胸1斜度在寰枢椎融合术后颈椎矢状面失衡中的作用及其机制

Cervical sagittal imbalance after atlantoaxial fusion is not an uncommon clinical problem. C1-C2 fusion angle is considered as a key factor affecting postoperative cervical sagittal balance. However, we found that some patients developed postoperative sagittal imbalance even thought the C1-C2 angle was fixed in an optimal position. Furthermore, T1 slope (T1S) was found to be the key to regular postoperative sagittal balance. The more the T1S was, the more sagittal imbalance was prone to develop. Therefore, we concluded that C1-C2 angle was changed after atlantoaxial fusion. As a result, posterior cervical muscle ligament complex worked hard to maintain an upright head. Large T1S was prone to lead to decompensation of the complex. Then, the C2 sagittal vertical axis（SVA）was gradually enlarged, increasing the intervertebral disc pressure, accelerating the degeneration of the cervical spine, and finally leading to cervical sagittal imbalance. Therefore, we would perform a biomechanical study to analyze the influence of different T1S on cervical spine and record the stresses with different C2SVA, and finally reveal the mechanism of T1S on cervical sagittal imbalance after atlantoaxial fusion. This study would provide a theoretical basis for choosing the best C1-C2 fusion angle according to T1S to prevent postoperative cervical sagittal imbalance.

寰枢椎融合术后颈椎矢状面失衡是临床常见问题，目前C1-C2融合角度被认为是影响术后颈椎矢状面平衡的关键因素。然而我们前期发现，部分C1-C2融合角度理想的患者，术后仍出现了颈椎矢状面失衡，胸1斜度（T1S）在维持术后颈椎矢状面平衡方面起着决定性作用，T1S越大越容易出现颈椎矢状面失衡。因此我们推论，寰枢椎融合术后，C1-C2角度发生改变，患者为保持平视，颈椎后方肌肉韧带复合体做功增多以维持头部直立姿势，而大T1S容易导致复合体结构失代偿，C2矢状垂直轴（SVA）逐渐增大，导致前方椎间盘压力增大，颈椎退变加速，最终导致颈椎矢状面失衡。因此，我们将通过生物力学研究，分析寰枢椎融合术后不同T1S对颈椎各结构的生物力学影响，并记录不同C2SVA时各结构的应力值，揭示T1S在寰枢椎融合术后颈椎矢状面失衡中的生物力学机制，为临床根据T1S选择最佳C1-C2融合角度、防止术后颈椎矢状面失衡提供理论依据。

寰枢椎融合角度被认为是影响术后颈椎矢状面平衡的重要因素。寰枢椎固定在过度前凸的位置，下颈椎将会出现代偿性曲度丢失，从而引起颈椎矢状面失衡。T1S被认为是影响颈椎矢状面平衡的关键因素，可以作为评价寰枢椎融合术后颈椎矢状面平衡的可靠参数，T1S越大越容易出现颈椎矢状面失衡，T1S成为决定C1-C2固定角度、防止术后颈椎矢状面失衡的关键因素。最佳T1S与C1-C2角度值之间的关系尚需进一步研究。.本研究拟应用人体新鲜全颈椎尸体标本（C0-T1），建立后路寰枢椎融合术标本（内固定选择C1经后弓侧块螺钉+C2椎弓根螺钉），并改变标本T1S值及C1-2固定角度，检测下位颈椎各椎间盘压力的变化，测量下位颈椎各椎体活动度的变化，验证不同寰枢椎固定角度以及不同T1S对于下位颈椎的影响程度，为临床针对不同T1S重建C1-2角度以减缓术后颈椎退变，防止颈椎矢状面失衡提供理论依据。.同时建立带有肌肉组织的全颈椎三维有限元模型（C0-T1）并验证该模型的有效性，为后续研究胸1倾斜角（T1S）在寰枢融合术后颈椎矢状面失衡中的作用机制提供必要条件。.研究证实寰枢椎后路钉棒融合后，下位颈椎各节段均出现代偿性的活动增加。在前屈和后伸方向，T1S的大小以及C1-2的角度改变对下位颈椎影响不大。但是较大的T1S会引起C4-7节左右侧弯活动度明显降低，而在轴向旋转方向上，较大的T1S会引起C3-5节左右旋转活动度明显增大。此外寰枢椎固定后也会导致下位椎间盘压力增大。在前屈和后伸方向，各椎间盘压力都有明显增加。且增加的程度与T1S的大小呈显著正相关，但是在侧屈和轴向旋转方向，则仅有C3-4椎间盘压力增加。在较大T1S的标本中，较大寰枢椎固定角度的标本其下位颈椎椎间压力显著大于较小角度标本组，提示寰枢椎的固定角度也需要考虑，特别是对于T1S较大的患者。该研究结果提示我们需要根据T1S个性化地选择寰枢椎融合角度。