一、研究目的前路颈椎间盘切除融合术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)是外科治疗颈椎病的经典手术方式,大量的临床研究报道了其优良的应用效果,现已广泛应用于治疗颈椎间盘退行性疾病,长期临床随访显示其可有效解除疼痛及良好融合效果,但是术后融合相邻间隙退变的报道也日益增多,脊柱外科医师们为了减少术后邻近节段退变的发生,开始在临床使用非融合技术——人工颈椎间盘置换术,它作为治疗颈椎退行性疾病的一种新兴技术,已应用临床手术中,保留了颈椎术后活动度,人工颈椎间盘置换术后临床症状改善情况多见报道,随着随访时间的延长,国内外学者对人工颈椎间盘置换术后邻近节段退变情况也日益关注,在邻近节段椎间盘退变情况方面,这种新兴的技术与传统的ACDF手术之间是否存在着差异,有待进一步的研究。本研究通过对分别行人工颈椎间盘置换与ACDF手术的颈椎病患者术后进行临床随访,对比这种新兴的技术与传统的融合术之间在术后邻近节段退变方面是否存在着差异,并通过有限元分析的方法对结果进一步分析。二、研究方法1、分析2008年01月至2010年10月本科收治的39例施行人工颈椎间盘置换术的颈椎病患者,其中使用Prestige假体9例(7例单节段,2例双节段),Prodisc-C假体4例(3例单节段,1例双节段),Discover假体26例(17例单节段,9例双节段)；男性20例,女性19例；年龄32-65岁,平均47.15±7.72岁,术后评定患者神经功能恢复情况,测量置换节段及邻近节段活动度大小,根据Kellgren分级标准对邻近节段颈椎间盘退变情况进行X线评价。2、分析2008年01月至2010年10月本科收治的94例施行ACDF手术并获得完整随访的患者,其中男性60例,女性34例；年龄28-70岁,平均50.93±9.17岁。融合节段：单节段33例,双节段35例,三节段26例。术前均常规行颈椎正、侧位X线、MRI检查。术后评定患者神经功能恢复情况,根据Kellgren分级标准对邻近节段颈椎间盘退变情况进行X线评价。3、以39例施行人工颈椎间盘置换术和94例施行ACDF手术的颈椎病患者为对象,根据纳入标准及排除标准进行筛选,有39例行人工颈椎间盘置换术患者和90例行ACDF手术的颈椎病患者纳入研究,其中人工颈椎间盘置换组男性20例,女性19例,年龄32-65岁,平均47.15±7.72岁；ACDF组男性60例,女性30例,年龄28-65岁,平均50.14±8.56岁；对比两组患者术后症状改善情况、邻近节段颈椎间盘退变情况。4、选择1名30岁健康男性志愿者,排除颈椎病史,进行颈椎CT扫描,通过Mimics10.01及Geomagic Studio.v11软件重建出C2-C7椎体及椎间盘三维图像,人工颈椎间盘和颈椎前路钢板实物通过薄层CT扫描,通过Mimics10.01及Geomagic Studio vll软件重建出相应三维图像,将以上三维数据导入Abaqus6.9有限元分析软件中进行网格划分、赋值、应力分析,对比人工颈椎间盘置换术后与ACDF术后邻近节段椎间盘的应力分布情况。5、对置换组术前与术后末次随访时JOA评分、邻近节段活动度对比采用配对样本t检验,对邻近节段椎间盘退变情况分析采用χ2检验；对ACDF手术组术前与术后末次随访时JOA评分对比采用配对样本t检验,对邻近节段椎间盘退变情况分析采用χ2检验；置换组与ACDF组术后末次随访时JOA评分、退变出现时间采用两独立样本t检验,邻近节段椎间盘退变情况分析采用χ2检验；检验水准a=0.05。三、结果1、39例行人工颈椎间盘置换患者随访时间16～42个月,平均随访时间为27.38±7.11个月。患者术后神经功能较术前明显改善(P=0.000),JOA评分由术前9.08±0.93分提高到14.28±0.72分,JOA评分较术前提高5.21分,改善率为57.44%,有效率为100%。测量置换节段及邻近上下节段椎间活动度显示,术前与术后无明显变化(P值分别为0.997,0.975,0.609)。邻近节段颈椎间盘退变情况的X线评估显示,有5例发生邻近节段的退变,其中0级退变为2级3例,1级退变为2级1例,2级退变为3级1例,退变发生率为12.80%,但退变情况分级与术前比较差异无统计学意义(P=0.269)。2、94例(70岁以下)行ACDF手术患者随访时间16～45个月,平均随访时间为28.59±8.53个月。术后患者神经功能改善明显(P=0.000),JOA评分由术前9.15±0.97分提高到14.59±0.86分,JOA评分较术前提高5.44分,改善率为59.45%,有效率为100%。邻近节段颈椎间盘退变情况的X线评估显示,有19例发生临近节段的退变,其中0级退变为2级7例,0级退变为3级1例,0级退变为4级1例,1级退变为2级3例,1级退变为3级4例,2级退变为4级3例,邻近节段退变发生率为20.21%,退变情况分级与术前比较差异有统计学意义(P=0.00044)。(下表*为人工颈椎间盘置换组与ACDF手术组(70岁以下)术前与术后末次随访情况)3、39例行人工颈椎间盘置换患者与90例行ACDF手术患者随访时间16-45个月,置换组平均随访27.38±7.11个月,ACDF手术组平均随访28.56±8.42个月。置换组患者术前JOA评分平均为9.08±0.93分,术后平均提高5.21分,为14.28±0.72分；ACDF手术组患者术前JOA评分为9.16±0.98分,术后平均提高5.41分,为14.57±0.86分,置换组与ACDF手术组间术后JOA评分无统计学差异(P=0.074)。根据Kellgren X线间盘退变分级评估结果显示,置换组在术后15个月内临近椎间盘未见退变情况发生,但在平均随访24.4个月时有5例患者出现退变情况改变,其中由0级退变为2级有3例,由1级加重到2级有1例,由2级加重到3级有1例,退变发生率为12.8%；融合组有17例发生邻近节段的退变,其中0级退变为2级6例,0级退变为3级1例,0级退变为4级1例,1级退变为2级2例,1级退变为3级4例,2级退变为4级3例,邻近节段退变发生率为18.89%；而术后末次随访时邻近节段退变分级情况ACDF手术组与置换组差异无统计学意义(P=0.488)。4、通过有限元分析方法模拟分析了置换及ACDF术后邻近节段椎间盘的应力情况,当正常人与ACDF术后在相同的预载荷条件下,前屈、后伸、侧屈等运动状态时ACDF术后邻近节段椎间盘的应力明显大于正常人相应节段椎间盘应力；而人工椎间盘植入后与正常人相比,在前屈、后伸、侧屈等运动状态时邻近节段椎间盘的应力无明显变化；而ACDF组数据与置换组数据相比较,融合组术后邻近节段椎间盘的应力较置换组增大10.3%-51.6%。四、结论人工颈椎间盘置换与ACDF手术对于治疗颈椎间盘退行性疾病均有良好的临床疗效,而在术后的早中期随访中,ACDF手术组邻近节段椎间盘退变分级情况与人工颈椎间盘置换组无显著差异,通过有限元分析方法发现ACDF术后邻近节段椎间盘应力大于置换组。随着随访时间的延长,相较于传统前路减压融合术,人工颈椎间盘置换可能将更好地发挥其对邻近节段椎间盘的保护作用。