腰椎棘突中轴线与椎弓根进钉通道三维关系研究

目的　探讨腰椎棘突中轴线与椎弓根进钉通道的三维位置关系,为腰椎内固定和辅助固定技术及临床应用提供个性化、精准化的解剖学数据参考。 方法　将CT数据通过三维重建和逆向工程软件处理,测量椎体70%和90%边界深度的椎弓根进钉通道所在轴线L和棘突中轴线M与三维参考平面夹角,以及交点与线及三维参考平面距离。 结果 （1）腰椎棘突中轴线与矢状面、水平面、冠状面夹角分别为2º ~3º、11º ~18º、71º ~77º;椎体70%和90%边界深度的椎弓根进钉通道与矢状面夹角分别为7º ~22º和 16º ~33º,与水平面夹角分别为1.8º ~2.9º和1.4º ~2.4º,与冠状面夹角分别为67º ~82º和56º ~73º;（2）随腰椎水平降低,点到线的距离呈规律性变化;（3）随腰椎水平降低,点到三个平面的距离也呈规律性变化。 结论 通过对腰椎棘突中轴线与70%和90%边界深度的椎弓根进钉通道的三维关系分析,为临床经皮椎弓根螺钉置入手术和相关器械设计提供数据参考。     

腰椎椎弓根通道不同外偏角方向变化规律的数字解剖学研究

目的:探讨腰椎椎弓根在0°头尾偏角和不同外偏角方向通道的变化规律。方法:1例健康成人腰椎CT连续扫描数据集,应用Mimics8.11三维重建腰椎数字解剖模型,将腰椎数字模型导入Surface10.0,确定椎骨正中矢状切面和经椎弓根中部水平面为0°正交平面,0°水平面为0°头尾偏角参考平面,正中矢状切面为0°内外偏角参考平面,确定左右椎弓根各个方向通道的正投影,获得椎弓根通道的正投影内边界及内边界内、外切圆,获得内切圆在正投影方向经椎板、椎弓根与椎体的通道长度及各内、外切圆圆心坐标值、半径大小,对获取相关数据进行定量分析与可视化显示。结果:L1~5左右椎弓根通道在0°头尾偏角和不同外偏角方向正投影区内边界的内切圆半径随外偏角的增大逐渐增大而后又逐渐减小,其中最大半径值对应的角度方向为最佳角度方向,外切圆半径没有明显变化;L1~5左右椎弓根通道正投影区内边界内切圆通道长度随外偏角的增大呈逐渐增大趋势。结论:腰椎椎弓根通道大小是随外偏角方向不同而不同的连续的动态变化过程,应用数字技术可以获得其通道大小连续的动态的变化规律,临床应用选择合适直径、长度大小的螺钉及确定最佳进钉方向需要依循这一规律。     

下颈椎前路椎弓根皮质骨螺钉的解剖学研究

目的 测量正常成人下颈椎椎弓根的解剖学参数,探讨下颈椎前路椎弓根皮质骨螺钉内固定技术的可行性。 方法 随机选取80例正常成人颈椎CT影像资料,将扫描数据导入MIMICS 19.0软件。测量C3~C7椎体的椎弓根宽度（OPW）、椎弓根高度（OPH）、内侧皮质骨厚度（MCT）以及颈前路椎弓根皮质骨螺钉置钉参数,进行统计学分析。 结果 各节段左右两侧 OPH 和 MCT 参数的差异有统计学意义（P<0.05）。测量男性的 OPH 和 OPW 参数均大于女性,差异有统计学意义（P<0.05）。C3~C4进钉点位于椎体正中矢状面椎弓根的对侧1.0~3.0 mm,距椎体上终板平面1.0~3.5 mm;C5进钉点位于椎体正中矢状面椎弓根同侧或对侧1.0~2.0 mm,距椎体上终板平面3.0~4.0 mm;C6~C7进钉点位于椎体正中矢状面椎弓根的同侧2.0~4.5 mm,距椎体上终板平面4.5~7.0 mm。C3~C7的皮质骨螺钉总体内倾角平均值分别是：39.13°、41.00°、40.91°、37.28°、31.84°,总体矢状角是：90.85°、97.23°、108.97°、111.60°、104.83°。螺钉的直径为3.5 mm,长度选择30 mm,32 mm较为适宜。 结论 下颈椎前路椎弓根皮质骨螺钉内固定技术在理论上具有可行性,并总结出置钉规律,为其下一步的临床应用提供了理论依据。     

