不同单节段颈椎前路椎间融合系统对邻近节段的生物力学影响

目的对比Zero-P零切迹颈椎前路椎间融合固定系统和Cage-Plate融合系统对相邻节段的生物力学影响,为单节段颈椎病的治疗远期临床疗效提供参考。方法选择正常人CT扫描数据建立颈椎C1~7有限元模型,在验证模型的有效性后,分别建立在颈椎C5~6植入Zero-P和Cage-Plate融合系统的有限元模型。分别加载1.5 N·m扭矩模拟颈椎前屈、后伸、侧弯和旋转运动,对比正常情况下颈椎和分别植入Zero-P与Cage-Plate融合系统后相邻节段活动范围(range of motion,ROM)变化和椎间盘髓核、纤维环、终板及小关节上的应力。结果两种颈椎融合器植入后,C4~5椎间ROM增大20%,但C6~7椎间ROM增大120%,C4~5、C6~7髓核上的应力分别增大78%、110%,相邻节段终板和纤维环上的应力均有所增大。结论 Cage-Plate和Zero-P融合系统植入后均会引起相邻节段ROM增大,以及相邻椎间盘髓核、纤维环和小关节上应力增大,长远上会引起邻近节段的病变。但Cage-Plate和Zero-P融合系统对邻近节段的生物力学影响没有本质区别。     

ROI-C椎间融合器植入对颈椎生物力学的影响

目的研究ROI-C椎间融合器植入颈椎C5~6节段后对下颈椎C3~7整体关节活动度(range of motion,ROM)、椎间盘与椎体生物力学特性及力传导模式的影响。方法采用ROI-C植入和植骨融合钢板内固定两种术式建立颈椎C5~6节段退行性病变的有限元模型,分析两种术式下C3~7颈椎段在前屈、后伸、侧弯和轴向旋转时ROM以及椎间盘、椎体和内植入器械的应力分布情况。结果 ROI-C植入后对邻近节段ROM的影响相对较小,减小了椎间盘的负荷,但椎体应力显著增加,C5椎体应力增加了251%。植骨融合内固定后,手术节段ROM减小86%~91%,邻近节段ROM以及椎间盘和椎体应力均明显增加。结论 ROI-C植入对颈椎ROM和椎间盘应力的影响较小,对椎体应力的影响较大。研究结果可为ROI-C植入和植骨融合钢板内固定临床植入手术方案的设计和研究提供理论依据。     

一种新型人工颈椎间盘置换的生物力学研究

目的研究新型人工颈椎间盘(Pretic-I)置换和颈椎前路椎间固定对颈椎活动范围(Range of motion,ROM)及邻近节段椎间盘髓核内压力(Intradiscal Pressures,IDPs)的影响。方法新鲜尸体颈椎标本6具,先后依次作为完整组(A组)、C_(5/6)人工椎间盘置换组(B组)和C5/6前路椎间固定组(C组)进行生物力学测试。给予75N跟随载荷,前屈/后伸、左/右侧弯及左/右轴向旋转均施加2.0Nm的纯力矩载荷,在0.2Nm/S的变化条件下测量手术节段及邻近节段ROM,以及邻近节段IDPs。结果 B组与A组在手术节段及邻近节段的ROM相比均无显著性差异(0.05)。在C_(5/6)节段,C组的ROM明显小于A组和B组(0.05)。在C_(4/5)、C_(6/7)节段,C组的ROM则明显大于其他两组(0.05)。B组和A组的C_(4/5)及C_(6/7)节段IDPs相比均无显著性差异(0.05),而C组的C_(4/5)和C_(6/7)节段IDPs均较其他两组显著增加(0.05)。结论 Pretic-I人工颈椎间盘置换术较好的维持了手术节段及邻近节段的活动范围,并保持了邻近节段椎间盘髓核内压力。     

动态稳定器植入术后颈椎生物力学的有限元分析

本文研究动态稳定器(DCI)植入术对下颈椎邻近节段的关节活动度(ROM)、椎间盘与椎体的生物力学特性及力传导模式的影响。首先采用DCI植入和椎间植骨融合两种术式建立颈椎C5、6节段退变治疗的有限元模型,分析两种术式下C3~7段颈椎在前屈、后伸、侧弯和旋转时的ROM及椎间盘和椎体的应力分布情况。结果表明DCI植入后手术节段ROM保留效果明显(减小幅度25%),对邻近节段运动学特性影响较小。植骨融合后手术节段的ROM丧失86%~91%,邻近节段的ROM和椎间盘、椎体应力均显著增加,C5椎体应力增加达171.21%。因此DCI植入对颈椎ROM和应力影响较小,本文结果可为DCI植入与植骨融合的临床手术提供理论依据。     

