周女士,46岁,女会计,长期伏案工作,颈项部受风受凉后,突然发现脖子不能动了。北京大学首钢医院脊柱外科刘正博士介绍,随着秋天来临,周女士这样的颈椎病患者明显增多,分析原因可能是,炎炎夏日,为了散热,人的毛孔经常处于开放状态,进入秋天后,天气突然变冷,风寒就容易进入颈部的毛孔肌肉,使肌肉紧张僵硬,进而引起颈部小关节紊乱,从而引起颈椎病发作。对于预防颈椎病,刘正博士给出以下几个建议: 1. 注意颈椎的保暖:尽量穿高领衣服,外出佩带围巾,这样可避免颈项部受风寒,消除颈椎病的诱发因素。同时,颈项部保暖可以促进血液循环,可以缓解局部肌肉疲劳。2.避免长期低头姿势:长时间低头工作、卧在床上阅读、看电视、看手机,容易使颈部肌肉、韧带长时间受到牵拉而劳损,促使颈椎椎间盘发生退变。因此,需要每隔半小时左右改变一下颈椎姿势,缓解肌肉、韧带疲劳,减轻椎间盘和小关节的应力。3.合理用枕:枕头是颈椎最重要的保护工具,一个成年人每天需要有1/4~1/3的时间用于睡眠;一般成年人颈部垫高约10公分较好,高枕使颈部处于屈曲状态,其结果与低头姿势相同。侧卧时,枕头要加高至头部不出现侧屈的高度。4.避免颈部外伤:乘车外出应系好安全带并避免在车上睡觉,以免急刹车时因颈部肌肉松弛而损伤颈椎。出现颈肩臂痛时,可行轻柔按摩,避免过重的旋转手法,以免损伤颈椎。5.颈椎的功能锻炼:在此,刘正博士推荐一种结合呼吸运动进行的颈部保健运动,可以每日早、中、晚各数次进行练习,具体方法如下:1)颈部前屈后伸法:取站位或坐位,站立时双脚分开,与肩同宽,两手叉腰,深呼吸,吸气时使颈部尽量前屈,下颌接近胸骨柄上缘,呼气时使颈部后伸到最大限度。2)颈部侧屈法:深呼吸,吸气时头部尽量向左偏,呼气时头部还原位,吸气时头部尽量向右偏,呼气时头部还原位。3)颈部伸展法:深吸气时头颈尽量伸向右前方,呼气时头颈还原位,再深吸气时头颈尽量伸向左前方,呼气时头颈还原位。 需要强调的是,颈部的活动锻炼应当舒缓、适度,不能反复的、过多的“甩脖子”。锻炼的强度和频度不能太大,应当以锻炼后颈部舒适,不加重原有症状,不出现颈部酸痛不适为度。
仰卧起坐是锻炼腹肌的常见方式,是我们在小学时代就已掌握的体育运动。仰卧起坐时,训练者会屈腿平躺在垫上,双手放在枕后,起身时,上身尽量抬起,以至腰椎完全离开地面,甚至肘关节碰触膝关节为止。然而,读者有没有发现当做完动作后常常会觉得腰背酸疼不舒服。这到底是什么原因呢?原来,我们正常成人的脊柱,正面看应该是笔直的,四周有坚强的韧带和肌肉附着。侧方看却是弯的,有颈、胸、腰、骶四个弯曲。其中,颈曲前凸、胸曲后凸、腰曲前凸、骶曲后凸。医学上称为。脊柱的生理曲度。脊柱的曲度存在使脊柱如同一个大的弹簧,增加了脊柱缓冲震荡的能力,维持脊柱的平衡,保护内脏器官。脊柱与周围的韧带、肌肉密切配合,协同作用,使脊柱能灵活自由地后伸、前屈、左右侧弯和转体。然而,动作到位的仰卧起坐需要反复屈颈弯腰,背部肌肉群负荷很大,锻炼结束后容易肌肉酸痛;更重要的是,腰椎正常状态下向前凸的,腰椎间盘的前缘厚后缘薄,在做仰卧起坐等向前弯腰的动作时,可使椎间隙前缘间隙变窄,后缘增宽,使椎间盘后部压力增大,如果长时间来回反复折腰,可导致椎间盘向后突出,压迫神经可造成腰部、下肢酸麻胀痛。此外,仰卧起坐中,长时间的屈颈也容易引起颈项肌劳损和颈椎损伤。因此,对于仰卧起坐,我有几点建议:1.强烈不推荐两腿伸直状态下的仰卧起坐。许多运动专家研究指出,这种锻炼姿势会在脊椎产生3300牛顿的力,与腰背伤有很高的相关。因此,这种锻炼方式非但无效,而且有害。2.可做基本式仰卧起坐:上身平躺,两腿弯曲,用腹部的力量抬起头部和肩部;或者行卷腹运动:卷腹只涉及躯干活动,跟仰卧起坐的区别在于,动作时只是头部和胸椎离开地面,腰椎平贴地面,形成躯干弯屈的动作,增加腹部肌肉的参与。3.对于经常体育锻炼、背部肌肉发达的人群来说,适度的仰卧起坐有助于增强腹部肌肉的弹性,消除腹部多余的脂肪,增强腰椎、颈椎肌肉群的韧性都有很好的效果。