樞椎不同部位的骨密度分布規(guī)律及相關(guān)研究.pdf

1、研究背景:臨床上由各種疾患引起的寰樞椎脫位較為常見(jiàn),根據(jù)能否復(fù)位可分為可復(fù)性、難復(fù)性、不可復(fù)性三種類(lèi)型[1]。外傷是引起其脫位主要原因,其導(dǎo)致寰樞椎脫位機(jī)理主要由于齒狀突骨折和橫韌帶損傷。此外,翼狀韌帶損傷可引起寰樞旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)?？蓮?fù)性脫位指經(jīng)頭頸雙向牽引能復(fù)位；難復(fù)性是指頭頸雙向牽引不能復(fù)位但通過(guò)手術(shù)減壓松解后牽引能復(fù)位；不可復(fù)性脫位是指減壓松解術(shù)后牽引仍不能復(fù)位。對(duì)于難復(fù)性的寰樞椎脫位,例如Hangman骨折、寰樞椎骨折脫位等,進(jìn)行手術(shù)

2、時(shí)常常需要對(duì)樞椎置入螺釘。尹慶水等自行研發(fā)的經(jīng)口寰樞椎復(fù)位鋼板(TARP)系統(tǒng),可一次手術(shù)即可完成松解、減壓、復(fù)位、固定、融合等操作,這是治療上頸椎脫位手術(shù)的一項(xiàng)突破；以往其他手術(shù)方式,都必須通過(guò)二期手術(shù)完成。經(jīng)口寰樞椎復(fù)位鋼板(TARP)系統(tǒng)從前期Ⅰ代、Ⅱ代,已發(fā)展至目前的Ⅲ代,這其中有一項(xiàng)重要的技術(shù)改進(jìn):就是對(duì)于樞椎的置釘位置的改變:Ⅰ、Ⅱ代TARP鋼板采取樞椎椎體螺釘固定,而Ⅲ代TARP鋼板采取樞椎椎弓根或關(guān)節(jié)突螺釘固定。稱為樞椎

3、堅(jiān)強(qiáng)牢固的逆向樞椎椎弓根或關(guān)節(jié)突置釘法。運(yùn)用該技術(shù)改進(jìn)后,其松釘再脫位發(fā)生率由前期Ⅰ代、Ⅱ代鋼板的10％降至目前的0％[2]；有關(guān)研究指出,椎弓根或關(guān)節(jié)突螺釘釘?shù)赖难娱L(zhǎng)是TARPⅢ具有更高固定抗拔出力的部分原因；另有研究指出,骨密度也是影響螺釘抗拔出力一個(gè)重要因素；那到底樞椎椎弓根及關(guān)節(jié)突部位是否存在高骨密度區(qū)影響了椎弓根及關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力?樞椎的不同部位的骨密度分布是否有規(guī)律?對(duì)此,國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際甚少報(bào)道。因此,本研究通過(guò)對(duì)樞椎

4、椎體、椎弓根及關(guān)節(jié)突的骨密度測(cè)量,找出樞椎不同部位的骨密度分布規(guī)律；研究骨密度和螺釘固定的抗拔出力之間的關(guān)系,為T(mén)ARPⅢ的逆向樞椎椎弓根及關(guān)節(jié)突置釘提供生物力學(xué)、組織學(xué)的理論依據(jù),也為樞椎內(nèi)固定的設(shè)計(jì)創(chuàng)新、改進(jìn)提供參考。
　　 研究目的:通過(guò)樞椎標(biāo)本椎體、椎弓根及關(guān)節(jié)突的骨密度以及螺釘固定的抗拔出力的測(cè)量、分析,發(fā)現(xiàn)樞椎各部位骨密度的分布規(guī)律及其對(duì)內(nèi)固定的影響,為樞椎椎弓根關(guān)節(jié)突螺釘固定系統(tǒng)的臨床應(yīng)用提供組織力學(xué)和生物力學(xué)依據(jù)

5、,并觀察經(jīng)口前路寰樞椎椎弓根釘系統(tǒng)治療寰樞椎脫位的臨床效果。
　　 研究?jī)?nèi)容
　　 1.骨密度測(cè)量:分別測(cè)出樞椎標(biāo)本的椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3部位的骨密度,找出樞椎不同部位骨密度的分布其規(guī)律；
　　 2.螺釘固定的抗拔出力的測(cè)量:分別測(cè)出樞椎標(biāo)本的椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘、椎體螺釘固定的抗拔出力；
　　 3.對(duì)樞椎骨密度不同部位的骨密度分布規(guī)律及樞椎各部位螺釘固定的抗拔出力的相關(guān)性進(jìn)行分析,研究樞椎各部位不同

