腰椎间盘置换术后对邻近节段腰椎终板的应力影响与影响因素分析

目的探讨腰椎间盘置换术后对邻近节段腰椎终板的生物影响。方法选用4具新鲜成人腰椎(L2～S1)节段标本,采用SMH-1型人工腰椎间盘实验假体进行人工腰椎间盘置换操作。所有邻近节段终板模型标本选择正常腰椎间盘、髓核摘除术和人工腰椎间盘置换术,然后进行轴向压缩运动测验。结果轴向压缩下邻近节段终板平均最大应力均显示有所增大,与腰椎间盘正常状态组别比较差异有统计学意义(P<0.05),但是明显少于腰椎间盘摘除术(P<0.05)。邻近节段应力测试定点,终板类型以及手术方法对邻近节段腰椎终板都有明显的生物影响。结论腰椎间盘置换术对上邻近节段终板应力负荷明显小于腰椎间盘摘除术,可有效地预防上方邻近节段加速退变,值得推广应用。     

非线性三维有限元法分析腰椎间盘退变

目的 探讨椎间盘退变对腰椎活动节段生物力学的影响.方法 采用新型的基于CT图像的CAD建模方法精确建立L4-L5运动节段的三维非线性有限元模型,并通过改变椎间盘材料特性和椎间盘高度等参数,建立正常椎间盘模型和轻、中、重度椎间盘退变模型,分别对4种有限元模型进行生物力学测试,比较4种模型之间刚度、髓核内压、后部结构力、纤维环基质最大应力的差异,并比较椎体、终板的应力分布变化.结果 各种载荷条件下,退变椎间盘模型刚度均与正常椎间盘模型不同,其中轻度退变模型刚度小于正常模型,而中度退变模型和重度退变模型刚度大于正常模型,且重度退变模型刚度大于中度退变模型;与正常模型比较,轻度退变模型的后部结构力略有增大,而中度退变和重度退变模型的后部结构力逐渐减小;随着椎间盘退变程度的增加,髓核内压逐渐减小,纤维环基质最大von Mises应力渐行性增大,各指标在5种载荷下表现一致;随着椎间盘退变的加重,椎间盘承载向纤维环分散,椎体、终板外缘出现应力集中现象.结论 椎间盘退变可导致腰椎活动节段刚度改变,轻度椎间盘退变引起腰椎刚度下降,而中、重度椎间盘退变时腰椎刚度增加;椎间盘退变时腰椎间盘承载与腰椎后部结构力呈现负相关变化;退变椎间盘的承载模式发生改变,椎间盘、椎体、终板应力分布存在向外周扩散的趋势.     

后路椎弓根螺钉动态固定系统治疗腰椎退行性疾病临床疗效分析的研究进展

后路椎弓根螺钉动态固定是当前脊柱外科非融合手术研究领域的热点,其具有保留脊柱节段运动功能的特点,可避免脊柱融合术后节段的应力改变,防止邻近节段退变。近年来,各种后路椎弓根螺钉动态固定系统被初步应用于临床治疗腰椎退行疾病。作为传统融合手术的革新,其临床疗效评价成为目前关注的焦点。因此,本文主要就后路椎弓根螺钉动态固定系统临床应用疗效研究作一综述。     

可膨胀椎间融合器治疗腰椎间盘轻度退变的有限元分析

目的: 建立可膨胀椎间融合器(EVIFC)和第4、5腰椎的有限元模型,分析EVIFC植入对腰椎生物力学的影响,为EVIFC的临床应用提供依据。方法: 根据健康成年男性腰椎CT扫描数据建立正常第4、5腰椎有限元模型,在此模型上模拟腰4-5椎间盘轻度退变,在三维模型上植入EVIFC。在屈伸、侧弯和旋转的载荷下,分析腰椎模型置入EVIFC前后的稳定性、椎间盘压力、终板压力及小关节载荷变化。结果: EVIFC的置入减少了退变节段终板、髓核和小关节的应力。屈伸时,腰4-5椎体退变模型的终板及髓核平均压力分别是6.1620和0.2016MPa,小关节载荷是32.8N;植入EVIFC后其数值分别是3.526、0.107MPa和8.5N。侧弯及旋转载荷结果一致。对于邻近的腰椎节段,与退变模型比较,植入EVIFC后,腰4-5终板和髓核应力值均有所减小,但其相邻节段纤维环的应力值均有所增加。结论: EVIFC对退变腰椎能起到良好的稳定效果,可满足人体生物力学需求,是一种适宜的新型腰椎融合器。     

Effects of discectomy on the stress distribution in the lumbar spine.

