1 研制背景

颈椎后路单开门椎管扩大成形术(ODLP)具有操作简单、相对安全及侵袭性小的优点，已广泛应用于多节段脊髓型颈椎病、后纵韧带骨化及颈椎管狭窄患者的治疗，临床效果满意[1-4]。该术式以椎板的一侧为门轴，另一侧为门缝，向后移位椎板，扩大椎管矢状径，从而解除脊髓压迫，同时可最大限度地保留颈椎的活动度和稳定性。

ODLP中椎板开门值(LOS)决定了椎管矢状径的扩大程度。LOS过小使脊髓不能充分减压,过大则会使脊髓明显后移，易导致C5神经根麻痹及硬膜外瘢痕形成，影响临床疗效[5-8]。因此，术前科学准确地预估LOS显得尤为重要。目前的临床操作中，对于LOS的判断仅依靠术者经验，且在术中无法获知LOS使椎管矢状径实际扩大的程度，只有通过术后复查得知。因此，研制一种简单的测量方法及测量装置具有重要的实践意义，这可使操作者在术前准确预估LOS，从而针对不同颈椎节段进行个性化手术，以达到精准医疗的目的。

2 研制过程

2.1 公式推导

我们通过术前与术后的椎管形态变化建立几何模型，引入“目的椎管矢状径”这一已知条件，通过公式得出相关参数之间的函数关系。如ODLP手术前后CT图像模拟图(图1)所示，C点为椎板开门的门轴开槽处与内皮质骨交点，D点为门缝开槽处与内皮质骨交点，CD长度为椎管横突横径。连接C、D点，做中线与椎体内缘交于O点，并分别与弧CD及弧CD′交于A、B点。术前椎板未抬起时，弧CAD为术前椎板内缘连线；术后，椎板由D点抬至D′点，弧CBD′即为术后椎板内缘。则OA为原始椎管矢状径，OB为术后椎管矢状径(即“目的椎管矢状径”)，DD′(设为y)即为LOS，∠DCD′(α)为椎板抬起角度。

以C点为圆心，CB长度为半径做圆，该圆与弧CAD相交于B′点。因为椎板为骨性结构，且在抬高过程中无形变，则∠BCB′=β=∠DCD′=α。因此，可通过测量∠BCB′而间接知道α的大小。又因为CD=CD′，则△CDD′为等腰三角形，根据三角函数可推导出：DD′(y)=2CD×sin(α/2)。

  

图1 ODLP手术前后CT图像模拟图

2.2 结构设计

依据以上原理我们设计了新型测量装置，该装置由角度尺a、直尺b和直尺c构成。角度尺a由2个相互垂直的长度尺和1个弧形角度尺构成；直尺b安装于角度尺a上部，两者于原点处相交于P点，采用铆钉固定，呈活动式连接，可自由转动；直尺c安装于直尺b上部，与直尺b呈滑动式连接，两者相交于Q点(下页图2)。角度尺a用于测量横突横径(CD值)；直尺c用于测量椎管矢状径；直尺b通过围绕交点P在角度尺a上旋转，读取角度尺a的角度，记录角度尺a的刻度变化来测量椎板抬起角度(α)。

  

图2 新型测量装置示意图

2.3 应用举例

在本研究中，为了进行有效对比，所有的“目的椎管矢状径”均设为14 mm[10-11]。临床常用的钢板规格为8、10、12、14及16，以此方法计算出的LOS值不一定与钛板规格吻合，在手术操作中可选择稍大于相应规格的钢板。例如，计算得出的LOS值为11.2 mm，手术中会选取12 mm钢板，使术后的实际椎管矢状径稍大于“目的椎管矢状径”。因此，术前设定的“目的椎管矢状径”可认为是术后最小椎管矢状径，实验结果也证实了这一点，术后实际椎管矢状径的95% CI为14.0～14.5mm。

由于事件dk,j=-1和dk,j=1是互补的,且分别等效于事件yk,j≤τ和yk,j>τ,因此,从定义式(8)可以得到

  

图3 新型测量装置应用示例 a. 测量CD值和∠1 b. 测量∠2

2.4 新型测量装置的精确性评估

2.4.1 临床资料

所有患者顺利完成手术，术后愈合情况良好。采用两组配对样本t检验比较PACS系统与新型测量装置术前参数测量值的异同。结果显示，与PACS系统相比，新型测量装置测定的CD值及α无差异(P>0.05)(表1)，证明了新型测量装置的准确性。同时通过PACS系统测量术后实际椎管矢状径，C3～C7术后椎管矢状径均数及95%可信区间(CI)见图4，经统计学分析得出颈椎所有节段术后椎管矢状径95% CI为14.0～14.5 mm，证明了该方法的有效性。

