脊柱定位周期牽引系統對椎間盤髓核壓力的影響--實驗測試報告

張寅 張新民 李洪濤 申彥魁 鐘紅剛 李豫 王勤儉

摘要：目的：探討鄭州飛龍醫療設備有限公司研發和生產的脊柱定位周期牽引系統在治療脊柱椎間盤突出、膨出等退行性病變過程中，能在椎間盤髓核內產生負壓，使其吸納周圍水分、氧氣、營養物質，促進該病變部位的恢復。

關鍵詞：脊柱減壓治療、牽引治療、脊柱非手術治療、椎間盤減壓、髓核負壓、脊柱無創治療

一 實驗目的：評價鄭州飛龍醫療設備有限公司研發和生產的脊柱定位周期牽引系統對椎間盤和髓核的生物力學作用。

二 實驗原理

粘彈性的髓核處在密閉的椎間盤纖維環中心。可用密閉液體壓強來近似描述髓核受力狀況。文獻[1]報道，通過椎體縱向加壓，椎間盤髓核壓強增大，并在一定范圍內與壓力成正比。文獻[2]報道減壓治療中髓核內壓強減小。本實驗通過應用鄭州飛龍醫療設備有限公司脊柱定位周期牽引系統，對羊脊柱進行縱向拉伸，通過差壓傳感器測量椎間盤髓核內的壓強變化。

三 實驗儀器和材料

1 ?鄭州飛龍醫療設備有限公司脊柱定位周期牽引系統一臺;

2 ?MPXxxxxDP差壓傳感器及相關穿刺針頭（外徑0.7mm，內徑0.3mm，長度25mm）、注射器和三通管2套;

3 計算機多導數據采集系統1套及專用采集和數據處理程序。

4 液體石蠟100ml ;

5 應變式力傳感器一套;

6 市售新鮮完整羊脊柱3條;

7 解剖與穿針器械1套;

8 不銹鋼骨圓針 （直徑4 mm ） 2枚，減壓弓及鎖針器2套。

四 實驗步驟

1 標定差壓傳感器;

2 解剖新鮮羊脊柱，去掉椎體前縱韌帶前附著的其他軟組織。順著椎間盤平面切斷橫突間軟組織;保持前縱韌帶，椎間盤，后縱韌帶，脊髓，黃韌帶，小關節，棘間韌帶和棘上韌帶相對完整。

3 截取部分胸-腰-骶段用于測試，在最上一個椎體和髂骨下部水平各穿一根直徑4mm骨圓針，分別安裝減壓弓。

4 墊好防水墊，將羊脊柱水平放置在減壓床上，尾端減壓弓直接連接到減壓帶鉤;頭端減壓弓先連接一個應變式力傳感器，傳感器另一端連接到頭側的減壓帶鉤;

5 將力傳感器和2個差壓傳感器信號輸出線連接到計算機多導數據采集系統的接線端子板;

6 穿刺測量

1） 通過三通轉換，輕推注射器將針頭充滿液體石蠟;

2） 減壓床載荷卸零;

3） 從側面將一個測試針頭扎入選定的椎間盤髓核;將另一個針頭從側面扎入椎間盤前部纖維環內;數據采集系統測零點;

4） 治療床啟動，開始減壓加載;同時數據采集系統開始采集數據;采集頻率約60Hz，實時存儲8通道數據 （本次實驗使用其中3個通道） ，采集時間90秒;

5） 測試結束后，停止加載。然后卸載，準備下一次測試;

6） 重復1）-5） 進行下一個椎間盤測試;

五 實驗結果

1測試過程照片：

2 測試程序界面

測試程序界面（黑色曲線縱軸為髓核內壓強，綠色曲線縱軸為纖維環內壓強，亮蘭色為拉伸力，橫軸為時間; 小圖中為相關曲線斜率計算，橫軸為減壓力，縱軸為壓強）

3 結果數表

4 結果處理與分析

從表中數據可得

1）纖維環中的液壓壓強接近零值，相關曲線斜率K_纖維環平均值 -0.055±0.098 （KPa/Kg）。說明基本不受減壓力影響;

2）髓核中的壓強隨減壓力變化。相對于零減壓力狀態為負壓。相關曲線斜率K_髓核平均值-3.45±2.06 （KPa/Kg）;

3）本次實驗中，減壓力10 Kg時，各次髓核內壓強極值相對于零減壓力狀態的平均值 -18.73±3.88 （KPa），其中最大負壓值為-23.439（KPa）;減壓力15 Kg時，各次髓核內壓強極值相對于零減壓力狀態平均值 -31.99±19.26 （KPa），其中最大負壓值為-56.295（KPa）。

六 結論

1 拉伸減壓條件下，髓核內液壓相對于零減壓力狀態為負壓，絕對值隨著拉伸力成比例增長，本次實驗獲得的比例值為平均 -3.45±2.06 （KPa/Kg）。即減壓力每增加1Kg，髓核內負壓增加3.45（KPa）;

2 因此，脊柱定位周期牽引系統的減壓力可能對髓核膨出產生一定的負壓抽吸，產生還納作用;

3 減壓過程中，纖維環內基本沒有檢測到液壓變化。這與髓核內明顯不同。

參考文獻：

1 楊國標，方如華，丁祖權，歐陽躍平 頸椎椎間盤髓核內壓力測試分析研究[J] 醫用生物力學 2000，15（1）：24-27

2李義凱，朱青安，鐘世鎮 旋轉手法對頸椎髓核內壓力影響的比較研究[J] 中國康復醫學雜志，1997，9：193-197

3單冶，腰椎間盤核磁共振表現與纖維環抗拉伸性能之間的關系[M] 浙江大學碩士論文，2014.1