Luschka关节对下颈椎稳定性影响的生物力学实验研究

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[摘要] 目的：测试luschka关节在仿生理状态脊柱功能单位（functiona lspinal unit，FSU）伸、屈活动时对下颈椎稳定性的影响。方法：自外伤致死新鲜尸体下颈段截取32个脊柱功能单位（FSU），随机抽样，将32个标本均分Ⅰ、Ⅱ两组，Ⅰ组切除双侧Luschka关节，Ⅱ组保留Luschka关节，两组标本分别进行力学测试，根据White下颈椎临床不稳诊断评分标准，研究Luschka关节对维持下颈椎稳定性影响。结果：Luschka关节具有限制椎体向侧方移位（P＜0.05）及在下颈椎生理范围伸、屈活动时限制上椎体向侧方移位（P＜0.05）和旋转（P＜0.01）的作用。结论：Luschka关节对下颈椎稳定性有显著的影响，Luschka关节是下颈椎维持稳定的重要结构。

[关键词] 下颈椎；脊柱功能单位（FSU）；Luschka关节；稳定性；生物力学

[中图分类号] R318.01 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210（2008）07（b）-031-02

Clinical biomechanical research of effects of Luschka ankle on later spinal stability

QU Chao-fa1，WANG Yan-lin2，WU Jing-wen1，LI Jian1，LU Zuo-hong1，WANG Xu1，CHEN Geng-xin3

（1.Department of Neurosurgery, the 211 Hospital of the People's Liberation Army, Harbin 150080，China;2.Department of Anaesthesiology, Harbin Central Redcross Hospital, Harbin 150016，China;3.Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin 150001, China）

[Abstract] Objective: To test the effects of Luschka ankle on later spinal stability under the physiological conditions. Methods: This experiment had used thirty-two functional spinal units(FSU) which come from sixteen two specimens died of trauma. Abstract randomly, thirty-two specimens were divided into two groups.The groupⅠ was removed bilateral Luschka ankles, the groupⅡ was retained Luschka ankles. The two groups were tested by biomechanics. According to White of later spine clinical instability diagnosis standard score, the effects of Luschka ankle on later spinal stability had been studied.Results:Luschka ankle could limit spine move to lateral distance. It could also limit the last spine move to two sides and rotary when later spine contracted and extended under the physiological conditions. Conclusion:Luschka ankle has significant effect on later spinal stability. Luschka ankle is an important structure involved in later spinal stability.

[Key words]Later spine; Functional spinal unit(FSU); Luschka ankle; Stability; Biomechanics

第3~7颈椎称下颈椎，除第7颈椎，下颈椎结构形态比较一致。下颈椎是一整体，其功能主要包括：①在各种支持头及上颈椎，向下传递载荷。②提供三维空间生理范围活动。③保护下颈段脊髓。以上功能的完成要求下颈椎具有足够的稳定性。而维持下颈椎稳定的基本单位，即脊柱功能单位（functional spinal unit，FSU）的组成部分，在下颈椎稳定中的作用，对判定下颈椎稳定具有重要意义，明确下颈椎FSU的组成部分对维持下颈椎稳定的作用，有助于改进下颈椎、脊髓疾病和损伤的诊断、治疗和保护。第3~7颈椎椎体上面两侧缘向上突起椎体钩与上椎体唇缘相接称为Luschka关节亦有称钩椎关节、椎体半关节，Luschka关节是下颈椎FSU重要组成部分，明确Luschka关节在下颈椎生理范围伸屈活动时对下颈椎稳定性影响具有重要意义。

1材料与方法

1.1材料

本实验所用32个标本分别取自16具因急性外伤致死的正常国人新鲜尸体颈椎，取标本后立即用塑料袋密封，放入-20℃冰箱内保存。实验前将标本取出解冻，保留椎间盘、小关节及韧带结构，暴露相应椎体软骨下骨，用骨锯在颈2~3椎间盘与颈3椎体软骨下骨连接处锯下，在与颈4~5椎间盘与颈4椎体软骨下骨连接处锯下，同样在颈4~5椎间盘与颈5椎体软骨下骨颈6~7椎间盘与颈6椎体软骨下骨连接处锯下，每一颈椎得2个实验标本，共32个标本，标本编号。

1.2方法

将标本两端修平。随机抽样分成Ⅰ、Ⅱ两组，Ⅰ组切除双侧Luschka关节，不破坏FSU其他结构，Ⅱ组保留Luschka关节及FSU其他结构。

实验在Instrun自动控制电子万能试验机上进行。本实验在（36.5±0.5）℃温度场下进行。在上下椎体设定三维空间坐标标记点，将标本固定于试验机工作台上。预先设定程序，计算机控制模拟下颈椎FSU生理条件下下颈椎伸、屈运动，最后计算机打印出实验数据。