应用脊椎CT个体化数据植入椎弓根螺钉器械研究

研究脊椎的CT个体化数据,研制椎弓根螺钉植入专用器械,用于椎弓根螺钉植入手术,提高植入准确率,缩短手术时间。根据椎弓根螺钉植入手术过程中,需要严格掌握椎弓根螺钉进针点位置及水平面角和矢状面角的要求,研制一种能够准确确定椎弓根螺钉进针点及水平面角和矢状面角的专用器械,在CT横截面图像上测量椎弓根轴线与骨结构表面的交点到棘突根部的水平距离,作为进针点左右方向位置参考,在CT矢状面上测量椎弓根轴线与骨结构表面的交点到横突中线的距离,作为进针点上下方向位置参考,利用上述距离数据,结合术中暴露的上述骨结构标志,确定进针点位置,在CT图像上测量每个脊椎椎弓根轴线的水平面角和矢状面角,记录脊椎椎弓根轴线的个体化数据,利用器械上的两个以进针点为顶点相互垂直的量角器,指导椎弓根螺钉植入的水平面角和矢状面角,快速准确完成椎弓根螺钉植入手术,在成人2男2女4具尸体的第三颈椎至第一骶椎上植入 184枚铝合金椎弓根螺钉,验证椎弓根螺钉植入专用器械的使用效果。 结果表明,在4具尸体标本的C3至S1脊椎上共植入了184枚椎弓根钉,进针点左右方向平均误差是(1.4±0.3)mm,头足方向平均误差是(1.6±0.3)mm,椎弓根螺钉水平面角平均植入误差是(1.8±0.5)°,矢状面角平均植入误差是(2.2±0.4)°,无一例椎弓根穿破或骨折。应用脊椎的CT个体化数据,借助椎弓根螺钉植入专用器械,可以使双侧椎弓根螺钉快速、准确地沿椎弓根中轴线对称植入,具有推广意义。     

下颈椎经前路椎弓根置钉的应用解剖学研究

目的　为下颈椎前路椎弓根螺钉内固定技术(anterior transpedicular screw fixation, ATPS）的推广提供相关应用解剖学参数。 方法　随机选取30例成人正常颈椎CT影像学资料,将扫描数据导入MIMICS 13.0软件,测量C3~7椎体相关解剖学参数及颈前路椎弓根内固定（ATPS）的置钉参数,并统计分析。 结果 得到选择最佳进钉点及通过最佳进钉通道所测得的置钉参数。经测量得出,C3~7椎弓根的高度要大于宽度,可以容纳最大直径4.5 mm的螺钉,进钉长度可达30 mm。 结论 ATPS作为一种新的内固定技术可以应用于下颈椎疾患的治疗中。对某些颈椎疾患如肿瘤、严重骨质疏松及颈椎三柱损伤等疾患的治疗,可能提供更好的帮助。     

PACS在颈椎后方结构测量及其临床意义

目的　利用图像存储传输系统(PACS)结合CT片测量颈椎后方解剖学结构,为临床颈椎椎弓根置钉提供资料。 方法　利用PACS结合CT片,由5名脊柱外科医师对2000例正常人颈椎椎弓根的矢状位及横断为进行精确测量,得出椎弓根的长度、宽度、高度、向内侧倾斜、向头、尾侧倾斜角度的数据值, 并分别计算各节段左右侧椎弓根测量值的均值和标准差,进行统计学分析。 结果　寰椎入钉点距离一般在后弓中点旁开17～20 mm,在C2～7各椎弓根均有髓腔,C2～7椎弓根的高度大于宽度,C3、C4椎弓根直径最小,仍可置入3.5 mm的螺钉。寰枢椎螺钉在矢状面入钉角向头侧倾斜为正角,下颈椎螺钉向尾侧倾斜为负角,C4接近水平, C5～7负角逐渐增大, C7可达-19°左右。在横断位上测量的椎弓根的进钉角度显示,其中C2最小,下颈椎椎弓根具有变异性,术前利用CT片通过PACS进行精确测量,指导术中准确选钉与安全置钉具有指导性意义。 结论　应用PACS系统结合CT片术前测量,能够指导术中安全置入颈椎椎弓根螺钉,明显减少并发症,是一种值得推广的方法。     

