腰椎间盘突出与脊椎滑脱的力学关系和手术选择
作者：毕大卫 徐建生费骏 郑琦 高根德 童培健
单位：毕大卫(杭州市红十字会医院骨科，杭州 310003)；徐建生(杭州市第一人民医院骨科)；费骏 郑琦(杭州市红十字会医院骨科，杭州 310003)；高根德 童培健(浙江省中医院骨伤科)
关键词：腰椎间盘突出症；脊椎滑脱；生物力学；手术
中国矫形外科杂志000208
摘 要：目的：用力学原理解释腰椎间盘突出症和脊椎滑脱的病理关系，以指导手术方法。方法：自1990年1月～1997年12月共34例腰椎间盘突出和脊椎滑脱患者经后路行椎管探查减压，椎间盘摘除，横突间融合，其中26例行RF或Steffee椎弓根螺钉复位内固定术，8例采用自体腓骨纵截移植脊椎融合内固定术，对术式选择、手术原则和治疗结果进行了临床分析。结果：34例手术患者按Stauffer疗效标准，自体腓骨移植治疗组，良好6例，尚可1例，差1例；椎弓根螺钉治疗组良好24例，尚可2例，良好率达92.3%。结论：由于脊椎瞬时旋转中心(instantaneous center of rotaion, ICR)应力点的异常，腰椎间盘突出症和脊椎滑脱在病理上是互为因果的，手术目的不但是减压融合固定，更重要的是保持ICR的正常应力范围，以减少脊椎前滑力，维持脊椎的力学稳定性。应用椎弓根螺钉复位滑脱的椎体对本手术有重要的意义。
, http://www.100md.com
分类号：R738.1 文献标识码：A
文章编号：1005-8478(2000)02-0129-03
The Biomechanical Relation ship Between Prolapse of Lumbar Intervertebral Disc and Spondylolisthesis and Operative Treatment.
BI Da-wei, XU Jian-sheng, FEI Jun, et al.
(Orthopedic Department of Red Cross Hospital, Hangzhou 310003.)
Abstract：Objective：Apply mechanical tenet to explain the pathological relation ship between prolapse of lumbar intervertebral disc and spondy lolisthesis, then to guide operative principle. Methods：From Jan. 1990 to Dec. 1997, we applied decompression and exploratory operation of spinal canal, removal of vertebral disc, fusion of transverse process and either RF, Steffee reposition and internal fixation with vertebral arch root screw of another with fibular transplantation and internal fixation through posterior way on 34 cases of prolapse of lumbar intervertebral disc combined with spondylolisthesis, then made clinical analysis on choice of operative form, operative principle and treatment outcome. Results：According to Stanffer criterion of therapeutic effectiveness, the treatment group of fibular autotransplantation had 6 favorable cases, 1 common case and 1 disappointed case. Meanwhile, the treatment group of veterbral arch root screw reposition and internal fixation had 24 favorable cases, 2 common cases and 92.3% favorable rate. Conclusion：Due to abnormal instantaneous center of rotation(ICR), the pathological disc and spondylolisthesis are cause and effect. The goal of operation is not only to discompress, fuse and fix, but also to keep the normal stress-spot range of ICR, which is more important than the former, then to diserense the anterior sliding power of vertebraos and to maitain the mechanical stability of vertebrac. Applying vertebral arch root screw to reduce dislocated vertebral body has important significance to this operation.