2结果

2.1 Luschka关节对FSU伸展时上椎体矢状面相对下椎体水平位移影响的比较

由表1可知，Luschka关节切除组与对照组上椎体矢状面相对下椎体水平位移有显著性差异（P＜0.05）。

表1Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体矢状面相对下椎体水平位移

2.2 Luschka关节对FSU伸展时上椎体矢状面相对下椎体旋转角度影响的比较

由表2可看出，Luschka关节切除组与对照组上椎体矢状面相对下椎体旋转角度有极显著性差异（P＜0.01）。

表2 Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体矢状面相对下椎体旋转角度

2.3 Luschka关节对FSU伸展时上椎体冠状面相对下椎体向侧方位移影响的比较

由表3可看出，Luschka关节切除组与对照组上椎体冠状面相对下椎体向侧方位移有极显著性差异（P＜0.01）。

表3 Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体冠状面相对下椎体侧方位移

2.4 Luschka关节对FSU屈曲时上椎体矢状面相对下椎体水平位移影响的比较

由表4可看出，Luschka关节切除组与对照组上椎体矢状面相对下椎体水平位移有显著性差异（P＜0.05）。

表4 Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体矢状面相对下椎体水平位移

2.5 Luschka关节对FSU屈曲时上椎体矢状面相对下椎体旋转角度影响的比较

由表5可看出，Luschka关节切除组与对照组上椎体矢状面相对下椎体旋转角度有极显著性差异（P＜0.01）。

表5 Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体矢状面相对下椎体旋转角度

2.6 Luschka关节对FSU屈曲时上椎体冠状面相对下椎体向侧方位移影响的比较

由表6可看出，Luschka关节切除组与对照组上椎体冠状面相对下椎体向侧方位移有极显著性差异（P＜0.01）。

表6 Ⅰ、Ⅱ组标本上椎体冠状面相对下椎体侧方位移

3讨论

由于下颈椎的功能，要求颈椎本身具有足够的稳定性。下颈椎结构形态均比较一致，其椎体借椎间盘和前、后纵韧带而紧密连结，椎弓则由小关节和后方的韧带相连，相邻椎体的上表面降凸而下表面凹陷，使下颈椎的稳定性更为增强。Bailey认为在下颈椎稳定中起决定作用的是肌肉和椎间盘，并特别强调了纤维环的作用，肌肉对颈椎稳定性的影响至今未见较系统的研究报道。Munroe则强调椎间盘和前、后纵韧带在下颈椎稳定中起决定作用。颈3~7两椎体平台间的椎间盘（包括纤维环和髓核），并不宽达椎体的外侧缘，Luschka关节象支柱般在两侧支撑着上面的椎体，其纤维与内侧的椎间盘的纤维相连，在伸屈时，上椎体向前或后滑动，Luschka关节的关节面之间也有相应的滑动，因此Luschka关节是FSU的重要组成部分。White对颈椎的FSU进行了大量生物力学实验，并提出了诊断下颈椎临床不稳的评分标准，但未见Luschka关节对下颈椎稳定性影响的报道。

通过对16具因急性外伤致死的正常国人新鲜尸体颈椎的32个下颈椎FSU节段标本，进行生物力学实验，结果表明，Luschka关节切除组与对照组，FUS加载伸展、屈曲、上椎体矢状面相对下椎体水平位移和旋转角度有显著差异，并且按White提出的下颈椎临床不稳评分标准。Luschka关节切除组矢状面相对水平位移和矢状面相对旋转角度均明显高于评定值，而对照组均低于评定值，故本文研究表明，Luschka关节是维持下颈椎稳定性重要结构。有学者认为Luschka关节是先天就有的真性滑膜关节，也有些解剖学、胚胎学专家认为Luschka关节不是真性滑膜关节而是颈椎随年龄增长而发展的退行性变化。本文笔者认为Luschka关节是人类进化发展过程中（种系发生），从四足着地进化到两足着地，颈弯减小，为增强轴压的抗折力和下颈椎的稳定性而进化的结构。Luschka关节是否为典型关节结构意见尚不统一，功能亦有争议，大多数学者认为，其有限制椎体向侧方移位的作用，也有人认为此关节能防止椎间盘向侧后方突出的作用。本实验结果显示，Luschka关节切除组与对照组上椎体冠状面对下椎体向侧方位移有极显著差异，Luschka关节有限制椎体向侧方移位功能的研究结果得以证实。

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（收稿日期：2008-04-29）

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