螺旋CT对颈椎前路经椎弓根内固定安全性评估

目的 探讨CT扫描在下颈椎前路经椎弓根螺钉安全植入中的意义。 方法　取福尔马林浸泡尸体颈椎6具,16层螺旋CT扫描颈椎(C3~7),三维重建测量前路经椎弓根固定相关解剖学参数,根据扫描参数结果选择植入螺钉椎弓根,C形臂X线机透视定位下经前路植入椎弓根钉,CT扫描三维重建分析螺钉位置(根据Tomasino 法评价植钉安全性)。 结果　测量6具尸体颈椎(C3~7),共60个椎弓根,其中有4个椎弓根宽度小于4.0 mm及1个椎弓根的进钉点太靠近椎体上终板而不能植入螺钉,经前路共植入椎弓根钉55枚。根据Tomasino 法评价：在横断位Grade1:52枚, Grade2:2枚, Grade3:1枚;在斜矢状位Grade1:52枚, Grade2:3枚。 结论　术前个体化的CT扫描重建分析颈椎椎弓根形态为经前路颈椎椎弓根钉的安全植入提供保障。     

颈椎侧块的应用解剖及其在后路钢板螺钉内固定术中的意义

目的 :为经颈椎后路侧块和椎弓根螺钉在颈椎的应用提供解剖学基础。方法 :对 10套成年C3～ 7段 5 0节防腐颈椎标本的颈椎侧块和椎弓根的高度、宽度、长度、椎弓根轴线的角度及进钉点定位等作了三维形态学观测。结果 :颈椎侧块的斜径线为 (10 .5 7± 1.41)mm、其倾斜角为 5 .14°± 0 .82° ,后表面中心点距椎动脉距离为 (13 .99± 1.63 )mm ;颈椎椎弓根的高为 (6.77± 0 .61)mm、宽为 (5 .18± 0 .5 9)mm、侧块后表面经椎弓根至椎体前缘间距为 (3 1.70± 1.44 )mm、椎体矢状面与经椎弓根轴线的夹角为 42 .90°±3 .2 1°。颈椎经侧块和经椎弓根螺钉内固定术在进钉的深度、方向、以及螺钉的选择上均有明显的区别。结论 :根据不同节段颈椎后侧路侧块和椎弓根的解剖特点 ,合理设计经颈椎侧块和椎弓根螺钉的直径和长度 ,准确选择相应的进钉点和进钉方向 ,可以保证颈椎后路侧块和椎弓根螺钉内固定在下颈椎的安全应用。     

数字化仿真技术在髋臼前柱安全置钉的研究

目的　利用数字化仿真技术求解髋臼前柱的安全置钉通道。 方法 通过将48例正常成人骨盆CT图像导入Mimics15.0中进行数字化处理得到96例髋臼前柱阴模模型,结合立体解析几何求解髋臼前柱的安全置钉通道。 结果　安全置钉通道：最大半径男性为（4.65±0.54）mm,女性为（3.71±1.68）mm;进钉深度男性为（114.91±6.52）mm,女性为（102.97±6.24）mm;进钉最狭窄处位于髋臼前壁内,最狭窄处到顺行进钉点的距离：男性为（34.57±2.16）mm,女性为（29.82±1.94）mm;最狭窄处到逆行进钉点的距离：男性为（73.32±3.27）mm,女性为（69.49±2.52）mm;螺钉与水平面夹角男性为（45.22±1.54）°,女性为（43.59±3.24）°;螺钉与矢状面夹角男性为（41.65±5.37）°,女性为（47.82±4.12）°;螺钉与冠状面夹角男性为（18.71±2.36）°,女性为（19.23±2.49）°。安全进钉通道参数男女对比“最大半径”、“进钉深度”、“螺钉与矢状面夹角”有统计学意义（P＜0.05）。 结论　利用数字化仿真技术能够精确求解髋臼前柱安全置钉通道。     