The change of the stress distribution of the lumbar spine after discectomy was analysed by the three-dimensional finite element method. It was shown that the stress level in the posterior element was higher, but that in the anterior element was lower than before disc excision. The most significant change of the stress distribution was found in the trabecular bone of the vertebral body. It is considered that in discectomy the normal disc tissue should be preserved as much as possible to maintain good function of the spine.

     

一氧化氮在突出腰椎间盘中的表达

目的：探讨一氧化氮（NO）在腰椎间盘退变及腰椎间盘突出症引起的坐骨神经痛发生中可能起到的作用。方法：测定25例腰椎间盘突出症患者手术取出的髓核组织中一氧化氮，一氧化氮合酶（NOS）的含量，以5例新鲜尸体的腰椎间盘髓核组织作为正常对照。对患者坐骨神经痛的程度以Dallas疼痛调查表作评分。结果：在腰椎间盘髓核组织中测得NO与NOS的存在，患者组含量明显高于正常对照组（P＜0．01），NO的含量与疼痛程度有相关性。结论：在腰椎间盘退变及腰椎间盘突出症引起的坐骨神经痛的发生中，一氧化氮可能起到某种重要作用。     

腰椎退行性疾病手术患者椎间盘退变及责任间隙分布情况研究

背景　椎间盘退变是一系列腰椎退行性疾病的始动因素,既往研究多集中于腰椎间盘退变的流行病学及影像学研究方面,而关于严重腰腿痛的腰椎退行性疾病患者需手术干预的研究少见,其椎间盘退变分布规律并不明确,而责任间隙（手术节段）退变分布情况鲜有报道。目的　分析腰椎退行性疾病手术患者椎间盘退变及责任间隙分布规律。方法　选择2012年1月-2016年2月于中国人民解放军第960医院行腰椎正侧位、过伸过屈位X线和腰椎矢状位MRI检查并确诊为腰椎退行性疾病患者503例,分析腰椎间盘退变及责任间隙分布特点〔包括腰椎失稳、Modic改变、高信号区域（HIZ）、许莫结节（SN）〕;椎间盘退变分级采用Pfirrmann分级标准,Ⅰ、Ⅱ级为正常椎间盘,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级为退变椎间盘（其中Ⅳ级、Ⅴ级为严重退变）;多间隙椎间盘退变采用自定义W分级标准,即两个及以上节段椎间盘退变程度。结果　503例患者共2 515个腰椎间盘,退变率为74.08%（1 863/2 515）,严重退变率36.46%（917/2 515）。上腰椎椎间盘（L1~2、L2~3）退变率为56.96%（573/1 006）,严重退变率为34.55%（198/573）;下腰椎椎间盘（L3~4、L4~5、L5~S1）退变率为85.49%（1 290/1 509）,严重退变率为55.74%（719/1 290）。下腰椎椎间盘退变率、严重退变率均高于上腰椎（P<0.05）。≥40岁女性腰椎间盘退变率高于男性（P<0.05）。<40岁男性腰椎失稳发生率与女性比较,差异无统计学意义（P>0.05）;而Modic改变、HIZ、SN发生率两性别间比较,差异均有统计学意义（P<0.05）。≥40岁女性腰椎失稳发生率高于男性（P<0.05）;而Modic改变、HIZ、SN发生率两性别间比较,差异均无统计学意义（P>0.05）。≥40岁男性Modic改变、HIZ与女性腰椎失稳、HIZ、SN与<40岁者发生率比较,差异均有统计学意义（P<0.05）。腰椎失稳、Modic改变、SN和HIZ腰椎退变节段分布情况比较,差异均有统计学意义（P<0.01）。手术节段单间隙381例,两间隙102例,三间隙14例,四间隙4例,五间隙2例;责任间隙椎间盘退变率为99.01%（498/503）,严重退变率为62.82%（316/503）。结论　腰椎退行性疾病手术患者的椎间盘退变率较高,且女性较高,下腰椎椎间盘高于上腰椎椎间盘,女性腰椎失稳、Modic改变发生率均高于男性,SN发生率低于男性,40岁是男性Modic改变及HIZ发生的转折点,也是女性腰椎失稳、HIZ、SN发生的转折点。责任间隙椎间盘大部分发生退变,且严重退变率较高。     

