寰枢关节固定不同术式的生物力学评价及临床意义
作者：杨双石 刘景发 欧阳钧 卢智勇 卢海俊 朱青安 翟文亮 李忠华 钟世镇
单位：521000 潮州,解放军第一八八医院骨科中心(杨双石);广州军区广州总医院脊柱外科(刘景发);第一军医大学解放军临床生物力学实验室(欧阳钧、卢智勇、卢海俊、朱青安、翟文亮、李忠华、钟世镇)
关键词：
中华创伤杂志/980213.htm 本试验拟就目前寰枢关节固定中最具代表性的5种术式进行系统的生物力学稳定性评价,旨在为临床选择术式及术后康复提供理论依据。
一、材料与方法
1.实验材料及制备:采用新鲜的枕颈部骨韧带标本,分别取自11例男性,均系死于急性心脏外伤,平均年龄22岁。经大体观察及X线照片证实无退变及骨性异常。剔净其附着肌肉,保留韧带及关节囊的完整。每个标本由枕骨髁基底C0和C1～3颈椎组成。
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2.测试方法:采用脊柱三维运动双平面立体测量系统定量测定枕颈部寰枢关节段的三维运动范围。每一种运动先进行最大纯力偶矩1.53N/m下3次预加载卸载循环,最后用摄像机摄取的零载荷和最大载荷下的运动状态图象存于计算机,通过计算机图象处理系统识别、定位和计算标志的空间位置,重建脊柱节段的三维运动,通过编制的计算机程序,由节段运动图象计算节段运动角度,得到包括中性区、弹性区的主运动范围和藕合运动范围等参数。
3.统计学处理:采用双向分类方差分析及均数两两比较的Student-Newman-Kewls法统计结果。
结果见附表。正常及损伤后左、右侧屈及轴向旋转运动范围不对称,经配对t
附表 1.53N/m载荷下C1～2节段主运动三维范围(±s)(°) 类别
前屈
, 百拇医药
后伸
左侧屈
右侧屈
左旋转
右旋转
正常状态
9.0±5.4
5.9±3.6
3.4±2.5
4.2±3.4
38.7±6.1
37.5±8.3
齿状突Ⅱ型骨折
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15.3±6.8
8.5±2.6
4.5±2.0
7.2±2.5
47.6±9.4
39.4±7.2
Gallie法
2.9±1.1
2.3±0.7
2.8±1.2
3.4±1.5
21.4±8.1
, 百拇医药
20.7±7.3
Brook法
1.0±0.4
0.7±0.3
1.3±0.4
1.5±0.5
9.6±2.0
8.5±2.2
Halifax椎板夹
2.5±0.9
1.3±0.4
2.4±1.3
, 百拇医药
2.9±1.3
15.2±5.8
15.5±7.0
Magerl法
2.3±1.0
1.6±0.7
0.9±0.3
1.0±0.3
4.4±1.7
5.0±2.2
经枢椎体寰枢关节固定法
5.6±1.7
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3.6±1.3
1.4±0.6
2.1±1.1
4.9±1.8
3.9±1.5
检验,P>0.05,无显著性差异。5种寰枢关节固定术后,屈伸、左/右侧屈及左/右轴向旋转活动与齿状突骨折后相比均显著减少,除Gallie、Halifax椎板夹法中左右侧屈运动与正常状态下无显著性减少外,其余活动及其他术式均比正常显著减少。Gallie法与其他关节固定术式相比,抗旋转及侧屈运动比Gallie法强,但弱于其他方法。Magerl和Brook法在抗屈伸、旋转、侧屈运动中最强,两者间无显著性差异。经C2椎体寰枢外侧关节固定术抗屈伸能力弱于其他4种方法,抗侧屈、旋转能力与Magerl、Brook法无显著性差异。
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三、讨论
1.有关实验设计的依据:本实验采用11具新鲜尸体的枕颈部骨韧带标本(C0～C3),通过行齿状突切骨术制作齿状突Ⅱ型骨折寰枢关节半脱位模型,通过测量C1～C2节段的角位移变化,评价临床常用的最具代表的5种寰枢关节固定术式。本实验采用1.53N/m的纯力偶矩,能使枕颈部产生最大的生理性三维运动,而不损伤标本。骨韧带标本测试时,没有考虑肌肉的作用,但利用纯力偶矩,能较好地模拟作用于骨关节的协同肌与拮抗肌在骨关节活动时相互作用的方式。
