三维图像测量青少年颈椎钩突的形态特征

背景:钩突作为钩椎关节重要组成部分之一,其形态直接影响着颈椎的稳定性和发病率。目的:通过影像学扫描和三维重建分析青少年颈椎钩突的形态特征及发育规律。方法:选择无外伤、无神经症状和体征的6～20岁青少年66名,行多排螺旋CT薄层扫描(0.625～1.25mm),范围C1～T1,将原始数据以DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量,并按性别、年龄分组进行统计分析。结果与结论:青少年钩突基底长、宽和钩突高、间距从C1～C7均呈递增趋势,且随年龄增长也逐渐递增,但上述所有指标在左右侧别和性别方面差异无显著性意义。钩突倾角在各年龄段中均无明显规律,但变异度较大。表明利用影像资料的三维重建可反映出青少年颈椎钩突随年龄变化的规律及发育特征,为颈椎病的诊断与临床应用提供详实理论依据。     

儿童腰椎管及椎弓根形态特征的数字化与解剖学特征

背景：对于儿童脊柱损伤的外科治疗适应证及治疗方式等尚存在争议。 目的：通过利用薄层CT影像资料并三维重建后测量,分析6-11周岁儿童腰椎椎弓根的形态、发育规律和增龄特征。 方法：选取无脊柱外伤、畸形及神经症状的6-11周岁儿童60例,行多排螺旋CT薄层扫描（0.625-1.25 mm）,范围为T12至 S1,将原始数据以 DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量,并按不同节段进行统计分析。 结果与结论：①椎管横径与矢径随年龄和椎序增加呈递增趋势。②椎弓根宽和高随年龄的增加呈递增趋势,椎弓根宽随椎序的增加呈递增趋势,而椎弓根高则随椎序的增加则呈缓慢递减趋势,椎弓根高大于椎弓根宽。③钉道长随年龄的增加呈递增趋势,在腰椎处整体呈“波浪”型,且各椎间无显著性差异。④e 角随椎序的增加呈递增趋势,而f角则随椎序的增加则呈“波浪状”递减趋势。说明儿童腰椎椎管横径、矢径、椎弓根宽、高、钉道长、e角和f角与椎弓根螺钉置入有着密切的关系,临床应用中应根据儿童椎弓根的特征选取最佳的治疗方案。     

多层螺旋CT三维重建国人下颈椎椎弓根的临床解剖学意义

背景：因颈椎解剖结构复杂以及个体化差异较大,导致颈椎弓根钉置入内固定技术应用受到很大限制。目的：应用螺旋CT三维重建国人的下颈椎椎弓根,并对重建图像进行测量评估。方法：对60例需行颈椎CT扫描的患者C3～C7进行颈椎CT扫描,使用Syngo应用软件对原始CT图像进行所需面的重建,测量CT重建后的椎弓根各项指标。结果与结论：颈椎绝大部分椎弓根峡部的宽度小于高度,男性高度和宽度C4～C7逐渐增大,女性则从C3开始逐渐增大。C3～C7椎弓根侧块投射点到上关节突下缘的距离并无规律性,而到侧块外缘的距离从头端到尾端是不断增大的。男性与女性的椎弓根水平角在C7均最小。结果提示,国人女性患者的C3及C4椎体行经颈椎椎弓根内固定应谨慎,大部分国人的C5到C7椎体是适合行椎弓根内固定的,但考虑到颈椎弓根个体的差异较大,内固定前颈椎弓根的CT扫描及重建后的评估是必要的。     

神经根型颈椎病的CR及MSCT三维重建诊断价值分析

目的:探讨CR及MSCT三维重建对神经根型颈椎病的影像学诊断价值。方法:对37例临床颈椎病患者采用颈椎正、侧及双斜位CR摄片、进行多层螺旋CT薄层扫描,采用椎间孔内口、外口、轴位显示及斜位重建,观察颈椎骨质增生及神经根走行情况。结果:CR颈椎正、侧及双斜位片37例中有36例可见椎体及小关节骨质增生硬化,但仅发现变形狭窄的椎间孔61个,其中83.6%位于C4～5、C5～6。而MSCT三维重建、多平面重建图像能够多方向立体而又直观地显示各椎间孔的形态特点,37例神经根型颈椎病患者中发现狭窄的椎间孔97个,其中92.8%位于C4～5、C5～6、C6～7。椎间孔狭窄的原因包括钩突关节骨质增生、椎间盘突出、椎体肥大、小关节突骨质增生或错位。结论:MSCT三维重建、多平面重建较CR颈椎正、侧及双斜位片在观察颈椎椎体骨质有无改变方面基本相同,但对于显示各小关节突的改变、椎间盘突出及各椎间孔的大小形态特点等空间关系信息方面具有更重要的诊断价值,能较容易地断定病变的程度和范围,是一种诊断神经根型颈椎病非常有效的影像学检查方法。     