但有几个细节要注意:①做好热身,②掌握速度,③要注意气息吐纳导引,④做完后要注意调息。4.久坐不动的上班族最不适合做仰卧起坐。因为,长时间久坐不动,尤其是低着头、弯着腰,已经让颈椎和腰椎承受了较大的压力,而仰卧起坐主要依靠腹肌的力量,把上半身带动起来。做完整个动作,会让原本已经“受伤”的颈椎、腰椎又一次受到压迫,加重其受损程度。因此,仰卧起坐不适合久坐的人。建议其可以行“小燕飞”或“五点支撑”。5. 患有腰椎间盘突出的患者尽量不要做仰卧起坐。如果非得做仰卧起坐,那么建议在做仰卧起坐的过程中减小仰卧起坐动作的幅度,比如做半身的仰卧起坐。动作过程中要轻柔缓慢,切忌动作过程中快速、突然发力。6. 俯卧撑、平板支撑等动作都能增强腹肌,同时也能锻炼到腰肌,没必要过分做仰卧起坐。
患者,78岁女性,因“胸背部疼痛5年,渐进性加重6月”入院。入院时患者无法久坐、久站及行走、而严重的疼痛使她无法入睡,严重影响到患者日常生活,曾到北京市多家大医院就诊,但因为手术风险巨大,没有大夫愿意为其手术。患者抱着一丝希望,慕名来到北京大学首钢医院骨科找刘正副主任医师、博士就诊,诊断为“胸3椎体血管瘤”。上胸椎由于椎弓根和椎体较小,术中透视时肩胛骨和上臂的阻挡,是行椎体成形术的禁区之一。7月13日,刘正副主任医师不惧压力,主刀手术,手术用时才半小时,非常成功。术后第一天患者即下地行走,胸背部疼痛明显减轻。刘正副主任医师表示:椎体成形术是目前临床上重要的脊柱微创手术之一,主要适用于脊柱骨折和脊柱肿瘤的患者,手术效果好、创伤小、恢复快。刘正副主任医师的医疗团队已完成数百例类似脊柱微创手术,手术效果好,无一例严重并发症发生。
近日,骨科成功完成首例微创经椎间孔腰椎融合手术。患者,57岁男性,腰痛伴左下肢放射痛已经6个月了,近期症状逐渐加重、入院时患者无法站立及行走、而严重的疼痛也影响到了正常的睡眠。经检查,患者被诊断为“腰椎管狭窄合并腰椎间盘突出症”。经骨科副主任医师刘正介绍,患者术前腰椎MRI检查发现,其腰5-骶1椎间盘脱出并且腰4-5椎管明显狭窄,神经根受到重度卡压。刘正副主任医师通过认真分析患者病史和仔细阅片后认为,患者腰4-5椎间盘脱出且椎管狭窄是患者腰腿痛的主要原因,且适合行微创手术,在摘除椎间盘、减压椎管的同时,行经腰椎间孔椎间融合术。最终历时5小时,刘正成功为患者实施了微创经椎间孔腰椎融合手术,术中出血仅30ml。麻醉清醒后患者即刻表示左下肢放射痛完全缓解。术后2天患者即下地行走。据悉,微创经腰椎间孔椎间融合术是目前临床上重要的脊柱微创手术之一,手术效果好、创伤小、恢复快,适用于腰椎管狭窄、椎间盘突出、腰椎滑脱、腰椎不稳的患者。刘正副主任医师通过多年的临床积累和学习,已经完全掌握此种技术,可以更好地为患者服务。
高强度聚焦超声(high intensity focus ultrasound,HIFU)是一种利用高强度超声波束在体内聚焦,在焦点区域形成60℃以上的高温, 通过热效应、机械效应和空化效应等,从而对目标区域内的病变组织作选择性损坏,而对焦点周围组织没有明显影响的超声治疗技术[1]。HIFU对组织最重要的效应是瞬间热效应,即当高强度超声波束在人体组织内传播时,有序的声波震动能量逐步转化为无序的分子热运动能量,这种能量在超声波聚焦点处温度瞬间升高(在0.5-1.0s内骤升至65-100℃)[2]。本研究就MRI实时温度监控下HIFU对羊离体腰椎间盘的生物学效应进行实验,旨在探讨MRI实时监控高强度聚焦超声热消融羊离体椎间盘的可行性,探讨一种无创治疗腰椎间盘源性疼痛的新技术。材料与方法1.材料1.1 新鲜南疆黄羊腰骶段脊柱标本6只,来自重庆医科大学动物实验室。1.2 仪器:JM型HIFU系统( 由重庆海扶技术有限公司研制)。该系统由以下几部分组成:可调功率发生器;MRI系统:Magnetom Symphony Tim 1.5T。