胸椎MRI终板Modic改变在非特异性胸背痛患者中的分布情况

目的：探讨非特异性胸背痛患者终板Modic改变在胸椎MRI上的分布情况,分析其与椎间盘退变的关系。方法：选取2013年5月～2015年4月因胸背痛在我院行胸椎MRI检查的患者,排除特异性疼痛,共纳入384例,其中男178例,女206例,年龄18～85岁,分析MRI矢状位图像资料,记录椎体终板Modic改变的发生率、类型、分布节段及相邻椎间盘退变等级,统计并分析Modic改变的分布规律及其与椎间盘退变的关系。结果：21例患者23个椎间盘存在终板Modic改变,占入选患者5.5%,ModicⅠ型、Ⅱ型和Ⅲ型的个数分别为4个、10个、9个,出现Modic改变的节段为T5/6（2个）,T6/7（2个）,T7/8（4个）,T8/9（3个）,T9/10（3个）,T10/11（4个）,T11/12（5个）;中下胸椎分布多于上胸椎;终板Modic改变相邻椎间盘退变分级,2级1个,3级5个,4级10个,5级7个,椎间盘退变与Modic改变有相关性。结论：胸椎Modic改变发生率较低,以中下胸椎多见,椎间盘退变与Modic改变的发生具有相关性。     

单侧椎板开窗髓核摘除术对相邻节段椎间盘的生物力学影响

目的 应用非线性有限元分析研究单侧椎板开窗髓核摘除术对相邻节段不同程度退变椎间盘应力分布的影响.方法 墓于断层CT图像建立L3～L5节段三维非线性有限元模型,并依据L3～L4椎间盘不同退变程度建立轻、中和重度退变有限元模型,以及单侧椎板开窗髓核摘除术后模型.在模拟前屈、后伸、左右侧弯和左右旋转六个主要生理活动条件下,分析相邻节段椎间盘L3～L4髓核和纤维环von Mises应力极值变化.结果 行L4～L5左侧椎板开窗髓核摘除后,相邻L3～L4椎间盘为健康椎间盘时,髓核和纤维环基质内von Mises应力极值后伸最大,左侧弯时最小;轻度退变时,应力极值在左侧弯时增加最明显;中度退变时,髓核和纤维环基质von Mises应力极值减小,但仍高于健康椎间盘应力;重度退变时,髓核内von Mises应力极值均较轻中度椎间盘退变时下降,除轴向旋转运动外,甚至低于健康椎间盘时的应力值;纤维环基质内von Mises应力值较轻中度退变时下降,但仍高于健康椎间盘内纤维环应力,尤以左侧弯时明显.结论 当相邻节段椎间盘退变时,行单侧椎板开窗髓核摘除后避免同侧侧弯可以减少异常应力的产生,降低椎间盘退变加速的风险.

