脊柱椎弓根定位数字化导航模板的试验研究

目的 利用逆向工程原理和快速成型技术为脊柱椎弓根定位提供一种新的方法,并通过尸体标本试验验证其可行性.方法 选取老年男性正常人体脊柱标本一具,范围:L1-3 CT连续扫描数据集,三维重建软件Amira3.1建立L4-3,椎体模型,以.stl格式导出模型.在UG lmageware 12.0平台打开三维重建模型,定位三维参考平面.利用椎弓根内切圆原理设计椎弓根的最佳进钉钉道.提取椎板的表面解剖学形态,建立与椎体后部解剖学形态一致的模板.拟合模板和椎弓根孔道成定位模板,将椎体和定位模板通过激光快速成型技术生产出实物模板.将制作的实物模板与标本的椎板相吻合,利用导航模板的导航孔进行椎弓根的定位,置入椎弓根钉,术后利用X线片、CT扫描验证椎弓根钉位置的准确性.结果 建立了椎体个体化钉道模型,通过快速成型技术生产出的带椎弓根准确信息的导航模板具有较好的准确性.结论 利用逆向工程原理和快速成型技术为椎弓根的定位提供了一种新的方法,该方法为脊柱椎弓根螺钉的置入提供了一种新的方法,值得进一步在临床推广应用.     

计算机辅助导航模板在下颈椎椎弓根定位中的临床应用

目的 利用逆向工程(reverse engineering,RE)原理和快速成型(rapid prototyping,RP)技术设计一种新的下颈椎椎弓根定位的方法,并探讨其临床应用.方法 采用患者CT连续扫描数据集,三维重建软件Amira 3.1建立颈椎三维模型,以STL格式导出模型.在UG Imageware 12.0平台打开三维重建模型,定位三维参考平面.利用RE原理寻找椎弓根的最佳进钉钉道.提取椎板的表面解剖学形态,建立与椎体后部解削学形态一致的模板.拟合模板和椎弓根孔道成定位模板,将椎体和定位模板通过激光Rp技术生产出实物模板,手术时利用建立的定位模板与椎体的后部结构相吻合,通过导航孔进行下颈椎椎弓根的定位,植入椎弓根螺钉.术后根据X线片和CT扫描评价椎弓根螺钉的位置.结果 建立了制作个体化导航模板的方法,通过RP技术生产出的导航模板具有较好的准确性,适用于颈椎椎弓根螺钉的导航定位.结论 利用RE原理和RP技术为颈椎椎弓根的定位提供了一种新的方法,该方法为下颈椎椎弓根螺钉植入提供了一种新的方法,具有较大的应用前景.     

数字化导航模板在颈椎椎弓根螺钉置入中的应用

目的 :评价个体化导航模板辅助颈椎椎弓根螺钉置入的准确性和安全性。方法 :2010年8月~2013年8月,对25例需要行颈椎椎弓根螺钉内固定的患者术前行64排螺旋CT连续扫描,计算机重建颈椎三维模型、设计颈椎椎弓根的最佳进钉通道,获取每个颈椎椎板的解剖形态,设计与颈椎椎板吻合的反向模板,并模拟螺钉的最佳进钉通道,形成单侧定位导向孔的导航模板。利用3D打印技术打印颈椎模型和导航模块,通过术前模拟置钉测量出每个椎弓根的螺钉通道长度及椎弓根宽度,术中采用导航模板辅助置入椎弓根螺钉,术后行CT扫描评价螺钉位置,记录有无与螺钉置入相关的并发症。结果:利用导航模板辅助置入颈椎椎弓根螺钉共164枚,其中152枚完全在椎弓根内,4枚螺钉穿破椎弓根内侧皮质,8枚螺钉穿破椎弓根外侧皮质,无椎弓根上方、下方穿破的螺钉,未发现与置钉相关的椎动脉、神经根和颈髓等损伤的症状。结论:个体化导航模板辅助颈椎椎弓根螺钉置入可以提高置钉的准确率,增加颈椎手术的安全性。     

下颈椎椎弓根螺钉内固定技术在临床中的应用

目的 :探讨下颈椎椎弓根螺钉内固定技术的临床应用。方法 :对2011年9月至2013年7月行下颈椎椎弓根螺钉内固定的32例患者进行回顾性分析,男20例,女12例;年龄21~78岁,平均56.4岁。其中10例为创伤性颈髓损伤,9例为颈椎管内肿瘤,7例颈椎后纵韧带骨化症,6例多节段颈椎病。所有患者术前行X线、CT、MRI及椎动脉MRA等影像学检查,术后及随访时行X线片及CT平扫明确螺钉的位置情况。根据Lee等4级分类法评价置钉的准确性,创伤性患者行ASIA分级评价脊髓功能变化,非创伤性患者采用JOA评分评价神经功能改善情况。结果:32例患者成功置入144枚下颈椎椎弓根螺钉,术后CT显示,0级132枚,1级5枚,2级5枚,3级2枚。有12枚螺钉穿破椎弓根,其中8枚螺钉穿破椎弓根外侧皮质,2枚螺钉穿破椎弓根下侧皮质,穿破椎弓根内侧、上侧皮质螺钉各1枚。术后随访12~33个月,平均(21.0±1.5)个月,6例完全性颈髓损伤患者术后神经功能虽无恢复,但截瘫平面下降1~3个脊髓节段。4例不完全性颈髓损伤患者术后按ASIA损伤分级提高1~2级。22例非创伤性患者术后6个月JOA评分平均(15.9±0.6)分,较术前(11.5±0.8)分明显提高(P<0.01)。所有患者未发现钉棒系统松动、断裂情况。结论:下颈椎椎弓根螺钉固定能提供优秀的三维稳定性。合理选择适应证,术前充分准备以及根据椎弓根形态个体化置钉可以最大限度的降低手术风险及手术并发症,值得临床应用推广。     