所有患者于术前1周行C1～C7节段CT检查，在C3～C7节段各椎弓根层面的CT轴位片上分别应用新型测量装置及PACS系统测量椎管横突横径(CD值)及椎板抬起角度α，利用上述公式计算LOS。于术后1周，分别应用新型测量装置及PACS系统测量患者的术后椎管矢状径。术前术后的参数测量均在同一CT层面进行，由3名研究者分别测量，取平均值。

2.4.2 参数测量

简析：据奥维云网（AVC）零售监测数据显示，线下燃气灶市场监测销量21.1万台，同比下降7.6%，其中台式同比下降42%，嵌入式同比下降5.9%。

1.2.3 观察指标：术前及术后DASH评分、住院天数、肌电图、术后当日疼痛VAS评分。DASH评分是一种问卷式的评分方式，旨在调查上肢的症状及从事日常活动的能力[17]。VAS疼痛评分法[18](0分～10分)：0分:无痛；3分以下:有轻微的疼痛，能忍受；4分～6分:患者疼痛并影响睡眠，尚能忍受；7分～10分:患者有渐强烈的疼痛，疼痛难忍，影响食欲，影响睡眠[19]。剪切波弹性成像，通过发射高频超声来激发组织产生剪切波，根据其波速结合弹性测量公式就可以计算出正中神经的实际弹性值从而反映组织的受压情况[20-21]。

2.4.3 结果

选取2016年10月至2017年8月，空军军医大学西京医院骨科治疗的多节段脊髓型颈椎病患者25例(男17例，女8例)，均实施颈后路C3～C7 ODLP手术。所有手术均由同一团队完成，手术减压范围为C3～C7，均采用Centerpiece钛板内固定。所有患者均选择椎板右侧为门轴侧，左侧为门缝侧，“目的椎管矢状径”均设为14 mm。

  

图4 C3～C7术后椎管矢状径95% CI

 

表1 PACS系统与新型测量装置术前参数测量的比较(均数±标准差)(n=25)

  

CD值/mmC3C4C5C6C7α/°C3C4C5C6C7新型测量装置17.3±0.617.8±0.619.1±0.319.5±0.618.6±0.536.4±6.832.2±5.232.3±4.331.7±4.832.3±4.1PACS系统17.3±0.617.9±0.619.1±0.419.6±0.518.6±0.436.4±6.732.3±5.332.4±4.131.7±4.932.3±4.2P值0.8330.2340.7910.5280.7970.8180.4530.3910.7180.812

3 专利优势

我们的专利设计采用逆向思维的方法，于手术前根据“目的椎管矢状径”倒推出术中所需的LOS值。研究的侧重点在于术后椎管矢状径的实际大小，而不仅仅是关注椎管矢状径的增加值[9]。该设计针对不同患者的不同颈椎节段，通过术前的简易测量，计算出相应的术中LOS值，以帮助手术操作者选择合适的钛板，提高手术的有效性及准确性。

首先，角度尺a下缘标尺与CD重合，其中角度尺a与直尺b的交点P与C点重合，测量CD长度；调整直尺c的位置，使其与CD中线重合，并使直尺c的刻度达到设置的“目的矢状径长度”，记录此时直尺b的角度∠1(图3a)。第二，固定直尺c在直尺b上的位置，并保持直尺c与CD垂直，沿角度尺a与直尺b交点P向下旋转直尺b，当直尺b与弧线CAD相交时，即为B′点，记录此时直尺b的角度∠2(图3b)，则∠BCB′=∠2-∠1，而α=∠BCB′。第三，将CD值与α代入公式y=2CD×sin(α/2)，即可求出手术所需LOS值。

关于最理想的颈椎管矢状径，目前学术界尚无定论。我们的设计主要解决根据“目的椎管矢状径”计算所需LOS值的问题。临床操作中，“目的椎管矢状径”可根据实际需要灵活调整。在实际操作中，通过调整OB值(图3)，可计算出不同“目的椎管矢状径”下所需的LOS值。

4 结语

ODLP手术中确定LOS值的新型测量装置及测量方法，能够于手术前依据患者颈椎CT图像进行简单参数测量，根据手术所要达到的“目的椎管矢状径”准确预估LOS值，从而指导术者针对不同颈椎节段选择合适的钛板进行个性化手术。该方法简单、有效，可达到精准手术的目的。

参考文献

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