2.寰枢关节固定术式的分析及临床意义:本实验测定的寰枢关节轴向旋转活动两侧无显著性差异,平均是38.2°;而中性区27.4°,占运动范围的71.7%,说明寰枢关节具有相当稳定性,同时也存在旋转不稳的趋势。许多学者认为寰枢关节是脊柱中活动度最大,也是最不稳定的节段,因齿状突骨折、寰椎横韧带断裂、咽喉部炎症或风湿病、枕颈部先天性畸形常引起枕颈部不稳,尤其是旋转不稳,临床常需通过寰枢关节固定或联合减压术才能达到稳定枕颈部的目的,才能消除或减轻因颈脊髓急性或慢性受压引发的临床症状。
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Gallie法是临床寰枢关节固定术式中应用最多、时间最长的术式,具有操作简单、安全的特点。本实验也证实与其他4种术式相比,固定术后两侧其轴向旋转、侧屈活动的范围最大。Brook法是通过寰枢后外侧两侧较大范围的固定,故抗旋转、崐侧屈、屈伸能力强。但手术需要钢丝从枢椎椎板下穿过,手术危险性大,常因操作不当引起脊髓、脊膜受损伤致瘫痪、甚至死亡。Halifax椎板夹是5种术式中操作最简单、安全的术式,其抗旋转、侧屈能力强于Gallie法,但弱于Magerl、Brook法。因其本身通过对两侧的后弓上方及枢椎椎板下方4点固定并通过扭紧螺帽,适当地预加载,对治疗因齿状突骨折不愈并寰枢关节前脱位最为适宜,并避免了因钢丝穿过枢椎椎板下的危险性,使更多的学者愿意采用,故较其他术式具有更广阔的前景。Magerl法,从生物力学固定要求的观点上分析具有三维固定的特点,是5种术式中被认为最牢固的一种,本实验结果也证实。对寰椎后弓缺如或骨折、枢椎椎板缺如的病人,需行寰枢关节固定时,尤为适用。但该术式创伤大,螺丝钉进钉时的方向掌握不当,易损伤椎动脉及脊神经根、或螺钉穿出失败,达不到固定的要求。同时该术式较其他术式临床应用相对较少,一般情况下,不宜作为首选术式。经枢椎体外侧关节螺钉固定术,抗屈伸能力较差,对齿状突骨折合并寰枢前脱位不宜采用。手术从颈前入路,暴露时创伤大,术后易引起整个咽喉部水肿,出现呼吸困难、窒息。但操作相对Magerl法容易,并较为安全。
(收稿:1996-12-19 修回:1998-01-08), http://www.100md.com
单位：521000 潮州,解放军第一八八医院骨科中心(杨双石);广州军区广州总医院脊柱外科(刘景发);第一军医大学解放军临床生物力学实验室(欧阳钧、卢智勇、卢海俊、朱青安、翟文亮、李忠华、钟世镇)
关键词：
中华创伤杂志/980213.htm 本试验拟就目前寰枢关节固定中最具代表性的5种术式进行系统的生物力学稳定性评价,旨在为临床选择术式及术后康复提供理论依据。
一、材料与方法
1.实验材料及制备:采用新鲜的枕颈部骨韧带标本,分别取自11例男性,均系死于急性心脏外伤,平均年龄22岁。经大体观察及X线照片证实无退变及骨性异常。剔净其附着肌肉,保留韧带及关节囊的完整。每个标本由枕骨髁基底C0和C1～3颈椎组成。
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2.测试方法:采用脊柱三维运动双平面立体测量系统定量测定枕颈部寰枢关节段的三维运动范围。每一种运动先进行最大纯力偶矩1.53N/m下3次预加载卸载循环,最后用摄像机摄取的零载荷和最大载荷下的运动状态图象存于计算机,通过计算机图象处理系统识别、定位和计算标志的空间位置,重建脊柱节段的三维运动,通过编制的计算机程序,由节段运动图象计算节段运动角度,得到包括中性区、弹性区的主运动范围和藕合运动范围等参数。
3.统计学处理:采用双向分类方差分析及均数两两比较的Student-Newman-Kewls法统计结果。
结果见附表。正常及损伤后左、右侧屈及轴向旋转运动范围不对称,经配对t
附表 1.53N/m载荷下C1～2节段主运动三维范围(±s)(°) 类别
前屈
, 百拇医药
后伸
左侧屈
右侧屈
左旋转
右旋转
正常状态
9.0±5.4
5.9±3.6
3.4±2.5
4.2±3.4
38.7±6.1
37.5±8.3
齿状突Ⅱ型骨折
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15.3±6.8
8.5±2.6
4.5±2.0
7.2±2.5
47.6±9.4
39.4±7.2
Gallie法
