人工颈椎间盘置换对下颈椎活动影响的三维有限元分析

建立人工椎间盘置入后下颈椎C3~7的三维模型,分析颈椎人工椎间盘置换后下颈椎运动情况。根据1例人工椎间盘置入患者术后6个月CT片,应用有限元方法建立其包含BryanTM人工颈椎间盘假体的下颈椎三维有限元模型,导入Ansys 9.0中,对椎体皮质骨、松质骨、椎间盘用三维十节点四面体结构实体单元进行网格划分后进行分析。对模型加载2 N•m的力矩,观察其在前屈/后伸、侧屈及旋转几种状态下的运动情况,了解其运动特性。通过与以往的研究结果比较,试验结果基本符合或趋势基本一致。结果提示,颈椎间盘置换后能基本保证下颈椎运动稳定性。     

轴向载荷对双节段颈椎人工椎间盘置换邻下位关节突关节压力影响

【摘 要】 目的 探讨轴向载荷对双节段颈椎人工椎间盘置换和前路椎间融合内固定对邻下位节段关节突关节内压力的影响,为双节段人工颈椎间盘置换的临床运用提供生物力学依据。 方法 取11具新鲜完整的成人下颈段标本,按实验先后分别制成C4/5、C5/6椎间盘完整、椎间盘置换、椎间融合三个模型组,在标本上施加轴向分级载荷,将微型阻电式压力传感器置入C5/6、C6/7关节突关节内,测量合组各分级载荷下C5/6、C6/7关节突关节内的压力。 结果 1.在轴向加载下,下位节段关节突关节内的压力随着施加载荷的增大而增大。 2. C4/5、C5/6双节段人工椎间盘置换组与椎间盘完整组相比下位置换节段和邻近下位节段关节突关节内的压力变化相近,无显著性差异 (P>0.05)。3. C4/5、C5/6椎间融合组与人工椎间盘置换组、椎间盘完整组相比邻近下位节段关节突关节内的压力高,有显著性差异(P<0.05)。 结论 1. 颈椎双节段人工椎间盘置换后置换下位节段和邻近下位节段关节突关节内压力与完整标本相近,提示颈椎双节段人工椎间盘置换能够重建颈椎生物力学性能。2. 颈椎双节段椎间盘摘除融合内固定后邻近下位关节突关节压力增加,可能是多节段颈椎融合术后邻近节段发生退变或退变加速的原因之一     

Bryan人工颈椎间盘置换治疗颈椎病的中期临床随访

背景：Bryan人工颈椎间盘置换的短期疗效优良已被大多数学者公认,但有关其中长期临床效果及并发症的资料较少。 目的：总结Bryan人工颈椎间盘置换治疗颈椎病的中期临床效果。 方法：选择2004-11/2007-12在四川大学华西医院骨科接受Bryan人工颈椎间盘置换的颈椎间盘突出症患者34例,其中单节段置换30例,双节段置换4例。于置换前、置换后7 d、3,6,12,24,36,48个月行SF-36生活质量量表评分、JOA评分、颈部及上肢疼痛目测类比评分;以颈椎正侧位及功能位X射线片测量手术节段、邻近节段及C2~7屈伸活动度的变化,手术节段和邻近节段椎间高度变化及手术节段的轴向平移情况。 结果与结论：所有患者置换后神经症状均明显好转,各随访点SF-36生活质量量表躯体评分和心理评分、JOA评分、颈部和上肢疼痛目测类比评分较置换前明显改善(P < 0.05),3个月之后各随访时点两两比较差异无显著性意义(P > 0.05)。置入的Bryan假体历次随访均保留了>2°的活动度,未发现手术节段异位骨化与自发性融合,随访48个月时手术节段及C2~7屈伸活动度较置换前略有增加,但差异无显著性意义(P > 0.05);上下邻近节段屈伸活动度维持了置换前水平;手术节段的椎间高度由置换前的(6.04±1.02) mm增加到(8.44±0.43) mm(P < 0.05);上下邻近节段椎间高度及手术节段的轴向平移均维持了置换前水平。说明Bryan人工颈椎间盘治疗颈椎间盘退变性疾病的中期临床效果良好,较好的保留了手术节段、邻近节段及整个颈椎的运动学特性,且近中期并发症很少。     