, 百拇医药
Key words：Prolapse of lumbar intervertebral dise Spondylolisthesis Biomechanics Operation▲
腰椎间盘突出合并脊椎滑脱在临床上并非少见，约占腰椎间盘突出症的23%，根据脊髓、神经根和马尾神经受压的临床表现及X线片、CT、MRI等检查，诊断较为确切。根据生物力学理论，手术原则更注重脊椎的力学稳定性[1]，作者将1991年1月～1997年12月的34例手术治疗患者总结报告如下。
1 材料与方法
1.1 一般资料 本组34例，男20例，女14例。年龄21～53岁，平均37岁。病因分类：先天性2例，狭窄性12例，退行性14例，创伤性6例。滑脱椎体L3 2例，L4 12例，L5 20例。滑脱程度根据Megerdin法[2]，Ⅰ度29例，Ⅱ度5例。CT或MRI提示：椎间盘中央型突出20例，后外侧突出14例，伴有小关节增生，侧隐窝狭窄12例。单纯腰部酸痛而无坐骨神经症状者5例，伴有坐骨神经症状者21例，伴有马尾神经症状者8例。
, 百拇医药
1.2 手术方法 持续硬膜外麻醉，后正中切口，骶棘肌剥离，暴露棘突、椎板、横突，全椎板或半椎板切开，椎间盘摘除使椎管彻底减压，凿除增生的小关节以缓解侧隐窝狭窄，此时可触及有松动和台阶的滑移椎体。26例采用椎弓根螺钉复位固定滑移椎体并于横突间植骨融合，其中RF内固定18例，Steffee内固定8例。手术时，先行椎弓根螺钉定位，注意向中线倾斜15°钻入螺钉，固定钢板时逐渐复位滑移椎体，如难以复位，可使各螺钉撑开固定。把椎板和横突的骨皮质凿成粗糙面后，以自体松质骨条植骨融合。有8例1992年以前治疗的患者采用自体腓骨纵形对截移植脊椎融合内固定，连同横突间和椎板棘突间植骨融合，椎间盘行半椎板或开窗摘除。
2 结 果
本组病例经半年～1年5个月的随访，平均1年1个月。X线片提示：全部骨性融合，经腓骨植骨融合固定的8例，滑脱复位欠佳，神经症状恢复也略差于椎弓根螺钉固定治疗组；经椎弓根螺钉固定的26例(包括RF和Steffee)均完全或基本复位。按照Stauffer[3]疗效标准，自体腓骨移植治疗组8例：良好6例，尚可1例，差1例，良好率为75%；RF治疗组18例：良好17例，可1例；Steffee治疗组8例：良好7例，可1例。椎弓根螺钉治疗组总良好率达92.3%，疗效比较理想。
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3 讨 论
腰椎活动时各个运动节段在传递负荷的每一瞬间，上下椎体均有一个力的接触点，即瞬时旋转中心(ICR)。正常腰椎的ICR位于椎间盘髓核，随腰椎屈伸活动而变化，这样小关节和韧带处产生的剪力很小，反复的积累性疲劳应力达到或超过椎间盘纤维环材料屈服应力点，导致纤维环的断裂，髓核突出—椎间盘退变。但是椎间盘退变后，ICR随腰椎活动而改变位置，小关节和韧带所受剪力明显增加(见图1～4)。用云纹和直角坐标法可发现中度和严重退变突出的椎间盘既有点的长度增加，又有节段活动范围的增加，ICR处于异常位置，腰椎前滑力增加，即引起腰椎不稳、滑脱。当暴力或疲劳性应力损伤致椎弓峡部失稳，使椎体和椎间盘之间的前滑力大于挤压力，于是腰椎向前滑脱，椎间盘因扭转应力的挤压而变窄，ICR的应力点无限扩大，导致纤维环应力疲劳性断裂，髓核退变加剧，椎间盘突出。Knutsson[4]早就发现在腰间盘退变的临床表现出现以前很长时间内即可发生腰椎滑脱。动力性摄片提示椎间盘明显退变者椎体间有异常活动。所以腰椎滑脱和椎间盘突出从力学角度看是互为因果的。手术目的不但是减压融合固定，更重要的是保持ICR的正常应力点范围，以减少脊椎前滑力，维持脊椎的力学稳定。
, 百拇医药
图1 瞬时旋转中心的坐标
图2 正常运动节段的ICR
图3 中度退变的ICR
图4 严重退变的ICR
自体腓骨移植融合内固定术，骨性融合快，卧床时间短，也避免了拆除内固定的二次手术，但不能使脊椎复位，且腓骨对踝穴稳定的重要性被人们逐渐认识，所以该术式我们近年已放弃应用。这类患者如突出椎间盘明显压迫神经根或/和脊髓，必须行椎间盘探查摘除，作椎间盘摘除时，应同时切除增生的小关节，使椎管和侧隐窝狭窄得以彻底减压。植骨融合节段越多疗效越好，但考虑到脊椎的活动度，一般以3～4节为宜。本组病例基本采用横突间植骨融合，无1例出现假关节活动。融合部位应尽量远离ICR，以减少剪力的产生。
, 百拇医药
