引言:脊柱长节段后路融合术后近端交界性后凸(Proximal Junctional Kyphosis, PJK)的报道越来越多,临床研究表明,PJK 的发生率可能与近端交界处的固定物种类相关,但目前尚无生物力学证据。本研究旨在比较在近端交界处应用横突钩(Transverse Process Hooks,TPH)进行固定的方法是否能较全椎弓根螺钉系统(All Pedicle Screw,APS)提供相对渐变的运动范围。
方法:选择 13 具幼年家猪(小于 45 kg)的胸椎做为研究对象,分别在脊柱后路融合手术前后进行生物力学测试。两种内固定方式的差别仅在上端交界椎体(Upper Instrumented Vertebral,UIV)的连接方式上。所有研究对象的胸 7-15 椎体均以椎弓根钉棒系统进行连接,而 UIV(T6)则分别应用 TPH(n = 7)或椎弓根螺钉(n = 6)进行连接。
通过线缆装置对研究对象施加 4Nm 的力矩,对屈伸(FE)、侧弯(LB)等方向的运动情况进行测试,对 T3-10 椎体的位移进行高清视频记录,运动范围(Range of Motion,ROM)参考各运动节段椎体最大和最小旋转的相对偏差确定,刚度(K)指各研究对象所承受的最大力矩除以其运动范围(ROM)。对 TPH 组和 APS 组的差别的确定采用双尾 t 检验和 Bonferroni 事后检验(α= 0.025)。
结果:屈伸运动:APS 组 T6-7 手术前后 ROM 分别为 3.6°(±0.61) 和 0.31°(±0.13),而 TPH 组则为 3.9°(±0.54) 和 0.81°(±0.41),APS 组的运动范围是其对照组的 9%,而 TPH 组的运动范围则是其对照组的 21%,APS 系统的屈伸运动范围仅为 TPH 组的 39%(p<0.02)。手术前后 APS 组 T6-7 的刚度分别为 2.8 Nm/deg (±0.73) 和 33.2 Nm/deg (±12.04),而 TPH 组则为 2.4 Nm/deg (±0.52) 和 13.7 Nm/deg (±8.4),可见 APS 组的刚度较其对照组高 12 倍,而 TPH 组则为 6 倍,并且 APS 组的刚度高于 TPH 组(p<0.01)。
进一步分析的结果表明,APS 组的最大位移发生在相邻最近的未固定节段,而 TPH 组则保持由下至上的渐变模式。侧弯方面,APS 组 T6-7 术前和术后的 ROM 分别为 6.5°(±0.71) 和 0.63°(±0.15),而 TPH 组为 6.5°(±0.83) 和 1.2°(±0.74),APS 组的 ROM 是其对照组的 10%,TPH 组则为 19%,且 APS 组的侧弯范围是 TPH 组的 52%。同样是侧弯方面,APS 组的刚度在手术前后分别是 1.48 Nm/deg(± 0.21) 和 15.4 Nm/deg(±4.3),而 TPH 组为 1.45 Nm/deg(±0.25) 和 10.4 Nm/deg(±8.7),可见 APS 组的刚度是其对照组的 10 倍,而 TPH 组为 7 倍。
讨论和结论:对于长节段脊柱后路融合手术来说,在上端交界椎体应用 TPH 可以较 APS 实现更为渐进的运动范围变化。本研究的结果说明,在上端交界椎体处应用横突钩进行连接能降低 PJK 的发生率。