治疗探头参数为频率1.0MHz,焦距150mm,直径180mm。2.方法2.1 MRI监控系统行焦点定位扫描PD-tse、T1-tse 和T2-tse, 选择一组图像作为定位图像。运用治疗头的运动装置选择靶层面, X轴代表左右方向, Y轴代表上下方向, Z轴代表前后方向。2.2 HIFU辐照辐照参数设置为声功率350W,对L2-L3、L3-L4、L4-L5和L5-S1椎间盘定点辐照,持续时间分别为20s、40s、60s、80s、100s、120s、140s、160s 和180s(图1)。2.3 MRI实时监控设置水温20℃作为基础温度值(水温),蓝色20℃~40℃, 绿色40℃~60℃,黄色60℃~80℃,红色80℃~100℃。确定靶点后,HIFU辐照前先扫描一幅GRE-T-Map温度参考相位图;开始HIFU辐照,焦点位于椎间盘的中央,即髓核处,同时连续扫描GRE-T-Map温度图;HIFU辐照结束后继续扫描GRE-T-Map,直至焦点处的温度显示变为蓝色或降至基础温度可以停止扫描。2.4 辐照过程中观察实时T-Map的变化情况。选择辐照椎间盘的前、后部、髓核处(焦点)以及同水平脊髓处为温度监控点,记录MRI实时监控下监测部位温度平均值的变化情况(图2)。图1 MRI实时监控下HIFU照射L4-5椎间盘图2 HIFU照射椎间盘过程中MRI实时监控温度变化(黄色方框代表椎间盘前部、橙色方框代表椎间盘后部、绿色方框代表脊髓部位)结果1.高强度聚焦超声辐照时间与温度的关系(表1-4)。 高强度聚焦超声照射椎间盘的过程中,随着照射时间的延长,测量部位的温度逐渐升高,并且升高的速度逐渐下降。照射140s与照射180s之间同部位的温度差基本都不大于3℃,说明照射180s后,监测部位的温度已经很接近最大值。照射180s后,椎间盘前部大于65℃,后部大于55℃,焦点处大于75℃,脊髓部位小于45℃。表1 椎间盘前部的温度椎间盘时间(S)020406080100120140160180L2-L320283542485459636566L3-L420283542485459636566L4-L520283644505561636566L5-S120293744515661646667平均20283643495560636566表2 HIFU焦点处温度(髓核处)椎间盘时间(S)020406080100120140160180L2-L320334351586571757778L3-L420334451586572757778L4-L520344552596672767879L5-S120344553606773777880平均20344452596672767879表3 椎间盘后部的温度椎间盘时间(S)020406080100120140160180L2-L320273339444852555658L3-L420283439444953565860L4-L520283440455054586061L5-S120283440455054586162平均20283440454953575960表4 脊髓的温度椎间盘时间(S)020406080100120140160180L2-L320252932353739414243L3-L420263033363840414243L4-L520263033363840424344L5-S120263034363940424445平均20263033363840424344讨论1.HIFU治疗机制如今,腰椎微创甚至无创的治疗方式是脊柱外科医生追求的理想目标。近些年来,种类繁多的微创治疗方法不断问世,包括经皮激光椎间盘减压术、椎间盘内电热疗法、椎间盘射频消融术等[3]。然而,唯有HIFU是一种真正意义上的无创治疗技术,它利用超声波的可视性、组织穿透性和聚焦性,通过其加热效应、空化效应和机械效应等,从体外定位, 靶向消融目标组织,对邻近正常组织及超声波通过的组织影响较小,甚至无任何影响。