张寅 张新民 李洪涛 申彦魁 钟红刚 李豫 王勤俭

摘要：目的：探讨郑州飞龙医疗设备有限公司研发和生产的脊柱定位周期牵引系统在治疗脊柱椎间盘突出、膨出等退行性病变过程中，能在椎间盘髓核内产生负压，使其吸纳周围水分、氧气、营养物质，促进该病变部位的恢复。

关键词：脊柱减压治疗、牵引治疗、脊柱非手术治疗、椎间盘减压、髓核负压、脊柱无创治疗

一 实验目的：评价郑州飞龙医疗设备有限公司研发和生产的脊柱定位周期牵引系统对椎间盘和髓核的生物力学作用。

二 实验原理

粘弹性的髓核处在密闭的椎间盘纤维环中心。可用密闭液体压强来近似描述髓核受力状况。文献[1]报道，通过椎体纵向加压，椎间盘髓核压强增大，并在一定范围内与压力成正比。文献[2]报道减压治疗中髓核内压强减小。本实验通过应用郑州飞龙医疗设备有限公司脊柱定位周期牵引系统，对羊脊柱进行纵向拉伸，通过差压传感器测量椎间盘髓核内的压强变化。

三 实验仪器和材料

1  郑州飞龙医疗设备有限公司脊柱定位周期牵引系统一台;

2  MPXxxxxDP差压传感器及相关穿刺针头（外径0.7mm，内径0.3mm，长度25mm）、注射器和三通管2套;

3 计算机多导数据采集系统1套及专用采集和数据处理程序。

4 液体石蜡100ml ;

5 应变式力传感器一套;

6 市售新鲜完整羊脊柱3条;

7 解剖与穿针器械1套;

8 不锈钢骨圆针 （直径4 mm ） 2枚，减压弓及锁针器2套。

四 实验步骤

1 标定差压传感器;

2 解剖新鲜羊脊柱，去掉椎体前纵韧带前附着的其他软组织。顺着椎间盘平面切断横突间软组织;保持前纵韧带，椎间盘，后纵韧带，脊髓，黄韧带，小关节，棘间韧带和棘上韧带相对完整。

3 截取部分胸-腰-骶段用于测试，在最上一个椎体和髂骨下部水平各穿一根直径4mm骨圆针，分别安装减压弓。

4 垫好防水垫，将羊脊柱水平放置在减压床上，尾端减压弓直接连接到减压带钩;头端减压弓先连接一个应变式力传感器，传感器另一端连接到头侧的减压带钩;

5 将力传感器和2个差压傳感器信号输出线连接到计算机多导数据采集系统的接线端子板;

6 穿刺测量

1） 通过三通转换，轻推注射器将针头充满液体石蜡;

2） 减压床载荷卸零;

3） 从侧面将一个测试针头扎入选定的椎间盘髓核;将另一个针头从侧面扎入椎间盘前部纤维环内;数据采集系统测零点;

4） 治疗床启动，开始减压加载;同时数据采集系统开始采集数据;采集频率约60Hz，实时存储8通道数据 （本次实验使用其中3个通道） ，采集时间90秒;

5） 测试结束后，停止加载。然后卸载，准备下一次测试;

6） 重复1）-5） 进行下一个椎间盘测试;

五 实验结果

1测试过程照片：

2 测试程序界面

测试程序界面（黑色曲线纵轴为髓核内压强，绿色曲线纵轴为纤维环内压强，亮兰色为拉伸力，横轴为时间; 小图中为相关曲线斜率计算，横轴为减压力，纵轴为压强）

3 结果数表

4 结果处理与分析

从表中数据可得

1）纤维环中的液压压强接近零值，相关曲线斜率K_纤维环平均值 -0.055±0.098 （KPa/Kg）。说明基本不受减压力影响;

2）髓核中的压强随减压力变化。相对于零减压力状态为负压。相关曲线斜率K_髓核平均值-3.45±2.06 （KPa/Kg）;

3）本次实验中，减压力10 Kg时，各次髓核内压强极值相对于零减压力状态的平均值 -18.73±3.88 （KPa），其中最大负压值为-23.439（KPa）;减压力15 Kg时，各次髓核内压强极值相对于零减压力状态平均值 -31.99±19.26 （KPa），其中最大负压值为-56.295（KPa）。

六 结论

1 拉伸减压条件下，髓核内液压相对于零减压力状态为负压，绝对值随着拉伸力成比例增长，本次实验获得的比例值为平均 -3.45±2.06 （KPa/Kg）。即减压力每增加1Kg，髓核内负压增加3.45（KPa）;

2 因此，脊柱定位周期牵引系统的减压力可能对髓核膨出产生一定的负压抽吸，产生还纳作用;

3 减压过程中，纤维环内基本没有检测到液压变化。这与髓核内明显不同。

参考文献：

1 杨国标，方如华，丁祖权，欧阳跃平 颈椎椎间盘髓核内压力测试分析研究[J] 医用生物力学 2000，15（1）：24-27

2李义凯，朱青安，钟世镇 旋转手法对颈椎髓核内压力影响的比较研究[J] 中国康复医学杂志，1997，9：193-197

3单冶，腰椎间盘核磁共振表现与纤维环抗拉伸性能之间的关系[M] 浙江大学硕士论文，2014.1