穹顶形开窗减压治疗腰椎管狭窄症的临床与实验研究

【摘要】  ［目的］介绍穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症的临床应用，并进行临床疗效评估及生物力学研究。［方法］穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症患者197例，平均年龄52.7岁，平均病程6年8个月，进行手术前后疗效评分对比。生物力学研究选用30具正常新鲜成年雄性家猪腰椎标本，随机分为3组，测试载荷应变变化、应力-强度变化、载荷-位移变化、轴向刚度、扭转强度和刚度、极限力学性能等6项指标，实验数据进行统计分析。［结果］术后M-JOA评分平均下降16.79分。优良率达95.9％。生物力学试验显示穹顶形开窗减压组的6项指标接近正常组，与全椎板切除组比较均具有显著性差异。［结论］穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症临床疗效满意，对腰椎后部结构破坏少，对其稳定性影响小，是一种治疗腰椎管狭窄症有效的方法。

【关键词】  腰椎管狭窄症； 穹顶形开窗减压术； M-JOA评分； 生物力学试验

　　本院从2003年9月～2006年1月对197例腰椎管狭窄症患者施行了376个间隙的穹顶形开窗减压术〔1〕（图1），并进行临床疗效评估和生物力学的实验研究，现总结报告如下。

　　1  临床研究

　　1.1  临床资料
   
　　本组男97例，女100例；年龄39～75岁，平均52.7岁。病史2～20年，平均6年8个月。178例为退变性狭窄，19例为发育性椎管狭窄，96例合并腰椎间盘突出。狭窄部位以L4、5居多，为147例。本组病例均有间歇性跛行及腰腿痛症状，大小便功能障碍者5例。术前MJOA评分，重度61例，中度107例，轻度29例。术后留置负压引流，通常48 h拔除。术后24 h锻炼直腿抬高，预防神经根黏连，术后48 h锻炼腰背肌，可以在腰围保护下行走及功能锻炼。

　　图1人体腰椎骨标本上穹顶形椎管扩大成形术方法示意图（略） 

　　a.椎间开窗；b.切除上关节突内缘；c.内板切除范围 

　　图2L3、4节段手术前后椎管CT图像变化，术前（a）椎管为三角形，术后（b）椎管呈穹顶样的半圆形（略） 

　　a.手术前CT图像；b.手术后椎管CT图像

　　1.2  结果
   
　　术后随访3～28个月，平均21个月。临床疗效评定，参照改良的日本骨科学会下腰痛评分法（M-JOA）。优158例，良31例，可8例，差0例。平均下降16.79分，平均改善率为73.28％，优良率达95.9%，有效率为100％。硬脊膜损伤修补4例。
   
　　2  生物力学研究

　　2.1  材料和方法
   
　　选用30具新鲜成年雄性家猪腰椎L1～6标本，X线检查排除脊柱疾患，标本逐步处理分为3组：A组：全椎板切除组，B组：穹顶形开窗减压组，C组：正常组，安装在WE10A液压万能实验机上分级加载进行测试，轴向载荷分别为100～500 N，加载速度1.5 mm／min，每项实验预载后进行正式实验。在线性载荷下分中心压缩（AC）、前屈（Flex）、后伸（Ext）、及侧屈（LB）4种不同工况顺序进行，重复加载6次以确保实测精度，扭转试验在NJ-100B型扭转试验机上进行，试验数据用方差分析进行显著性检验，均数间两两比较采用SNK法检验。
   