颈后路全内镜下颈椎间盘切除术与颈前路颈椎间盘切除植骨融合术治疗颈椎间盘突出症的疗效对比

目的比较颈后路全内镜下椎间盘切除术(PPECD)与颈前路颈椎间盘切除植骨融合术(ACDF)治疗单节段旁中央型颈椎间盘突出症的疗效和对邻近节段退变的影响。方法回顾性分析2016年1月至2018年1月期间在本院行手术治疗的88例单节段旁中央型颈椎间盘突出症患者病例资料。按照所行的手术方式分为PPECD组(n=42)及ACDF组(n=46)。比较两组患者的基线情况,手术前、后颈及上肢视觉疼痛评分(VAS),颈椎功能障碍指数(NDI),手术邻近节段左、右侧屈曲及前屈后伸测定值和颈椎相邻节段退变情况。结果两组患者术后随访时间均为12个月。末次随访时,两组患者颈及上肢VAS和NDI评分与术前相比均有改善(0.05),而两组间比较差异无统计学意义(0.05); PPECD组邻近节段左、右侧屈曲及前屈后伸测定值术前比差异无统计学意义(0.05),ACDF组较术前增大(0.05),并且大于PPECD组(0.05); PECD组颈椎邻近节段退变情况优于ACDF组(0.05)。结论 PPECD和ACDF均能显著改善单节段旁中央型颈椎间盘突出症患者的临床症状,但PPECD对维持患者术后颈椎活动度、减少术后邻近椎体节段退变有一定优势。     

人工颈椎间盘置换术与融合术的生物力学比较

目的 分析颈前路植骨融合术（anterior cervical discectomy and fusion,ACDF）与颈椎间盘置换术（total disc replacement,TDR）后颈椎生物力学特性。方法 采用12具人体颈椎标本,通过三维非接触式光电测量系统及位移控制方式,测试原始状态（intact）、TDR及ACDF术后各节段在前屈与后伸、左侧弯与右侧弯、左旋转与右旋转6种独立工况的运动和载荷分布,并探讨颈椎正常生理运动规律及植入器械特点。结果TDR术后,颈椎各节段运动保留效果明显,能恢复接近正常的运动,并以屈伸、旋转工况为优;同等工况下ACDF术后手术节段运动丢失达73.41%,其他节段运动也存在明显改变。侧弯工况两者均存在较大运动改变,TDR达45.92%,ACDF达108.06%。试验发现,颈椎正常生理运动为空间三轴耦合运动,以侧弯工况耦合程度最大,绕X轴运动分量达35%,TDR术后,颈椎能恢复接近正常的耦合运动规律。结论TDR术能使颈椎恢复更接近正常的生理运动,在屈伸、旋转工况效果最好,侧弯次之。本研究为TDR与ACDF的临床手术提供理论依据和定量参考。     

人工颈椎间盘置换术后颈椎生物力学的有限元分析

目的研究人工颈椎间盘植入术后节段的活动以及临近节段椎间盘、椎体内应力改变。方法建立C4～C7有限元模型，于C5C6之间分别植入人工椎间枯及植骨融合，计算在正常加载下压缩、屈曲、侧偏、轴向旋转时C4C5椎间盘及C5椎体内应力变化，以及C5C6节段的活动度。结果植入人工椎间盘后，该节段的活动基本正常，植骨融合术后该节段的活动丧失60～80％。植骨融合术后在压缩状态时，临近的上下椎间盘内应力明显增加，C5椎体内应力增加幅度最人，人工椎间盘置换术后临近节段椎间盘及椎体内应力变化很小。结论人工颈椎间盘置换可以恢复颈椎的正常活动，对于临近节段的牛物力学影响甚微。     

人工颈椎间盘的特性及临床应用研究现状

颈椎前路减压植骨融合内固定术﹙anterior cervical discectomy and fusion,ACDF﹚在过去50年里,已经被成功运用于治疗有症状的神经根型颈椎病和脊髓型颈椎病。尽管ACDF手术的疗效是确切的,但由于ACDF手术在将椎间盘摘除减压后,通常会植入自体髂骨或Cage将手术节段融     