腰椎滑脱症的手术行植骨融合前的复位很重要，复位可进一步缓解神经受压状况。本组病例应用RF和Steffee系统行滑脱复位的病例疗效优于自体腓骨移植组。因此Dewald[5]认为这类手术重要的是彻底广泛地减压融合内固定，而复位并非重要的观点，是值得商榷的。由于脊椎椎弓根螺钉内固定系统的运用，使脊椎滑脱的复位和内固定更加简便有效，椎弓根螺钉有很大的抓握力，拉力负荷相当大。我们分别应用了RF和Steffee复位内固定系统，我们认为：Steffee内固定由于连环式固定钉孔，使椎弓根钉可以根据需要选择合适的固孔，所以操作方便，固定也较稳妥。RF系统由于有专用的滑脱复位钉，利用两螺纹距之不同，使提拉复位应力更加确切可靠。它的撑开作用也有利于维持椎间隙的正常高度，所以复位效果更好，其固定稳妥性也不亚于Steffee。由于Steffee扁平的螺钉钢板减少了植骨床面，而植骨是决定术后脊柱稳定性，即手术成败的重要因素，所以我们更倾向于应用RF。■
作者简介：毕大卫(1958-)，男，浙江宁波人，副主任医师，医学硕士，主研方向：脊柱与关节外科的临床与生物力学.
, http://www.100md.com
电话：(0571)5186042-104(办) 6094605(宅)
参考文献：
[1]毕大卫，尚天裕.现代脊柱生物力学研究进展[J].中华骨科杂志，1991，11：128～129.
[2]赵定麟.脊柱外科学[M].第一版.上海：上海科技文献出版社，1996，576～578.
[3]Stauffer RN, Coventy MB. Posterolateral lumbar spine fusion[J]. J Bone Joint Surg(Am), 1972,54:1195～1198.
[4]Knutsson GH, Perlik S. Calification of spondylolysis and spondylolisthesis[J]. Clin Orthop,1986,203:45～47.
[5]Dewald RL, Pennel GF. Severe lumbar-sacral spondylolisthesis in adolescents[J]. J Bone Joint Surg(Am),1981,63:619～622.
收稿日期：1999-05-31
修回日期：1999-08-12, http://www.100md.com
单位：毕大卫(杭州市红十字会医院骨科，杭州 310003)；徐建生(杭州市第一人民医院骨科)；费骏 郑琦(杭州市红十字会医院骨科，杭州 310003)；高根德 童培健(浙江省中医院骨伤科)
关键词：腰椎间盘突出症；脊椎滑脱；生物力学；手术
中国矫形外科杂志000208
摘 要：目的：用力学原理解释腰椎间盘突出症和脊椎滑脱的病理关系，以指导手术方法。方法：自1990年1月～1997年12月共34例腰椎间盘突出和脊椎滑脱患者经后路行椎管探查减压，椎间盘摘除，横突间融合，其中26例行RF或Steffee椎弓根螺钉复位内固定术，8例采用自体腓骨纵截移植脊椎融合内固定术，对术式选择、手术原则和治疗结果进行了临床分析。结果：34例手术患者按Stauffer疗效标准，自体腓骨移植治疗组，良好6例，尚可1例，差1例；椎弓根螺钉治疗组良好24例，尚可2例，良好率达92.3%。结论：由于脊椎瞬时旋转中心(instantaneous center of rotaion, ICR)应力点的异常，腰椎间盘突出症和脊椎滑脱在病理上是互为因果的，手术目的不但是减压融合固定，更重要的是保持ICR的正常应力范围，以减少脊椎前滑力，维持脊椎的力学稳定性。应用椎弓根螺钉复位滑脱的椎体对本手术有重要的意义。
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分类号：R738.1 文献标识码：A
文章编号：1005-8478(2000)02-0129-03
The Biomechanical Relation ship Between Prolapse of Lumbar Intervertebral Disc and Spondylolisthesis and Operative Treatment.
BI Da-wei, XU Jian-sheng, FEI Jun, et al.
(Orthopedic Department of Red Cross Hospital, Hangzhou 310003.)