人工颈椎间盘置换的生物力学系统评价

目的：评价人工颈椎间盘置换对颈椎运动范围及临近节段生物力学的影响。 方法：以计算机检索方法检索中国期刊全文数据库中(CNKI：2005/2009)关于人工颈椎间盘置换治疗颈椎病的临床随访、对照实验，检索词为“人工颈椎间盘置换、生物力学”。检索后对每项研究的资料结果进行提取、分析。 结果：共有21项实验469例颈动脉狭窄患者符合纳入标准，分析结果显示人工颈椎间盘置换后脊髓功能JOA 评分较置换前明显升高，置换节段稳定并部分恢复了颈椎正常的活动范围。而且与颈前路减压植骨融合术相比，人工颈椎间盘置换未增加临近节段的关节活动范围和应力负荷，阻止或降低了临近节段的退变及颈椎活动范围减小的发生率，随访时影像学均未见假体移位、脱落、下沉等并发症发生。 结论：人工颈椎间盘置换使颈椎运动范围得到一定保持，颈椎稳定性好，置换后对邻近节段影响较小，阻止了相邻节段的退变加速，是颈椎病治疗方面一种具有良好发展前景的治疗方法。但由于其临床应用时间短，其潜在的异位骨化、假体下沉、脱出等问题题仍有待于长期临床观察。     

前屈后伸载荷下颈椎间孔的孔径变化：Bryan颈人工椎间盘置换与颈椎钢板植骨内固定的比较

背景：诸多针对脊椎椎体间固定融合后相邻节段应力变化的生物力学测试结果并不尽相同,载荷控制与位移控制试验模式下所反映出的相邻节段应力状况其结果也相差甚远。 目的：分析椎间盘完整、椎间盘切除、Bryan颈人工椎间盘置换和前路颈椎植骨融合钢板内固定后,成人尸体颈椎标本分别在前屈后伸载荷下C5/6椎间孔孔径和面积的变化情况。 方法：分别测量C5/6椎间盘完整、椎间盘髓核摘除、Bryan颈人工椎间盘置换和前路钢板植骨内固定4种状态下以0.25,0.50,0.75,1.00,1.25,1.50 N•m的分级载荷加载于标本的前屈后伸状态时C5/6椎间孔孔径和面积的变化情况。 结果与结论：前屈后伸各级加载时,C5/6椎间孔上下径、上前后径、下前后径和面积椎间盘完整组、Bryan颈人工置换组和钢板植骨内固定组高于椎间盘髓核摘除组,差异有显著性意义(P < 0.05),Bryan颈人工置换组高于钢板植骨内固定组,差异有显著性意义(P < 0.05),可见颈椎间盘髓核摘除后C5/6椎间孔有效空间明显减少。     

Bryan人工颈椎间盘置换治疗脊髓型颈椎病8例

回顾性分析2007-05/2008-07南通大学第二附属医院脊柱外科和上海长征医院骨科收治的脊髓型颈椎病患者8例,男2例,女6例;年龄36~58岁,病程8~24个月;病变节段：均为单节段,C4~5 5例,C5~6 3例。全部患者均采用Bryan人工颈椎间盘置换,置换后3个月行JOA评分,摄置换节段前屈后伸位、左右侧屈位X射线平片,观察假体置入后的稳定性及置换颈椎节段的活动度。结果显示置换过程中和置换后未出现神经和血管损伤的并发症,平均置换时间135 min。8例患者均进行门诊随访,随访时间3~13个月,所有患者置换后症状明显缓解。JOA评分由置换前平均8.9分(6~12分)增加到置换后第3个月平均15.2分(12~17分)。置换后3个月置换节段前屈后伸活动范围平均5.3°(4.3°~6.1°);左右侧屈活动范围分别为平均3.4°(2.8°~4.3°)和3.5°(2.9°~4.3°)。假体无偏移或下沉。末次随访未发现置换节段异位骨化、假体松动、下沉或颈椎生理曲度的改变。提示Bryan人工椎间盘置换治疗脊髓型颈椎病近期临床效果良好,能维持颈椎正常的活动范围和生理曲度。     

