脊髓型颈椎病是55岁及其以上老年人群最常见的脊柱疾病之一。在对这类患者实施颈髓减压手术时,后路开门式椎板成形术和椎板切除术是经常采用的两种手术方式。然而,这两种手术对颈椎干预节段与其邻近节段之间旋转活动的影响尚无相关研究报道。
最近,美国爱荷华大学生物力学实验室的Swathi Kode , MS对此问题进行了专项研究,他们比较了开门式椎板成形术和椎板切除术两种常用颈椎后路减压手术的生物力学效应,其研究结果发表于近期出版的Spine杂志上。
5具人尸体颈椎标本重建为如下模型进行实验测试:(1) 完整;(2) C5–C6椎板成形;(3) C3–C6椎板成形;(4) C3–C6椎板切除。每具标本均保留间盘和骨-韧带结构。实验中对每一标本在屈/伸、右/左侧屈以及右/左轴向旋转下施加2 N·m的力矩载荷。椎板成形术标本的手术累及椎板采用标准10-mm钢板、螺钉予以固定。手术前、后测量标本的整体和节段活动度。采用重复测量的方差分析进行数据的统计学处理,P < 0.05认为差异有统计学意义。
图1.将测试标本安装在随动液压材料测试机上(858Bionix II MTS公司,明尼苏达州)。XZ床置于平衡支架的下方以抵消所需方向传递的剪力。刚体标志物固定于颈椎椎体上。
图2.开门式椎板成形所采用的10mm钢板、螺钉。钢板左侧的末端固定于侧块,U形卡槽经螺钉把持掀起的椎板。
图3.(A) C3–C6左侧开门式椎板成形术标本;椎板掀起后用钢板、螺钉固定。(B)椎板切除术标本;C3–C6节段椎板及其相连的韧带结构均予以切除。
实验测试结果显示,2节段椎板成形导致的C2–T1活动度降低最小(屈/伸、侧屈以及轴向旋转等3种载荷状态均<7%),多节段椎板成形所致的侧屈(4%)和轴向旋转(6%)活动度增加最小。在屈/伸活动中,2节段和多节段椎板成形后,较手术前标本的C4–C5和C2–C3的活动分别降低了20% ( P > 0.05)和17% ( P > 0.05)。相比未施加处理措施的完整标本,椎板切除标本的C2–T1活动度在3种载荷状态中均显著增加(屈/伸增加21%;侧屈增加8%;轴向旋转增加15%)。
图4.扭矩/旋转关系图:(A)完整标本屈/伸状态每一节段与(B)完整、椎板成形以及椎板切除标本的C2–T1活动对比。
图5.3种载荷状态下(FE,屈/伸;LB,侧屈;AR,轴向旋转)C2–T1活动度的百分比变化。椎板成形的变化最小,而相比完整标本,椎板切除导致活动度显著增加。
图6.在屈/伸、侧屈以及轴向旋转3中状态下每一节段(C2–C3及C7–T1)的平均椎间旋转( M±SD)。
该研究的数据结果表明,2节段和多节段椎板成形可使C2–T1活动度得以保留,椎板开门后的钢板固定有利于颈椎稳定性的维持;而椎板切除会由于后侧稳定结构的丧失导致C2–T1活动度显著增加,进而造成颈椎不稳。