新型颈椎牵引复位器治疗下颈椎骨折脱位的理论依据及临床初步应用

摘要

研究背景
　　 下颈椎脱位（常指第3-7颈椎）是临床常见的颈椎损伤，而根据暴力种类，大小，有无旋转等因素，常致颈椎关节突关节单侧或双侧的半脱或全脱位及合并椎体、椎板、棘突的骨折;同时常伴有不同程度的脊髓损伤，甚至危及生命。因而早期诊断和治疗，尽量缩短脊髓受压时间，恢复椎管有效容积，为神经功能的恢复创造有利条件显得十分重要。牵引复位是早期解除脊髓压迫的重要手段，大多数学者认为最简单有效和安全可靠的是采用轴向颅骨牵引复位。从Crutchfield牵引弓到Gardner-wells牵引弓，后来学者们又改进或设计新型的颅骨牵引工具如改良型Gardner-wells牵引器、双向牵引床、Odebode-Agaja牵引弓等，这说明颅骨牵引仍然是临床上不可或缺的治疗手段。其突出特点是快速高效，廉价简易，无论是闭合复位成功后行保守治疗，还是作为闭合复位失败后拟行手术治疗，颅骨牵引复位在下颈椎脱位治疗中的作用不可或缺，值得继续推广或改进。
　　 然而当脱位伴交锁时，传统的方法较难凑效。目前传统牵引方法是:先用4kg重量牵引，数小时后拍床边片或C型臂X线机透视，若未能复位则增加2kg继续牵引相同时间再拍片或透视。以此类推。如重量加到18kg或时间超过24小时仍未复位者需手术复位。此法成功率低，且要求医生守候在床边，耗费大量时间和精力，许多患者在等待手术期间因脊髓水肿加重累及生命中枢而死亡。尽管文献上关于大重量颅骨牵引结合多种手术方式的有效报道很多，但多数集中在拥有先进设备和富有诊治经验与技术的大型医院，因为牵引时需电生理设备监控，且需要有经验的医生去判断潜在的神经体征，同时一旦复位失败可有补救措施。而作为接触更广大患者的基层医院，却在接诊颈椎骨折伴脱位的病人时爱莫能助，盲目的或不恰当的治疗加重了或延误了病情、浪费医疗资源、加重患者经济负担，甚至发生了一些本可避免的悲剧。
　　 为此我院研制了一种即时安全有效的复位工具，其突出的特点为无级增重、定长牵引及三维角度可调。在临床应用前，我们做了下面相关理论研究。一是选取山羊作为实验对象，因为跟其它动物相比，山羊颈椎在解剖学、生物力学等方面都跟人类颈椎近似。结合以往研究证实山羊在屈伸侧弯等生物力学特性跟人类相近，且牵引复位依赖于颈椎拉伸长度和力度的改变，因此我们做了山羊颈椎拉伸性研究。二是制作了山羊牵引模型，证实弹性蠕变的存在，且证明正常和脱位状态下蠕变时间和长度都有差异，为临床牵引复位提供时间依据。三是回顾性分析了我院用大重量牵引结合手术治疗下颈椎骨折脱位，说明大重量有一定可行性，但因担心过度牵引，从而复位成功率低。四是鉴于无须空耗时间等待、大重量牵引可行且担心过度牵引，我们研制了可迅速增重和防止过度牵引的新型复位工具，并在临床上初步应用了合适的病例，短期随访证实效果良好，当然还需大样本病例积累和长时间随访，且需在临床应用中进一步改良此项装置。现在将上述研究内容详细阐述如下。
　　 第一部分山羊颈椎与人颈椎拉伸性能的对比研究
　　 [目的]对比研究山羊颈椎与人颈椎拉伸性能的差异。
　　 [方法]保留肌肉韧带的雄性成年山羊C1-T1节段24具，其中4具剔除肌肉(A组)，12具仍保留肌肉韧带（B组），剩余8具标本制作成24个山羊脊柱功能单位（一具标本可制作成C1-3、C4-5和C6-7等3个单位），然后分别在MTS材料机上进行准静态的非破坏性的拉伸递进测试，直至标本破坏，分别记录颈椎节段的最大拉伸力、最大位移和刚度等及脊柱单位的最大拉伸力，与文献对比其差异有无统计学意义，最后绘出颈椎节段的最大拉伸力-最大位移散点图及脊柱功能单位的最大拉伸力-个体阶梯散点图。
　　 [结果]A组与仅保留韧带的Yoganandan等研究相比，平均最大拉伸力、平均最大位移及平均刚度等差异皆无统计学意义(P＞0.05)。B组与Yliniemi等研究相比，平均最大拉伸力和平均最大位移差异有统计学意义(P＞0.05)，但两者刚度差异有统计学意义(P＜0.05)。山羊C4-C5段脊柱功能单位与Dibb等和Van等研究相比，平均最大拉伸力差异无统计学意义(P＞0.05)。通过拉伸力-位移散点图及表格统计分析结果后得知颈部肌肉抵抗张力及应力的能力比颈部韧带更强，而人颈部肌肉比山羊颈部肌肉的抵抗张力及应力的能力更强，且位置离散分布，个体差异明显。由最大拉伸力-个体阶梯散点图及表格统计分析结果后得知，与山羊颈椎脊柱功能单位相比，人颈椎脊柱功能单位的最大拉伸力波动幅度更大，个体差异明显。
　　 [结论]山羊C1-T1节段和C4-5段脊柱功能单位的最大拉伸力皆与人颈椎相似且山羊拉伸性能个体差异比人小，可用于相应节段的人颈椎拉伸生物力学实验，但应考虑人与山羊颈部肌肉抵抗张力及应变能力的差异。
　　 第二部分两种牵引状态下山羊颈椎的蠕变模型建立及比较
