颈椎间盘位于C₂～T₁的椎体之间，具有维持正常的椎间隙高度，吸收振动减缓冲击，匀布应力的功能，对颈椎的稳定性非常重要。颈椎退行性疾病（cervical disc degenerative disease，CDDD）是脊柱外科的常见病，而椎间盘退变是CDDD的主要病理基础。对颈椎间盘的形态、生物力学及临床研究具有十分重要的意义。颈椎病的高发节段为C_4／5、C_5／6和C_6／7，达总数的80.7％；并且往往以C_5／6一个椎间盘突出为主，伴随周围一到两个椎间盘突出。颈椎病的传统治疗方法是颈前路椎间盘切除减压植骨融合内固定术。单纯椎间盘切除可继发颈椎不稳、椎管狭窄和退行性小关节炎；颈前路融合则改变了颈椎正常力学环境，使融合节段运动丧失，引起邻近节段应力增加和活动度增大，促使相邻节段退变加速；并且融合的节段越多，临近节段的退变越明显，症状的迁延复发率也越高。因此，人工颈椎间盘置换术（artificial cervical disc replacement，CADR）近年来发展迅速。但是，人工颈椎间盘能否恢复正常椎间盘的功能，以及对邻近节段有无影响?临床多见的C_4／5、C_5／6双节段颈椎间盘病变行人工颈椎间盘置换能否恢复颈椎的正常力学性能要求?临床疗效如何?这些都鲜有报道。本课题首先对颈椎体和椎管矢状径的相应解剖部位进行了X线、SCT和实体测量；然后采用生物力学的方法，测量C_4／5、C_5／6椎间盘完整、椎间盘摘除、CADR、椎间融合，在轴向、前屈、后伸与侧弯和不同载荷下，其相邻上位(C_3／4)椎间隙的压力变化；此外，通过随访对比分析C_4／5、C_5／6双节段椎间融合及CADR两种术式的病人术后不同时期的手术疗效和观察术后上位椎间隙的高度、椎间盘退变的改变情况。旨在解释双节段颈椎间盘摘除和颈椎间融合术后远期疗效下降的原因，为C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换术的临床应用提供理论依据。第一章下颈椎椎体和椎管矢状径的测量及意义目的：了解下颈椎椎体和椎管矢状径的实体测量、X线与SCT测量值的差别，为诊断颈椎病提供解剖形态学和影像学帮助。方法：对9具新鲜颈椎标本的C₃～C₇椎体和椎管矢状径进行了测量。首先将标本进行X线摄片，再行螺旋CT（spiral computed tomography，SCT）扫描，最后对标本矢状剖面进行实体测量，测量椎体和椎管的矢状径。测量结果用SPSS 13.0统计软件中的方差分析和配对t检验分析，检验水准为α=0.05。结果：1．椎体正中矢状径的测量值：X线摄片组高于实体组和SCT组，差异均有显著性（均P＜0.05）；而实体组和SCT组之间比较差异无显著性（P＞0.05）。2、椎管正中矢状径的测量值：X线摄片组低于实体组和SCT组，差异均有显著性（均P＜0.05）；而实体组和SCT组之间比较差异无显著性（P＞0.05）。3、椎管／椎体正中矢状径的比值：X线摄片组低于实体组和SCT组，差异均有显著性（均P＜0.05）；而实体组和SCT组之间比较差异无显著性（P＞0.05）。4、用X线摄片，实体测量和SCT测量三种方法测得的椎管／椎体正中矢状径比值：C₃节段组与C₄节段组之间比较差异均无显著性（P＞0.05）；C₃节段组大于C₅、C₆、C₇节段组且差异均有显著性（均P＜0.05）；C₄节段组亦大于C₅、C₆、C₇节段组且差异均有显著性（均P＜0.05）；C₅、C₆、C₇节段组间两两比较差异均无显著性（P＞0.05）。结论：1．SCT扫描比X线摄片更能真实地反映颈椎椎体和椎管的实际矢状径。2．SCT测量的椎管／椎体矢状径比值更能显示颈椎管狭窄的情况。第二章C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换后上位椎间隙内压力变化的生物力学实验研究目的：探讨C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换、椎间盘摘除、椎间融合后，对邻近上位椎间隙内压力的影响，为C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘的临床应用提供理论依据。