人工颈椎间盘置换早期运动学分析：55例资料验证

背景：颈椎前路椎间盘切除椎间融合被认为是治疗颈椎病的金标准,但是融合后产生临近节段的加速退变。采用人工颈椎间盘置换治疗颈椎病和颈椎间盘突出症在解除患者脊髓压迫的同时保持了颈椎的活动度和稳定性,恢复椎间盘正常的生物力学特点,防止邻近椎间盘的加速退变。 目的：观察颈椎Prodisc人工颈椎椎间盘置换的临床应用效果及术后的运动学变化。 方法：选择55例69个椎间盘,其中双节段受损14例;男29例,女26例,年龄48(31~76)岁;脊髓型颈椎病32例,神经根型颈椎病9例,混合型颈椎病14例。取颈椎前横切口或斜切口入路行Prodisc人工颈椎间盘置换。于置换前、置换后3,6,12,24个月观察颈椎正侧位、过伸过屈、左右侧屈位片,JOA评分分析置换前后椎间盘功能改善情况。 结果与结论：随访55例69个椎间盘, 41例行单节段人工颈椎间盘置换, 14例行双节段人工颈椎椎间盘置换。置换后随22(56~48)个月。 置换后JOA评分显示椎体功能改善率达56%。置换后手术节段椎间盘矢状面、冠状面活动度与置换前比较差异无显著性意义(P = 0.45, 0.74),并保持了和邻近间隙同样的活动度和稳定性。说明颈椎人工椎间盘置换后保留了原来的椎间盘的活动度,患者恢复快,对邻近椎间盘的影响小。     

生物椎间融合器与钢板内固定系统置入对邻近颈椎间盘的影响

背景：颈椎前路融合后邻近节段退变现象已引起临床重视,半弹性内固定系统可能较目前通用的坚强内固定对邻近颈椎间盘退变的影响小。 目的：通过融合节段邻近颈椎间盘压力监测,在除外撑开强度影响的前提下,比较生物椎间融合器与钢板内固定系统置入对犬施术节段邻近颈椎间盘退变的影响。 方法：选用健康杂种犬23只,按随机数字表法分为3组,其中预实验组5只,测量犬颈椎间盘压力正常参考值;生物可降解椎间融合器组9只;钢板置入内固定组9只。生物可降解椎间融合器组及钢板置入内固定组均经前路行C3~4椎间盘摘除,相应置入物置入内固定。术中测量邻近颈椎间盘C4~5压力,并计算置入前后C4~5椎间盘压力差作为撑开压力。置入后6个月处死动物,行Pearce分级及组织学观察,评价置入节段上位颈椎间盘(C2~3)退变程度。 结果与结论：生物可降解椎间融合器组与钢板置入内固定组压力差的差异无显著性意义(P > 0.05)。影像学及组织学检测结果显示,经Spearman等级相关分析,两组组内邻近颈椎间盘压力差与置入后6个月椎间盘退变Pearce分级、组织学分级均呈正相关(r = 3.13,2.78,P < 0.05)。生物可降解椎间融合器组椎间盘退变Pearce分级、组织学分级均低于钢板置入内固定组(P < 0.05)。提示过高的撑开压力易导致犬置入节段邻近颈椎间盘退变,与钢板内固定系统相比,应用生物椎间融合器置入内固定可以有效防止邻近节段的退变。     

