中国人腰椎间盘结构与人工椎间盘置换相关的参数测量

背景：全椎间盘置换已应用多年,但国内鲜见对人腰椎间盘结构测量的大样本系统研究。 目的：为中国人腰椎间盘假体置换手术和设计提供参考数据。 方法：选取中国成年尸体41具(男22例,女19例),解剖获得完整的腰椎标本。测量椎体软骨板断面厚度。随机抽取正常成年人标准腰椎正侧位X射线片157例(男89例,女68例)。测量椎体上/下横径、上/下矢状径和椎间隙高度。 结果与结论：成年尸体及正常成年人标准腰椎正侧位X射线片显示腰椎间盘软骨板厚度、椎体上/下横径、矢状径和椎间隙高度均不存在性别差异(P > 0.05)。除L1/2相邻椎体矢状径、L3/4相邻椎体横径和L4/5相邻椎体矢状径外,其余椎间盘相邻椎体横径或矢状径的差异有显著性意义(P < 0.05),但各径线实测数值之间差距均较小。腰椎间隙自L1/2至L4/5逐渐增宽,前缘高度大于后缘高度。L5/S1椎间隙与其他腰椎间隙存在较大差异,其相邻终板间夹角明显增大。     

正常成人腰椎间盘相关参数的测量和意义

目的　测量正常成人腰椎间盘相关参数,为设计符合国人腰椎结构特征的人工腰椎间盘和人工髓核提供参数值,同时提供正常人腰椎间隙高度数据,为临床诊断腰椎疾病提供依据。 方法　随机抽取自2010.1~2013.1间,腰背痛患者的MRI阴性图像资料300例（男136例,女164例）。分别测量L1/2~L5/S1 5个节段椎间隙的前高、中高、后高、角度以及L2/3~L5/S1 4个节段的椎间盘矢径、横径和髓核矢径、横径。 结果　各测量值年龄差异不显著（P>0.05）。性别差异显著,且测量值多为男性大于女性。节段差异显著（P<0.05）,椎间盘前高和角度的测量值随着节段增加而递增,中高、后高、椎间盘矢径和横径、髓核矢径和横径的测量值除L5/S1节段外都随着节段的增高而递增。各节段椎间盘的矢径和横径,髓核的矢径和横径间存在线性关系。 结论 腰椎间隙高度测量对腰椎疾病的诊断具有参考价值;在设计人工腰椎间盘和人工髓核时应考虑性别和节段差异,并且应符合矢径和横径间的线性规律。     

侧隐窝横、矢径测量在腰椎管狭窄症的诊断意义

目的探讨侧隐窝狭窄的原因及其横、矢径测量在腰椎管狭窄症的诊断意义。方法利用30例横断面、8例矢状面标本,观测侧隐窝、黄韧带、椎间盘等结构。结果 (1)L3-5骨性侧隐窝矢径为(6.97±0.95)、(6.46±0.86)、(6.37±0.54)mm,盘黄间隙矢径为(7.21±0.82)、(7.20±0.79)、(7.01±0.59)mm;(2)椎间盘横径、矢径均存在性差,各椎体间的椎间盘也存在差异;黄韧带厚度、侧隐窝横径及矢径均无侧差,但黄韧带厚度存在性差,侧隐窝横径、矢径均无性差;(3)椎间盘前缘高度大于后缘,L4～5前、后缘高度之比较L5～S1小。结论⑴不同性别、不同腰椎间的形态数据存在显著差异;⑵椎间盘、黄韧带数据均可作为诊断侧隐窝狭窄的参考指标;⑶侧隐窝狭窄是导致腰椎管狭窄的一个重要因素。     

