前路枕頸內(nèi)固定術(shù)的解剖學和生物力學研究.pdf

1、目的:
　　1.研制一種枕頸腹側(cè)缺損斜坡重建鋼板系統(tǒng)，評價其生物力學穩(wěn)定性。
　　2.研制一種枕頸畸形或不穩(wěn)的斜坡固定鋼板，評價其生物力學穩(wěn)定性。
　　3.研究經(jīng)口咽及其擴大入路行斜坡置釘?shù)恼眍i內(nèi)固定術(shù)的應用解剖學，量化不同入路下斜坡顯露范圍及置釘可行性，為前路枕頸內(nèi)固定術(shù)提供解剖學依據(jù)。
　　4.研究前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的應用解剖學，評價其生物力學穩(wěn)定性，為寰枕關(guān)節(jié)不穩(wěn)提供一種可選的前路固定方法。
　　

2、方法:
　　1.斜坡重建鋼板系統(tǒng)的研制和生物力學研究
　　1)斜坡重建鋼板系統(tǒng)的研制
　　采用40具國人成年完整的顱頸段干骨及30例健康志愿者的顱頸段CT掃描圖像進行斜坡重建鋼板相關(guān)參數(shù)測量，設(shè)計斜坡重建鋼板系統(tǒng)，研制樣品。
　　2)斜坡重建鋼板系統(tǒng)的穩(wěn)定性評價
　　本部分實驗采用7具新鮮成人頸椎(Oc-C4節(jié)段)進行測試，模擬以下固定狀態(tài):①完整狀態(tài);②異形鈦籠+后路枕頸固定狀態(tài);③斜坡重建鋼板系統(tǒng)+后路

3、枕頸固定狀態(tài);④單純斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定狀態(tài)。前路均行斜坡至C3固定，后路行枕骨板釘、C1椎弓根螺釘、C3和C4側(cè)塊螺釘固定。采用重復測量的實驗設(shè)計，在完整和不同的固定狀態(tài)下，通過脊柱試驗機對標本分別施加1.5Nm的前屈/后伸、左/右側(cè)彎和左/右軸向旋轉(zhuǎn)的純力偶矩。在枕骨、C3、C4椎體上通過克氏針連接固定4枚紅外線標志點，采用Optotrak三維運動測量系統(tǒng)連續(xù)采集標志點運動，分析Oc-C3節(jié)段間角度運動范圍和中性區(qū)(Neutralz

4、one，NZ)。
　　2.斜坡固定鋼板的研制和生物力學研究
　　1)斜坡固定鋼板的研制
　　斜坡固定鋼板相關(guān)解剖學參數(shù)測量同斜坡重建鋼板設(shè)計測量部分，設(shè)計斜坡固定鋼板，研制樣品。
　　2)斜坡固定鋼板行枕骨固定的穩(wěn)定性評價
　　本部分實驗采用8具新鮮成人頸椎(Oc-C3節(jié)段)進行測試，模擬以下手術(shù)固定狀態(tài):①完整狀態(tài);②完整狀態(tài)+斜坡固定鋼板;③損傷狀態(tài):樞椎齒狀突Ⅱ型骨折并切斷寰枕前膜、齒突尖韌帶、翼狀韌

5、帶;④損傷+斜坡固定鋼板;⑤損傷+后路枕頸固定。前路均行斜坡至C2固定，后路行枕骨板釘、C1和C2椎弓根螺釘固定。
　　3.前路枕頸內(nèi)固定術(shù)入路的應用解剖學研究
　　在7例新鮮人顱頸段標本上采用經(jīng)口咽及其擴大入路分別行經(jīng)斜坡置釘枕頸固定:單純經(jīng)口咽入路、切開軟腭、磨除部分硬腭水平板、下頜骨切開入路以及下頜骨-舌體切開入路。在行每一步入路過程中觀察測量咽后壁軟組織分布情況及其厚度，椎動脈走形及其至中線距離，測量斜坡的顯露范圍、

6、斜坡置釘角度范圍（下切牙或下頜骨中線基底處至斜坡顯露端連線與斜坡骨面切線夾角）及椎體顯露范圍。
　　4.前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘枕頸固定的解剖學和生物力學研究
　　1)前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的解剖學研究
　　對30例納入標準的患者行頭頸部CT平掃，在PACS系統(tǒng)中測量前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的進釘點、進釘角度以及螺釘長度。在8具新鮮人體顱頸段標本上采用高位頸前咽后入路行雙側(cè)前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定(螺釘直徑為4.0mm)，術(shù)后行

