棘突撐開與小關節、椎間孔形態變化關系的初步實驗研究

常小波,羅亞平,王勤業,徐忠良,危濤,馮夏鶯,寧波

(上海市南翔醫院,上海 201802)

腰椎小關節、椎間孔的形態改變與神經根通道密切相關,在退變性腰椎疾病中起到了很大作用。臨床上棘突間內固定撐開裝置可撐開病變節段棘突間隙,改善椎管狹窄程度,改變關節突關節載荷傳導模式,增加椎間孔高度,改善椎體間的退變[1]。但棘突撐開和小關節位移、椎間孔形態的變化的具體相關性缺乏相應的數據。本課題采用 6具退行性腰椎疾患的新鮮老年人尸體腰段標本為試驗對象,著重通過撐開棘突,觀察小關節位移、椎間孔高度及寬度的變化,為臨床手術治療提供依據。

1 資料與方法

1.1 實驗材料 本實驗通過攝片、直接觀察等方法,篩選出6具老年新鮮尸體標本平均年齡為 67歲。確定均有不同程度腰椎退變(小關節增生、移位、椎間隙不同程度狹窄等表現),排除有先天性畸形、腫瘤等可能,分別制作成 6個脊柱功能單位。 標本在-18°冰箱保存,實驗操作前 0～4°冰箱存放 12 h后,常溫 6h解凍。清除椎旁肌肉,保留所有韌帶、椎間盤、關節突周圍關節囊及韌帶等椎體周圍附件。在 L3～5棘突上固定撐開裝置,并使用骨水泥加固[2](見圖1)。

1.2 實驗方法 a)將標本骶椎整理平整后置于實驗機器底座,骨水泥固定。b)通過分別撐開 L3/4,L4/5棘突,測量相應節段小關節間相對位移、椎間孔高度及寬度改變。c)棘突撐開通過撐開器 (見圖2)完成,雙側同時撐開,每次撐開控制在 2 mm。如棘突間撐開過大,所需力量大,易導致標本棘突骨折斷裂,故采用了 2mm、4mm標準。d)所有位移通過 KG-101光柵位移數顯式位移傳感器測定,同時使用 0～150 mm電子數顯游標卡尺手動測量(手動測量數據僅用來驗證,不用于實際分析數據)。 e)在 WDW-3型微機控制電子萬能試驗機上采集數據,每具標本分別有 2個節段,各 3組數據,即:原始狀態、棘突間撐開 2 mm、棘突間撐開 4 mm,同一節段左右兩側分別測量,取平均值。

1.3 數據分析 使用 SPSS 12.0統計數據包對所獲數據進行分析,各組數據采用雙側自身配對 t檢驗,P≤ 0.05認為差異有統計學意義。

圖1 棘突上固定撐開裝置,并使用骨水泥加固雙側同時撐開

圖2 定制的頸椎前路椎體撐開器,一個齒輪為 2mm

2 結 果

棘突撐開 2mm、4mm后,L3/4、L4/5腰椎間孔高度增大、小關節位移改善均有明顯差異,椎間孔寬度的改變在撐開 2 mm無明顯差異,在 4 mm寬度增大有統計學差異 (見表1)。

表1 棘突撐開 2mm、4mm后椎間高度、椎間孔寬度及小關節位移變化結果

3 討 論

3.1 小關節位移、椎間孔形態改變的特性和意義 小關節是腰椎的側隱窩的后壁及內側入口的重要結構,是神經根通道的重要組成部分,小關節和其他關節一樣,在過高應力作用下也會出現關節面的關節炎表現(軟骨剝脫、骨質軟化、關節增生變厚),會出現關節方向走行異常,咬合關系失常,可引起椎體滑移或小關節半脫位,從而導致側隱窩狹窄[3]。臨床上小關節病變是引起腰痛的一個重要原因,有學者認為15%～40%的慢性腰痛與小關節病變有關[4]。本組實驗,退變性腰椎均能觀察到上下關節突骨質增生,關節突相對發生位移 ,平均 L3/4為 (0.63± 0.03)mm、L4/5為 (0.56± 0.05)mm。在棘突撐開后 ,上下關節突之間的位移發生改變 ,并均有統計學意義。提示棘突撐開對小關節位移有明顯效果,能有效緩解小關節之間的相對壓力,調整小關節紊亂,松弛關節囊及周圍黃韌帶。

