第一部分：下腰椎肿瘤全脊椎整块切除的影像学研究目的：评估腰骶-骨盆形态及腰4、腰5椎体的位置关系，从影像学角度分析影响腰椎后路手术的因素，建立国人下腰椎影像学测量参数，探讨单纯后路腰4、腰5全脊椎整块切除的可行性。方法：2012年10月～2013年8月收集162例在门诊行腰椎骨盆X线片检查的正常成人，男性与女性各81例；年龄20-55岁。以站立位行腰椎-骨盆正位及侧位X线检查，测量骶骨倾斜角、腰4椎体下缘至双侧髂嵴最高点连线的垂直距离(以AB表示)、腰5椎体下缘至双侧髂嵴最高点连线的垂直距离（以BC表示），并计算二者的比值。并所测得的影像学数据进行比较分析。结果：AB、BC、AB/BC成人男性中的平均值分别为（6.26±8.81）mm、（29.07±7.07）mm、（0.28±0.46），在女性中平均值分别为（14.40±9.26）mm、(18.40±6.96）mm、（1.21±1.51），该距离在男女群体中相比差异有统计学意义（P＜0.001）。成人男性骶骨倾斜角平均为（32.33±7.25）°，在成人女性中为(33.38±7.52)°，SS值在男女群体中差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：女性L4椎体下缘至双侧髂嵴最高点连线的垂直距离高于男性患者，提示女性髂嵴对下腰椎的阻挡效应小于男性，骨盆上口与下腰椎的空间更大。推测单纯后路下腰椎全脊椎整块切除术在女性患者中的可行性高于男性。第二部分：一期后路下腰椎全脊椎整块切除的解剖学可行性研究目的：探讨单纯后路全脊椎整块切除术治疗下腰椎肿瘤的可行性，为下腰椎肿瘤手术提供解剖学基础。方法：选择14具防腐固定的成人尸体标本，男性及女性标本各7具，L4手术组6具，L5手术组8具，模拟单纯后路下腰椎全脊椎整块切除术。测量L4椎体下缘与双侧髂嵴顶点连线之间的距离，观察下腰椎神经根至腰骶干的最大距离以及L3-L4、L4-L5神经根起始部的间距。模拟L4、L5全脊椎整块切除手术，观察髂嵴、神经根、节段血管及椎前大血管对手术的影响。结果：L4椎体下缘与双侧髂嵴顶点连线之间的垂直距离平均为（4.03±13.75）mm，男女标本分别为（-3.56±12.30）mm、（11.61±11.12）mm，二者之间差异明显（P＜0.05）。L4手术组的6具标本中，所有标本均完成了TES手术，5例一侧的L4神经根受到牵拉，1例单侧L4神经根袖撕裂，1例硬膜囊撕裂。L5手术组的8具标本中，4例女性标本均完成TES手术，3例有不同程度的腰5神经根牵拉，1例出现神经根袖及硬膜囊撕裂，但无神经根断裂；4例男性标本中，2例2例完成手术，1例腰5神经根受到牵拉，1例神经根袖及硬膜囊撕裂，并伴有下腔静脉损伤，2例因椎体过大以及髂嵴和神经根阻挡而无法完成。结论：下腰椎全脊椎整块切除最核心的问题是病椎椎体旋出时腰神经根及腰骶干的阻挡。L4椎体下缘与双侧髂嵴最高点连线的垂直距离是判断髂嵴对L5椎体阻挡程度的重要因素。单纯后路TES术切除L4椎节是可行的，而在L5TES术中受性别、神经根及髂嵴等因素的影响最大，女性患者更适合行此类手术，男性实施此类手术的难度较大。第三部分：下腰椎肿瘤全脊椎整块切除脊柱重建的生物力学研究目的：评估和比较下腰椎全脊椎整块切除术后不同重建方式的生物力学稳定性。