6、骨密度分布對(duì)其螺釘固定的抗拔出力的影響,骨密度差異如何影響螺釘固定的抗拔出力,并探討如何根據(jù)骨密度分布差異合理選擇內(nèi)固定。
　　 研究方法:
　　 1.骨密度測(cè)量選取南方醫(yī)科大學(xué)解剖教研室提供的30例無(wú)破損和畸形的頭頸防腐標(biāo)本,不分種族,性別和年齡,排除頸椎變性疾病、腫瘤和骨質(zhì)增生合頸椎外傷等,截取其樞椎,每枚樞椎防腐標(biāo)本去除椎旁的韌帶、肌肉、脂肪和結(jié)締組織,僅保留骨體組織解剖出寰椎和樞椎,先清除周?chē)浗M織；然后將寰樞椎

7、分離成單個(gè)椎骨；
　　 實(shí)驗(yàn)對(duì)象分3組,分別是椎弓根組、關(guān)節(jié)突組、椎體組；每一枚樞椎防腐標(biāo)本均進(jìn)行椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3個(gè)部位的骨密度測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)分別納入椎弓根組、關(guān)節(jié)突組、椎體組3個(gè)組別；
　　 采用DXEA骨密度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣本骨密度:(1)首先將樞椎骨頭標(biāo)本至于骨密度測(cè)量?jī)x平臺(tái)上；(2)雙能射線對(duì)骨頭標(biāo)本進(jìn)行掃描,得到原始圖像；(3)對(duì)原始圖像進(jìn)行測(cè)定區(qū)域分割,解剖學(xué)定義中所謂椎弓根是指連接于椎體側(cè)后方和椎板之間的

8、部分。關(guān)節(jié)突部位指的是樞椎上關(guān)節(jié)面和下關(guān)節(jié)突之間的部分；利用測(cè)量軟件的小動(dòng)物模型對(duì)每枚樞椎整體圖像劃分為椎體、椎弓根、關(guān)節(jié)突；(4)計(jì)算出椎體、椎弓根、關(guān)節(jié)突3個(gè)區(qū)域的骨密度。將數(shù)據(jù)輸入SPSS13.0軟件處理,軟件由南方醫(yī)科大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室提供。計(jì)算出3組數(shù)據(jù)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差,本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為配對(duì)設(shè)計(jì)(椎體骨密度與椎弓根骨密度配對(duì)、椎體骨密度與關(guān)節(jié)突骨密度配對(duì)；椎體骨密度與關(guān)節(jié)突骨密度配對(duì)),統(tǒng)計(jì)方法為配對(duì)t檢驗(yàn),檢驗(yàn)的顯著水準(zhǔn)設(shè)為0.0

9、5。
　　 2.螺釘固定的抗拔出力測(cè)量分成3組,分別是椎弓根螺釘組、關(guān)節(jié)突螺釘組、椎體螺釘組；每一枚樞椎防腐標(biāo)本均進(jìn)行椎弓根、關(guān)節(jié)突、椎體3個(gè)部位的螺釘置入,分別測(cè)量其抗拔出力,數(shù)據(jù)分別納入椎弓根螺釘組、關(guān)節(jié)突螺釘組、椎體螺釘組3組；并與相應(yīng)部位的骨密度進(jìn)行相關(guān)性分析。
　　 對(duì)該30枚樞椎骨頭標(biāo)本置入椎體螺釘、椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘,選采3枚TARP螺釘,經(jīng)前路1枚固定于樞椎椎弓根,另一枚固定于關(guān)節(jié)突:中間1枚置于椎體

10、。螺釘直徑3.5mm。實(shí)驗(yàn)中單純使用螺釘,不使用鋼板,僅測(cè)定螺釘拔出力。(1)樞椎椎弓根螺釘?shù)倪M(jìn)釘點(diǎn)位于樞椎上關(guān)節(jié)突下5mm處,距樞椎前中線大約7mm,向外側(cè)水平傾斜25度,向下方傾斜20度,于前路行逆行椎弓根固定。(2)樞椎關(guān)節(jié)突螺釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn)于樞椎上關(guān)節(jié)突下5mm處,距樞椎前中線大約7mm,向外側(cè)水平傾斜25度,平行關(guān)節(jié)突進(jìn)釘；(3)樞椎椎體的進(jìn)釘點(diǎn)位于椎體前面中部?jī)蓚?cè)大約3～4mm,進(jìn)釘方向垂直于椎體表面。3個(gè)部位均用高速電鉆置釘,