下颈椎经椎弓根内固定应用解剖学研究

目的：为经椎弓根螺钉在颈椎的应用提供解剖学基础。方法：用游标卡尺和Ｘ线摄片测量方法，对５４具成年Ｃ３～Ｃ７段干燥颈椎标本椎弓根的高度、宽度、长度、椎弓根轴线的角度及进钉点定位等作了三维形态学观测。结果：颈椎椎弓根的宽度可以接受３．０～４．５ｍｍ的螺钉，进钉深度在２５ｍｍ，进钉方向与上终板平行，并且在Ｃ３～Ｃ６与矢状线的夹角约为４０°～４５°；Ｃ７为３０°～４０°。进钉点定位：Ｃ３～Ｃ６位于颈椎侧块背面的中上１／４水平平分线与中外１／４垂直平分线的交点，Ｃ７位于侧块中垂线与中上１／４水平平分线的交点偏上处。结论：根据不同节段颈椎椎弓根的解剖特点，合理设计椎弓根螺钉的直径和长度，准确选择相应的进钉点和进钉方向，可以保证椎弓根螺钉内固定在下颈椎的安全应用     

导航模板辅助下颈椎皮质骨螺钉置入准确性的研究

目的　探讨基于皮质骨螺钉轨迹入路,导航模板辅助椎弓根螺钉置入的可行性和准确性。 方法　获取4具下颈椎标本（C3~7）CT数据,经Mimics软件三维重建后设计椎弓根皮质骨螺钉轨迹,并建立导航模板。随机分成2组,分别采用快速成型（RP）和数控机床技术（CNC）制造出两种材质导航模板并测量其在颈椎椎弓根辅助置钉的精确性。 结果　RP、CNC两组在进钉点的水平面上绝对偏差分别为：(0.28±0.24) mm、(0.32±0.23) mm;矢状面上分别为：(0.30±0.20) mm、(0.52±0.44) mm。钉道中点在水平面上分别为：(0.26±0.22) mm、(0.39±0.32) mm;矢状面上分别为：(0.37±0.29) mm、(0.49±0.50) mm。螺钉安全分级,RP组1级螺钉20枚;CNC组1级螺钉19枚,2级1枚。两组的绝对偏差值、安全分级差异均无统计学意义（P＞0.05）。 结论　CNC导航模板经皮质骨螺钉轨迹辅助置钉是可行的,为下颈椎椎弓根置钉提供了一种全新、安全的方法。     

颈椎弓根置钉植入的新型3D打印导板有效性研究

目的　通过评价新型3D打印的导板在手术中植入颈椎椎弓根螺钉的有效性,旨在为颈椎内固定器械操作提供准确和安全的方法。 方法　6例无病损成人颈椎标本,CT扫描后重建颈椎的三维数字化模型,根据颈椎椎板的具体的解剖形态特征,设计与颈椎椎板的特异性反向模板,3D 打印出颈椎的导航模块,保证进钉通道的方向和深度。采用个体化的3D导板技术, 6例标本植入84枚钉,X线片和CT图像评价术前设计的椎弓根钉进入的长度和宽度与术后实际符合程度。 结果　通过数字化技术打印的个体化3D导板与颈椎椎板吻合程度高度一致,可以控制植入螺钉方向和长度。采用此导板植入的84枚螺钉中,79枚螺钉位于椎体内,5例穿破椎弓根外出骨皮质,无椎板周围重要解剖结构损伤,椎弓根钉进入的长度符合率达到100%,椎弓根钉进入的宽度符合率达到94.05%。 结论 新型3D打印导板使颈椎椎弓根植入的长度和宽度均达到良好的可控性,并且提高了颈椎椎弓根植入的安全性和准确率。     