　　 [目的]建立正常和脱位两种牵引状态下山羊颈椎蠕变模型，并比较其蠕变差异。
　　 [方法]16例健康山羊随机分为正常组和脱位组，用特制的牵引装置固定山羊，在1h内每隔30s测量一次各组在5kg、10kg、15kg、20kg、25kg和30kg重量牵引时的颈椎相对轴向位移，然后作重量-时间-位移关系图，最后比较两组各个牵引重量下位移的组间和组内差异有无统计学意义。
　　 [结果]在统计的1h内，随着重量的增加和时间的推移，正常组和脱位组的快速弹性蠕变的时间范围分别为7min～28min和3min～13min，继之出现缓慢的蠕变但脱位组蠕变持续时间长，最后进入稳态蠕变期。除牵引重量15kg时两组应变振幅无显著性差异(P＞0.05)外，正常组和脱位组相对轴向位移和应变振幅（减去增加重量前的基数后）都有显著性差异(P＜0.05)。脱位状态下大重量(20kg、25kg和30kg)颈椎牵引比小重量(5kg、10kg、15kg)牵引弹性蠕变速率更快且应变振幅更大。不同重量持续牵引下，正常组的应变振幅依次递减，而脱位组先减再增加然后再减少。
　　 [结论]该牵引装置可获得有效可靠的山羊颈椎蠕变模型。与正常组相比，山羊颈椎脱位组蠕变量更大，但更容易过度牵引。
　　 第三部分大重量颅骨牵引结合两种手术治疗下颈椎骨折脱位伴关节突交锁
　　 [目的]根据大重量颅骨牵引复位成功与失败分别行前路和一期后前路联合手术治疗治疗下颈椎骨折脱位伴侧关节突交锁，探讨其可行性及临床效果。
　　 [方法]回顾性分析我院自2000年1月至2010年3月间收治下颈椎骨折脱位伴侧关节突绞锁68例，其中单侧关节突交锁23例，双侧关节突交锁45例。治疗方法:所有患者先行大重量持续闭合颅骨牵引复位，若复位成功则择期行前路手术（A组），若失败则择期一期后前路联合手术（B组）。
　　 [结果]A组为37例，B组为31例，复位成功率54.41％。颅骨牵引单侧关节交锁复位成功率为22.22％，双侧关节交锁复位成功率为75.61％，差异有统计学意义(P＜0.05)。术后患者无脊髓损伤加重，5例完全瘫痪者无任何恢复。美国脊髓损伤协会等级标准平均提高1～2级，牵引后AISA感觉评分增加，术后随访ASIA感觉、运动评分和日本骨科协会颈髓评分均显著增加，两组间评分差异有统计学意义(P＜0.05)，除3例前路手术内固定失败外，其余患者术后5天、3个月、6个月、9个月、12个月定期X线检查示椎体序列及椎间高度良好，植骨正常融合，无内置物松动、断裂等并发症。
　　 [结论]双侧关节突交锁同单侧关节交锁相比，大重量颅骨牵引效果更好。牵引后可改善ASIA感觉评分但对运动评分不显著。跟颅骨牵引复位失败结合后前路手术组相比，颅骨牵引复位成功配合前路手术能减轻脊髓损伤并明显改善手术效果。下颈椎脱位伴关节交锁，应根据不同的伤情采取合理的手术方式，都可以取得不错的临床效果。
　　 第四部分新型颈椎牵引复位器的研制及临床初步应用
　　 [目的]研制一种下颈椎骨折脱位即时安全复位的新装置，并报告其临床效果。
　　 [方法]新型颈椎牵引复位器由颅骨牵引弓、滑块、弹簧、棘轮、支架、导轨和底板组成，临床应用于颈椎脱位47例，复位后根据患者病情择期行相应的入路手术，并随访其治疗效果。
　　 [结果]新型颅骨牵引复位装置可无级增力、定长牵引及角度可调。47例下颈椎脱位患者全部复位成功，无一例神经损伤加重，无牵引固定钉松动或脱出。平均牵引重量为25.6kg(10kg～60kg)，平均牵引时间为8min(3～10min)，平均牵引角度为23.5°(15～35°)。平均随访时间为38mon(3～48mon)。
　　 [结论]新型颈椎脱位牵引复位器，简便实用，安全高效，有较大的临床应用价值。

目录

摘要

前言

第一部分 山羊颈椎与人颈椎拉伸性能的对比研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

参考文献

第二部分 两种牵引状态下山羊颈椎的蠕变模型建立及比较

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

参考文献

第三部分 大重量颅骨牵引结合两种手术治疗下颈椎骨折脱位伴关节突交锁

1 资料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

参考文献

第四部分 新型颈椎牵引复位器的研制和临床初步应用

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

参考文献

全文结论

本研究的不足之处

综述

中英文对照缩略词表

攻读硕士学位期间科研成果

致谢

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