7、X光檢查和局部解剖，觀察分析釘?shù)琅c椎動脈、脊髓及舌下神經(jīng)管的比鄰及損傷情況。
　　2)前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的穩(wěn)定性評價
　　在6具骨密度正常的新鮮標本(Oc-C4節(jié)段)上評價螺釘固定的穩(wěn)定性。每例標本按以下順序進行試驗:①完整狀態(tài);②損傷狀態(tài)（寰枕間韌帶損傷模型）;③損傷+前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定;④損傷+后路寰枕固定，后路固定采用枕骨板釘系統(tǒng)和寰椎椎弓根釘固定。
　　5.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
　　實驗結(jié)果統(tǒng)計分析采用S

8、PSS13.0統(tǒng)計軟件。解剖學數(shù)據(jù)均測3次取平均值，所得數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差（(x)±s）形式表示，左、右兩側(cè)的解剖數(shù)據(jù)采用配對t檢驗比較。ROM和NZ均采用重復測量方差分析進行統(tǒng)計學處理，組間比較采用SNK法(Student-Newman-Keuls)。統(tǒng)計學檢驗的顯著性設(shè)定為P＜0.05。
　　研究結(jié)果:
　　1.斜坡重建鋼板系統(tǒng)的研制和生物力學研究
　　1)斜坡重建鋼板系統(tǒng)的研制
　　顱頸段干骨測量顯示斜坡

9、長度為25.8±2.6 mm，斜坡頂、底寬分別為18.9±1.5mm和32.6±2.1 mm，寰椎側(cè)塊高度和寬度分別為15.7±2.9 mm和26.4±2.9 mm，寰椎側(cè)塊螺釘置釘角度為外展10.4°±2.5°;CT圖像參數(shù)測量顯示斜坡至寰椎前結(jié)節(jié)和C3椎體的距離分別為16.1±1.7 mm和59.1±3.2 mm，斜坡頸椎角為130.2°±8.0°，斜坡螺釘長度介于4.3～16.0 mm。
　　2)斜坡重建鋼板系統(tǒng)的穩(wěn)定性評價

10、
　　完整狀態(tài)下Oc-C3節(jié)段前屈方向上ROM為22.4°，后伸方向上為19.5°，側(cè)彎方向上為10.5°，軸向旋轉(zhuǎn)方向上為47.3°。與完整狀態(tài)比較，異形鈦籠、斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定狀態(tài)及單純斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定狀態(tài)在所有方向上的ROM或NZ均明顯減少(P＜0.05)。斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定后Oc-C3節(jié)段前屈方向上ROM為0.1°，后伸方向上為0.2°，側(cè)彎方向上為0.3°，軸向旋轉(zhuǎn)方向上為0.6°。與異形鈦籠固定狀態(tài)比較，斜坡重

11、建鋼板系統(tǒng)狀態(tài)在前屈、側(cè)彎及旋轉(zhuǎn)方向上ROM均有顯著減少(P＜0.05)，在后伸方向上也有減少但差異沒有顯著性(P＞0.05)。異形鈦籠固定與斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定的NZ在所有方向上的差異均沒有顯著性(P＞0.05)。而單純斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定狀態(tài)較異形鈦籠固定或斜坡重建鋼板系統(tǒng)固定在ROM和NZ的差異均有顯著性(P＜0.05)。
　　2.斜坡固定鋼板的研制和生物力學研究
　　1)斜坡固定鋼板的研制
　　斜坡固定鋼板相關(guān)

12、參數(shù)測量同斜坡重建鋼板系統(tǒng)測量部分。斜坡固定鋼板設(shè)計外形為一體成型結(jié)構(gòu)(專利號:201520753712.0)，包括:上部前傾的斜坡固定部，其上開設(shè)呈三角形布局的斜坡固定螺孔，通過螺釘固定于斜坡骨面;中部的寰椎固定部，可分為斜坡部向下延伸的頸段，頸段向下延伸為肩段呈倒T形，肩段左右兩側(cè)分別開設(shè)固定螺孔，通過螺釘固定于寰椎左、右側(cè)塊，肩段基底中央處形成向下的開槽;下部的樞椎固定部，是由寰椎固定部肩段開槽向下延伸，寰樞椎固定部移形處有一向后

