导航技术在椎弓根螺钉内固定术中的应用现状与进展

椎弓根螺钉内固定技术因其优越的生物力学性能在脊柱外科领域得到广泛应用,如脊柱骨折、脊髓损伤、脊柱肿瘤、脊柱畸形及脊柱退行性病变等的治疗^[1]。随着现代医学的进步,脊柱外科手术不断向更加精细和微创的方向发展,这对椎弓根螺钉置入的精准性提出了更高的要求。导航技术可在术中引导操作方向并准确定位椎弓根螺钉等内固定物^[2],以避免椎弓根螺钉置入过程中对神经、血管造成损伤,降低手术风险。随着技术的发展,导航技术已应用于颈、胸、腰全部脊柱节段的手术。导航技术通过收集和分析术前、术中及术后数据并分析转化后实现图像的二维或三维可视化,进而降低误操作率。目前的导航系统通过整合术前定位、术中仪器跟踪及成像技术,能在一定程度上提高手术准确性,且在计算机技术、传感器技术和机器人技术领域有巨大的发展空间。本文重点阐述应用较为广泛的导航技术在椎弓根螺钉内固定术中的应用现状,对比其优缺点,现综述如下。     

超声骨动力椎弓根寻路器的研制及其引导置钉的可行性研究

目的 :探讨自行研制的超声骨动力椎弓根寻路器辅助椎弓根螺钉置入的准确度及安全性。方法 :自行研制一种超声骨动力椎弓根寻路器,选择2具成年人脊柱标本(T1～L5节段),男性1具,年龄62岁,女性1具,年龄57岁,排除畸形、外伤及骨质疏松症等骨科疾病,将标本左侧椎弓根设置为实验组,通过超声骨动力椎弓根寻路器引导下置钉;右侧椎弓根设置为对照组,直视下徒手置钉。术中及术后即刻分别对两组标本行CT扫描,通过术中CT测量定位针长轴中线距椎弓根内外侧皮质距离;通过术后CT测量椎弓根螺钉穿出椎弓根皮质的距离并依据Neo法对置钉进行分级,统计两组精确置钉(0级置钉)、可接受置钉(Neo分级0级或1级)和不良置钉(Neo分级2级或3级)的情况。通过比较两组精确置钉率与不良置钉率上的整体差异,以及分别在上、中、下胸椎及腰椎的穿破皮质螺钉(Neo分级1、2、3级螺钉)的差异,评估两组间置钉精确性与安全性的差异。结果:两组各置入34枚定位针。实验组与对照组的定位针在上胸椎距皮质骨最小距离分别为2.77mm±1.05mm和0.59±2.31mm,中胸椎为1.97±1.01mm和0.98±1.70mm,下胸椎为3.02±0.93mm和2.53±0.83mm,腰椎为4.14±1.04mm和3.80±0.59mm。实验组有6枚定位针存在穿出的风险,对照组有14枚存在穿出的风险。在置钉方面,实验组与对照组的精确置钉率分别为82.36%和58.82%,可接受置钉率分别为97.06%和82.36%,不良置钉率分别为2.94%和17.64%。在所有穿破皮质螺钉中,实验组有1枚位于上胸椎(1级),2枚位于中胸椎(1级、2级各1枚),2枚位于下胸椎(1级2枚),1枚位于腰椎(1级);而对照组有6枚位于上胸椎(1级2枚、2级2枚、3级2枚),5枚位于中胸椎(1级3枚、2级1枚、3级1枚),3枚位于下胸椎(1级)。实验组在胸腰椎精确置钉率、可接受置钉率上明显高于对照组,而在不良置钉率上明显低于对照组,且差异均具有统计学意义(P0.05)。实验组与对照组在上胸椎节段(T1～T4)穿破皮质螺钉比率存在统计学差异(P0.05),而在中下胸椎及腰椎无统计学差异(P0.05)。结论:与徒手置钉相比,超声骨动力椎弓根寻路器引导下置钉在胸腰椎节段具有较高的准确性与安全性。