Christopher 等研究发现,分布于椎间盘的神经纤维末梢,多数为无髓神经纤维或微小髓鞘神经纤维,对于热损伤比胶原纤维更敏感[4]。有文献证明,在椎间盘内热疗过程中,于纤维环外1/3给予45~50℃,持续20s即可灭活纤维环上的神经感受器,而持续4~5min基本接近完全灭活[5,6]。椎间盘内温度超过50℃时,纤维环胶原蛋白的三股螺旋结构开始出现断裂,胶原组织发生固缩,凝固纤维环的病变部位,使向内生长的肉芽组织发生变性、固缩 [7]。因此,HIFU热消融腰椎间盘的效应与椎间盘内热疗(Intradiscal electrothermal therapy,IDET)类似 [8]:(1)对纤维环的热疗可以破坏椎间盘内的神经伤害感受器,达到止痛目的;(2)使纤维环内胶原纤维变性收缩,封闭纤维环裂隙,从而加固椎间盘结构;(3)使髓核变性萎缩,在减少介质释放的同时,消除椎间盘不稳定因素及缓解了椎间盘对神经组织的机械刺激和压迫。本实验中,使用HIFU从前方定点照射羊离体腰椎间盘,在椎间盘前部和后部的纤维环处温度均可达55℃甚至更高,完全能够灭活椎间盘纤维环外1/3的神经伤害感受器,同时使纤维环内胶原纤维变性收缩,封闭纤维环裂隙,增加椎间盘的稳定性;HIFU定位于髓核的焦点处温度可达75℃,可使髓核组织溶解、变性、固缩,缓解椎间盘内压力,减少椎间盘内炎性介质的释放,缓解或消除椎间盘源性疼痛。2.MRI实时监控的可行性HIFU热消融椎间盘过程中,有效的监控系统必不可少。MRI,如今已经广泛应用于临床,具有高组织和空间分辨力,且无硬性伪迹和放射损伤的优点。在HIFU定向治疗疾病过程中,MRI被用于HIFU术前定位,术中HIFU焦域的引导,组织温度变化的跟踪测定,凝固性坏死的评价以及术后疗效随访等方面,其有效性和准确率已被广泛证实[9-11]。HIFU照射过程中,在MRI监控下,HIFU焦点可视,确保其准确位于靶区位置,未发生偏移,同时对焦点和目标区域进行温度分析,指导超声辐照功率及时间。MRI监控HIFU治疗疾病优势的关键在于它能对靶区温升及其动态变化情况进行监测。MRI测温法有很好的时间和空间分辨率, 是通过对比治疗前后相位的改变( 即相位差成像) 来显示靶区温度的变化, 对静止的组织脏器而言所得温度的标准差小于1℃,时间分辨率小于1s,空间分辨率大约为2mm[12]。3.HIFU热消融椎间盘的安全性本实验过程中,脊髓处温度明显升高,高于正常生理温度,说明HIFU热消融椎间盘过程中,脊髓存在潜在的副损伤风险。然而,离体脊柱与在体脊柱状态不同,前者脊髓紧贴于后纵韧带,后者脊髓和后纵韧带之间还有脑脊液;另外活体组织中脊髓血管较为丰富,血流会带走部分超声的能量,因此,HIFU对脊髓的副损伤还需进一步实验研究。结论本实验初步说明,HIFU定点热消融椎间盘时,MRI实时监控椎间盘和脊髓的温度是可行的,并且HIFU在椎间盘内可以提供足够高的温度,来灭活伤害感受器以及促使髓核组织溶解、变性、固缩,可以将其作为椎间盘源性腰痛的潜在治疗方法进一步研究。
椎间盘源性腰痛(discogenic low back pain)是指椎间盘内各种病变(如退变、终板损伤)刺激椎间盘内疼痛感受器所引起的腰痛,不伴有神经根症状,无神经受压或节段活动过度的放射学证据,可引起受累腰椎节段功能的丧失[1,2]。近年来,对椎间盘源性腰痛认识的逐步提高,产生了各种各样的治疗方式,分为保守治疗和手术治疗。前者包括心理治疗、卧床、牵引、按摩、药物治疗(非甾体类抗炎药、肌松药)、腰围固定、理疗、L2神经根封闭等[3],后者包括微创手术,如经皮激光椎间盘减压术、椎间盘内电热疗法、椎间盘射频消融术等,以及开放手术,如椎间盘切除椎间Cage及椎板融合术、假体置换术(人工椎间盘和髓核置换)等[4]。但微创手术毕竟仍存在创伤,可能出现神经损伤、穿刺针道感染、椎间盘炎及等离子刀头断裂、IDET工作头断裂的可能[5,6]。