成人下部頚椎の微小形態的特徴を微視的解析に基づいて解明する

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12400 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

マイクロコンピュータ断層撮影法を使用して成人の下部頚椎 31 セット (155 個の椎骨) をスキャンし、関心領域の輪郭を描き、再構成することで下部頚椎の形態学的特徴と小柱の方向を観察し、変動則を計算します。対象領域の微細構造を調べて、その構造的特徴と脆弱な領域を明らかにします。 その結果、画像は、内側皮質および外側皮質近くの下部頸椎椎弓根の小柱が比較的密であり、それらの骨板が層状であることを示した。 上関節突起と下関節突起の間には、骨化後に骨化中心が吸収されていない空洞があった。 皮質骨に近い椎骨板の層状小柱は 1 ～ 2 層だけで、髄腔に向かって放射状に伸びて棒状の小柱に変化しました。 椎骨板の層状小柱は、皮質骨の近くの棘突起の上に伸びています。 小柱の形態学的パラメータの統計結果は、4 つの部分間で骨体積分率の値に有意な差があることを示しました (P < 0.05)。 椎弓根と椎骨板の間に差がないことを除いて、BS/BV には実質的な差がありました (P < 0.05)。 関節突起、棘突起および椎骨板の間で小柱パターン因子値に有意差があり(P < 0.05)、椎弓根、棘突起および椎骨板の間に有意な差があった(P < 0.05)。 4 つの部分間で骨梁の厚さと骨梁スペースの値に有意差はありませんでした (P < 0.05)。 解剖学的微細構造の観点から、椎弓根を介した内固定が最適な選択であることが確認されています。 椎弓根スクリューを使用する場合、保持力と抜去に対する抵抗を高めるために、爪道を棘突起内に配置する必要があります。

頭部の重量を支えるために不可欠な構造である下部頚椎は、首を前方に突き出させ、生理学的湾曲を形成させる主要な脊椎部分です。 頸椎の​​湾曲は頭の持ち上げをサポートし、背骨の弾力性を高めます。 体の重心の安定性を維持し、脳震盪を軽減する上で非常に重要です。 人々の仕事やライフスタイルの変化により、頸椎疾患の発生率は増加しており、徐々に若年化が進んでいます1、2、3。 損傷により頸髄または末梢神経が圧迫された場合、臨床治療は通常、安定性を回復するためにネジによる内固定によって行われます。これには、椎弓根、関節突起、または椎骨板による内固定が含まれます4、5、6。 現在、下部頚部内固定に関するほとんどの研究は生体力学的観点からの安定性に焦点を当てており、椎骨自体の解剖学的観点からはあまり焦点を当てていない7、8、9。

従来のコンピュータ断層撮影法では、下部頚椎の損傷を早期に検出できますが、解像度が低いため、微細構造を観察することはできません。 マイクロコンピュータ断層撮影法(Micro-CT)は、最近開発された非破壊の高解像度イメージング手法であり、解像度はミクロンレベルに達します。 マイクロ CT は骨学で広く使用されています。 さらに、国内外の学者は、骨粗鬆症やその他の疾患に伴う骨の微細構造の分析にそれを応用しています10、11、12、13。 しかし、臨床処置の選択をガイドするためにマイクロ CT を使用して骨の微細構造を観察した研究はほとんどありません。

この研究では、椎骨の解剖学的微細構造の観点から検討するつもりです。 下部頸椎の関心領域 (ROI) を選択した後、マイクロ CT を使用して、その小柱の構造的特徴と配列パターンを調査しました。 次に、形態学的特徴を観察して全体の三次元構造を評価し、骨梁パラメータを分析して下部頚椎の各部分の骨の特徴を正確に記述します。 これは、臨床内固定術を選択するための解剖学的基礎と、下部頚椎の生体力学的特性および臨床的および外科的治療戦略に関するさらなる研究のための理論的基礎を提供します。