多层螺旋CT三维重建国人下颈椎椎弓根的临床解剖学意义

背景:因颈椎解剖结构复杂以及个体化差异较大,导致颈椎弓根钉置入内固定技术应用受到很大限制。目的:应用螺旋CT三维重建国人的下颈椎椎弓根,并对重建图像进行测量评估。方法:对60例需行颈椎CT扫描的患者C3～C7进行颈椎CT扫描,使用Syngo应用软件对原始CT图像进行所需面的重建,测量CT重建后的椎弓根各项指标。结果与结论:颈椎绝大部分椎弓根峡部的宽度小于高度,男性高度和宽度C4～C7逐渐增大,女性则从C3开始逐渐增大。C3～C7椎弓根侧块投射点到上关节突下缘的距离并无规律性,而到侧块外缘的距离从头端到尾端是不断增大的。男性与女性的椎弓根水平角在C7均最小。结果提示,国人女性患者的C3及C4椎体行经颈椎椎弓根内固定应谨慎,大部分国人的C5到C7椎体是适合行椎弓根内固定的,但考虑到颈椎弓根个体的差异较大,内固定前颈椎弓根的CT扫描及重建后的评估是必要的。     

儿童和青少年血清硫酸脱氢表雄酮的变化规律

目的 了解儿童和青少年血清硫酸脱氢表雄酮(DHEAS)随性别、年龄和青春发育变化的规律并探讨肾上腺功能发动和青春发育之间的关系.方法 分别测定318名健康儿童和青少年(男童120名,女童198名)和152例特发性中枢性性早熟(ICPP)女童血清DHEAS,按性别、年龄、青春发育分期进行统计分析.结果 6岁以下的健康儿童和ICPP女童血清DHEAS均极低下,且与性别、年龄、青春发育分期均不相关.健康儿童血清DHEAS水平在两性均与年龄和青春发育呈正相关(r分别为0.69和0.71,P均＜0.01).青春期后,男童血清DHEAS水平显著高于相同青春分期女童(P均＜0.05).同性别健康青春期青少年,相同年龄段内,血清DHEAS水平随青春发育而增高;而相同青春发育期内则不随年龄变化,如TannerⅢ期女童在8～9岁、10～11岁和12～13岁3个年龄段,血清DHEAS均数在532.0～557.8 μg/L(F=0.21,P=0.98).6岁以上ICPP女童血清DHEAS的Z分值显著高于同年龄的健康女童组(0.97us-0.1和1.39us-0.08,P均≤0.01),而与相同青春发育分期的健康女童间差异无统计学意义(-0.31～0.18us0.00,P均＞0.05).结论 血清DHEAS在6岁以后随年龄和青春发育的进展而增高,两性差别在青春发育后方显现.肾上腺功能发动和性腺功能发动间具相互联系.在青春发育后应同时结合性别、年龄和青春发育分期判断血清DHEAS.     

青少年颈椎棘突的形态特征:与成人干燥骨标本比较

背景:近年来青少年颈椎病的发病率呈逐年递增趋势,以往对颈椎棘突形态特征的研究多以成人为主.目的:探讨青少年颈椎棘突的形态特征.方法:在14～19岁年龄段青少年原配完整颈椎骨标本上对棘突分叉长度、角度、出现率和分型等形态特征进行大体解剖学观测,并与成人干燥骨标本进行比较.结果与结论:青少年C2～C6棘突分叉长度分别是(7.73±1.82),(5.33±1.43),(5.62±1.57),(5.22±1.99)和(5.36±0.98)mm;分叉出现率分别是100.0%,80.0%,73.3%,80.0%和46.7%,其中C2分叉出现率最高,C2与其他节段间的分叉出现率间差异有显著性意义(P＜0.05),而C7均无分叉.分叉角度从C2～C6分别是(63.07±26.00)°,(70.42±31.43)°,(84.09±31.51)°,(46.17±16.78)°,(59.00±16.90)°.分叉末端形状多呈倒"U"或"V"字型,部分为"M"型;在棘突基本形态特征和以上基本参数上与成人标本基本一致.结果提示14～19岁青少年C2和C7的棘突形态特征其基本参数与成人相似,可作为颈部推拿、中医理疗和手术的定位标志.     