Prestige人工颈椎间盘置换术后异位骨化对颈椎活动度的影响

目的 分析Prestige人工颈椎间盘置换术后异位骨化（HO）对颈椎置换节段活动度（ROM）的影响,探讨导致人工颈椎间盘置换术后异位骨化形成的相关因素。方法 回顾性分析重庆医科大学附属第一医院骨科2014年1月～2018年1月受Prestige人工颈椎间盘置换术的 66例患者。在颈椎X线片上分析评估,测量置换节段活动度,并使用McAfee分级对异位骨化进行分级,采用 Wilcoxon 符号秩和检验分析异位骨化形成和与置换节段活动度间的关系,采用 t 检验分析异位骨化分级和对置换节段活动度间的影响。使用 Logistic 回归分析评估年龄、性别、身体质量指数（BMI）,置换节段数量,术前项韧带骨化情况,病变椎间隙高度与相邻椎间隙高度比值、置换节段术前及术后活动度及围手术期非甾体类抗炎药（NSAIDs）的使用情况等因素与颈椎间盘置换术后异位骨化形成的关系。结果 66例患者中23例患者末次随访时出现异位骨化,发生率为34.8％。异位骨化组置换节段活动度明显小于无异位骨化组,两者比较差异有统计学意义（P＜0.05),McAfee Ⅲ~Ⅳ级置换节段活动度明显小于McAfee Ⅰ~Ⅱ级组,两者比较差异有统计学意义（P<0.01）。相关性分析结果显示,置换节段术前活动度及术后活动度与术后异位骨化具有相关性（P＜0.05)。进一步选择置换节段术后活动度因素进行ROC曲线分析,置换节段术后活动度≤8°更容易发生异位骨化。结论 Prestige人工颈椎间盘置换术后,异位骨化会导致置换节段活动度的减少,异位骨化分级越高置换节段活动度减少越明显。人工颈椎间盘置换术后异位骨化形成的发生与置换节段术前及术后活动度有关,术后置换节段活动度≤8°更容易发生异位骨化。     

不同方式颈椎融合手术对上颈椎Jefferson骨折稳定效果的影响

目的建立人体上颈椎C0～3节段Jefferson骨折有限元模型,分析后路寰枢椎融合(posterior atlantoaxial fusion,PSF)和枕颈融合(occipitocervical fusion,OCF)对颈椎椎体生物力学特性和钉棒系统力传导特性的影响。方法基于CT图像建立人体上颈椎C0～3节段Jefferson骨折模型,依据临床手术方案实施PSF、OCF1和OCF2内固定术,施加50 N集中力和1.5 N·m力矩于枕骨底部,研究上颈椎C0～3节段在前屈、后伸、侧屈和旋转运动时,颈椎椎体的应力分布和关节活动度(range of motion,ROM)、钉棒系统最大应力以及椎间盘的应力分布情况。结果 OCF1和OCF2椎体ROM较PSF增加,钉棒应力减少,OCF具有较好的固定效果。结论 PSF、OCF1、OCF2固定术式均可减少上颈椎ROM,重建上颈椎的稳定性,使椎体和椎间盘应力分布趋向正常水平。研究结果可为临床手术方案提供理论依据。     

半限制型人工颈椎间盘置换与植骨融合术后下颈椎生物力学的有限元分析

目的 研究Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换术与植骨融合术后下颈椎活动度（range of motion, ROM）、椎间盘应力、韧带张力的生物力学特性以及植入假体力学性能的改变。方法 建立C5~6椎间盘退变3种手术方案：Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换和自体髂骨植骨融合有限元模型,同时建立C4~7节段下颈椎原始模型。分析术后下颈椎C4~7节段在矢状面、冠状面及横断面上椎体的生物力学特性变化。结果 术后手术节段关节ROM变化：Discover模型增加12.7%~73.1%,Prodisc-C模型增加74%~98%,植骨融合模型下降55.8%~71.8%。Discover置换后上邻近椎间盘应力无明显增加,下邻近椎间盘应力在前屈、后伸、轴向旋转工况下减少33.2%~54.2%,囊韧带张力增幅比Prodisc-C置换后减少30%~40%。Discover假体最大应力（36.72 MPa）出现在前屈工况下,小于Prodisc-C假体的最大应力（42.66 MPa）。结论 人工椎间盘置换术可以保留手术节段的运动性能,Discover作为新一代人工椎间盘假体,在减少韧带负担和维持脊柱稳定性方面有所进步。研究结果可为颈椎前路融合手术和人工颈椎间盘置换术的临床研究提供理论依据。     

Radiological Changes in Adjacent and Index Levels after Cervical Disc Arthroplasty

PurposeThe purpose of this retrospective study was to evaluate radiological and clinical outcomes in patients undergoing cervical disc arthroplasty (CDA) for cervical degenerative disc disease. The results may assist in surgical decision-making and enable more effective and safer implementation of cervical arthroplasty.Materials and MethodsA total of 125 patients who were treated with CDA between 2006 and 2019 were assessed. Radiological measurements and clinical outcomes included the visual analogue scale (VAS), the Neck Disability Index (NDI), and the Japanese Orthopaedic Association (JOA) myelopathy score assessment preoperatively and at ≥2 years of follow-up.ResultsThe mean follow-up period was 38 months (range, 25–114 months). Radiographic data demonstrated mobility at both the index and adjacent levels, with no signs of hypermobility at an adjacent level. There was a non-significant loss of cervical global motion and range of motion (ROM) of the functional spinal unit at the operated level, as well as the upper and lower adjacent disc levels, compared to preoperative status. The cervical global and segmental angle significantly increased. Postoperative neck VAS, NDI, and JOA scores showed meaningful improvements after one- and two-level CDA. We experienced a 29.60% incidence of heterotrophic ossification and a 3.20% reoperation rate due to cervical instability, implant subsidence, or osteolysis.ConclusionCDA is an effective surgical technique for optimizing clinical outcomes and radiological results. In particular, the preservation of cervical ROM with an artificial prosthesis at adjacent and index levels and improvement in cervical global alignment could reduce revision rates due to adjacent segment degeneration.     