　　2.2  结果与分析
   
　　2.2.1  腰椎的载荷-应变变化测量结果
   
　　500 N载荷下A、B之间，A、C之间，4种工况分别统计显示均只有显著性差异（P＜0.05）；B、C之间AC、Ext、LB时分别统计显示无显著性差异（P＞0.05），而Flex时统计有显著性差异（P＜0.05）。
   
　　2.2.2  不同术式下腰椎的应力强度测量结果（图3）
   
　　500 N载荷下，A、B之间，A、C之间4种工况的应力强度值分别统计显示均具有显著性差异（P＜0.05）；B、C之间AC、Ext、LB时分别统计显示无显著性差异（P＞0.05），而Flex时统计有显著性差异（P＜0.05）。

　　图3不同术式500 N载荷时各工况应力强度对比（略）

　　2.2.3  腰椎的载荷-位移变化的测量结果
   
　　500 N载荷下A、B之间，A、C之间，4种工况的平均位移分别统计显示均具有显著性差异（P＜0.05）；B、C之间AC、Ext、LB时分别统计显示无显著性差异（P＞0.05），而Flex时统计有显著性差异（P＜0.05）。
   
　　2.2.4  腰椎的轴向刚度实验结果
   
　　500 N载荷下A、B之间，A、C之间，4种工况的轴向刚度分别统计显示均具有显著性差异（P＜0.05）；B、C之间4种工况的轴向刚度统计显示无显著性差异（P＞0.05）。
   
　　2.2.5  腰椎不同术式的扭转强度和刚度测量结果（图4）
   
　　500 N载荷下A、B之间，A、C之间，4种工况的扭转强度和刚度分别统计显示均具有显著性差异（P＜0.05）；B、C之间4种工况统计显示无显著性差异（P＞0.05）。

　　图4腰椎不同术式扭矩-扭角关系（略）

　　2.2.6  腰椎2种不同术式的极限力学性能试验结果（表1）表明
   
　　表1  腰椎不同术式的极限力学性能（略）

　　Pb表示极限载荷，Ps表示屈服载荷，△b表示极限位移，△s表示屈服位移   

　　测定结果显示极限载荷和极限位移正常组最强，其次是穹顶形开窗减压组，全椎板切除组最差，两者与正常组相比分别相差15%和38%（P＜0.05），说明了B组优于A组，即使在变形上分别相差11％和18％，同样显示前者优于后者；屈服载荷、屈服位移B组也优于A组（P＜0.05）。
   
　　3  讨论
   
　　脊柱的后部结构对稳定腰椎有十分重要的作用，近年来国内、外学者进行了大量研究。关节突关节在维持腰椎稳定性中的重要作用已为大家所共识〔2〕。椎板的作用，也渐为大家所认识。关于腰椎管狭窄症的手术治疗研究较多〔3〕，Yasutsugu Yukama〔4〕综合分析了手术疗效的影响因素，目前尚未寻找到理想的手术方式。但术中尽量保留正常组织，避免过多切除脊椎的稳定结构已成为当今骨科界的共识。
   
　　从病理解剖学角度来看，腰椎管狭窄多数呈节段性，整个腰椎管狭窄实为少见，两个相邻椎节的连接部，即上位椎节和下位椎节之间，包括关节突关节、椎间盘、黄韧带及上下椎板连接部，具有运动和稳定功能，又是最易发生退变部位，真正椎管狭窄节段水平，极少发生在椎体及椎弓根横切面上，而集中在关节突、椎间盘和椎板连接部稍上方。刘艺等〔5〕用硅橡胶在大鼠L4、5、L5、6 2个节段制成腰椎管狭窄的模型，用踏车试验对比研究了腰椎管狭窄症的病理生理机制，作者指出腰椎管狭窄一方面直接压迫刺激马尾及神经根产生临床症状；另一方面导致大鼠运动后脊髓和马尾短暂缺血，增加了后角表层神经元ERK（细胞间信号调节蛋白激酶）的活性，ERK的激活会提高疼痛敏感性，从而发生间歇性跛行。
   
　　穹顶形开窗减压术切除了黄韧带、上下关节突内侧1／3、椎板的部分内板，直接去除了导致椎骨狭窄的骨和韧带组织，减压彻底，椎管容积增大显著（图2），在三关节复合体平面完全解决了狭窄的椎管。单侧或双侧小关节内侧部分切除≤50％，保留绝大部分椎板，对脊椎的稳定性影响甚微。
   
　　穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症临床疗效满意；生物力学试验证明其对腰椎的稳定性破坏小；作者认为本术式是治疗腰椎管狭窄症理想的选择。
   

【参考文献】
  　　〔1〕 刘艺，陈金传，陈鸣，等.穹顶形开窗减压对腰椎稳定性影响的生物力学评估［J］.中国临床康复，2006，10（12）:8689.

　　〔2〕黄宗强，刘尚礼，郑召比，等.双侧小关节切除致椎间盘退变的影像学观察［J］.中国矫形外科杂志，2006，14（23）：18101812.

　　〔3〕 韩凯伟，贺石生，侯铁胜.腰椎管狭窄症的微创手术治疗［J］.中国矫形外科杂志，2006，14（17）：13111313.

　　〔4〕 Yasutsugnr.A comprehensive study of patients with surgically treated lumbar spinal stenosis with neurogenic claudication［J］.JBJS，2002，84（11）：19541959.

　　〔5〕 Liu Y,Obata K,Yamanaka H,et al.Activation of extracellular signal-regulated protein kinase in dorsal horn neurons in the rat neuropathic intermittent claudication model［J］.Pain,2004,109（1、2）:6472.

作者单位：江苏省连云港市第一人民医院骨科，222000