成人下颈椎椎体与关节突关节倾角的X射线测量数据

背景:颈椎关节突关节倾角的文献多采用X射线侧位片椎体下缘线测量法,结果有较明显差异.对不同节段关节突关节倾角差异及因年龄的结构退行性变对其影响的研究较少.目的:测量成人下颈椎(C<3～7>)关节突关节的倾角,并探讨年龄因素对倾角的影响.设计、时间及地点:随机分组,测量实验,于2007-03/06在汕头大学医学院附属粤北人民医院完成.对象:选取2000-01/2006-12汕头大学医学院附属粤北人民医院骨科120例成年人颈椎侧位X射线平片,男58例,女62例;年龄16～75岁.方法:120例成人颈椎侧位X射线平片按年龄分为3组:16～30岁组(n=38),31～50岁组(n=43),51～75岁组(n=39).以传统的椎体下缘线和自行设计的椎体中线方法测量C<3,7>关节突关节倾角,比较2种方法不同年龄段的测量数据.主要观察指标:椎体下缘线法和椎体中线法测量致椎C<3～7>关节突关节倾角数值.结果:①两种方法测量的下颈椎关节突关节倾角在30°～72°,各节段均值均大于50°,以C5为中心分布,C7>C3>C4>C6>C5.②两种方法测量的倾角均随年龄增大而减小,C5变化最明显.16～30岁组各节段关节突关节倾角差异均无显著性意义(P>0.05);椎体下缘线法测量31～50岁组C4～C6节段关节突关节倾角小于椎体中线法(P<0.01);在51～75岁组,椎体下缘线法测量C3～C6节段关节突关节倾角小于椎体中线法(P<0.05～0.01).结论:两种方法测量的倾角均随年龄增大而减小,椎体中线法受颈椎年龄因素退变的影响较小,是相对客观的一种测量方法.     

颈椎人工椎间盘置换三维有限元模型

目的:建立颈4-5 PrestigeTM-LP人工颈椎间盘植入后的三维有限元模型.方法:采用成年男性的新鲜尸体的颈椎标本进行CT三维扫描,通过三维重建软件Mimics system和AutoCAD形成颈椎C4-5和PrestigeTM-LP人工颈椎间盘假体三维图形文件,经有限元分析软件ANSYS8.0建立颈椎C4-5和PrestigeTM-LP人工间盘有限元,模拟完成C4-5人工椎间盘置换手术.结果:成功建立颈椎C4-5节段PrestigeTM-LP人工颈椎间盘置换有限元模型,对颈椎的后部结构、颈椎关节突关节、钩椎关节等均进行了模拟重建.共计包含174 923个solid单元,249 006结点,88个缆绳单元及相应176个结点.结论:模型具有精确度高,单元划分精细,手术模拟真实的特点,可用于颈椎人工间盘置换后的生物力学研究.     

应用颈椎影像评价女性青少年颈椎骨龄与牙龄的相关关系

目的：探讨女性青少年颈椎骨龄、年龄和牙龄之间的关系，为颈椎骨龄的临床应用提供依据。方法：对130名6～14周岁女性初诊患者的颈椎骨龄和牙龄进行测量，运用统计学分析的方法探讨颈椎骨龄、年龄和牙龄之间的关系。结果：颈椎骨龄与年龄之间显著相关（r=0.766）。牙龄与年龄、牙龄与颈椎骨龄之间均显著相关，且牙龄与颈椎骨龄的相关程度大于牙龄与年龄的相关程度。结论：在评价女性青少年牙齿发育与全身发育状况的关系，确定最适宜的正畸治疗时机等方面，颈椎骨龄是更好的参考依据。     