与人工髓核置换相关的国人腰椎间盘结构测量

背景：临床多根据影像资料中腰椎间盘径线尺寸来选择假体型号和预计置入数量。 目的：以X射线片和MRI测量分析正常人腰椎间隙高度、腰椎间盘及髓核径线,获取与人工髓核假体相关的椎间盘基础数据。 方法：随机抽取157名正常成年人标准腰椎侧位X射线片,测量腰椎间隙前缘、中点和后缘高度。随机抽取106名正常成年人腰椎MRI片,测量椎间盘及髓核的横径和矢状径。 结果与结论：①X射线片：椎间隙自上而下逐渐增宽,腰椎间隙后高较低,近50%的L2/3、L3/4、L4/5椎间隙后高和约39.5%的L5/S1椎间隙后高位于7~9 mm区间。②MRI片：腰椎间盘横径和矢状径从L2/3至L5/S1依次增大。约46.7%的椎间盘矢状径大于37 mm,仅49.0%的髓核矢状径大于24 mm;本组髓核平均横径33.5 mm,平均矢状径23.4 mm。髓核矢状径均大于12 mm。约22.9%的髓核矢状径大于24 mm。提示多数国内患者需行单枚PDN假体置入,7 mm为最适用的PDN假体高度,临床不宜将椎间盘矢状径大于37 mm作为国人PDN假体置入数量的术前预评价指标。     

腰骶段椎间盘与相应椎体的应用解剖

目的　为临床诊断椎间盘疾患提供参数。方法　对 31例正常男性脊柱第 1腰椎至第 1骶椎间 15 5个椎间盘及其相应的 186个椎体上下面的矢径、横径、斜径进行了测量和比较 ,同时对其周围毗邻结构进行了观察。结果　椎间盘各径均大于其相应椎体各径 ,且自上而下逐渐增大 ,获得了腰骶段周围毗邻结构的观察结果。结论　提示结果与各椎骨间所负体重逐渐增加相适应 ,为临床应用提供解剖学依据     

软骨终板形态与腰椎间盘突出症之间关系的影像学研究

目的:探讨软骨终板与腰椎间盘突出症之间的关系。方法:40例无脊柱疾患与62例腰椎间盘突出症患者,分别采用螺旋CT扫描。扫描范围自L4上缘至S2上缘;扫描条件:140kV,345mAs,FOV160mm,层厚1mm,螺距1.0,Pitch 1.0,无间隔重建。利用O2图像工作站将原始扫描图像进行多平面重建(multiple planar reconstruction,MPR),再在MPR重建的基础之上行曲面重建(curve planar reconstruc-tion,CPR),测量软骨终板的最大矢状径、横径、面积、周径与形状。结果:(1)软骨终板的形态与椎间盘突出症密切相关(P均<0.01);(2)男性患者L4、5和L5、S1,女性患者L5、S1的椎间盘面积与椎间盘突出症相关(P<0.05)。结论:椎间盘软骨终板的形态与椎间盘突出症密切相关。     

犬腰椎椎体解剖学测量及犬椎体模型在前路融合中的应用

背景:灵长类动物无疑是脊柱内置入物研究的最佳模型。然而,伦理和经济上的问题却限制了该类模型的广泛应用。杂种犬腰椎与人类的解剖结构有一定的相似性,且来源容易,费用低廉,可以作为灵长类动物模型的有益补充。目的:测量犬腰椎相关解剖数据,探讨其作为腰椎前路内固定模型的可行性。方法:选取成年健康实验犬9只,分别测量腰椎椎体及椎间盘的横径、矢状径和高度,并行犬用钛合金人工椎体置换,观察置换后犬植骨融合情况。结果与结论:犬腰椎椎体及椎间盘矢径、横径、高度自L1至L7逐渐递增,椎体高度远大于其矢状径。人工椎体置换后所有动物均成活,除1例因手术操作造成术后双下肢不全截瘫外,其余实验犬均在术后12～72h内逐渐站立活动。影像学及组织学观察均证实术后实验犬植骨融合情况良好。提示犬椎体模型设计合理、操作容易,费用低廉,可以就融合术后骨组织与内置入物的相容性及钛-骨界面上骨组织长入情况进行观察,是一种简单、方便的研究腰椎前路内固定手术的动物模型。     