11、螺釘采用單皮質(zhì)固定,螺釘不穿透椎體后方皮質(zhì)。螺釘置入后在螺釘螺紋上標(biāo)記置釘最淺外露處螺紋,待拔出后用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量實(shí)際進(jìn)釘深度,即釘?shù)篱L(zhǎng)度。
　　 置釘后使用MTS858 Mini Bionix生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī),傳感器型號(hào)為662.20D-03,傳感器直接連接于計(jì)算機(jī)。依預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置試驗(yàn)機(jī)速度1mm/min,最大拉力1000N,最大位移5mm,螺釘大部拔出即中止測(cè)試。加載后通過(guò)軟件可以直接得出拔出過(guò)程中的拔出力變化,從而得出最

12、大拔出力。
　　 利用SPSS13.0軟件及對(duì)骨密度與螺釘固定的抗拔出力進(jìn)行相關(guān)性分析,檢驗(yàn)的顯著水準(zhǔn)設(shè)為0.05。
　　 研究結(jié)果:樞椎的防腐骨標(biāo)本的椎弓根骨密度平均值=0.596 g/mm3,關(guān)節(jié)突骨密度平均值=0.584 g/mm3,椎體的骨密度平均值=0.559 g/mm3,椎弓根骨密度平均值>關(guān)節(jié)突骨密度、椎體骨密度；關(guān)節(jié)突骨密度>椎體的骨密度；配對(duì)兩兩比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000,<0.05)。椎弓根螺釘

13、固定的抗拔出力平均值=589.12N；關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力平均值=513.31N；椎體螺釘固定的抗拔出力平均值=445.14N:椎弓根螺釘固定的抗拔出力>關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力>椎體螺釘固定的抗拔出力；骨密度與螺釘固定的抗拔出力正相關(guān):椎弓根骨密度與椎弓根螺釘固定的抗拔出力正相關(guān),(r=0.977,p=0.00)；關(guān)節(jié)突骨密度與關(guān)節(jié)突螺釘固定的抗拔出力正相關(guān),(r=0.977,p=0.00)；椎體骨密度與椎體螺釘固定的抗拔出力正相

14、關(guān),(r=0.983,p=0.ooo)；統(tǒng)計(jì)學(xué)分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000,<0.05)。
　　 研究結(jié)論:樞椎骨不同部位的骨密度分布存在以下規(guī)律:椎弓根骨密度>關(guān)節(jié)突骨密度、椎體骨密度；關(guān)節(jié)突骨密度>椎體的骨密度；即椎弓根骨密度最大,關(guān)節(jié)突次之,椎體最小。樞椎螺釘固定的抗拔出力與置釘區(qū)域的骨密度存在明顯正相關(guān)關(guān)系:置釘區(qū)域骨質(zhì)密度越高,其螺釘固定的抗拔出力越大。經(jīng)口寰樞椎復(fù)位鋼板(TARP)系統(tǒng)Ⅲ代的重要的技術(shù)改進(jìn):堅(jiān)強(qiáng)牢

15、固的逆向樞椎椎弓根關(guān)節(jié)突置釘法；可有效的提高內(nèi)固定的抗拔出力,是治療寰樞椎脫位理想的治療方法。若因解剖或臨床上的其他原因,無(wú)法實(shí)施椎弓根螺釘固定,由于關(guān)節(jié)突的釘?shù)垒^長(zhǎng)、骨密度較高、螺釘固定的抗拔出力也較強(qiáng)(優(yōu)于椎體螺釘,接近椎弓根螺釘),并且臨床實(shí)踐應(yīng)用其效果可,故關(guān)節(jié)突螺釘可作為椎弓根螺釘?shù)囊酝獾氖滓a(bǔ)充方案。如果椎弓根螺釘、關(guān)節(jié)突螺釘都無(wú)法實(shí)行,才考慮行椎體螺釘固定,但由于椎體螺釘釘?shù)垒^短、骨密度較低,螺釘脫落松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)較高,故必須術(shù)