高强度聚焦超声(high intensity focus ultrasound,HIFU)是一种利用高强度超声波束在体内聚焦,在焦点区域形成60℃以上的高温, 通过热效应、机械效应和空化效应等,从而对目标区域内的病变组织作选择性损坏,而对焦点周围组织没有明显影响的超声治疗技术[7]。它是一种真正意义上的无创治疗技术。本文旨在探讨HIFU对椎间盘组织的生物学效应,为进一步临床应用HIFU治疗椎间盘源性腰痛提供基础理论支持。材料与方法1.兔离体脊柱标本制作 6只纯种新西兰大白兔由重庆医科大学实验动物中心提供,雌雄不分,体质量2~2.5kg。将实验兔处死后,剥离胸腰骶段脊柱标本(L1-S1),剔除脊柱前方、侧方肌肉,暴露L1-S1椎间盘前缘。2.实验方法 实验操作采用重庆海扶技术有限公司生产的CZF超声仪,均在23℃左右的室温下完成。HIFU超声设为频率为9.6MHz、脉冲1000Hz、剂量5W、焦距4mm。15min内对6列脊柱(暴露于空气中)给予HIFU干预,将超声发射头(直径4mm)紧贴L1-S1椎间盘前方,开启超声,每组分别持续3min、6min、9min、12min、15min、18min。此过程中,将微型热电偶针从侧方正中央插入椎间盘,分别测量纤维环与前方髓核交界处、HIFU焦点处、纤维环与后方髓核交界处和脊髓前表面处的温度,此四个位置距椎间盘前表面在L1-L2、L2-L3、L3-L4分别约为1.5mm、4mm、6mm、8mm,在L4-L5、L5-S1则约为2mm、4mm、7mm、9mm。3.实验观察指标 ①高强度聚焦超声辐照的时间。②四个监测点与超声头表面的距离。③四个监测点的温度。结果高强度聚焦超声照射椎间盘的过程中,随着照射时间的延长,测量部位的温度逐渐升高,并且升高的速度逐渐下降。照射12min后,前方纤维环与髓核交界处、后方纤维环与髓核交界处温度大于50℃,能维持6min以上;HIFU焦点即髓核中心处焦点大于80℃,能维持6min以上;同水平脊髓温度不超过30℃(表1-4)。表1 前方纤维环与髓核交界处温度Table1 Temperature of the junction of anterior annulus fibrosus and nucleus pulposus椎间盘时间(min)369121518L1-2温度(℃)324046515559L2-3温度(℃)324047525659L3-4温度(℃)334150576263L4-5温度(℃)354353626666L5-S1温度(℃)354353626666平均33.442.449.856.86162.6标准偏差1.521.523.275.265.293.51表2 HIFU焦点处温度Table2 Temperature of focal point of HIFU椎间盘时间(min)369121518L1-2温度(℃)566875828282L2-3温度(℃)556775828282L3-4温度(℃)546775828282L4-5温度(℃)546774808282L5-S1温度(℃)536774808082平均54.467.274.681.281.682标准偏差1.140.450.551.100.890表3 纤维环与后方髓核交界处温度Table3 Temperature of the junction of posterior annulus fibrosus and nucleus pulposus椎间盘时间(min)369121518L1-2温度(℃)344249545555L2-3温度(℃)334148535454L3-4温度(℃)324148515252L4-5温度(℃)323946505151L5-S1温度(℃)313945505051平均32.440.447.251.652.452.6标准偏差1.141.341.641.822.071.82表4 脊髓前缘Table4 Temperature of the anterior surface of spinal cord 椎间盘时间(min)369121518L1-2温度(℃)262728282930L2-3温度(℃)252727282929L3-4温度(℃)252728283030L4-5温度(℃)242627272828L5-S1温度(℃)232526272728平均24.626.427.227.628.629标准偏差1.140.890.840.551.141.0讨论1.