C2-3、T10-11和L3-4椎间盘段弯曲力学特性

预防和治疗椎间盘脱出等退行性改变需要了解C2-3、T10-11、L3-4椎间盘与相邻椎体的弯曲力学特性,本文对人体C2-3、T10-11、L3-4椎间盘与相邻椎体进行弯曲试验,为临床提供生物力学参数.实验标本取自正常人新鲜尸体脊柱标本,男性,年龄20～30岁,人死后1h内解剖尸体取出C1-S1脊柱标本,以线锯切取C2-3、T10-11、L3-4椎间盘与相邻椎体各13个标本,在日本岛津电子万能测试机上以5 mm/min的实验速度进行弯曲实验,得出C2-3、T10-11、L3-4组标本的最大载荷、最大弯矩、最大应力等力学参数.实验结果得出,C2-3组标本最大载荷、最大弯矩小于T10-11组和L3-4组,有显著性差异（p〈0.05）;C2-3组标本最大应力小于T10-11组,有显著性差异（p〈0.05）;L3-4组最大应力大于T10-11组和C2-3组,有显著性差异（p〈0.05）.此结果说明C2-3、T10-11、L3-4椎间盘与相邻椎体具有不同的抗弯曲力学特性,可对了解腰椎间盘的损伤机理提供生物力学参.     

上胸椎前路金属植入物内固定的相关解剖学径路

背景：国内外少见与上胸椎前路内固定相关的解剖学研究报道。 目的：通过测量上胸椎(T1~4)骨骼标本相关解剖学数据,分析上胸椎前路内固定的进钉深度、选择螺钉长度以及钢板、内固定棒的预弯角度。 方法：取完整的成人干燥脊柱骨标本,要求有完整的颈胸段,依照《人体骨骼测量方法》的标准和方法用游标卡尺测量T1~4各个椎体的相关解剖学数据,包括椎体前高、椎体后高、椎体上矢径、椎体下矢径、椎体上横径、椎体下横径、椎体最小横径。取正常成人颈胸段MRI正中矢状位片,分别以T1,T4为端椎用电子量角器测量得Cobb角度数。 结果与结论：上胸椎椎体后高均大于椎体前高,从而维持了颈胸段脊柱的生理性后凸。由于正前方安置固定螺钉时有内倾和头尾倾斜的角度,因此实际钉长及进钉深度要大于相应椎体的矢状径。椎体最小横径比上下横径都小,在进行上胸椎侧前路内固定时应参照最小横径的测量结果选择合适的钉长及进钉深度。正常成人上胸椎MRI正中矢状位片测得的Cobb角为(7.20±2.04)°,内固定过程中在内固定钢板或内固定棒置入之前需根据正常Cobb角进行预弯以便达到紧密贴合。     

C5-6、T12-L1、L4-5椎间盘与相邻椎体的压缩力学特性

对比分析C5-6、T12-L1、L4-5椎间盘与相邻椎体的压缩力学性质,确定不同部位的椎间盘与相邻椎体是否具有不同的压缩力学性质.人死后1 h内解剖取出死者C1-S1脊柱标本,以线锯切取C5-6、T12-L1、L4-5椎间盘与相邻椎体标本各13个.在日本岛津电子万能实验机上进行实验.实验速度为5 mm/min,以统计分析和t检验的方法处理实验数据.L4-5组椎间盘与相邻椎体最大载荷大于T12-L1和C5-6组,差异显著(P＜0.01);C5-6组最大位移大于L4-5组和T12-L1组,差异显著(P＜0.01);L4-5组椎间盘与相邻椎体最大应力大于C5-6和T12-L1组,差异显著(P＜0.01);C5-6组椎间盘与相邻椎体最大应变大于L4-5和T12-L1组,差异显著(P＜0.01).C5-6、T12-L1、L4-5椎间盘与相邻椎体标本的压缩力学性质有一定区别.     