Abstract：

Objectives To study the stress distribution of the adjacent different grades of disc degeneration underwenting unilateral laminectomy and discectomy surgery using non-linear finite element analysis. Methods Based on the lumbar CT scans, the finite element model (FEM) of lumbar spinal segment(L3-L3) was established. According to L3-L4 intervertebral disc degeneration, different grades of disc degeneration( healthy,mild, moderate and severe) models were established and unilateral laminectomy and discectomy surgery were also established. Physiological action such as flextion , extension , lateral bending and lateral rotation was simulated and the yon Mises stress in the nucleus pulposus and annulus fibrosus matrix of L3-L4 disc was investagated. Results After unilateral laminectomy and discectomy surgery, the extremum value of yon Mises stress of nucleus pulposus and annulus fibrosus matrix was maximum during extension and minimus left bending in the healthy intervertebral disc. Compared with healthy disc, the increment of extremum value was found during left bending in the mildly degenerated disc. When the value decreased in the moderately degenerated disc, but still higher than that in the healthy disc. When the adjacent disc is severly degenerated, the extremum value of nucleus pulposus decreased, in addition to axial rotation, and even lower than that of healthy disc. The value of annulus matrix decreased and still higher than that of healthy disc , especially during left bending. Conclusions After unilateral laminectomy and discectomy surgery, avoiding lateral bending will reduce the abnormal stress in the degenerated disc and decreased the risk of accelerating disc degeneration.     

腰椎关节突关节方向性解剖及对椎间盘退变的影响

目的：探讨腰椎关节突关节方向性及对腰椎间盘退变的影响。方法：完整骨骼标本18具,男性12具,女性6具。用万能角度尺手工和CT图像测量腰椎关节突关节角度数值。结果：从L1－L5腰椎关节突关节角度值逐渐增大,由相对矢状位渐变为相对冠状位。两种方法测量结果用秩和检验无显著性差异。结果：腰椎关节突关节角从L1－L5逐渐增大,适应了正常人体下腰椎活动较上腰椎大的需要,可能是下腰椎间盘容易发生退行性改变的影响因素。     

基质金属蛋白酶-3和维生素D受体的基因多态性与腰椎间盘退变的易感性

目的探索基质金属蛋白酶-3（MMP-3）和维生素D受体（VDR）的基因多态性与腰椎间盘退变的关系。方法采用病例对照研究方法，以CT确诊腰椎间盘退变患者178人为病例组，随机选择体检人员中无腰背痛史且腰椎功能正常者284人为对照。应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）的方法分析MMP-3和VDR的基因多态性。结果MMP-3和VDR-Apa的等位基因5A和A在病例组中的分布明显高于对照组（P〈0．05），其OR值分别为1．96和1．70。而VDR-Taq的等位基因t在两组间分布没有统计学差异（P〉0．05）。分层分析显示男性腰椎间盘退变仅与MMP-3基因多态性有关，而女性则与MMP-3和VDR-Apa基因多态性均有关。叉生分析显示MMP-3的等位基因5A和VDR-Apa的等位基因A同时存在对腰椎间盘退变有交互促进作用。结论MMP-3和VDR-Apa的多态基因型是腰椎间盘退变的危险基因。     

脊柱腰段三维有限元模型的构建与椎间盘应力分析

［摘要］ 目的建立正常脊柱腰段三维有限元模型,为生物力学研究及腰椎损伤研究提供可靠模型。 方法采集1名健康成年男性脊柱腰段CT和MRI断层影像数据,应用Mimics软件依据CT数据对全部腰椎骨及骶骨上部进行三维模型重建,依据MRI数据对L1~L5椎间盘髓核进行三维模型重建。将椎骨与髓核进行空间配准,在此基础上建立椎间盘、关节囊和韧带的三维模型。在Ansys中划分网格并定义材料属性,对模型施加运动性载荷模拟脊柱腰段处于前屈、后伸、侧弯和扭转等运动工况下的生物力学特征,验证模型的有效性。 结果建立了完整的脊柱腰段三维有限元模型,包含椎骨、椎间盘、骶骨上端、韧带、关节囊等重要结构,总节点数为104 190个、总单元数为339 165个。模型通过有效性验证,运动工况下的角位移范围和椎间盘的应力分布特点符合腰椎的生物力学特性。 结论本研究建立的三维有限元模型仿真度高,可用于脊柱腰段的生物力学研究以及模拟疾病和手术对腰椎生物力学的影响。     