2.9±1.1
2.3±0.7
2.8±1.2
3.4±1.5
21.4±8.1
, 百拇医药
20.7±7.3
Brook法
1.0±0.4
0.7±0.3
1.3±0.4
1.5±0.5
9.6±2.0
8.5±2.2
Halifax椎板夹
2.5±0.9
1.3±0.4
2.4±1.3
, 百拇医药
2.9±1.3
15.2±5.8
15.5±7.0
Magerl法
2.3±1.0
1.6±0.7
0.9±0.3
1.0±0.3
4.4±1.7
5.0±2.2
经枢椎体寰枢关节固定法
5.6±1.7
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3.6±1.3
1.4±0.6
2.1±1.1
4.9±1.8
3.9±1.5
检验,P>0.05,无显著性差异。5种寰枢关节固定术后,屈伸、左/右侧屈及左/右轴向旋转活动与齿状突骨折后相比均显著减少,除Gallie、Halifax椎板夹法中左右侧屈运动与正常状态下无显著性减少外,其余活动及其他术式均比正常显著减少。Gallie法与其他关节固定术式相比,抗旋转及侧屈运动比Gallie法强,但弱于其他方法。Magerl和Brook法在抗屈伸、旋转、侧屈运动中最强,两者间无显著性差异。经C2椎体寰枢外侧关节固定术抗屈伸能力弱于其他4种方法,抗侧屈、旋转能力与Magerl、Brook法无显著性差异。
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三、讨论
1.有关实验设计的依据:本实验采用11具新鲜尸体的枕颈部骨韧带标本(C0～C3),通过行齿状突切骨术制作齿状突Ⅱ型骨折寰枢关节半脱位模型,通过测量C1～C2节段的角位移变化,评价临床常用的最具代表的5种寰枢关节固定术式。本实验采用1.53N/m的纯力偶矩,能使枕颈部产生最大的生理性三维运动,而不损伤标本。骨韧带标本测试时,没有考虑肌肉的作用,但利用纯力偶矩,能较好地模拟作用于骨关节的协同肌与拮抗肌在骨关节活动时相互作用的方式。
2.寰枢关节固定术式的分析及临床意义:本实验测定的寰枢关节轴向旋转活动两侧无显著性差异,平均是38.2°;而中性区27.4°,占运动范围的71.7%,说明寰枢关节具有相当稳定性,同时也存在旋转不稳的趋势。许多学者认为寰枢关节是脊柱中活动度最大,也是最不稳定的节段,因齿状突骨折、寰椎横韧带断裂、咽喉部炎症或风湿病、枕颈部先天性畸形常引起枕颈部不稳,尤其是旋转不稳,临床常需通过寰枢关节固定或联合减压术才能达到稳定枕颈部的目的,才能消除或减轻因颈脊髓急性或慢性受压引发的临床症状。
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Gallie法是临床寰枢关节固定术式中应用最多、时间最长的术式,具有操作简单、安全的特点。本实验也证实与其他4种术式相比,固定术后两侧其轴向旋转、侧屈活动的范围最大。Brook法是通过寰枢后外侧两侧较大范围的固定,故抗旋转、崐侧屈、屈伸能力强。但手术需要钢丝从枢椎椎板下穿过,手术危险性大,常因操作不当引起脊髓、脊膜受损伤致瘫痪、甚至死亡。Halifax椎板夹是5种术式中操作最简单、安全的术式,其抗旋转、侧屈能力强于Gallie法,但弱于Magerl、Brook法。因其本身通过对两侧的后弓上方及枢椎椎板下方4点固定并通过扭紧螺帽,适当地预加载,对治疗因齿状突骨折不愈并寰枢关节前脱位最为适宜,并避免了因钢丝穿过枢椎椎板下的危险性,使更多的学者愿意采用,故较其他术式具有更广阔的前景。Magerl法,从生物力学固定要求的观点上分析具有三维固定的特点,是5种术式中被认为最牢固的一种,本实验结果也证实。对寰椎后弓缺如或骨折、枢椎椎板缺如的病人,需行寰枢关节固定时,尤为适用。但该术式创伤大,螺丝钉进钉时的方向掌握不当,易损伤椎动脉及脊神经根、或螺钉穿出失败,达不到固定的要求。同时该术式较其他术式临床应用相对较少,一般情况下,不宜作为首选术式。经枢椎体外侧关节螺钉固定术,抗屈伸能力较差,对齿状突骨折合并寰枢前脱位不宜采用。手术从颈前入路,暴露时创伤大,术后易引起整个咽喉部水肿,出现呼吸困难、窒息。但操作相对Magerl法容易,并较为安全。
(收稿:1996-12-19 修回:1998-01-08), http://www.100md.com