计算机数字推算模拟方案对颈椎后路椎管扩大成形术的远期疗效及轴性症状的影响

李广章，蒋召芹，刘志新，孙凤丽

(河北省秦皇岛市第一医院 a.骨科，b.急诊科，河北 秦皇岛 066000)

脊髓型颈椎病主要是由于颈部椎间盘突出、退化的软组织、椎体后缘的骨赘增生及增生肥厚钙化的后动韧带压迫，引起颈部脊髓缺血，导致脊髓功能障碍。该病属于波及影响面积较广的高位脊髓受压，为最严重的一种颈椎病。早期进行颈椎后路椎管扩大成形术，可提高临床疗效和预后[1]。但临床资料显示，该手术术后常出现颈背疼痛、肢体僵硬等遗留问题，且表现为不同程度的持续性[2]。学者将该情况定义为颈椎轴性症状(AS)，术后发生率为30%～60%，严重影响术后患者的生存质量[3]。有研究表明，减少AS发生率且尽快缓解其症状可明显改善预后[4]。有文献将颈椎后路椎管扩大成形术进行改良应用于颈椎病患者发现，其临床疗效有较大提高，但仍不能显著改善其AS发生率和严重程度[5]。计算机数字模拟技术作为一项新技术可对手术进行全面评估，本研究将计算机数字推算模拟方案用于精确建立及评估颈椎后路椎管扩大成形术治疗颈椎病患者中，旨在探讨其对该病的远期疗效和AS的影响，为临床提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料2015年7月至2017年9月我院骨外科确诊并收治入院的脊髓型颈椎病患者68例，资料收集获得医院伦理会批准，所有患者均知情并签署同意书。纳入标准：①临床表现为下肢无力甚至跛行、束胸感、肢体麻木、反射及排尿排便障碍，查体见Hoffmann征阳性，MRI检查见典型长节段颈椎受压；②均行颈椎X射线、MRI检查确诊为脊髓型颈椎病；③颈脊髓受压至少三段；④年龄35～65岁；⑤经主治医师详细了解病史及完善监测后明确无手术禁忌证；⑥无脊柱手术史。排除标准：①合并内外科严重疾病；②入院前有重大外伤手术史或免疫类药物服用史；③合并严重精神病或沟通障碍；④并发休克、昏迷，生命体征不平稳；⑤为创伤所致颈椎损伤；⑥中途退出本研究或对本研究不耐受。根据入院顺序分为研究组和对照组各34例，对照组行传统颈椎后路椎管扩大成形术，研究组建立计算机数字推算模拟方案后再行颈椎后路椎管扩大成形术。两组基线资料比较，差异无统计学意义(P> 0.05)，见表1。

1.2 方法对照组：患者全身麻醉、固定头部、颈椎保持适度前屈中立位、术野消毒等术前准备，依次切开皮肤、皮下筋膜、肌肉，使用磨钻沿椎板一侧保留一半皮质骨，一侧全切开门；分别于C3、C4、C5、C6、C7开门侧椎板置入微型钛板，并用螺钉固定；完成后清理碎骨块并负压引流止血，缝合切口。

研究组：①数据输入：采用Fusion 3100 64排螺旋CT扫描患者脊柱，将dicom3.0格式CT数据录盘；②数据前处理：将光盘读入个人计算机，根据Mimics 9.0软件读出颈椎的三维数据模型图，对受累节段进行图像分析，采用表面三维重建层间距；应用autoCAD 2014三维实体建立颈椎后路椎管扩大成形术的器械模型和参数，文件格式为STL；③计算机数字模拟计算：通过各个面全面分析脊髓型颈椎病变特点，通过颈椎后路椎管扩大成形手术模块的保留、全切和置入等功能模拟手术治疗；应用软件二维、三维距离测量治疗后脊椎保持的正确角度和错误角度区域，设计最佳置入通道；导入STL文件，模拟置入过程，观察手术效果，并输出AVI电影文件或动画视频；④做好计算机数字推算模拟方案后，根据最佳方案行改良颈椎后路椎管扩大成形术，于对照组区别为于C3、C4、C5、C6、C7开门侧椎板置入微型钛板。

1.3 判定标准①AS诊断标准[3]：参考Takeuchi诊断标准：a.轻微活动即引发疼痛；b.无局部压痛，颈部僵硬；c.受凉时加重，热敷保暖时缓解；d.休息、平躺时缓解；满足上述三项及以上即为AS。②AS疗效标准[4]：采用日本应庆大学提出的国外常用量化标准判定，见表2。

表2 颈椎AS评分表 (分)

1.4 观察指标①手术情况：比较两组手术时间、显性出血量、隐性出血量及术后引流量。②手术效果：根据神经功能改善率判断：改善率≥75%为优，改善率50%～75%为良，改善率25%～50%为可，改善率≤25%为差；神经功能改善率=[(术后JOA评分-术前JOA评分)/(17-术前JOA评分)]×100%，有效=优+良。③颈脊髓功能：采用JOA颈脊髓功能评分[4]分别于术前、术后6月及12月对患者进行评估，主要通过运动、感觉及膀胱三大功能六个维度进行判断，正常总分17分，分数越低说明神经功能越差。④术后随访一年AS发生例数。⑤术后出现AS的时间严重程度。⑥术后出现AS至症状缓解时间，症状缓解评定参考AS疗效标准判定[4]。⑦数字疼痛分级(NRS)评分判定AS初始轴性痛程度[4]，0～10分表示疼痛程度，分数高低直接反映疼痛程度大小。