杂交术治疗多节段颈椎病后生物力学有限元分析

目的　有限元分析法探讨应用Mobi-C假体的颈人工椎间盘置换（artificial cervical disc 　replacement, ACDR）联合椎间植骨融合术（Anterior cervical decompression and fusion,ACDF）治疗多节段颈椎病的生物力学特点。 方法　在已验证的下颈椎有限元模型基础上,对模型施加了头颅预载荷74 N及1.8 Nm纯力矩,模拟2组行C-ADR联合ACDF手术方式及1组行三节段ACDF手术方式,在各工况下分析术后2组杂交术式假体各部件的应力特点和3组重建模型各节段关节突关节的应力改变。 结果　⑴杂交术式重建模型中Mobi-C假体上终板应力均高于下终板应力;⑵终板应力分布主要集中在终板中央偏后,最高值分别为M1组79.4Mpa,M2组为70.9Mpa;内衬应力分布集中于中央两翼,最高值分别为M1组11.6Mpa,M2组为14.4Mpa;⑶三处理组与正常组相比,行C-ADR节段的关节突关节应力增加;行ACDF节段的关节突关节应力降低;而三节段融合组邻段关节突关节应力较正常组及杂交术式组明显增高。 结论　应用Mobi-C假体的杂交术式治疗多节段颈椎病,假体不易出现下沉,较多节段融合术式能更好的维持邻段关节突关节应力。     

新型国产人工颈椎间盘置换对山羊邻近节段影响的实验研究

目的 比较新型国产人工颈椎间盘置换与颈椎前路减压植骨融合内固定术对山羊施术节段邻近颈椎间盘退变的影响。方法 12只实验山羊随机分为3组,每组4只：间盘组（CDR组）行C_3/4间盘摘除、新型国产人工颈椎间盘植入术;融合组（ACDF组）行C_3/4间盘摘除、植骨融合内固定术;对照组不进行手术。分别于术后1、3个月行颈椎正侧位X线检查,根据改良Kellgren评分法及椎间盘相对高度测量（RDH）法进行评价。结果 动物实验中所有山羊均成活,无切口感染及肢体瘫痪。间盘组与对照组在术后1个月与3个月Kellgren评分比较,差异无统计学意义（P＞0.05）;术后1个月与术后3个月融合组Kellgren评分高于间盘组,且差异有统计学意义（P＜0.05）。三组术前的RDH比较差异无统计学意义,术后1个月及3个月融合组的RDH均低于间盘组、对照组,且与两组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）,间盘组与对照组术后RDH比较差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 新型国产人工颈椎间盘置换可以有效防止山羊颈椎手术邻近节段的退变。     

Cervical Arthroplasty for Moderate to Severe Disc Degeneration: Clinical and Radiological Assessments after a Minimum Follow-Up of 18 Months: Pfirrmann Grade and Cervical Arthroplasty

Purpose

Clinical outcomes and radiologic results after cervical arthroplasty have been reported in many articles, yet relatively few studies after cervical arthroplasty have been conducted in severe degenerative cervical disc disease.

Materials and Methods

Sixty patients who underwent cervical arthroplasty (Mobi-C®) between April 2006 and November 2011 with a minimum follow-up of 18 months were enrolled in this study. Patients were divided into two groups according to Pfirrmann classification on preoperative cervical MR images: group A (Pfirrmann disc grade III, n=38) and group B (Pfirrmann disc grades IV or V, n=22). Visual analogue scale (VAS) scores of neck and arm pain, modified Oswestry Disability Index (mODI) score, and radiological results including cervical range of motion (ROM) were assessed before and after surgery.

Results

VAS and mean mODI scores decreased after surgery from 5.1 and 57.6 to 2.7 and 31.5 in group A and from 6.1 and 59.9 to 3.7 and 38.4 in group B, respectively. In both groups, VAS and mODI scores significantly improved postoperatively (p<0.001), although no significant intergroup differences were found. Also, cervical dynamic ROM was preserved or gradually improved up to 18 months after cervical arthroplasty in both groups. Global, segmental and adjacent ROM was similar for both groups during follow-up. No cases of device subsidence or extrusion were recorded.

Conclusion

Clinical and radiological results following cervical arthroplasty in patients with severe degenerative cervical disc disease were no different from those in patients with mild degenerative cervical disc disease after 18 months of follow-up.