椎间盘源性腰痛的发病机制传统观点认为,椎间盘源性腰痛的病因为突出的椎间盘对硬脊膜囊和神经根的机械压迫,但这并不能满意地解释椎间盘源性疼痛的临床和病理表现。随后研究发现,髓核、软骨板以及纤维环的深层没有神经纤维支配,神经末梢仅分布于椎间盘前后的纵韧带及外层1/3纤维环。Coppes[8]等证实,正常人椎间盘SP免疫反应性神经纤维存在于纤维环的表层,而退变椎间盘的纤维环深层和髓核组织中也出现SP阳性神经纤维。分布在椎间盘的神经末梢大部分是无髓纤维,在椎间盘内间质变化时传递疼痛信号。其次,椎间盘退变或损伤过程中可产生大量炎症介质或退变产物,这些化学物质对敏感神经纤维的刺激可引起疼痛。Burke 等[9]发现盘源性下腰痛患者病变椎间盘内炎症介质含量非常高,炎症介质作用于窦椎神经末端的伤害感受器可直接导致电生理变化引起疼痛,或使其超敏。再次,腰椎间盘内层纤维环破裂后,沿着肉芽组织长入纤维环内层的窦椎神经,易受到来自于髓核的机械和化学因素刺激,出现椎间盘源性腰痛[10]。最后,椎间盘内机械压力的变化椎间盘源性腰痛的病因之一。目前认为,退变的椎间盘内炎性介质的含量增高,使窦椎神经末端的伤害感受器处于超敏状态,对机械压力的痛阈下降,在轻微的机械压力刺激下,就可产生神经冲动[11]。2.HIFU治疗机制HIFU对组织最重要的效应是瞬间热效应,即当高强度超声波束在人体组织内传播时,有序的声波震动能量逐步转化为无序的分子热运动能量,这种能量在超声波聚焦点处温度瞬间升高(在0.5-1.0s内骤升至65-100℃)[7]。因此,HIFU治疗腰椎间盘源性疼痛的机制与椎间盘内热疗(Intradiscal electrothermal therapy,IDET)类似,其作用机理有两个假说[12]:(1)对纤维环的热疗可以破坏椎间盘内的神经伤害感受器,达到止痛目的;(2)使纤维环内胶原纤维变性收缩,封闭纤维环裂隙,从而加固椎间盘结构。此外,HIFU可以使髓核变性萎缩,在减少介质释放的同时,消除椎间盘不稳定因素及缓解了椎间盘对神经组织的机械刺激和压迫。分布于椎间盘的神经纤维末梢,多数为无髓神经纤维或微小髓鞘神经纤维,对于热损伤比胶原纤维更敏感[13]。有文献证明,在42~45℃时神经组织会发生不可逆的损害,而在椎间盘内热疗过程中,于纤维环外1/3给予45~50℃,持续20s即可灭活纤维环上的神经感受器,而持续4~5min基本接近完全灭活[14,15]。椎间盘内温度超过50℃时,纤维环胶原蛋白的三股螺旋结构开始出现断裂,胶原组织发生固缩,凝固纤维环的病变部位,使向内生长的肉芽组织发生变性、固缩,灭活受累的微神经来达到消除症状的目的[16]。本实验中,使用HIFU从前方定点照射兔离体腰椎间盘,在椎间盘前方、后方纤维环处温度可达50℃甚至更高,维持6min,完全能够灭活椎间盘纤维环外1/3的神经伤害感受器,同时使纤维环内胶原纤维变性收缩,封闭纤维环裂隙,增加椎间盘的稳定性;HIFU焦点处温度可达80℃,维持6min,可使髓核组织溶解、变性、固缩,缓解椎间盘内压力,减少椎间盘内炎性介质的释放,缓解或消除椎间盘源性疼痛。此外,由于HIFU在空气中的热传导性差,实验中,脊髓前表面处温度明显低于后方纤维环处温度,也低于正常生理温度,初步证明HIFU对脊髓的安全性。但离体脊柱与在体脊柱状态不同,前者脊髓与后纵韧带之间是空气,后者则是脑脊液。因此,HIFU对脊髓的热效应还需进一步实验研究。结论本实验初步说明,高强度聚焦超声定点照射椎间盘时,在椎间盘内可以提供足够高的温度,来灭活伤害感受器以及促使髓核组织溶解、变性、固缩,可以将其作为椎间盘源性腰痛的潜在治疗方法进一步研究。