Abstract：Objective：Apply mechanical tenet to explain the pathological relation ship between prolapse of lumbar intervertebral disc and spondy lolisthesis, then to guide operative principle. Methods：From Jan. 1990 to Dec. 1997, we applied decompression and exploratory operation of spinal canal, removal of vertebral disc, fusion of transverse process and either RF, Steffee reposition and internal fixation with vertebral arch root screw of another with fibular transplantation and internal fixation through posterior way on 34 cases of prolapse of lumbar intervertebral disc combined with spondylolisthesis, then made clinical analysis on choice of operative form, operative principle and treatment outcome. Results：According to Stanffer criterion of therapeutic effectiveness, the treatment group of fibular autotransplantation had 6 favorable cases, 1 common case and 1 disappointed case. Meanwhile, the treatment group of veterbral arch root screw reposition and internal fixation had 24 favorable cases, 2 common cases and 92.3% favorable rate. Conclusion：Due to abnormal instantaneous center of rotation(ICR), the pathological disc and spondylolisthesis are cause and effect. The goal of operation is not only to discompress, fuse and fix, but also to keep the normal stress-spot range of ICR, which is more important than the former, then to diserense the anterior sliding power of vertebraos and to maitain the mechanical stability of vertebrac. Applying vertebral arch root screw to reduce dislocated vertebral body has important significance to this operation.
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Key words：Prolapse of lumbar intervertebral dise Spondylolisthesis Biomechanics Operation▲
腰椎间盘突出合并脊椎滑脱在临床上并非少见，约占腰椎间盘突出症的23%，根据脊髓、神经根和马尾神经受压的临床表现及X线片、CT、MRI等检查，诊断较为确切。根据生物力学理论，手术原则更注重脊椎的力学稳定性[1]，作者将1991年1月～1997年12月的34例手术治疗患者总结报告如下。
1 材料与方法
1.1 一般资料 本组34例，男20例，女14例。年龄21～53岁，平均37岁。病因分类：先天性2例，狭窄性12例，退行性14例，创伤性6例。滑脱椎体L3 2例，L4 12例，L5 20例。滑脱程度根据Megerdin法[2]，Ⅰ度29例，Ⅱ度5例。CT或MRI提示：椎间盘中央型突出20例，后外侧突出14例，伴有小关节增生，侧隐窝狭窄12例。单纯腰部酸痛而无坐骨神经症状者5例，伴有坐骨神经症状者21例，伴有马尾神经症状者8例。
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1.2 手术方法 持续硬膜外麻醉，后正中切口，骶棘肌剥离，暴露棘突、椎板、横突，全椎板或半椎板切开，椎间盘摘除使椎管彻底减压，凿除增生的小关节以缓解侧隐窝狭窄，此时可触及有松动和台阶的滑移椎体。26例采用椎弓根螺钉复位固定滑移椎体并于横突间植骨融合，其中RF内固定18例，Steffee内固定8例。手术时，先行椎弓根螺钉定位，注意向中线倾斜15°钻入螺钉，固定钢板时逐渐复位滑移椎体，如难以复位，可使各螺钉撑开固定。把椎板和横突的骨皮质凿成粗糙面后，以自体松质骨条植骨融合。有8例1992年以前治疗的患者采用自体腓骨纵形对截移植脊椎融合内固定，连同横突间和椎板棘突间植骨融合，椎间盘行半椎板或开窗摘除。