人工椎间盘置换对腰椎小关节应力影响的三维有限元分析

背景：近年来随着对脊柱生物力学研究的深入,人工椎间盘被认为是治疗腰椎退行性变较理想的方法,但目前对人工腰椎间盘的生物力学研究还非常有限。 目的：建立腰椎运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型并进行生物力学分析,观察人工椎间盘置换对腰椎小关节应力的影响。 方法：在已建立的正常腰椎运动节段三维有限元模型的基础上去除L4~5椎间盘、上下终板的有限元单元,加入SB-Chaite Ⅲ型人工椎间盘的有限元模型,保留L4~5椎间隙的纤维环及相关韧带,形成L4~5运动节段人工椎间盘置换的三维有限元模型。对三维有限元模型在垂直压缩、前屈、后伸、侧弯等不同载荷下进行生物力学分析,记录小关节的应力,并与正常运动节段三维有限元模型相应部位的应力进行对比。 结果与结论：生物力学分析结果显示,人工椎间盘置换后：①垂直压缩时上下椎体、双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01)。②前屈、后伸时上下椎体前、后方及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01)。③侧弯时上下椎体左右两侧及双侧小关节内应力与正常节段相比差异无显著性意义(P > 0.01)。提示人工腰椎间盘置换后小关节应力可保持在正常运动节段的水平,人工腰椎间盘置换可以达到腰椎生物力学性能重建的目的。     

以CT三维重建技术测量颈椎椎弓根螺钉的置入参数

背景：因颈椎椎弓根细小,走行方向复杂,个体变异大,椎弓根钉置入时易误伤脊髓、椎动脉及神经根,颈椎节段椎弓根螺钉固定技术的应用和推广受到限制,术前测量椎弓根螺钉置入参数的准确度有待提高。 目的：应用CT三维重建技术模拟颈椎椎弓根螺钉置入,获取预植螺钉的椎弓根三维定量解剖数据及置钉参数的方法。 方法：将颈椎16排CT扫描的Dicom数据导入Mimics软件和GE后处理工作站,进行颈椎三维重建和图像处理,测量在置入椎弓根螺钉情况下的置钉参数。 结果与结论：应用CT三维重建技术可以获得清晰颈椎三维图像,使用软件测量功能可精确地获取预置螺钉的椎弓根管宽度、轴线长度、α及β角;在颈椎椎弓螺钉置入情况下,可测量置钉的水平角度安全范围。通过本方法可模拟手术过程,进行常规方法难以完成的三维测量,获取椎弓根螺钉置入个体化数据,为研究颈椎椎弓根螺钉置入的安全性提供了一种可靠的研究方法。     

颈椎人工髓核柔性稳定一体化系统的设计和制备

背景：对于年轻的颈椎间盘突出患者,人工髓核和人工椎间盘置换是目前研究的热点,但单纯人工髓核置入可能导致髓核向前或向后突出,在颈椎可能引起脊髓压迫或吞咽困难等并发症。课题结合柔性稳定概念,提出并设计出了颈椎人工髓核-柔性稳定一体化系统,目的是利用柔性稳定系统限制人工髓核的前后移位。目前这方面的研究国内外未见报道。 目的：结合柔性稳定概念,设计并制备人工髓核柔性稳定一体化系统。 设计、时间及地点：方法学实验,于2003-06/2007-07完成,髓核的包被外形以及编织由天津工业大学纺织学院设计和制备,人工髓核及系统合成在北京科技大学进行。 材料：PVA原料,1795型,聚合度1 750±50,醇解度99.9%,超高分子量聚乙烯。 方法：以聚乙烯醇水凝胶为材料,根据颈椎椎间盘的解剖参数,设计制备人工髓核内核,以超高分子量聚乙烯纤维为材料,编织制备人工髓核外套、翼状韧带和连接系带,制备人工髓核柔性稳定一体化系统。 主要观察指标：实物形式。 结果：设计并制备出符合颈椎解剖的一体化人工髓核-柔性稳定系统。 结论：人工髓核-柔性稳定一体化系统是一种新型的优异的国产化人工髓核柔性固定系统,是一种新的颈椎人工髓核设计理念。     