低龄儿童的脊柱侧凸具有发生早、畸形进行性加重等特点,治疗困难,是脊柱外科的难题之一。通过支具治疗推迟手术年龄的方法对其矫正作用有限,患儿也很难坚持佩戴支具(1)。严重脊柱侧凸的青春期患者,可以行矫形融合手术,手术对其脊柱发育和心肺功能影响较小。但是对于脊柱侧凸低龄患儿,矫形融合手术明显影响儿童脊柱和胸廓的发育,导致躯干和下肢比例失调,很难让人接受;对于5岁以下儿童,脊柱融合手术还可影响患者心、肺的发育和功能(2)。此外,手术后脊柱活动度和功能必然受影响,融合脊柱相邻节段尤其是腰段脊柱退变、相邻节段后凸畸形、下腰痛、内植物相关的并发症以及迟发感染的发生率亦较高(3-4)。因此,国内外一些学者一直尝试用一些不融合脊柱的方法来治疗低龄儿童脊柱侧凸。目前临床上脊柱侧凸非融合手术主要包括三大类:(1)脊柱生长阀技术;(2)垂直可延长的钛肋骨技术(Vertical expandable prosthetic titanium rib,VEPTR);(3)前路椎体U形钉技术。其中前两者为延迟融合技术,后者是完全不融合技术。其中,脊柱生长阀技术是目前临床上应用最广的一种脊柱非融合手术。一、脊柱生长阀技术的发展历程脊柱侧凸非融合内固定技术首先是由Paul Harrington 推荐用于低龄儿童的脊柱侧凸(5)。1977 年Marchetti 等(6)首先提出“端椎融合”的概念, 即在侧凸端椎置入内固定物,固定物周围做局限性骨融合, 以防脱出或松动; 将延长型Harrington棒置于皮下, 以防骨膜下剥离而致脊柱自发性骨融合。1984 年Moe 等(7) 报告了应用皮下放置金属棒(Harrington棒或Moe棒)来控制低龄儿童严重脊柱侧凸的初步结果,其后相继出现了CD、TSRH 等技术及其改良型(8-9) 。多米诺连接器允许周期性延长脊柱, 但其常突出于皮下压迫皮肤。Tandem 技术使用管型连接器把两根短棒连在一起( 类似拉杆天线) , 行延长手术时把两棒向相反方向拉出后用小螺钉固定,这不仅可以周期性延长脊柱,而且相比于多米诺连接器,其体积更小,减少了对皮肤的挤压。二、脊柱生长阀技术的适应证脊柱生长阀技术不受脊柱侧凸类型的限制,特发性、先天性以及神经肌肉型等各种类型的脊柱侧凸的低龄患者都可应用。尽管目前尚无统一的适应症,但绝大多数学者认为行脊柱生长阀术的患者必须符合以下三个条件:(1)脊柱存在明显的纵向生长能力;(2)脊柱侧凸Cobb’s角大于50°,且进行性加重;(3)脊柱侧凸柔韧性好,或者在行松解术后柔韧性好(10-12)。由于脊柱生长阀技术的撑开操作有加重脊柱后凸的倾向,因此脊柱后凸畸形是其相对禁忌证。三、脊柱生长阀的操作技术行生长阀技术时,常规全麻,患者取俯卧位。根据术前X线片对内固定区上、下方的椎体进行定位。在内固定区上方做长约3 cm 的正中皮肤切口, 剥离脊柱两侧的椎旁肌, 在固定区的椎体上植入螺钉、椎弓根钩或横突钩,同法在内固定区的下方植入螺钉、椎弓根钩或横突钩。在脊柱两侧内固定区的上、下方各放入一根适当长度的金属棒, 棒一端与钉或钩连接锁紧, 另一端穿入皮下。在两棒连接处做长约3cm 的正中皮肤切口, 放入多米诺连接器或管型连接器, 两棒插入其中,对脊柱侧凸的凹侧和凸侧都进行撑开,然后锁紧两棒。在置入棒及连接器时, 应避免对椎板和关节突等脊椎后份结构的剥离暴露,而将棒置入肌肉中。此后,每隔6~12个月行撑开手术,等患儿发育基本成熟后,行常规的脊柱融合内固定术。四、脊柱生长阀技术的临床效果1984年Moe(7)报告了20例脊柱侧凸患者行单侧或双侧脊柱生长阀术的初步结果。其中,9例最终需行脊柱融合手术,5例发生内固定脱出,4例断棍。