Biomechanical effects of uncinate process excision in cervical disc arthroplasty

BackgroundStudies on the role of uncinate process have been limited to responses of the intact spine and patient's outcomes, and procedures to perform the excision. The aim of this study was to determine the role of uncinate process on the biomechanical response at the index and adjacent levels in three artificial discs used in cervical disc arthroplasty.MethodsA validated finite element model of cervical spine was used. Flexion, extension, and lateral moments and follower load were applied to Bryan, Mobi-C, and Prestige LP artificial discs at C5-C6 level with and without uncinate process. Ranges of motion at index level and adjacent caudal and cranial segments, intradiscal pressures at adjacent segments, and facet loads at index level and adjacent segments were obtained. Data were normalized with respect to the preservation of uncinate process.FindingsUncinate process removal increased motions up to 27% at index and decreased up to 10% at adjacent levels, decreased disc pressures up to 14% at adjacent segments, decreased facet loads at adjacent segments up to 14%, while at index level, change in loads depended on mode and arthroplasty, with Mobi-C responding with up to 51% increase and Bryan disc up to 11% decrease, while Prestige LP increased loads by 17% in extension and decreased by 9%% in lateral bending.InterpretationAs surgical selection is based on morphology and surgeon's experience, the present computational findings provide quantitative information for an optimal choice of the device and procedure, while further studies (in vitro/clinical) would be required.     

CT三维重建与颈椎弓根测量

背景：三维重建技术能够提供人体内部结构的数字化三维模型,并利用相关软件在模型上进行手术设计和生物力学分析,为椎弓根螺钉的安全有效置入提供可靠数据。目的：综述CT三维重建在颈椎弓根测量中的应用。方法：应用计算机检索1990/2011PubMed数据库、维普数据库及万方数据库中有关CT三维重建在颈椎弓根测量中应用的文献,英文检索词为＂thre edimensional reformation sofmulti-slicespiral CT;cervical pedicle＂;中文检索词为＂颈椎弓根;三维CT;计算机辅助设计;脊柱外科;数字骨科;医学图像＂。结果与结论：应用CT三维重建技术可以获得清晰颈椎三维图像。颈椎椎弓根螺钉置入技术因颈椎椎弓根变异较大,临近解剖结构复杂,目前国内仅少数医院得以成功开展。而利用三维CT重建测量颈椎弓根可以模拟椎弓根螺钉置入技术,能够真实准确地观察和测量椎弓根螺钉在椎体内的情况,获取个体化解剖数据,为临床应用椎弓根螺钉置入技术提供指导。     

颈枕部三维非线性有限元模型的有效性验证

背景：人体组织属性主要表现为非线性,颈枕部的生物力学特点更易受软组织材料属性变化的影响,因此建立非线性有限元模型与人体真实属性更接近. 目的：构建正常成人颈枕部三维非线性有限元模型并验证其有效性. 方法：利用MarConi MX8000多层螺旋CT对健康成人进行颅底-C3段扫描,获取二维图像.直接读入Dicom格式原始图像,图像分割,数据光顺,三维重建后生成颅底-C3节段脊柱三维实体模型;将此模型导入ScanFE模块,进行体网格划分;在ANSYS 10.0软件中直接导入以上三维模型,构建颅底-C3段内韧带单元,模拟韧带力-位移曲线,建立完成颅底-C3段的三维非线性有限元模型.垂直向下方向施加40 N预载荷,1.5 N？m力矩模拟前屈、后伸、侧屈及旋转运动,对比分析实验结果,判断模型应力分布与临床相符度. 结果与结论：构建的三维非线性有限元模型包括663551个单元,178247个节点.施加预载荷及1.5 N？m力矩后,寰枕关节运动范围为前屈13.3°、后伸11.9°、侧屈4.3°、旋转8.7°;寰枢关节运动范围为前屈15.5°、后伸12.6°,侧屈6.4°、旋转30.8°,与尸体标本实验结果相符.从整个模型的纵向应力分布看,在任何相对位置状态下,枢椎齿状突后方的应力均较高,后伸位时应力增高区域加大.上颈椎的应力主要集中于椎管周围,寰椎侧块两端及枢椎横突的应力则较小.对比研究发现,在不同相对工况下前屈、后伸、侧屈、旋转时C2-C3小关节应力均大于钩椎关节,颈枕部三维非线性有限元模型的应力分布特点符合临床实际情况.结果提示应用多层螺旋CT扫描得到的二维图像及simple ware、Ansys10.0软件,建立的颈枕部三维非线性有限元模型符合人体真实的运动规律,可以很好地模拟颈枕部的生物力学特性.     