制作兔腰椎终板下缺血模型：MRI与病理学变化验证的可行性

背景：目前的椎间盘退变动物模型主要通过改变椎间盘生物力学环境、损伤椎间盘自身结构以及应用基因技术改变动物的遗传性状等诱发退变,但这些方法均为外界人为因素直接作用于椎间盘,与椎间盘退变的自然病程差别较大。 目的：评价经皮穿刺兔腰椎终板下椎体注射平阳霉素制作椎体终板下缺血模型的可行性。 方法：选取新西兰大白兔46只,每兔设L5为实验组、L4为对照组。穿刺腰椎终板下椎体,L5注射平阳霉素(2 g/L)1 mL,,L4注射生理盐水1 mL。其中4只兔子术前行腰动脉造影。术后第1,2,3,4,5周,2个月及3个月随机选取6只行MRI检查,并取病理送检。测量对比第4周实验组MRI与病理切片的缺血面积。 结果与结论：对照组MRI和病理学检查均无特异性变化,实验组MRI第1,2周变化不明显,第3周出现FST1WI低信号,T2WI及FST2WI呈稍高信号,第4周信号变化更明显;实验组病理第1,2周无特异性变化;第3,4周骨小梁排列杂乱, 骨细胞逐渐减少,椎体骨髓内血细胞减少,脂肪细胞增多融合,终板软骨细胞减少、结构紊乱,纤维环及髓核无明显变化;第5周出现椎间盘退变表现;第2,3个月终板下椎体缺血持续存在、椎间盘退变更加明显。实验组第4周MRI与病理切片缺血面积之间有显著正相关性(r=0.965,P < 0.001)。结果证实,采用经皮穿刺终板下椎体注射平阳霉素的方法可成功制作兔腰椎终板下缺血动物模型,具有创伤小、操作简便、重复性好和成功率高的特点。该模型是研究腰椎及椎间盘退变较理想的一种动物模型。     

Bryan人工椎间盘置换术治疗脊髓型颈椎病

目的总结应用Bryan人工椎间盘置换术治疗脊髓型颈椎病的疗效。方法回顾性分析应用Bryan人工椎间盘置换术治疗的20例脊髓型颈椎病患者,共25个置换节段,其中单节段15例,双节段5例。应用JOA17分法评价术前和末次随访时的临床神经功能状况,并作统计学检验。观察末次随访时颈椎侧位X线片上假体与椎体的相互位置关系以及假体所在椎间隙的活动度。结果所有病人得到随访,随访时间3～24个月,平均15个月。病人术后症状有明显缓解,JOA评分由术前平均10．4分上升至术后平均15．2分。术后随访未见有假体松动、下沉和周围骨化融合,置换间隙前屈后伸活动范围平均为（4．8±1．7）°。结论Bryan人工椎间盘置换术早期临床效果良好,能达到确切的稳定性和部分的活动度保留。     