最终行脊柱融合术的9位患者,第一次术前侧凸Cobb’s角平均为58°,术后即刻为40°,平均随访15个月后侧凸稳定在43°,在行融合术前,他们平均需行4.5次手术,内固定节段的脊柱平均增长3.8cm(相当于Winter方程式计算至的84%)(13)。而最终未行融合术的11位患者,第一次术前的侧凸Cobb’s角平均为70°,最近一次随访为38°。Klemme等(14)用脊柱生长阀技术治疗了67例儿童脊柱侧凸患者,报道了类似的结果。这些学者认为,对于脊柱存在明显生长潜力的脊柱侧凸患儿,脊柱侧凸非融合手术效果优于传统的脊柱内固定融合手术。2004年,Thompson和Akbarnia(15)对28例行生长阀术患者回顾研究认为,对于儿童严重脊柱侧凸,尽管单、双侧生长阀技术都有助于控制侧凸的进展,保持脊柱的生长潜力,但是双侧生长阀的治疗结果明显优于单侧生长阀。无论在何种生长阀技术中,顶椎短节段融合术都是不必要的。2002年,Miniero和Weinstein(16)报道了11例低龄脊柱侧凸患儿行脊柱生长阀手术的结果。随访过程中,11位患者共行53次手术,出现17次并发症。因此,作者认为,尽管对于进行性的严重儿童脊柱侧凸来说,皮下生长阀技术是一种选择,但其效果未必优于直接单次前路或后路脊柱融合内固定术。2004年Thompson和Poe-Kochert(17)对47例患者行单侧生长阀术后随访发现,儿童严重脊柱侧凸常常进展迅速,行单侧生长阀术后并发症较多,患者外形不甚理想,治疗过程中,脊柱自发性融合是个难题。2006年邱勇教授(18)对21例脊柱生长阀术后儿童随访发现,无论使用何种单棒可延长内固定器械,均可获得较好的初次矫正效果,但随延长次数的增加,延长效果下降,并发症发生率增高,有近3/4 的患儿最终未能完成预期的延长疗程。结合我国国情,邱教授建议目前应谨慎使用单棒可延长内固定技术。当然,可延长型内固定仍是矫正低龄患儿脊柱侧凸的一个研究方向,特别是双侧双棒系统。五、脊柱生长阀技术的缺点虽然脊柱生长阀技术能有效延缓侧凸加重,并保留脊柱的部分生长能力,但其也存在明显的缺点:(1)脊柱生长阀技术仅固定脊柱侧凸上下端椎,在保留脊柱生长能力的同时,并不能控制侧凸的加重,尤其是脊柱前柱的生长可致“曲轴效应”。(2)脊柱生长阀技术需要行多次延长手术,导致椎体骨膜和皮质骨破坏、微出血及新骨形成,脊柱易发生自发性融合,增加脊柱的僵硬度,影响脊柱的生长能力以及侧凸的矫形效果。(3)内固定并发症发生率高, 许多病例无法完成预期的延长,影响治疗效果。(4)患者行生长阀术后需每天需佩戴支具22小时以上,给其生活带来不便。六、研究进展为了减少反复手术撑开及其带来的并发症,Takaso等(19)发明了一种可遥控型可延长内固定装置,带有一个微型内置马达,棒的可调节延长阀最大外径为16mm,术后可用调控器在体外反复延长脊柱并矫正畸形。该系统已成功应用于犬侧凸模型。但其可调节延长阀体积太大,且微型马达需另做切口置入腹腔,限制了该项技术在临床的开展应用。2006年Burke等(20)提出了脊柱理想生长阀技术的模型。他认为理想的生长阀,首先,其使用的金属材料应与骨骼的生物力学特性相同;其次,生长阀能随着脊柱的生长发育而增长,进而在三维结构上矫正畸形。他设计的生长阀结构,外形与脊柱侧凸相匹配,由许多个单位结构窜联而成,单位结构之间的距离与椎间盘间隙相同,每个单位结构包括金属棒和内固定物,如椎弓根螺钉、椎弓根钩或横突钩,将其固定于侧凸节段的相邻椎体上。受脊柱生长力的影响,棒在预定的方向上延长,从而矫正畸形。采用这种理想的生长阀技术,患者不需要定期行撑开手术和最终融合手术,术后也不需要佩戴支具或限制活动。综上所述,脊柱生长阀技术,尤其是双侧双棒系统,是矫正低龄患儿脊柱侧凸的一个重要研究方向,它能够有效控制脊柱侧凸的进展,并保留脊柱的部分生长能力,但由于其需多次手术及高并发症发生率,目前仍应谨慎使用。如何有效避免反复多次手术以及内固定失败,仍旧是脊柱生长阀技术今后研究的课题。