2 结 果
本组病例经半年～1年5个月的随访，平均1年1个月。X线片提示：全部骨性融合，经腓骨植骨融合固定的8例，滑脱复位欠佳，神经症状恢复也略差于椎弓根螺钉固定治疗组；经椎弓根螺钉固定的26例(包括RF和Steffee)均完全或基本复位。按照Stauffer[3]疗效标准，自体腓骨移植治疗组8例：良好6例，尚可1例，差1例，良好率为75%；RF治疗组18例：良好17例，可1例；Steffee治疗组8例：良好7例，可1例。椎弓根螺钉治疗组总良好率达92.3%，疗效比较理想。
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3 讨 论
腰椎活动时各个运动节段在传递负荷的每一瞬间，上下椎体均有一个力的接触点，即瞬时旋转中心(ICR)。正常腰椎的ICR位于椎间盘髓核，随腰椎屈伸活动而变化，这样小关节和韧带处产生的剪力很小，反复的积累性疲劳应力达到或超过椎间盘纤维环材料屈服应力点，导致纤维环的断裂，髓核突出—椎间盘退变。但是椎间盘退变后，ICR随腰椎活动而改变位置，小关节和韧带所受剪力明显增加(见图1～4)。用云纹和直角坐标法可发现中度和严重退变突出的椎间盘既有点的长度增加，又有节段活动范围的增加，ICR处于异常位置，腰椎前滑力增加，即引起腰椎不稳、滑脱。当暴力或疲劳性应力损伤致椎弓峡部失稳，使椎体和椎间盘之间的前滑力大于挤压力，于是腰椎向前滑脱，椎间盘因扭转应力的挤压而变窄，ICR的应力点无限扩大，导致纤维环应力疲劳性断裂，髓核退变加剧，椎间盘突出。Knutsson[4]早就发现在腰间盘退变的临床表现出现以前很长时间内即可发生腰椎滑脱。动力性摄片提示椎间盘明显退变者椎体间有异常活动。所以腰椎滑脱和椎间盘突出从力学角度看是互为因果的。手术目的不但是减压融合固定，更重要的是保持ICR的正常应力点范围，以减少脊椎前滑力，维持脊椎的力学稳定。
, 百拇医药
图1 瞬时旋转中心的坐标
图2 正常运动节段的ICR
图3 中度退变的ICR
图4 严重退变的ICR
自体腓骨移植融合内固定术，骨性融合快，卧床时间短，也避免了拆除内固定的二次手术，但不能使脊椎复位，且腓骨对踝穴稳定的重要性被人们逐渐认识，所以该术式我们近年已放弃应用。这类患者如突出椎间盘明显压迫神经根或/和脊髓，必须行椎间盘探查摘除，作椎间盘摘除时，应同时切除增生的小关节，使椎管和侧隐窝狭窄得以彻底减压。植骨融合节段越多疗效越好，但考虑到脊椎的活动度，一般以3～4节为宜。本组病例基本采用横突间植骨融合，无1例出现假关节活动。融合部位应尽量远离ICR，以减少剪力的产生。
, 百拇医药
腰椎滑脱症的手术行植骨融合前的复位很重要，复位可进一步缓解神经受压状况。本组病例应用RF和Steffee系统行滑脱复位的病例疗效优于自体腓骨移植组。因此Dewald[5]认为这类手术重要的是彻底广泛地减压融合内固定，而复位并非重要的观点，是值得商榷的。由于脊椎椎弓根螺钉内固定系统的运用，使脊椎滑脱的复位和内固定更加简便有效，椎弓根螺钉有很大的抓握力，拉力负荷相当大。我们分别应用了RF和Steffee复位内固定系统，我们认为：Steffee内固定由于连环式固定钉孔，使椎弓根钉可以根据需要选择合适的固孔，所以操作方便，固定也较稳妥。RF系统由于有专用的滑脱复位钉，利用两螺纹距之不同，使提拉复位应力更加确切可靠。它的撑开作用也有利于维持椎间隙的正常高度，所以复位效果更好，其固定稳妥性也不亚于Steffee。由于Steffee扁平的螺钉钢板减少了植骨床面，而植骨是决定术后脊柱稳定性，即手术成败的重要因素，所以我们更倾向于应用RF。■
作者简介：毕大卫(1958-)，男，浙江宁波人，副主任医师，医学硕士，主研方向：脊柱与关节外科的临床与生物力学.
, http://www.100md.com
电话：(0571)5186042-104(办) 6094605(宅)
参考文献：
[1]毕大卫，尚天裕.现代脊柱生物力学研究进展[J].中华骨科杂志，1991，11：128～129.
[2]赵定麟.脊柱外科学[M].第一版.上海：上海科技文献出版社，1996，576～578.
[3]Stauffer RN, Coventy MB. Posterolateral lumbar spine fusion[J]. J Bone Joint Surg(Am), 1972,54:1195～1198.
[4]Knutsson GH, Perlik S. Calification of spondylolysis and spondylolisthesis[J]. Clin Orthop,1986,203:45～47.
[5]Dewald RL, Pennel GF. Severe lumbar-sacral spondylolisthesis in adolescents[J]. J Bone Joint Surg(Am),1981,63:619～622.
收稿日期：1999-05-31
修回日期：1999-08-12, http://www.100md.com