13、下方走形的斜面階梯，以更好貼服于寰樞椎骨面，兩側(cè)移形部向下走形為兩對樞椎固定孔，通過螺釘牢靠固定于頸2椎體。
　　2)斜坡固定鋼板的穩(wěn)定性評價
　　與完整狀態(tài)比較，枕-寰-樞損傷不穩(wěn)狀態(tài)在前屈、后伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上均顯著增加了Oc-C2節(jié)段的ROM和NZ(P＜0.05)。完整+斜坡固定鋼板狀態(tài)，損傷+斜坡固定鋼板狀態(tài)與損傷+后路枕頸固定狀態(tài)，均較完整狀態(tài)在前屈、后伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上顯著減小了固定節(jié)段的ROM和NZ(P＜0

14、.05)。
　　3.前路枕頸固定術(shù)入路的應用解剖學研究
　　單純經(jīng)口入路的前路枕頸固定術(shù)的斜坡置釘率為0％，經(jīng)口復合軟腭切開入路的斜坡置釘率為71％(5/7例)，經(jīng)口復合軟硬腭切開入路的斜坡置釘率為86％(6/7例)，而經(jīng)口復合下頜骨切開入路的斜坡置釘率為100％。
　　4.前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘枕頸固定術(shù)的解剖學和生物力學研究
　　1)前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的解剖學研究
　　30例患者行CT圖像參數(shù)測量顯示，

15、矢狀面上后傾角均值為41.7°±8.5°，冠狀面外展角為11.6°±3.5°，螺釘長度為30.4±4.0 mm;其中3例受下頜骨下緣阻擋而無法行前路寰枕關(guān)節(jié)置釘，兩例患者舌下神經(jīng)管位于枕髁中后部行前路置釘存在損傷舌下神經(jīng)的風險。8例新鮮顱頸標本模擬前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘置釘后，解剖觀察及影像學檢查顯示均無螺釘穿出骨質(zhì)，進入椎管或顱內(nèi)，也沒有發(fā)現(xiàn)血管或舌下神經(jīng)管損傷。
　　2)前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定的穩(wěn)定性評價
　　完整狀態(tài)下Oc

16、-C1節(jié)段前屈方向上ROM為12.0°，后伸方向上為10.1°，側(cè)彎方向上為6.5°，軸向旋轉(zhuǎn)方向上為7.8°。與完整狀態(tài)比較，寰枕損傷不穩(wěn)狀態(tài)在前屈、后伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)方向上均顯著增加了Oc-C1節(jié)段的ROM和NZ(P＜0.05)。前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定Oc-C1節(jié)段前屈方向ROM為0.4°，后伸方向為0.4°，側(cè)彎方向為1.0°，軸向旋轉(zhuǎn)方向為0.7°，均較后路枕頸固定在各個方向上ROM差異沒有顯著性(P＞0.05)。前后路兩種寰枕固

17、定狀態(tài)在各個方向的NZ比較差異均沒有顯著性(P＞0.05)。兩者均較完整狀態(tài)或損傷狀態(tài)在各個方向的ROM或NZ顯著減小(P＜0.05)。
　　研究結(jié)論:
　　1.生物力學研究證實斜坡重建鋼板系統(tǒng)較異形鈦籠固定方式有更好的枕頸區(qū)穩(wěn)定性，為枕頸區(qū)腹側(cè)病灶切除后的缺損重建提供了一種專門的前路內(nèi)固定器械。
　　2.本研究結(jié)果表明斜坡固定鋼板是枕頸區(qū)不穩(wěn)可以選擇的前路固定方法。
　　3.單純經(jīng)口入路不適用于前路枕頸固定術(shù)的

18、斜坡置釘。對于口裂較小或張口受限的患者、顱底扁平或顱底凹陷患者所導致斜坡傾斜角度較小以及需要行下頸椎固定重建的情況，需采用經(jīng)口復合下頜骨劈開入路來完成前路枕頸固定術(shù)的斜坡置釘。
　　4.前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定術(shù)是安全可行的，其進釘角度為在矢狀面上后傾41.7°，在冠狀面上外展11.6°，釘?shù)篱L度為30.4 mm。前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定與后路寰枕釘棒固定穩(wěn)定性相當。本研究結(jié)果提示寰枕關(guān)節(jié)不穩(wěn)的外科治療可采用前路經(jīng)寰枕關(guān)節(jié)螺釘固定術(shù)。