Intervertebral disc disorganisation and its relationship to age adjusted vertebral body morphometry and vertebral bone architecture

Vertebral deformity, intervertebral disc disorganisation, and change to vertebral bone architecture are morphological features that are associated with low back pain. The purpose of this study was to examine the influence of the morphological disorganisation of the intervertebral disc on vertebral body shape indices and vertebral cancellous bone architecture. Lumbar spines, T12-S1, were collected from 27 cadavers. The motion segments T12-L1, L2-L3 and L4-L5 were selected for the study. There were 8 females aged 35-94 years and 19 males aged 20-90 years. An intervertebral disc grade signifying the severity of disc disorganisation was assigned to each disc using the macroscopic disc grading criteria of Hansson and Roos (Spine, 1981; 6:147-153.). Vertebral shape indices and vertebral body bone histomorphometric analyses were performed on the vertebral bodies. Where appropriate, data were age adjusted and the influence of morphological disc disorganisation on vertebral body deformity and cancellous bone architecture analysed. Increased vertebral body axial area and the ratio of vertebral body axial area to sagittal area were associated with an increase in vertebral deformity and disc disorganisation. This suggests that vertebral deformity that remains clinically silent in the general population is influenced by intervertebral disc disorganisation. Vertebral cancellous bone architecture undergoes change associated with increased disc disorganisation, consistent with increased vertebral deformity. Vertebral bodies adjacent to degenerate discs (Grade 4) showed increased BV/TV and Tb.Th and decreased BS/BV. This shows that disc disorganisation may modulate vertebral cancellous bone architecture such that it protects against age-related bone changes. In addition, vertebral body wedging and concavity are associated with smaller vertebral body size and vertebral body compression is associated with larger vertebral body size and compromised cancellous bone architecture.     

Geometry of the Intervertebral Volume and Vertebral Endplates of the Human Spine

Replacement of a degenerated vertebral disc with an artificial intervertebral disc (AID) is currently possible, but poses problems, mainly in the force distribution through the vertebral column. Data on the intervertebral disc space geometry will provide a better fit of the prosthesis to the vertebrae, but current literature on vertebral disc geometry is very scarce or not suitable. In this study, existing CT-scans of 77 patients were analyzed to measure the intervertebral disc and vertebral endplate geometry of the lumbar spine. Ten adjacent points on both sides of the vertebrae (S1-superior to T12-inferior) and sagittal and transverse diameters were measured to describe the shape of the caudal and cranial vertebral planes of the vertebrae. It was found that the largest endplate depth is located in the middle or posterior regions of the vertebra, that there is a linear relationship between all inferior endplate depths and the endplate location (p < 0.0001) within the spinal column, and that the superior endplate depth increases with age by about 0.01 mm per year (p < 0.02). The wedge angle increases from T12-L1 to L5-S1. The results allow for improvement of the fit of intervertebral disc-prostheses to the vertebrae and optimized force transmission through the vertebral column.     

脊柱颈段的年龄变化及其临床意义

目的 为临床应用提供脊柱颈段年龄性变化的解剖学资料。方法 观察并测量了颈椎干骨标本50套(G3-7)、脊柱颈段标本正中矢状切标本15例(30侧,其中童尸2例,青年5例,中老年8例)、脊柱颈段X线正侧位片320张、CT片50张,分年龄段作统计,对特例作摄影和绘图记录。结果 (1)青少年时期同一椎体的前后面接近平行,并基本等高。随着年龄增加,前面逐渐变斜,朝向前上,前高则逐渐缩短,特别以C4-C6椎为显著,而后面的高度和斜度无显著变化。(2)在老年侧位片上,对同一椎的前、后面分别作垂线,两线相夹的角度C5-6均超过4°,而两端各椎则为3°。(3)颈椎间盘的前高和后高均随年龄老化而降低,但前高降低的总量约为后高者的2倍。(4)钩突年青时呈尖棘状,随着年龄老化向后扩展,变成矢状位的嵴状,此嵴前后长度在上位椎可超过同椎椎体的正中矢状径。(5)骨赘多见于钩突和C4-6椎体前面的上下缘,也可见于关节突和钩椎关节的斜坡,椎体后面可偶见后纵韧带骨化所成的骨赘或骨刺,罕见与前面相当的上、下缘骨唇形成。结论 颈曲随年龄增加而减小,决定因素是椎体前份和椎间盘前份高度的持续降低。     

