腰5滑移复位对神经根牵拉的CT三维重建分析

朱江军 张冬生⋆ 杨永宏 潘永清 刘淼

腰5滑移复位对神经根牵拉的CT三维重建分析

朱江军 张冬生⋆ 杨永宏 潘永清 刘淼

目的 通过CT三维重建的腰椎骨盆模型模拟分析腰5滑脱复位过程中对腰5神经根牵拉的影响。方法 选取40例成人患者，年龄20～59岁，男、女各20例，排除有腰部疾病及腰骶部骨骼畸形，对其腰椎骨盆行CT扫描，将Dicom原始数据导入到Mimics软件建成腰椎骨盆模型，利用虚拟手术功能模拟腰5滑脱复位，用三维测量工具测量腰5神经根在出椎间孔到入骨盆骶骨翼转折处的距离变化数据。结果 维持椎间隙高度不变，从腰5滑脱80%到完全复位，腰5神经根长度从41.63mm牵拉延长至47.57mm，从滑脱80%复位到60%、40%、20%，至完全复位神经根拉长分别为0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm；维持滑脱程度不变，椎间隙高度从0恢复至4mm、8mm，神经根分别被拉长1.70mm、1.74mm。结论 腰5滑脱复位过程中神经根受牵拉的程度与滑脱程度不成等比例，越接近完全复位，神经根被拉长越明显，椎间隙高度的恢复对神经根牵拉影响较为均匀。恢复椎间隙高度和纠正滑脱对神经根的牵拉产生叠加效应，加大了神经根损伤的风险。

三维重建 腰椎滑脱 复位 神经牵拉

随着脊柱内固定技术的发展和对腰椎滑脱认识的深入，腰椎滑脱的治疗获得了长足的进步。腰椎滑脱完全复位是临床治疗的一个理想目标，但是完全复位是否会带来神经根的损伤，目前仍然缺乏量化的标准，其亦是临床医生讨论和关注的热点之一。本文运用CT三维重建成像技术研究腰椎滑移复位过程中神经根的牵拉变化情况，从而探讨在不同情况下腰5滑脱复位的潜在风险以供临床参考。报道如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 随机选取在本院因腹部原因行下腹部三维重建的40例成人患者。男、女各20例；年龄20～59岁，平均（40.80±10.30）岁。排除有腰部疾患及腰骶部骨骼畸形。

1.2 方法 美国通用公司宝石能谱CT（GE-Discovery CT750 HD），扫描层厚0.625mm，扫描范围腰椎及骨盆，获得矩阵 512×512影像数据以 Dicom 格式保存，将扫描获取的Dicom 文件导入到 Mimics10.01 软件。

1.3 腰5滑脱模型的建立 在Mimics10.01 软件中运用阈值选取技术（Thresholding），获得腰椎骨盆原始蒙罩（Mask），采用 Calculate 3D 功能，以软件默认的最佳重建质量对所选取的实体结构区域进行三维重建，得到腰椎及骨盆的三维图像。利用三维图像分离（Split）功能，将三维图像矢状位正中分开，根据局部解剖资料［1］，以骨盆入口平面骶髂关节内侧10mm定位腰5神经根入骨盆处再进行矢状位剖切分开，得到切割好的腰椎及骨盆的三维图像。利用虚拟手术（Simulation模块）模拟制作腰5向前滑脱的模型（见图1）。

图1 Simulation模块模拟制作腰5向前滑脱的模型

1.4 测量参数 旋转三维图像，在腰5椎体后缘椎弓根基底部的下方中线处定位为腰5神经根出椎间孔的部位为A点，骨盆入口平面骶髂关节内侧10mm骶骨翼最高点为B点，用三维测量工具测量A点与B点之间的距离L，测量在复位过程中该距离L的变化，以反映腰5神经根在复位中的牵拉情况。通过改变椎间隙的高度，滑脱复位的程度，获得腰5神经根的牵拉情况的各组数据。其中椎间隙高度选取0、4、8mm三组，滑脱复位百分率选取0%、20%、40%、60%、80%五组。

1.5 统计学方法 采用SPSS19.0统计软件。计量资料以（x±s）表示，组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 腰5神经根长度变化 本组患者腰骶角度数32.32°～76.26°，平均（51.46±9.72）°；腰5椎体前后径28.12～44.29mm，平均（34.59±3.48）mm。复位过程腰5神经根在出椎间孔至入骨盆骶骨翼转折处的距离变化见表1。

表1 腰5神经根长度变化［mm，（x±s）］

2.2 腰5神经根随椎间隙高度及滑脱程度恢复的变化保持椎间隙高度不变，将表1纵行数据相加再相减，即得到从滑脱80%复位到60%、40%、20%，至完全复位神经根拉长分别为0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。保持滑脱百分率不变，将横行数据相加再相减，得到椎间隙高度从0恢复至4mm、8mm，神经根分别被拉长1.70mm、1.74mm。见图2。

图2 腰5神经根在复位过程中随椎间隙高度及滑脱程度恢复的变化

3 讨论

3.1 腰5滑脱模型的建立及意义 多数腰5滑脱的病程缓慢，随着滑脱程度的加重，腰5神经根逐渐松弛挛缩，骶部神经被压迫。腰5滑脱复位过程神经根的变化正好相反，骶1神经根逐渐变得松弛，腰5神经根则逐渐变得紧张，滑脱复位可能造成腰5神经根的损害，严重滑脱手术复位神经根损伤的发生率大约在25%左右［1，2］，腰5神经根损害严重时可能造成足下垂。因为病理生理变化复杂，目前仍然无法准确评估神经根受牵拉的变化规律。根据解剖研究［3］发现腰5神经根出椎间孔后，几乎紧贴骶骨翼骨面行走，腰5神经根相对固定，神经根活动度较小。腰5滑脱复位时，神经根的牵拉取决于骶骨翼最前点与腰5椎体后缘之间的相对运动。根据这种相对运动，本实验模拟建立了腰5滑脱神经根长度变化模型，希望能从侧面了解神经根变化的规律，为临床提供参考。