方法：取11具新鲜健康成年人颈椎（C₃～T₁）标本，依次制作成C_4／5、C_5／6椎间盘完整、椎间盘摘除、Bryan人工椎间盘置换和椎间融合内固定模型。在INSTRON数字电液伺服疲劳试验机上运用偏心加载的方法使其在三维空间上产生轴向压缩、前屈、后伸、侧弯四种运动，同时加载载荷逐级增加（轴向25～150N；非轴向0.25Nm～1.5Nm），然后采用经过改良的微型压力传感器测量上位(C_3／4)椎间隙内的压力变化，并进行分析比较。用SPSS 13.0统计软件中的方差分析和配对t检验分析，检验水准为α=0.05。结果：颈椎标本在轴向、前屈、后伸、侧弯四种工况下，C_3／4椎间隙内压力：（1）椎间盘摘除组均高于椎间盘完整组，差异均有显著性（均P＜0.05）；（2）椎间融合组均高于椎间盘完整组，差异均有显著性（均P＜0.05）；（3）CADR组和椎间盘完整组比较差异均无显著性（均P＞0.05）；（4）CADR组均低于椎间融合组，差异均有显著性（均P＜0.05）；（5）CADR组均低于椎间盘摘除组，差异均有显著性（均P＜0.05）；（6）椎间盘摘除组均低于椎间融合组，差异均有显著性（均P＜0.05）。结论：1、C_4／5、C_5／6双节段椎间融合及椎间盘摘除后相邻上位椎间隙压力较椎间盘完整时显著增大，可能是其引起邻近上位节段退变的原因之一。2、C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换后相邻上位椎间隙内压力与椎间盘完整时相近，且明显低于双节段椎间融合和椎间盘摘除，为临床开展双节段人工颈椎间盘置换进一步提供了理论依据。第三章C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换、椎间融合对邻近上位间隙影响的临床应用研究目的：观察C_4／5、C_5／6双节段人工颈椎间盘置换、椎间融合两种不同手术方法的临床疗效及对邻近上位节段的影响。方法：收集于1998年1月～2006年2月因C_4／5、C_5／6双节段椎间盘退行性疾病进行手术治疗的病历及影像学资料完整的患者35例，其中CADR 5例，椎间融合（病例随访时间12个月的为短期随访组15例、5年的为中长期随访组15例）30例。通过信访、电话随访和门诊复查体检等方法进行随访调查。采用JOA评分和Odom评级两种系统评估，评价术前，术后6月、12月、2年、5年后的治疗效果。测量侧位X线片上C_3／4椎间隙高度与C₃椎体高度比值（R）及活动度并对C_3／4的椎间盘退变率进行评价。采用SPSS13.0软件包对患者的JOA评分，Odom评级以及R值、C_3／4节段活动度手术前后比较分析。检验水准为α=0.05。结果：1．两种术式JOA评分及Odom评级比较：术后JOA评分、Odom评级显著增加，自身手术前后比较，P＜0.05，有显著统计学意义；短期随访组与置换组术前及术后6月、12月组间比较没有统计学差异（P＞0.05）；中长期随访组术后5年疗效下降，与12月、2年时组内比较差异有显著性（P＜0.05）。2．邻近上位节段的活动度比较：短期随访组和置换组术前与术后6、12月比较，没有统计学差异（P＞0.05）；中长期随访组术后5年邻近上位节段的活动度增大，与术前及术后6、12月、2年比较，有统计学意义（P＜0.05）。3．X线片上测量C_3／4椎间隙高度与C₃椎体高度比值（R）及椎间盘退变率比较：术前与术后组内及术后6月、12月短期随访组和置换组比较，P＞0.05，没有统计学差异；中长期随访组术后5年R值减小、退变率增大，与术前、术后12月、2年组内比较，有统计学意义（P＜0.05）。结论：1．C_4／5、C_5／6双节段CADR是治疗颈椎间盘退行性疾病的有效方法之一，术后早期邻近上位椎间隙高度、活动度保持良好，远期疗效尚有待进一步随访。2．颈椎前路椎间盘切除椎体间融合术的早期疗效良好，能保持邻近上位椎间隙的高度和活动度；但远期疗效下降，邻近上位椎间隙退变。