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研究背景：邻近节段退变是腰椎融合术后最常见的并发症之一,文献报道影像学和症状学邻近节段退变的发生率分别达到了8%～100%和5.2%～18.5%。在很多情况下,腰椎融合手术改善了患者的症状和功能,但是术后出现的邻近节段退变会导致患者出现再发的腰背痛和功能障碍,严重的需要再次手术治疗,而手术干预邻近节段退变的效果并不理想。因而,探讨腰椎融合术后邻近节段退变的发病机制,预防或延缓术后邻近节段的退变是脊柱外科的一个重要课题。在腰椎融合手术中避免与术后邻近节段退变相关的危险因素是减少邻近节段退变的一个重要努力方向。多裂肌和后方韧带复合体(棘上韧带、棘间韧带、小关节囊、黄韧带)是传统腰椎融合术中经常累及的结构,相关研究认为这两个结构的损伤可能与术后邻近节段的退变有关,但是目前的研究仍存在缺陷：(1)腰椎融合术尤其是腰椎后路融合术,包含了融合、多裂肌损伤、后方韧带复合体损伤等多重因素,难以独立评估多裂肌和后方韧带复合体损伤对于术后邻近节段退变的贡献大小；(2)多裂肌损伤对于融合术后邻近节段退变的影响,目前仍停留在分析和猜测节段,并无直接的实验证据；(3)后方韧带复合体损伤对于邻近节段退变的影响虽已有一些研究,但是混杂因素的参入使得结论较难理解。研究目的：1、在研究实验动物腰椎解剖结构的基础上,通过构建单因素动物模型,利用影像学、组织学、分子生物学等方法,分析多裂肌损伤、后方韧带复合体损伤对于损伤节段椎间盘退变的影响；2、通过动物模型将多裂肌损伤和后方韧带复合体损伤因素分别交互到融合因素中,利用影像学、组织学、生化等方法,在术后不同时间点观察邻近节段椎间盘的改变,分析多裂肌损伤、后方韧带复合体损伤对于腰椎融合术后邻近节段退变的贡献；3、利用定量MRI分析法,探测腰椎融合术后患者早期的邻近节段退变情况,并与保守治疗组做对比,以明确腰椎融合术后邻近节段是否存在早期退变,并分析相关的危险因素。研究方法：1、通过影像学检查和解剖研究明确新西兰大白兔腰椎局部解剖结构。取新西兰大白兔100只,随机分成4组：空白对照组(A组)、前路椎体间融合组(B组)、多裂肌损伤组(C组)和后方韧带复合体损伤组(D组),每组25只；分术后6周、12周、24周、36周共4个时间点进行观察研究。影像学观察相关节段椎间盘高度、MRI椎间盘退变分级的变化,H-E染色和S-O观察椎间盘髓核、纤维环等结构的组织学退变情况。2、取新西兰大白兔100只,随机分成4组：空白对照组(A组)、后外侧横突间植骨融合内固定组(B组)、后外侧横突间植骨融合内固定+多裂肌损伤组(C组)、后外侧横突间植骨融合内固定+后方韧带复合体损伤组(D组),分术后6周、12周、24周、36周4个时间点进行观察。X线观察邻近节段椎间盘高度变化,T2加权像MRI观察椎间盘退变分级和定量的MRI指数变化,H-E染色和S-O染色观察邻近节段组织学改变,生化观察髓核含水量和GAG含量的变化。3、按照入选标准入选108位患者,根据不同治疗措施分配到2个治疗组：单节段L4/5后路腰椎椎体间植骨融合内固定术组(n=55)和保守治疗组(n=53)。病人治疗前均行腰椎X线、MRI等影像学检查,治疗后定期随访至1年左右,并复查腰椎X线和MRI等相关检查。通过比较前后两次影像学资料分析腰椎融合术后邻近节段的退变进展,并寻找相关的危险因素。研究结果：1、多裂肌剥离牵拉损伤后,新西兰大白兔术后12周便出现损伤相关节段椎间盘MRI退变等级明显进展(P<0.05),组织学评分显著增高(P<0.05)；术后24周时椎间盘高度显著降低(P<0.01)；至36周时退变进一步加重；且该组中相关节段的退变呈现头端轻尾端重的特点。后方韧带复合体损伤组中,损伤相关节段的椎间盘未见明显影像学和组织学退变。前路融合组邻近节段椎间盘在术后6周出现了组织学评分增高(P<0.05),术后12周出现了椎间盘高度下降(P<0.05)和MRI退变等级增高(P<0.05),这些退变随着观察时间延长不断加重,并呈现出尾端重于头端的特点。2、后外侧融合内固定组邻近节段椎间盘在术后6周出现了髓核含水量、GAG含量降低(P<0.05),MRI指数降低(P<0.05)；术后12周出现了椎间盘高度降低(P<0.05)、MRI退变等级增高(P<0.05)和组织学评分增高(P<0.05)；这些退变表现随着观察时间延长不断加重,并呈现出尾端重于头端的趋势。后外侧融合+多裂肌损伤组的尾侧邻近椎间盘退变比融合组更严重,这种差异在术后12周时的MRI指数(P<0.05)、髓核水含量(P<0.05)和GAG含量(P<0.05)中开始得以体现,并且随着观察时间延长这些差别越加显著。后外侧融合+后方韧带复合体损伤组头侧邻近节段椎间盘退变比融合组的更严重,这种差异在术后12周的MRI指数(P<0.05)、组织学评分(P<0.05)、髓核含水量和GAG含量(P<0.05)中得以体现,且随着观察时间延长这些差别越加显著。3、采用椎间盘高度和Pfirrmann等级评分未能发现手术治疗组和保守治疗组的邻近节段椎间盘的退变(P>0.05)。定量MRI分析法的椎间盘中央高信号区面积、平均信号强度和MRI指数发现两组的邻近节段椎间盘均有退变进展(P<0.05)。在进展程度上,手术治疗组的第一上邻节段重于第二上邻节段(P<0.05),而在保守治疗组未发现这种节段间差异；另外,相同节段的邻近节段椎间盘在手术治疗组的退变幅度显著大于保守治疗组(P<0.05)。危险因素分析发现术前骶骨倾斜角较小者更易发生邻近节段椎间盘退变(P<0.01)。研究结论：1、多裂肌剥离牵拉损伤可以导致相应节段的椎间盘退变,且越尾端退变越严重；后方韧带复合体结构损伤未导致相应节段的椎间盘退变；前路椎体间融合可以导致邻近节段椎间盘退变,且以尾端邻近节段更为严重；前路椎体间融合所导致的邻近节段退变是研究椎间盘退变的理想模型；2、多裂肌损伤对于融合术后邻近节段的退变尤其是尾侧邻近节段椎间盘的退变有促进作用；融合节段和邻近节段间的后方韧带复合体损伤会加速邻近节段椎间盘的退变；3、使用定量MRI分析可以早期检测到腰椎融合术后邻近节段椎间盘中央高信号区的平均信号强度、面积及MRI指数的减小,提示该方法具有高敏感性；腰椎融合术后邻近节段椎间盘的MRI定量分析提示其早期的生化改变,进一步的随访需要跟进,以确定早期的生化改变是否导致随后的病理改变；手术治疗组和保守治疗组之间的邻近节段退变程度的差异提示腰椎融合手术是邻近节段退变的重要促进因素；腰椎融合术前小的骶骨倾斜角是术后邻近节段退变的危险因素。