白细胞介素1受体拮抗剂基因86bp可变串联重复序列多态性与椎间盘疾病的关系

目的 研究汉族人白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)基因86 bp可变串联重复序列(VNTR)多态性与椎间盘疾病和椎间盘退变的关系.方法 采用聚合酶链反应技术,扩增81例椎间盘疾病患者和101例对照者中包含IL-1Ra基因86bpVNTR位点的片段,直接电泳法鉴定IL-1Ra基因86 bp VNTR的多态性情况,MRI检测两组的椎间盘退变情况,比较其中小于45岁者86 bp VNTR多态性与椎间盘疾病与椎间盘退变的关系.结果 椎间盘疾病病例组及对照组中均存在IL-1Ra基因86 bp VNTR位点多态性情况,IL-1Ra基因86 bp VNTR位点1/1、2/2和1/2表型,1、2等位基因与椎间盘疾病有关,但IL-1Ra基因86 bp VNTR位点核苷酸1/1、2/2和1/2基因型与腰椎间盘退变严重程度无关.结论 在汉族人中,存在IL-1Ra基因86 bp VNTR位点核苷酸多态性,其仅与椎间盘疾病有关,与椎间盘退变严重程度无关.     

Lumbar intervertebral disc prosthesis. An experimental study.

To provide a more effective treatment and improve the outcome of surgical treatment of lumbar intervertebral disc protrusion, the values of lumbar intervertebral disc prosthesis (LIDP) were investigated. LIDP was specially designed and made of silicone rubber. The properties of material mechanics were investigated by compressive test and damage test of LIDP specimens. The biocompatibilities of LIDP were observed experimentally in monkeys. The surgical applicabilities were studied by in vitro experiments of fresh human lumbar spine. The results showed that LIDP has the advantages of good biomechanical applicability, biocompatibility and surgical applicability. LIDP is able to maintain the intervertebral space, stress balance and stability of the lumbar spine. after lumbar intervertebral disc excision, the replacement of LIDP could restore the functions of the lumbar spine and improve the curative results of disc excision.

     

腰椎间盘退变中终板骨软骨炎的低场MRI诊断

目的探讨低场MRI对腰椎间盘退变中终板骨软骨炎的诊断价值。方法对60例腰椎间盘退变中终板骨软骨炎的低场MRI表现进行回顾性分析。结果 60例患者共累及终板136个,按Modic分型,Ⅰ型77个（56.6%）;Ⅱ型45个（33.1%）;Ⅲ型14个（10.3%）。多发累及49例（81.7%）;单发11例（18.3%）。好发于下腰段,累及双侧终板多见。结论低场MRI能准确显示腰椎间盘退变中终板骨软骨炎的部位、范围及各期信号特点,为临床制定合理的治疗方案提供了有力依据。     

114例腰椎间盘退变伴终板骨软骨炎的MRI诊断分析

目的探讨腰椎间盘退变伴终板骨软骨炎的磁共振成像(MRI)表现及临床意义。方法回顾性分析经临床及影像学确诊114例腰椎间盘退变伴终板骨软骨炎的MRI表现。结果 114例病例中共累及终板234个,按Modic分型其中Ⅰ型82个(35%);Ⅱ型136个(58.1%);Ⅲ型16个(6.8%);单发累及72例(63.2%),多发累及42例(36.8%);病变好发于下腰段。结论腰椎间盘退变伴终板骨软骨炎是造成临床上腰痛的重要原因之一,MRI是该病的有效检查方法,能够反映该病的临床特点。     