腰椎間孔上下壁分別由上下椎弓切跡組成,其前壁為椎體及椎間盤后緣組成,后壁由關節突關節囊及關節突間黃韌帶組成,內側為硬脊膜,外側為一層結締組織[5]。根據椎間孔的結構形成,椎間孔的高度決定于骨性結構(即上下椎弓切跡之間的距離),寬度決定于軟組織結構(即椎間盤后緣、黃韌帶、關節突關節囊等軟組織)。在本組實驗中,通過棘突撐開 2 mm、4 mm,椎間孔高度均有改善,但椎間寬度在棘突撐開 2mm時無明顯改善,在撐開 4mm時有顯著改善。提示棘突撐開,能擴大上下腰椎椎弓切跡之間的距離,但對于張開內折的黃韌帶等結締組織、改善椎間盤膨出程度需要撐開足夠的高度才能體現出來。

3.2 棘突撐開的應用 本課題研究是基于棘突間動態穩定裝置而展開的。臨床上使用后發現:a)目前的棘突間撐開裝置是基于西方人的解剖特點而設計,其與國人腰椎是否相匹配尚不明確,同時對于棘突撐開程度與關節突、椎間孔形態改變的相關性也缺少國內數據。b)臨床適應證尚有爭議,從目前已發表的文獻中可以看出,其主要適應證為間隙性跛行為主要表現的退行性腰椎管狹窄癥,有文獻報道將椎間盤源性腰痛、椎間盤突出癥、腰椎滑脫、預防融合節段的相鄰節段退變等也作為其適應證[2,6-8]。 c)術后可能發生棘突骨折、內植物松動等并發癥。本實驗目前數據表明棘突撐開對于小關節、及椎間孔高度確有撐開作用,對于張開內折的黃韌帶、改善椎間盤膨出程度需要撐開足夠的高度才能體現出來,而過度撐開棘突容易導致棘突骨折或損傷。因此基于本實驗,我們認為,棘突撐開對于退變性腰椎管狹窄有一定的確切療效,但對于因椎間盤突出、黃韌帶增生肥厚等因素導致的腰腿痛疾病的治療尚需進一步研究。同時在撐開棘突時,使用骨水泥加固,可有效預防棘突骨折。

本研究得到了上海市同濟大學解剖教研室的大力支持,在此表示感謝。同時本次實驗為初步結論,相關后續實驗正在進行。

[1] 王洪立,姜建元.腰椎棘突間分離裝置研究進展 [J].中國脊柱脊髓雜志,2008,18(8):631-634.

[2] Idler C,Zucherman JF,Yerby S,et al.A novel technique of inter-spinous process injection of PMMA to augment the strength of an inter-spinous process device such as the X-Stop[J].Spine,2008,33(4):452-456.

[3] Cohen SP,Raja SN.Pathogenesis,diagnosis,and treatment of lumbar zygapophysial(facet)joint pain[J].Anesthesiology,2007,106(3):591-614.

[4] 肖進 ,原林 ,趙衛東 ,等.身體姿勢對腰椎小關節受力的影響[J].中國臨床解剖學雜志,2003,21(1):87-89.

[5] 翁文杰,陳亮,朱亞文,等.腰椎椎間孔外區的解剖學研究[J].中國脊柱脊髓雜志,1998,8(1):20-23.

[6] Senegas J.Mechanical supplementation by non-rigid fixation in degenerative intervertebral lumbar segments:The Wallis system[J].Eur Spine J,2003,12(4):369-377.

[7] Bono CM,Vaccaro AR.Interspinous process devices in the lumbar spine[J].Spine Disord Tech,2007,20(3):255-261.

[8] Tsai K J,Murakami H,Lowery GL,et al.A biomechanical evaluation of an interspinous device(coflex)used to stabilize the lumbar spine[J].Surg Orthop Adv,2006,15(3):167-172.