经口咽枢椎椎弓根逆向精确置钉的个性化组合式导航模板的研究

目的　利用CT三维重建、计算机辅助设计与快速成型技术为经口咽枢椎椎弓根逆向置钉设计制作一种新型的组合式个性化精确定位置钉的导航模板。 方法　取4具成人颈椎标本进行CT扫描,在Mimics14.11中重建寰枢椎三维模型,将该模型结合经口咽寰枢椎复位钢板（transoral atlantoaxial reduction plate, TARP）导入Solidworks 2014软件,设计经口咽枢椎椎弓根组合式个性化导航模板。采用快速成型技术制备组合式个性化导航模板,经该导航模板辅助在枢椎标本上置入椎弓根钉,根据术后CT数据评价椎弓根钉道位置。 结果　使用4个导向模板辅助置入8个枢椎椎弓根钉道,术后CT扫描计算水平面绝对偏差值为（0.85±0.70）mm,矢状面为（0.88±0.53）mm,水平面和矢状面的偏差值均无统计学差异（P>0.05）。在椎弓根螺钉钉道评价分析中,I型螺钉为7枚（87.5%）,II型螺钉1枚（12.5%）,所有螺钉处于可接受位置。 结论　本研究提出了一种新型组合式个性化导航模板用于辅助经口咽枢椎椎弓根螺钉准确置入,其操作简单,准确性高,为经口咽枢椎椎弓根精准置钉提供了一种全新、安全的方法。     

以椎板应力线及关节面为参考标志的改良椎弓根置钉方法的应用研究

目的　探讨确定脊柱经椎弓根置钉的改良方法。 方法　以椎板应力线及关节面为参考标志的改良置钉方法及传统置钉方法对205例脊柱疾患患者进行手术置钉, A组进钉点：按传统进钉方法。B组改良置钉方法：寻找椎板应力线骨嵴及关节面的位置,以此为参考点。应用术中及术后X线、CT检查及术中神经根剥离子触摸检查置钉准确性,计算术中一次性置钉的成功率,比较传统入钉法与改良入钉法的置钉成功率。 结果　应用传统置钉方法与改良置钉方法置钉成功率在颈椎手术中分别达到78.1%和95.5%（P＝0.002）,在胸椎手术中达到82.4%和95.9%（P<0.001）,在腰椎手术中达到80.3%和97.0%(P＜0.001）,总计成功率为80.7%和96.5%(P＜0.001）。两组差异有明显统计学意义。 结论　应用椎板应力线及关节面为参考标志的椎弓根置钉方法可以作为颈椎、胸椎及腰椎传统置钉方法的改良方法,有较高的置钉成功率。应力线骨嵴及关节面分别代表椎体的应力传导情况,按此参考标志进行置钉,可实现椎弓根置钉的个体化,有较大的应用价值。     

微创L5椎弓根钉进钉点的有效性分析

背景：在临床应用中,第5腰椎人字嵴结构不清,往往需扩大显露范围,通过横突、上下关节突等结构明确进钉点,增加了创伤和医源性上位椎间退变的风险。因此有必明确一个微创的L₅椎弓根钉进钉点。 目的：通过影像学评价以L5乳突“斜坡”作为进钉点的L₅椎弓根螺钉置入准确性。 方法：第5腰椎上关节突基底部的乳突向后突起的最高点向内下方延伸过程中形成一斜面,将其定义为乳突“斜坡”;其内侧为椎弓根部内上缘,向外比邻横突根部,位于人字嵴结构顶点的略上方,“斜坡”是椎旁肌间隙入路时可最先触及且显露的骨性部位。以乳突“斜坡”为进钉点,对50例腰椎退行性疾病患者行L5椎弓根螺钉置入内固定,根据术前CT和X射线透视确定椎弓根钉矢状面和横断面的进钉方向。椎弓根钉直径均为6.5 mm。修复过程中评价其一次性置钉成功率,置钉后行腰椎正侧位X射线片和CT检查,评价置钉准确率。 结果与结论：应用乳突“斜坡”定位法的一次性置钉成功率为96%(96/100);于L₅椎体内共置入100枚椎弓根螺钉,根据Gertzbein等推荐的标准,95枚(95%)螺钉完全位于椎弓根内,5枚(5%)螺钉均向内侧穿透椎弓根皮质,其中3枚(3%)螺钉穿透距离< 2 mm,2枚(2%)螺钉穿透距离为2-4 mm,均未出现神经根损伤等并发症。提示L5乳突“斜坡”定位法的一次性置钉成功率高,结合置钉前的X射线片和CT评价可获得较高的置钉准确率。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程