【手术技术分析】颅颈交界区畸形寰椎枕化时不同颅端固定方式的生物力学比较及最佳选择

学术   2025-01-22 18:18   上海  

三博脊柱团队有关颅颈交界区畸形手术治疗的临床研究论著《Biomechanical differences of three cephalic fixation methods for patients with basilar invagination and atlantoaxial dislocation in the setting of congenital atlas occipitalization: a finite element analysis》,在国际权威脊柱外科顶刊、北美脊柱协会官方期刊《The Spine Journal》(JCR Q1,中科院1区,影响因子4.9)正式发表。此研究对颅颈交界区畸形的常用固定方式进行了比较,并提出了颅颈交接区可靠稳定的置钉固定方案。该研究提到的三种固定方式中,枕颈棒结合颅骨端多螺钉固定方式也是三博脊柱团队近二十年来在临床中使用最多的枕颈固定方式,用临床实践证明了这种方式的优良特性和治疗效果。本研究为曾经各持己见的枕颈固定方法提供了可靠的依据和科学的选择方法,颇具临床实用价值和指导意义。




先天性寰椎枕化是颅颈交界区常见的骨性畸形,发病率约在0.084 ~ 3.630%。然而,在颅底凹陷-寰枢椎脱位的患者中,这一比例可高达100%。枕颈分节失败不仅使寰枕关节活动度丢失,还导致寰椎侧块体积减小,增加了舌下神经管和椎动脉的变异发生率。因此,C1螺钉的植入变得异常困难。

当面对颅底凹陷-寰枢椎脱位合并寰椎枕化的病例时,头侧的固定方式一直存在争议,大致可分为两类:C1-2固定和枕颈固定。前者的支持者认为,即使存在寰椎枕化,采用较长的C1螺钉和较短的力臂能提高稳定性,从而减小植入物失败的风险,且很少将固定节段延伸至C3;不同于枕骨螺钉双皮质的硬膜损伤高风险,C1螺钉脑脊液漏的风险较低。

后者的支持者认为,尽管枕骨相对较薄,但这种入路避免了暴露C1侧块的风险,如因C1侧块螺钉置入引起的静脉丛、椎动脉和舌下神经损伤的潜在风险;此外,在寰椎枕化的情况下,枕颈固定并没有延长头侧的固定节段;另外,长力臂的固定方式,有助于采用悬臂、压臂用于促进复位。

本研究通过有限元分析,从生物力学角度阐述三种头侧固定方式(C1侧块螺钉、枕骨板、枕颈棒)的差异。颅底凹陷寰枢椎脱位合并寰椎枕化时,C1侧块螺钉组的ROM和cage稳定性最好,但钉-棒的峰值应力最大。枕骨板固定的优点是钉-棒的峰值应力最低,但ROM和cage的稳定性最差。枕颈棒固定的ROM、Cage稳定性、钉棒峰值应力参数介于两者之间,但其颅端多螺钉固定的峰值应力最低,有助于明显降低颅端螺钉的峰值应力,有助于避免颅侧螺钉失效。这种枕颈棒结合颅骨端多螺钉固定方式也是三博脊柱团队近二十年来在临床中使用最多的枕颈固定方式,用临床实践证明了这种方式的优良特性和治疗效果。

▲图1:模型构建

▲图2:植入物示意图

▲图3:活动度(ROM)结果比较

▲图4:钉棒峰值应力。(A)钉棒结构峰值应力;(B)头侧螺钉峰值应力

▲图5:应力云图

▲图6:Cage微运动。(A)Cage微沉降;(B)Cage微滑移

▲图7:Cage微运动示意图

范涛


主任医师、教授、博士生导师

首都医科大学三博脑科医院副院长
脊髓脊柱外科中心主任
首都医科大学神经外科学院副院长兼三系主任
中国非公立医疗机构协会脊柱脊髓专业委员会主任委员
世界华人神经外科协会脊柱脊髓专家委员会副主任委员
中国医师协会神经外科医师分会脊髓脊柱专家委员会副主任委员
北京医学会神经外科分会脊髓脊柱专家组副组长
亚太颈椎学会国际执委
中华医学会神经外科分会脊柱脊髓学组委员

2012年北京优秀中青年医师

自1995年来一直从事脊髓脊柱疾病的手术治疗和临床研究,曾参与脊髓内肿瘤显微外科治疗的研究,获国家科技进步二等奖,北京市科技进步一等奖;北京市科技进步三等奖,并于2012年获得北京优秀中青年医师荣誉称号。
提出缺血予处理对脊髓功能的保护作用(Surgical Neurology, Vol.52(3):299-305, 1999)。以神经显微外科技术+脊柱内固定技术+术中神经电生理技术+微创脊柱手术技术相结合理念,全方位展各种脊髓脊柱外科手术8000余台。包括:显微手术治疗椎管内、脊髓内肿瘤及椎旁、脊柱原发和转移肿瘤的的同时,可采用脊柱内固定技术矫正与维护脊髓肿瘤合并的脊柱侧弯、脊柱后突等严重脊柱畸形。提出Chiari畸形颅颈交界区脑脊液动力学分型及手术治疗策略,进一步完善规范了该类疾病的显微手术治疗策略,发表在Neurosurgical Review (2017);根据颅底凹陷合并与不合并寰枢椎脱位及脊髓空洞的分类特点,采用减压结合枕颈固定或C1-2固定融合技术治疗先天性颅底凹陷(Neurosurgical Review 2019);采用神经显微外科技术治疗颈椎病、椎管狭窄及脊柱退变性疾病;提出并建立颈椎病单元的理念和方法,改进并提高了颈椎病的治疗方法及效果。采用通道微创脊柱技术治疗腰椎间盘突出和椎管内病变。
专业特长:颅-颈交界区肿瘤的显微手术治疗及颅-颈交界关节稳固技术;环-枕畸形和脊髓空洞症的显微手术治疗;显微手术治疗椎管内、脊髓内肿瘤及椎旁、脊柱原发和转移肿瘤的的同时,可采用脊柱内固定技术矫正与维护脊髓肿瘤合并的脊柱侧弯、脊柱后突等严重脊柱畸形;腰骶皮毛窦、脊髓脊膜膨出、脊髓脊柱裂、骶管内肿瘤、脊髓栓系的显微手术治疗;微创显微手术治疗退行性脊椎病、椎间盘脱出、椎管狭窄、神经根痛和椎管内肿瘤切除及脊柱内固定技术;脊髓脊柱损伤、感染、骨髓炎的显微手术治疗;选择性显微手术脊髓后根切断、高位脊髓切开、脊髓电刺激器安装治疗肢体痉挛和疼痛。


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菅强

首都医科大学博士研究生

纽约哥伦比亚大学访问学者
专注于脊髓脊柱外科疾病研究,尤其是颅颈交界区畸形。在《Spine Journal》《Neurosurgical Focus》《Neurospine》等国际权威期刊发表论文20篇。

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