复杂性腰椎管狭窄症的有限元建模与分析

目的精确建立复杂性腰椎管狭窄症(lumbar spinal stenosis,LSS)的退变腰椎全节段有限元模型,与正常模型进行对比。方法选取复杂性LSS患者采集CT数据,采用专用生物力学软件建立退变腰椎全节段模型,同时构建正常材质和几何形态的腰椎模型,用相同边界条件进行对比分析。结果复杂性LSS腰椎的刚度增加、活动度范围比正常模型要小,特别是后伸工况减少了25.4%。总体上,退变腰椎的应力有增大趋势,退变节段椎间盘L4～L5和邻近上位椎间盘L3～L4的终板、髓核和和维环基质应力分布趋向四周边缘集中,特别是基质应力最大增加129%。结论复杂性腰椎管狭窄症的腰椎有限元模型的活动度减少、刚度增加,退变椎间盘四周出现应力集中,促进邻近椎间盘退变。     

棘突间稳定器治疗腰椎退行性疾病的早期疗效观察

目的:探讨棘突间稳定器治疗腰椎退行性疾病的早期临床疗效。方法:2008年1~5月间,采用上海锐植生产的棘突间稳定器治疗腰椎间盘突出症伴椎管狭窄患者7例,腰椎节段性不稳定1例;其中男2例,女6例,年龄38~68岁,平均(53.4±11.8)岁;病变部位:L3~4节段1例,L4~5节段7例。采用JOA评分评价手术前、后腰腿痛情况,手术前、后上下终板夹角测定腰椎活动度,中立位腰椎侧位片测量并比较椎间盘高度改变。平均随访(2.8±1.13)个月(0.5~4个月)。结果:术后患者腰腿痛有明显缓解,JOA评分术前20.1±1.46,术后6.9±1.96,两者比较差异有统计学意义(P<0.05);终板夹角术前为24.5°±4.4°,末次随访时为24.3°±3.5°,两者比较差异无统计学意义(P>0.05);椎间高度术前为(10.2±0.64)mm,末次随访时为(11.5±0.71)mm,两者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论:正确选择合适的病例,棘突间稳定器治疗腰椎退行疾病是一个有效而可靠的方法。     

腰椎间盘突出症影响因素的逐步判别分析

目的 研究腰椎间盘突出病变的临床及解剖影响因素,探讨腰椎间盘突出的发病机制。方法 随机选择腰椎间盘突出病人142例和正常对照组74例,采用MRI检查,量化分析年龄、劳动强度、外伤史、身高／体重比值、腰椎最大力矩、腰椎节段两相邻椎体轴线夹角、腰椎间盘变性程度、关节突关节形态和方位、腰大肌横断面积等10项可能相关指标,采用PEMS软件,用Bayes法逐步判断分析,建立判别函数,找出与腰椎间盘突出关系最密切的因素。结果 从判别函数式可知,在影响腰椎间盘突出的多个因素中,只与年龄、腰椎力矩、关节突关节面夹角、腰大肌 横断面积、椎间盘变性程度、劳动强度和身高／体重比值7个因素有关,而身高／体重比值、劳动强度、腰大肌横断面积与腰椎间盘突出关系最密切。结论 体重过大、劳动强度增大、双侧腰大肌不对称是腰椎间盘突出关系最密切的影响因素。     

腰腿痛的CT及MRI诊断分析

目的分析CT与MRI诊断腰腿痛的影像学特点并比较两种检查方法在腰腿痛病因明确方面的临床价值。方法选择我院2013年10月-2015年10月期间收治66例因腰腿痛就诊的患者作为研究对象,所有患者均予以CT检查与MRI检查,分析影像学表现并明确病因。结果 CT与MRI检查发现患者腰腿痛主要原因包括椎间盘膨大与突出、腰椎退变(增生及疏松)、椎间盘变性、椎管狭窄、腰椎滑脱、终板炎(许莫结节)、腰椎(管)肿瘤、腰肌劳损等,其中MRI检查对椎间盘变性、腰肌劳损的确诊率高于CT,差异有统计学意义(P0.05)。结论 CT与MRI在腰腿痛临床诊断中均有较大应用价值,其中CT由于扫描范围有限,检查层面不同,脊髓肿瘤漏诊误诊可能性较大,对终板炎、腰椎退变、椎体肿瘤所引起疼痛的显示不如MRI,因而可将MRI作为首选检查方法,若医院无MRI设备,也可将CT作为替代方法。