方法：选用8具成人L1-S1节段脊柱新鲜标本，将标本分为2组，每组3具标本。完整标本经过测试之后，建立L4全脊椎整块切除的脊柱模型，分别进行8种内固定重建方式。一组为短节段固定组：（1）：L3-L5螺钉+人工椎体短节段固定（SP）；（2）：L3-L5螺钉+人工椎体+侧前方短节段固定（ASP）；（3）：L2-S1螺钉+人工椎体长节段固定（MP）（4）：L2-S1螺钉+人工椎体+侧前方长节段固定（AMP）。采用非损伤性加载的方式对完整标本和不同重建标本模型进行加载，测试其在6个运动方向上的活动度。结果：在屈曲、过伸与侧屈状态下，与完整脊柱标本相比，所有重建后的脊柱标本活动度均减小（P＜0.01）；附加侧方固定活动度较无附加固定者小（P＜0.05），各组内比较无明显差异（P＞0.05）。在轴向旋转状态下，附加侧方固定后的脊柱重建方式对旋转活动度影响较大，均比完整标本减少（P＜0.01），各组内比较无明显差异（P＞0.05），组间相比长节段固定活动度更小，但无统计学差异（P＞0.05）。短节段无侧方固定标本旋转运动增加，但无明显统计学差异（P＞0.05）。结论：多节段固定优于短节段固定，无论后路短节段或长节段重建，附加侧方固定后脊柱的稳定性均优于不附加侧方固定的脊柱标本，但后路长节段附加侧方重建的稳定性最好。第四部分：一期后路下腰椎肿瘤全脊椎整块切除:临床应用及评价目的：探讨一期后路全脊椎整块切除术治疗下腰椎肿瘤的可行性，对该手术的临床应用进行初步评价。方法：2011年03月～2013年10月，对累及下腰椎的20例脊柱肿瘤患者拟实施单纯后路全脊椎整块切除术。男8例，女12例，年龄21～65岁，平均51岁；其中累及腰4者15例，累及腰5者5例。Tomita分型：1型2例，2型5例，3型6例，4型6例，5型1例。采用自主研制和改良的全脊椎整块切除手术器械，包括：0.54mm不锈钢线锯、线锯引导器、“Z”形骨刀、弧形骨膜剥离器，将Tomita提出的后路全脊椎整块切除手术应用于下腰椎，并对该手术进行改进。术前对患者进行详细的影像学评估，严格筛选患者。椎弓根截骨采用“Z”形骨刀或“Z”形骨刀+线锯的方法，然后先采用线锯自椎前向后切割至椎间盘后缘，再以骨刀或尖刀将后纵韧带及剩余椎间盘离断。结果：15例腰4肿瘤患者均成功实现整块切除，1例尤文氏肉瘤椎前病灶有少量残留，术后行辅助化疗。5例腰5肿瘤患者中，4例实现椎体整块切除，1例因神经根和髂嵴阻挡明显而改为分块切除。手术时间：225～445min，平均299min。手术失血量：1200～4100ml，平均2435ml。随访时间：6～37mons，平均18mons。除1例分块切除者，其余所有患者均出现神经根牵拉，其中9例患者术后出现下肢的神经功能障碍，主要表现为一过性肌力下降，但术后4周基本恢复，术后3个月随访时神经功能均完全恢复。3例术中硬膜撕裂，术后出现脑脊液漏。1例L4尤文氏肉瘤的患者因肿瘤残余而复发，6例转移癌患者均带瘤生存，1例肝癌患者术后11个月发现其他部位转移灶。随访期内钛网下沉3例，1例为L4，2例为L5，因随访期仍较短，尚未发现内固定失败。结论：单纯后路全脊椎整块切除术治疗下腰椎恶性肿瘤是可行的，但手术适应证较窄，对病例的选择有严格要求，尤其是腰5肿瘤，术前要充分评估，严格筛选；而且下腰椎全脊椎整块切除术后神经并发症较多，对术者及多学科合作的要求也较高。