3.2 腰椎滑脱复位过程中腰5神经根的变化规律 从实验研究可以看出，在保持椎间隙高度不变时，从腰5滑脱80%至完全复位，腰5神经根长度从41.63mm牵拉延长至47.57mm，从滑脱80%复位至60%、40%、20%，至完全复位神经根拉长分别为0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm。随着复位接近完全，神经根受牵拉延长的程度呈跳跃式增加，最后20%的复位对神经根牵拉最明显。维持滑脱程度不变，椎间隙高度从0恢复到4mm、8mm，神经根分别被拉长1.70mm、1.74mm，变化相对恒定。神经根受牵拉的程度是纠正滑脱程度和恢复椎间隙高度相互叠加的。

3.3 对临床的参考作用 对于腰椎滑脱是否需要复位和复位程度目前尚无定论，争议较大。支持复位的学者认为，对严重腰椎滑脱患者采用复位加融合术可恢复矢状面的平衡，减少滑脱角，恢复脊柱解剖，减轻神经根张力，有助于减少术后疼痛，及早恢复活动，防止畸形进展，改善自我形象［4］。从生物力学的角度分析手术治疗的根本目的是恢复脊柱序列的力线，将剪切应力恢复至正常水平，重建脊柱稳定性，特别应该考虑恢复骶骨正常的倾斜角，原位融合显然不符合脊柱正常生物力学的要求。然而完全解剖复位存在出现严重并发症的风险，目前许多学者［5～7］认为对于重度滑脱复位患者要提倡适度复位原则。这与本实验的结果相符，在腰5复位开始阶段神经根牵拉变化较小，所以复位初始阶段牵拉损伤风险较小，而在复位过程中越接近完全复位时，神经根牵拉变化越大，最后20%的复位对神经根的牵拉最严重，如采用部分复位，神经根受牵拉损伤的可能性将明显降低。

本资料结果显示，一个滑脱20%椎间隙完全消失的患者，要达到解剖复位，神经根需要从43.08mm延长至49.52mm，和一个滑脱80%椎间隙正常（43.15mm）的患者所承受的神经根牵拉一样严重。提示术者应重视对Ⅰ度滑脱行完全复位并在椎间隙中植入Cage的患者，复位过程中常有的撑开动作，可能导致对神经根有较严重的损害。同时亦提示术者，一个80%的滑脱，如果间隙正常或者腰5椎体前倾椎体后缘翘起（滑脱角大）的患者，完全复位的风险并不大。这要求术前对神经根可能需要的牵拉要有充分的认识，术中密切监测神经根的松紧度，或者采用诱发电位监测，不能因易复位而强求达到解剖复位。

3.4 本研究不足主要在于不能把周围软组织、神经根等因滑脱后发生的变化因素模拟分析其内，而每个滑脱患者周围软组织变化情况亦不尽相同，仅单纯从神经根牵拉伸长的角度考虑复位对于神经根的影响。同时目前CT不能对腰5神经进行直接重建，只能通过建立模型间接分析滑脱复位对神经根的影响，而不能对腰5滑脱的患者进行更为直接的模拟。

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5 Avraam P, Paraskevas H, Christos D． High-grade dysplastic spondylolisthesis and spondyloptosis : Report of three cases with surgical treatment and review of the literature．Acta Orthop Belg, 2005, 71(6): 750～757．

6 Baron SL,Edward WS,Carrie LS,et al． Reduction of High-Grade Isthmic and Dysplastic Spondylolisthesis in 5 Adolescents．Am J Orthop,2007,36(7):367～373．

7 Christos K, Michael G, Masood S, et al． High-grade spondylolisthesis: gradual reduction using Magerl’s external fixator followed by circumferential fusion techniqueand long-term results．Eur Spine J, 2012,1(Suppl 2):S200～S206．

Objective To analyze the impact on L5 nerve from L5 spondylolisthesis based on the image of three-dimensional reconstruction of CT scan. Methods 40 patients conducted three-dimensional reconstruction of CT scan in our group，excluding low back disorders and lumbosacral deformity . The age of the patients in the groups was 20～59 years，including 20 males and 20 females. L5 spondylolisthesis models were made on computer and reduction was simulated by inputing the initial data into Mimics. The data of length of L5 nerve root from intervertebral foramen to the spot of ala sacrai break-over were collect and analyze. Results On keeping the height of intervertebral space，the length of L5 nerve changed from 41.63 mm to 47.57mm when the slip reduced from 80% to 0 and . The length of L5 never increased 0.35mm、1.23mm、1.68mm、2.69mm when the slip reduced from 80% to 60%、40%、20% and 0 accordingly. If we keep the the slip at 80%，the L5nerve increased 1.70mm、1.74mm when the height of intervertebral space revert from 0 to 4mm、8mm. The length changed steadily when height recovered between S1 and L5. Conclusion The length of L5 changed unsteadily to the degree of slip recovery. It changed more sharply when L5 reduction close to completely reduction. The length of L5 changed steadily when the height of intervertebral space recovered. Both of restoring the height of intervertebral space and reducing the slip have impact on the L5 nerve. So the risk of nerve injury increased by stacking of the two factors.

Three-dimensional reconstruction spondylolisthesis reduction Nerve stretch

310013杭州 中国人民解放军第117医院

*通讯作者