1.5 统计学方法采用SPSS 23.0软件分析数据。计量资料比较采用t检验；计数资料比较采用卡方检验；P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究组手术情况图计算机数字推算模拟方案下行颈椎后路椎管扩大成形术具体步骤及手术情况图见图1～5。

图1 骨折类型评估

图2 模拟骨折复位

图3 植骨通道设计与测量

图4 模拟颈椎后路椎管扩大成形术

图5 全面、透明显示植骨过程

2.2 两组手术情况比较研究组手术时间、显性出血量、隐性出血量、术后引流量均优于对照组(P< 0.05)，见表3。

表3 两组手术情况比较

2.3 两组有效率比较两组术后1、6月有效率比较，差异无统计学意义(P> 0.05)，术后12月研究组有效率高于对照组(P< 0.05)，见表4。

表4 两组有效率比较 [n(%)]

2.4 两组JOA评分比较两组术前、术后6月内JOA评分比较，差异无统计学意义(P> 0.05)，术后12月研究组JOA评分高于对照组(P< 0.05)，见表5。

表5 两组JOA评分比较 (分)

2.5 两组AS情况比较术后研究组AS发生率14.71%(5/34)，对照组AS发生率38.24%(13/34)，研究组低于对照组(χ2=4.836，P=0.028)；研究组AS出现时间、缓解时间及疼痛程度均优于对照组(P< 0.05)，见表6。

表6 两组AS情况比较

3 讨论

脊髓型颈椎病可影响全身神经及肢体运动，死亡率和致残率较高。评估病情后早期、及时对该病进行手术干预，可提高预后和生存质量。颈椎后路椎管扩大成形术利用“弓弦效应”使颈脊髓向后漂移、前方压迫得到间接减压，充分显露椎管内结构和病变来对颈椎病进行治疗[6]。有文献指出，该手术方式相对于前路手术可改善颈椎活动度受限、椎间不融合、cage脱出、吞咽困难等并发症发生率[7]。但其逐年增高的AS也成为临床亟待解决问题之一，江泽华等将该原因之一归于临床医师对椎管内疾病手术过程中脊柱稳定性的保护与重建存在不同认识，因此对手术方式的选择及如何保持脊柱生物力学的稳定性不同[8]。

有学者对骨折机制进行研究发现，术前动态全面评估患者病情并建立治疗模型对该病治疗后期治疗效果及AS有重要作用[10]。胡颖等指出，计算机数字模拟实验中可充分评估每个节段脊椎受损情况，而更好根据其特征作出切开和置入处理[10]。本研究中术后近期治疗效果无显著差异，但与术后12个月随访时发现，改良颈椎后路椎管扩大成形术明显改善颈椎病患者手术情况、AS症状及JOA评分，与上述文献较为一致。对AS进一步分析可得，目前认为该症状出现与颈后韧带复合体遭破坏、C2/C7肌肉剥离、颈椎失稳、术后颈椎活动度下降、颈部力量减弱、软组织受损伤与刺激等有关[11]。而在计算机模拟技术下可检查清楚节段性不同发病部位，将其与神经支配区域相配合再进行手术，且使两个阶段曲度减少，排除肌肉剥离、颈椎失稳等不良因素。早有研究证实，在手术术野显露过程中将颈部肌肉剥离程度越大，会影响脊髓后支神经而提高AS发生率[12]。颈椎手术常引起颈椎序列失调和破坏，而颈椎后肌肉群及韧带是维持正常序列重要因素，表明颈部肌肉的受损与颈椎序列失调的相关性。杨丹等指出保留C2棘突可降低AS发生，保留C7棘突可影响术后颈后韧带重建而加重AS症状[13]。本研究中的计算机模拟方案对C7棘突进行处理，且对C2棘突损伤较小，因此减轻了AS症状。另可对椎管内脊髓壅余度进行准确测量而利于手术中脊髓向后移位，间接减压充分，提高手术疗效。查圆瑜等对采用单侧短节段侧块固定方法固定的患者早期进行功能训练并随访32个月，患者JOA评分提高，优良率78%，说明棘突修复可有效改善神经功能[14]。本研究中对于各节段棘突的保留与切除严格按照计算机数字模拟治疗图中进行，充分发挥各棘突优势，改善AS症状。另手术中完全重建术后颈椎完整性及韧带结构完整性而进一步缓解AS症状，与吕福豹等研究结果较为一致[15]。

综上所述，计算机数字推算模拟方案对颈椎后路椎管扩大成形术的远期疗效有较好效果，且通过建立手术模型全面了解患者颈椎特点，改善患者术后远期神经功能，降低AS发生率，保证预后。