颈椎定点旋转手法“点”的数字化解剖

背景：虽然颈椎定点旋转复位手法效果显著,但其机制一直缺乏深入的研究。临床上对所要实施的推拿力和旋转节段无法做到精确控制,有时会造成手法的医源性损伤。目的：从颈椎定点旋转手法旋转中心点的角度分析旋转手法的作用途径。方法：在64排螺旋CT工作平台扫描标本,层距1mm。在PHILIPSMEDICALSYSTEMS图像处理功能模块中提取图片中轮廓线数据,进行上颈椎三维结构重建和图像显示。取枢椎棘突顶点（A点）、齿突垂直轴心（B点）以及两者之间连线的中点（C点）为旋转轴心（模拟中的旋转中心点）,分别以各点为原点建立球坐标系。观察枢椎棘突顶点与下颌尖旋转前后的连线夹角,以及齿突垂直轴心与下颌尖旋转前后的连线夹角。结果与结论：做定点手法旋转时其中心并非是施术者利手作用的枢椎棘突顶点,而是枢椎齿突垂直轴心;实际轴心旋转角〉术者观察角。提示应建立颈椎定轴旋转的新概念,并掌握颈椎定轴旋转手法的原则,以指导临床正确应用脊柱旋转类手法。     

三维虚拟穿刺仿真在颈部神经阻滞中的应用

背景:颈部神经阻滞麻醉易引起严重麻醉意外与并发症,目前在建立颈部神经三维可视化模型并对颈部神经节阻滞进行虚拟仿真方面还处在临床探索阶段。目的:寻求三维虚拟穿刺仿真在颈部神经阻滞中的应用方法。方法:取健康志愿者颈部连续CT动脉造影/MRI脊髓造影断面图像,Mimics软件对骨骼、肌肉、动静脉、甲状腺、喉软骨、脊髓等组织进行半自动分割和重建,医学计算机辅助设计模块对神经等细小解剖结构进行重建,三维化显示颈部神经及周围相关解剖结构,并进行颈部神经穿刺虚拟仿真,包括模拟颈浅丛阻滞,颈深丛阻滞和星状神经节阻滞。结果与结论:成功模拟颈浅丛阻滞,颈深丛阻滞和星状神经节阻滞,显示虚拟穿刺针和骨性结构、动静脉、肌肉、脊髓、颈丛深浅支和星状神经节等解剖结构的三维毗邻关系,并测量穿刺进针的安全角度,深度和最佳穿刺路径。说明三维虚拟穿刺仿真技术可以为颈部神经阻滞术提供直观的形态学参考。     

三维重建仿真模拟手术辅助颈椎间盘置换

背景：人工颈椎间盘置换要求具有规范的操作程序,这样才能减少置入假体下沉、异位骨化、假体脱位等并发症。个体化的颈椎三维模型重建模型能够模拟自身颈椎间盘的真实结构,有利于人工颈椎间盘置换过程的精准操作。目的：分析颈椎间盘置换手术模拟的方法及临床应用。方法：选择42岁男性患者资料,颈椎问突出症（C4/5）脊髓型,颈椎间盘置换前行颈椎64排CT平扫,进行三维几何重建,测量C4/5间盘间隙,C5上终板。C4下终板尺寸,并适当撑开椎间隙,选择合适的假体尺寸,在scanCAD软件中模拟手术,安装假体,并再次修改假体尺寸,应用于临床。结果与结论：利用计算机模拟手术预讨假体,模拟手术过程,可以有效减少置换时间,方便假体置换操作,置换过程中获得满意的临床疗效。提示三维重建仿真模拟手术能准确测量置入假体,数据真实可靠,或得满意疗效。     

基于C型臂超短扫描路径锥束投影的图像合成

背景：CT成像质量的优劣不仅取决于仪器的精密性和先进性,在很大程度上也取决于重建算法,由二维扇束扫描向三维锥束扫描是CT技术的发展方向,因此,寻找一种合适的锥束重建算法具有无法忽略的意义。目的：探讨基于C型臂超短扫描路径锥束投影的图像合成,为实现基于C型臂2D投影图像的3D模型重建提供算法支持。方法：由第一作者于2012年3至5月检索PubMed数据库、CNKI系列数据库及万方数据库1990年至2011年文献。检索词为＂C型臂,超短扫描路径,FDK算法,有限角锥形束三维重建,超短扫描扇束重建算法＂,检索文章的语言种类为中文和英文。计算机初检得到58篇文献,其中19篇符合纳入标准被保留。结果与结论：基于C型臂2D投影图像的3D模型重建必须进行三维模型的重建,目前应用最为广泛的的三维图像重建方法仍然是FDK。但是FDK算法适用于全路径,对超短路径而言不能直接采用,而通过将二维扇束重建算法推广到三维空间中而获得的短扫描轨迹的FDK类型锥束重建算法可对采集到的锥束投影数据进行感兴趣区域重建。未来的研究可针对减少噪声等干扰数据对重建质量造成的影响进行探讨。