下腰椎侧方血管神经及毗邻结构的应用解剖

目的:为下腰椎微创极外侧椎体间融合术(XLIF)提供解剖学依据。方法:解剖30具成人尸体,观测下腰椎侧方血管神经及毗邻结构的走行、分布及毗邻关系。结果:腰L1、L2、L3节段血管走行、分布比较恒定,走行于相应椎体的中央偏下水平,但L4动、静脉走行变异较大,其中36.7%(11例)走行于L4/L5间隙表面;L3～L5椎间孔外口处脊神经的直径及脊神经前支距下位椎间盘的距离均逐渐增大;脊神经前支与椎体正中矢状面的夹角L3～L4增大,而L5却减少到L3的水平;L3～L5左右侧手术窗均逐渐增大,且同一节段水平左侧手术窗大于右侧。结论:由于两侧髂嵴的遮挡,XLIF在L5/S1间隙难于进行,在L3/L4、L4/L5间隙可以顺利进行。     

Variants in the structure and topography of the superior margin of the epidural space of the human spinal cord

Variants in the structure of the upper margin of theepidural space at sites of transition from the dura mater of the spinal cord to the dura mater of the brain were studied. Stereoepidurographic (88 observations) and corrosion studies (49 observations) identified four levels for the position of the upper margin of the anterior section (intracranially located, lower edge of the occipital bone, bodies of C₁ and C₂) along with five levels for the posterior section (occipital bone, occipital bone-arch of C₁, C₁, C₁–C₂, C₂) of the epidural space. Variants on the shape of the upper margin of the anterior (falciform, oval, and dentate in the frontal plane; pointed, flexed spurs, pointed slits, and olive-shaped in the sagittal plane) and posterior (collar-shaped, oval, and bidentate forks with prongs of equal length and forks with prongs of unequal lengths) sections of the epidural space arose as a result of asymmetry in the attachment of the upper sections of the sac of the dura mater of the spinal cord to the walls of the vertebral canal. Weak areas of the upper wall of the epidural space (sites of transition from the dura mater of the spinal cord to the dura mater of the brain, paravasal capsule of the vertebral artery, the area of the first intervertebral foramen) were seen. __________ Translated from Morfologiya, Vol. 132, No. 5, pp. 38–42, September–October, 2007.     

脊柱颈段椎间盘平面椎管内前部结构的解剖学研究

目的　探讨经脊柱颈段椎间盘入路椎管内减压的相关解剖。 方法　取18具正常成人颈段脊柱防腐标本,通过不同断层,观察硬脊膜、后纵韧带与硬膜外前隙的毗邻关系和结构特点;测量椎间盘平面的硬脊膜厚度、后纵韧带宽度、椎体矢状径长度。 结果　颈段后纵韧带分为深、浅层,两层在中线两侧4～5 mm处分开,浅层与硬脊膜形成潜在的硬膜外前隙,该隙内有Hofmann's韧带连于硬脊膜与后纵韧带之间。深、浅层在硬脊膜前外侧形成一梭形腔隙－后纵韧带间隙; 椎体后面矢状正中线到两侧后纵韧带间隙外侧角的距离约为10 mm。 结论　根据后纵韧带的宽度和毗邻关系,颈椎前路手术经椎间盘达后纵韧带,逐渐由外进入后纵韧带间隙减压,可减少硬膜囊、脊髓或神经根的损伤。     

兔脊柱节段压缩的生物力学研究

目的通过进行动物脊柱的轴向压缩实验,探究脊柱损伤的病理机制,为脊柱损伤的治疗、预防和研究提供参考。方法通过轴向压缩实验对兔脊柱节段进行生物力学研究,同时利用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术记录压缩过程并进行应变分析。结果沿脊柱从上向下,节段的极限载荷和承载能力均不断增加;相对应的单椎体的平均极限载荷明显大于节段;椎间盘在水平和竖直方向的应变明显大于上下椎体。结论在脊柱承受压应力的过程中,应重点考虑椎间盘的承载能力,脊柱节段的损伤主要表现为椎间盘异常。研究结果有助于脊柱压缩性骨折的预防和治疗,以及相关治疗器械和辅助器械的设计。