恢復(fù)至短縮前正常值，每隔10min，測量一次MEP及SCBF，觀察MEP及SCBF有無變化。
　　手術(shù)結(jié)束，取胸6水平正常脊髓及短縮處脊髓，固定液固定后，行HE染色光鏡觀察病理學(xué)變化，并行透射電鏡觀察脊髓超微結(jié)構(gòu)變化。
　　將上述測得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理分析，明確椎體截骨短縮距離對(duì)MEP及SCBF的影響，從而確定椎體截骨短縮距離安全范圍。
　　結(jié)果:
　　第1期:當(dāng)椎體截骨短縮使MEP下降至

7、50％-75％時(shí)，其短縮距離為T11/12均高的70.1％±5.8％，為胸腰椎平均高度的84.2％±4.3％?？梢哉J(rèn)為當(dāng)截骨短縮距離小于截骨節(jié)段椎體高度的70％、小于胸腰椎平均高度的85％時(shí)，此時(shí)不會(huì)導(dǎo)致脊髓損傷，此范圍是截骨的安全范圍。
　　此期監(jiān)測SCBF輕度升高，統(tǒng)計(jì)學(xué)無顯著性差異，升高幅度為9.33％±11.3％。
　　第2期:當(dāng)椎體截骨短縮使MEP下降＞75％（不完全性脊髓損傷），短縮距離為T11/12平均高度的8

8、2.8％±5.4％，為胸腰椎平均高度的99.5％±6.5％。即當(dāng)截骨短縮距離大約相當(dāng)于截骨處椎體高度的80％及平均胸腰椎高度時(shí)，可出現(xiàn)不完全性脊髓損傷。
　　此期監(jiān)測SCBF顯著下降，下降為正常血流的43.6％±7.1％。
　　第3期:當(dāng)椎體截骨短縮使MEP為0時(shí)（完全性脊髓損傷），短縮距離為T11/12平均高度的101.7％±2.9％，為胸腰椎平均高度的122.6％±9.3％。即當(dāng)截骨短縮距離大約相當(dāng)于截骨處椎體高度及平均

9、胸腰椎高度120％時(shí)，可出現(xiàn)完全性脊髓損傷。
　　此期監(jiān)測SCBF進(jìn)一步下降，下降為正常血流的58.4％±8.4％。
　　第4期:當(dāng)MEP波幅為0后的0.5h內(nèi)，每10min監(jiān)測一次MEP，MEP均無變化。
　　此期SCBF持續(xù)下降，與正常SCBF及MEP陽性（MEP下降＞75％，不完全性脊髓損傷）時(shí)SCBF相比，均有顯著性下降。在MEP為0的10min、20min及30minSCBF分別下降為正常SCBF的66.1％

10、±6.0％、69.0％±6.2％、70.2％±6.5％。在MEP波幅為0的10min及20min，SCBF下降顯著;30min時(shí)，SCBF下降不顯著。表明在椎體截骨短縮至完全性脊髓損傷后的前20min，脊髓血供下降明顯，20min后，脊髓血供下降趨于平穩(wěn)。
　　第5期:當(dāng)椎體截骨短縮使MEP波幅為0后的0.5h，恢復(fù)短縮距離至短縮前正常高度，0.5h內(nèi)，監(jiān)測MEP無變化，波幅仍為0。說明在完全性脊髓損傷后0.5h后，即使恢復(fù)短縮距

11、離，恢復(fù)脊髓正常形態(tài)，完全性脊髓損傷仍無法恢復(fù)。
　　此期監(jiān)測SCBF有所恢復(fù)，但仍顯著低于正常SCBF。恢復(fù)短縮后的第10minSCBF與MEP陽性（MEP下降＞75％，不完全性脊髓損傷）時(shí)SCBF比較，呈顯著性下降;但20min及30minSCBF與MEP陽性時(shí)的SCBF比較，無明顯差異。表明在短縮距離恢復(fù)至正常距離20min后，SCBF能恢復(fù)至不完全性脊髓損傷時(shí)的脊髓血供。
　　恢復(fù)短縮距離后10min、20min及3

12、0minSCBF分別下降為正常脊髓血流的50.2％±9.1％、45.1％±7.1％、44.5％±8.6％。與正常SCBF相比，仍呈顯著下降。結(jié)果表明在恢復(fù)短縮距離前20min內(nèi)，SCBF恢復(fù)顯著，后10min，SCBF恢復(fù)不明顯，趨于平穩(wěn)。
　　脊髓組織學(xué)觀察
　　HE組織染色觀察:胸6水平正常脊髓光鏡下可見脊髓結(jié)構(gòu)正常，神經(jīng)纖維排列規(guī)則，脊髓灰質(zhì)和白質(zhì)沒有明顯的出血、水腫。
　　短縮處脊髓可見灰質(zhì)及白質(zhì)明顯的出血、水

13、腫，可見灰質(zhì)內(nèi)紅細(xì)胞滲出較多;可見脊髓內(nèi)微血管破裂，出血，灰質(zhì)內(nèi)可見小的出血灶，局部神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)腫脹;白質(zhì)后外側(cè)纖維排列混亂，部分區(qū)域可見斑點(diǎn)狀出血，甚至成片壞死區(qū)。
　　電鏡觀察:胸6水平正常脊髓電鏡下可見神經(jīng)元細(xì)胞膜完整，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)清晰，線粒體、核膜及粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完整，核染色質(zhì)顆粒分布均勻，沒有染色質(zhì)的凝集。脊髓軸突髓鞘排列規(guī)律，結(jié)構(gòu)完整，未見分層和崩解;神經(jīng)元結(jié)構(gòu)正常，線粒體結(jié)構(gòu)完整可見。
　　短縮處脊髓可見中央灰質(zhì)較多

14、的壞死神經(jīng)元細(xì)胞，結(jié)構(gòu)模糊，細(xì)胞核溶解，細(xì)胞器腫脹，出現(xiàn)核膜和細(xì)胞膜崩解，透明空泡。髓鞘板層結(jié)構(gòu)混亂，髓鞘和軸索間隙增大，神經(jīng)纖維水腫明顯。部分軸突內(nèi)結(jié)構(gòu)消失，可見軸索髓鞘變薄，層次結(jié)構(gòu)不明顯，可見脫髓鞘樣變。
　　結(jié)論:
　　椎體截骨縱向加壓短縮可以造成急性脊髓損傷。建立大型哺乳動(dòng)物環(huán)脊椎截骨脊髓短縮模型是可行的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠。
　　椎體截骨短縮距離小于截骨節(jié)段椎體高度的70％、小于胸腰椎平均高度的85％時(shí)，不會(huì)造成

15、脊髓損傷，此范圍是截骨的安全范圍。此時(shí)可導(dǎo)致脊髓血流輕度增加。當(dāng)短縮距離相當(dāng)于截骨處椎體高度的80％及平均胸腰椎高度時(shí)可導(dǎo)致不完全性脊髓損傷，此時(shí)脊髓血流下降顯著。當(dāng)短縮距離相當(dāng)于截骨處椎體高度、平均胸腰椎高度1.2倍時(shí)，可導(dǎo)致完全性脊髓損傷，此時(shí)脊髓血流下降更加明顯。
　　椎體截骨縱向加壓短縮，通過術(shù)中監(jiān)測運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位及脊髓血流量，二者有明顯的相關(guān)性，說明截骨短縮導(dǎo)致的脊髓迂曲變形，脊髓血流的改變是產(chǎn)生脊髓損傷的主要原因，在神經(jīng)