背景:由于受局部复杂的解剖关系的限制,脊柱肿瘤的手术治疗一直是难题。最近,我们尝试将微波诱导高温灭活技术用于脊柱肿瘤的治疗,初步的观察结果较为满意。但在广泛的临床应用之前,必须对其安全性,特别是微波产热致脊髓损伤的风险进行评估。目的:建立椎体微波加热的动物模型,观察加热过程中相应节段脊髓所能耐受的最大热剂量,研究不同热剂量对脊髓功能的影响及脊髓组织病理学的变化,为微波技术应用于脊柱肿瘤的可行性及安全性提供实验依据。方法:1、6只4个月左右新西兰大耳白兔L1椎体标本,测量横突根部水平椎体最大矢状径与最大横径,确定横突根部水平椎体水平面中心即椎体最大矢状径与最大横径的交点,在横突根部水平椎体水平面测量此点到椎弓根根部的距离,并测量该平面椎体中心和椎弓根根部连线与矢状径的夹角。2、30只4个月左右新西兰大耳白兔随机分组。A组为对照组,仅行L1椎体全椎板切除暴露脊髓但不行椎体微波加热;B-E组为实验组,行L1椎体全椎板切除暴露脊髓,并显露椎体右侧面,行椎体微波加热,按加热过程中椎管内温度分为B-E组,分别对应的椎管内温度是43℃、44℃、45℃及46℃,上述温度维持30分钟。A组术前、暴露后及暴露后半小时监测皮层体感诱发电位(Cortical somatosensory evoked potentials,CSEP),实验组术前、暴露后及微波加热后监测CSEP;术前及术后对动物后肢进行肌力及针刺觉反应评分。实验动物术后6小时全部处死,取L1椎体水平的脊髓标本作HE、Nissl染色光镜观察和电镜观察。结果:1.在横突根部水平椎体最大矢状径是0.600±0.070cm,最大横径是0.980±0.081cm,在横突根部水平椎体水平面中心到椎弓根根部的距离0.508 cm±0.071cm,该平面椎体中心和椎弓根根部连线与矢状径的夹角47.167°±5.115°,微波天线在L1椎体的进入点是横突根部水平面椎弓根根部,与矢状面呈45°角,与椎板垂直,深度大约为0.5cm。2.对照组术前、脊髓暴露及暴露后半小时CSEP的潜伏期和波幅均不具有统计学差异,术后后肢运动及针刺觉均正常,组织病理示神经元及神经纤维结构正常。实验各组术前及暴露后CSEP的潜伏期和波幅均不具有统计学差异。B组微波加热后未出现CSEP的潜伏期延长或波幅降低,术前及术后后肢运动及针刺觉正常,组织病理示神经元及神经纤维结构正常;C组微波加热后CSEP的潜伏期及波幅无变化,术前及术后后肢运动及针刺觉正常,组织病理示神经元及神经纤维结构正常;D组微波加热后CSEP的潜伏期延长、波幅降低,术后后肢肌力减弱、针刺觉反应迟钝,脊髓HE染色示白质轻度水肿,可见神经纤维断裂,局部出现小坏死灶及散在点状出血,灰质神经元减少,并可见神经元细胞水肿、细胞核皱缩,尼氏染色示神经元减少,可见尼氏体溶解,但仍有正常结构神经元,电镜示粗面内质网排列紊乱、核固缩、神经纤维松散及部分断裂;E组微波加热后未引出CSEP,术后后肢肌力为0,针刺觉无反应,脊髓HE染色示白质片状出血、神经纤维断裂,灰质内可见大片状出血灶及细胞坏死,神经元明显减少,细胞核皱缩、溶解,脊髓尼氏染色的细胞明显减少,可见神经元坏死,电镜观察示核溶解、神经纤维断裂。结论:1、椎体微波加热时,在椎管内温度维持30分钟情况下,兔脊髓能耐受的最高温度为44℃,椎管内温度45℃持续30分钟可致兔脊髓不全损伤,热剂量越大,脊髓损伤程度越大;2、通过微波天线加热造成脊髓热损伤的动物模型具有可行性;3、皮层体感诱发电位监测脊髓功能具有可靠性,皮层体感诱发电位的变化和脊髓损伤程度具有相关性,可粗略判断脊髓损伤程度,皮层体感诱发电位在判断脊髓损伤时,波幅比潜伏期灵敏。