颈椎间盘置换与颈前路椎间盘切除减压植骨融合治疗退变性颈椎病的Meta分析

背景：颈前路减压植骨融合是目前治疗退变性颈椎病手术方案中的“金标准”。但是,随着颈前路减压植骨融合技术使用的增加和随访资料的不断丰富,一些不良结果开始暴露出来。近20年来,人工颈椎间盘置换技术在国外和国内逐步推广并广泛应用于临床,文献报道治疗效果令人满意。 目的：系统评价颈椎间盘置换与传统的颈前路减压植骨融合治疗退变性颈椎病治疗效果的差异。 方法：计算机检索Medline(1966/2009-06),荷兰医学文摘(EMbase1966/2009-06),Cochrane图书馆(2009年第2期)、Cochrane协作网背痛专业试验数据库、中国生物医学文献数据库(CBM截止2009-06),CNKI(截止2009-06),手工检索中文文献,收集颈椎间盘置换与颈前路减压植骨融合比较治疗退变性颈椎病的随机、半随机对照试验,进行严格的质量评价,利用RevMan4.2.2软件对纳入研究结果进行Meta分析。 结果与结论：共纳入15个研究,Meta分析结果显示：颈椎间盘置换与颈前路减压植骨融合术比较平均出血量、手术时间、住院时间及术后并发症差异无显著性意义;术后2年再手术率颈椎间盘置换组低于颈前路减压植骨融合组;手术满意率两组差异无显著性意义;颈椎间盘置换组术后颈部功能异常指数较颈前路减压植骨融合组明显改善,术后SF-36评分改善显著优于颈前路减压植骨融合组;术后手术节段运动幅度颈椎间盘置换组显著大于颈前路减压植骨融合组,术后邻近节段运动范围颈前路减压植骨融合组明显较颈椎间盘置换组增大。但上述结果可能存在各种偏倚,因此需要更多高质量的临床随机对照试验来得出更为可靠的结论。     

腰椎运动节段终板凹陷角变化的有限元分析*☆

背景：终板的组织形态改变可通过影响对椎间盘的营养传递最终导致椎间盘的退变。 目的：观察终板凹陷程度变化对腰椎运动节段生物力学的影响。 设计、时间及地点：有限元模型生物力学分析。于2005-01/2007-01在浙江大学医学院附属第二医院骨科生物力学实验室完成。 材料：德国西门子SOMATOM SENSATION 16螺旋CT机。ANSYS有限元分析软件(Inc. Pennsylvania, USA)。 方法：在以往建立的腰椎L4~5运动节段三维非线性有限元模型基础上，采用CAD方法精确构建大、中、小3种不同终板凹陷角的有限元模型，有限元模型的椎间盘前凸角、小关节间隙等其余形态学参数及网格划分均保持一致。垂直压缩、屈曲、伸直、前后剪力5种载荷条件下，分别对3种有限元模型生物力学参数进行测试。 主要观察指标：终板-椎间盘界面应变、椎间盘刚度、髓核内压、椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力。 结果：负载条件下，终板凹陷角增加、终板凹陷程度减小可导致终板-椎间盘界面应变减小，椎间盘刚度及髓核内压增加，椎间盘膨出、纤维环纤维张应力、纤维环基质应力、腰椎后部结构应力以及关节突接触力减小。 结论：终板凹陷程度的减小增强了椎间盘对椎体的保护作用；同时可通过影响终板的形变减少对椎间盘的营养传递。     

Computed Tomography Fluoroscopy-Guided Selective Nerve Root Block for Acute Cervical Disc Herniation

Objective

To analyze the clinical outcomes of computed tomography (CT) fluoroscopy-guided selective nerve root block (SNRB) for severe arm pain caused by acute cervical disc herniation.

Methods

The authors analyzed the data obtained from 25 consecutive patients who underwent CT fluoroscopy-guided SNRB for severe arm pain, i.e., a visual analogue scale (VAS) score of 8 points or more, caused by acute soft cervical disc herniation. Patients with chronic arm pain, motor weakness, and/or hard disc herniation were excluded.

Results

The series comprised 19 men and 6 women whose mean age was 48.1 years (range 35-72 years). The mean symptom duration was 17.5 days (range 4-56 days) and the treated level was at C5-6 in 13 patients, C6-7 in 9, and both C5-6 and C6-7 in 3. Twenty-three patients underwent SNRB in 1 session and 2 underwent the procedure in 2 sessions. No complications related to the procedures occurred. At a mean follow-up duration of 11.5 months (range 6-22 months), the mean VAS score and NDI significantly improved from 9 and 58.2 to 3.4 and 28.1, respectively. Eighteen out of 25 patients (72%) showed successful clinical results. Seven patients (28%) did not improve after the procedure, and 5 of these 7 underwent subsequent anterior cervical discectomy and fusion.

Conclusion

CT fluoroscopy-guided SNRB may play a role as a primary conservative treatment for severe arm pain caused by acute cervical disc herniation.