背景神经根型颈椎病的主要病因是椎间孔狭窄压迫脊神经,其发病率约占各型颈椎病总数的50～60%,是临床最常见的颈椎病[1,2]。造成椎间孔狭窄的原因常见于骨赘挤压、急性外伤、小关节错位、慢性劳损及椎体异位等骨性和软组织因素,导致椎间孔变小。从而出现神经根受压的炎症反应,包括水肿和粘连等,进而引发一系列的临床症状。其中,判断椎间孔是否狭窄的一项重要指标就是椎间孔面积的大小。很多颈椎病临床治疗及评价方法均与椎间孔面积变化有很大关联。颈椎牵引技术作为治疗神经根型颈椎病的常用技术,是一种可控制的轴性牵引方法,该方法于1929年就已开始用于临床,是治疗颈椎病的公认方法之一,其疗效确切。颈椎牵引技术是运用机械手段牵拉颈椎,分离关节面,使周围软组织得到牵伸,使其发生相对伸长,同时改变骨性结构之间的角度等,其主要目的之一就是增大椎间孔面积,减少神经根压迫,从而达到相应的治疗效果。然而,对于不同牵引角度对椎间孔面积大小的影响,相关的报道和研究较少,主要原因是局限于颈椎角度模拟以及测量结果不准确等,因而,无法得到确切的形态学参数。对已知的三维结构通过二维平面图像进行位置配准,再现三维结构的位置关系,简称2D/3D配准技术。颈椎斜位X线片检查价格便宜,操作简便,辐射量少,患者也比较容易接受,是目前临床上最常用的检查方法。但是,X线影像仅能显示部分椎间孔,部分椎间孔无法显示,且椎间孔周围有骨质重叠现象,对颈椎间孔显像较差,所测得的椎间孔形态学参数准确度低。而三维CT检查放· 射剂量大,而MR检查存在检查时间长,价格昂贵,病人依从性要求高,且存在一定的禁忌症,同时CT、MRI检查大多采用平卧位,受到体位的限制等不足。而本研究采用2D/3D配准技术进行测量,可以很好的避免上述不足,获得不同位置的颈椎三维模型。叶强[3]等研究表明,2D/3D配准技术可用于获得椎间孔参数的精确数据,但并未对该方法的精度做进一步研究。因此,本实验利用拍摄颈椎标本的X线片,同时拍摄颈椎CT,根据CT数据获得颈椎三维模型,通过2D/3D配准技术将颈椎正侧位X线平片还原至摄片时颈椎的三维形态,进一步探讨基于2D/3D配准技术测量离体标本颈椎间孔形态学的精度。进而以正常人为研究对象,利用可调式颈托调节不同颈椎牵引角度,准确直观的评价不同角度牵引对椎间孔形态学参数的影响,为神经根性颈椎病的牵引治疗提供科学依据,为颈椎牵引技术的改进提供更多的理论依据。目的本实验将验证基于2D/3D配准技术测量离体颈椎标本椎间孔形态学的参数,探讨该方法测量的精准度。同时,结合可调式颈托技术,探讨不同角度牵引对椎间孔形态学参数的影响。方法1.收集16具颈椎防腐标本,其中15具标本为C2-C7椎体,1具标本为C2-C6椎体,进行CT扫描,通过三维重建获得颈椎离体标本的三维模型。改变标本体位并固定,分别拍摄各具离体标本正侧位X线平片,应用2D/3D配准技术还原拍摄平片时颈椎的三维位置,并获得相应的三维模型,保持标本的体位再进行第二次CT扫描,重建获得标本的三维模型作为配准前对照组。利用Rapidform XOR3软件测量配准前与配准后C2/3至C6/7双侧的椎间孔面积、前后径和上下径,两组进行比较,从而验证基于2D/3D配准技术测量离体标本颈椎间孔形态学的精度。2.精度验证完成后,然后测量正常人不同颈椎牵引角度对椎间孔形态学参数的影响。首先,召集健康志愿者7人,进行颈椎CT扫描,利用三维重建软件Mimics将原始数据进行三维重建,获得各节段三维模型(C2-C6)。同时,利用可调式颈托调整颈椎位置:中立位、后伸10°、前屈10°及前屈20°,并拍摄X线,利用2D/3D配准技术,准确还原出颈椎在中立位、后伸10°、前屈10°及前屈20°时的三维模型。基于不同位置的三维模型,分别测量C2/3至C5/6颈椎椎间孔面积、前后径和上下径,并进行相关统计分析。结果1.共测得椎间孔的面积、前后径和上下径各158个,其中,准确度方面,椎间孔面积为96.77%、前后径为94.35%、上下径为96.14%。而精确度方面,椎间孔面积为(1.27土 1.16)mm2,前后径为(0.30±0.27)mm,上下径为(0.32±0.28)mm。椎间孔的面积、前后径、上下径配准后与配准前相比较,采用配对样本t检验,结果无显著性差异(P>0.05)。2.共测得椎间孔的面积、前后径和上下径差值各224个,当颈椎处于前屈20°时,所有颈椎节段的椎间孔面积、前后径的差值及增长率均大于其它牵引角度。采用单因素方差分析,前屈20°与中立位0°比较,差值及增长率的P值均小于0.05,结果具有统计学差异。而上下径方面,前屈20°时所有颈椎节段的差值均大于其它角度,而增长率则无明显差异。经单因素方差分析,各牵引角度的差值及增长率比较,P值均大于0.05,结果无统计学差异。结论1.应用2D/3D配准技术测量颈椎间孔的形态学参数具有较高的准确度和精确度。2.应用2D/3D配准技术结合可调式颈托技术,能反映不同牵引角度对椎间孔形态学参数的影响。3.前屈20°牵引可以更有效的增大颈椎椎间孔面积及前后径。