快速成形个体化导航模板辅助枢椎椎板螺钉的植入

目的 观察快速成形(rapid prototyping,RP)个体化导航模板在C2椎板螺钉植入中的初步临床应用.方法 对患者行上颈椎CT连续扫描,三维重建软件Amira 3.1建立C2三维模型,以STL格式导出模型.在UG Imageware 12.0平台打开三维重建模型.利用逆向工程(reverse engineering,RE)原理寻找C2椎板螺钉的最佳进钉钉道.提取椎板的表面解剖学形态,建立与椎体后部解剖学形态一致的模板.拟合模板和椎板孔道成定位模板,将椎体和定位模板通过激光RP技术生产出实物模板,手术时利用实物导航模板与椎体的后部结构相吻合,通过导航孔进行C2椎板螺钉的定位,植入椎板螺钉.术后根据X线片和CT扫描评价椎板螺钉的位置.结果 采用RP导航模板为5例患者植入C2椎板螺钉,术后CT扫描显示椎板螺钉的位置准确,未出现相关C2椎板螺钉植入的并发症.结论 利用RE原理和RP技术生产出的导航模板具有较好的准确性,为C:椎板螺钉的置钉提供了一种新的方法 ,具有较大的应用前景.     

三维CT引导下寰枢椎椎弓根螺钉治疗上颈椎不稳

目的 观察在三维CT引导下后路寰枢椎椎弓根螺钉的置钉准确率及其治疗上颈椎不稳的近期疗效.方法 7例上颈椎不稳患者在三维CT引导下行后路寰枢椎椎弓根钉固定术并行自体髂骨植骨融合,其中先天性齿突不连3例,寰枢不稳3例,陈旧性齿突骨折1例.结果 所有病例术后随访3～15个月,临床症状得到不同程度的改善,融合节段获得骨性融...     

椎弓根立体定位针在椎弓根定位中的应用

应用椎弓根立体定位针提高椎弓根螺钉置入的准确性。方法：椎弓根立体定位针由导针和套简组成。套筒上附有一珠状突起,将珠状突起置入椎弓根内,利用术中拍摄椎体正侧位片来判断导针方向的准确性,从而确定椎弓根螺钉的置入点及方向。结果：35例手术患者,144枚椎弓根螺钉均准确置入,结论：利用椎弓根立体定位针结合术中侧位及正位X线片可明显地提高椎弓根定位的准确性。     

3D打印椎弓根导航模板在下颈椎椎弓根置钉中的临床应用

【摘要】 目的：探讨采用优化设计的3D打印椎弓根导航模板辅助下颈椎椎弓根螺钉置入的安全性和准确性。方法：回顾性分析2016年8月~2022年10月在我科行颈椎后路椎弓根螺钉内固定手术的患者42例,年龄32~74岁（50.1±9.8岁）,随访13~25个月（19.6±3.2个月）。根据置钉方式分为导板组（n=22）和徒手组（n=20）：导板组采用优化的椎弓根钻孔导航模板设计方案,3D打印制作下颈椎椎弓根导航模板辅助椎弓根置钉,其中男性12例,女性10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤6例,后纵韧带骨化症（OPLL）9例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病2例;徒手组根据术前颈椎CT测量椎弓根角度、直径等参数,采用徒手置钉,其中男、女各10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤4例,OPLL 10例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病1例。两组患者性别构成、年龄、诊断、术前VAS评分、JOA评分比较无统计学差异（P>0.05）。记录两组患者手术时间、术中出血量;术后1周颈椎CT扫描,按照Kaneyama方法评估椎弓根置钉的准确性：0级,螺钉完全位于椎弓根内;1级,穿破椎弓根的部分<螺钉直径的50%;2级,穿破椎弓根的部分>螺钉直径的50%;3级,椎弓根螺钉完全位于椎弓根外。0级或1级定义为椎弓根置钉准确,2级或3级为螺钉误置。记录患者的围手术期并发症,统计并比较两组术后12个月疼痛视觉模拟评分（VAS）、日本骨科学会（JOA）评分。结果：42例患者手术顺利,导板组手术时间102.2±16.1min,术中出血量89.3±17.7mL;均少于徒手组142.8±20.9min,133.3±34.0mL（P<0.01）。42例患者共置入下颈椎椎弓根螺钉216枚：导板组118枚,其中0级90枚,1级22枚,2级5枚,3级1枚,置钉准确率94.9%（112/118）;徒手组98枚,其中0级48枚,1级36枚,2级10枚,3级4枚,置钉准确率85.7%（84/98）。导板组置钉准确率显著性高于徒手组（P<0.05）。两组患者均未出现螺钉相关神经血管损伤,无内固定松动断裂并发症,术后12个月VAS评分较术前显著性降低（P<0.01）,JOA评分较术前显著性提高（P<0.01）,两组间比较无显著性差异（P>0.05）。结论：3D打印椎弓根导航模板的优化设计方案有助于提高下颈椎椎弓根置钉的准确性。     

导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的误差分析

[目的]探讨导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确性和产生误差的原因.[方法]25例下颈椎疾患手术病人,导航辅助下置入144枚颈椎(C3-7,)椎弓根螺钉,术后行X线、CT检查,横断位测量螺钉中线与椎弓根内壁的相对位置、与椎体中线的角度;矢状位测量螺钉中线与椎弓根上壁的相对位置、与椎体上缘的角度;并与导航图像的对应数据进行统计学分析.[结果]2枚螺钉穿出椎弓根上壁,3枚螺钉穿出椎弓根外壁入椎动脉孔,其它螺钉术后CT和术中导航图像所显示的位置角度无显著性差异,导航图像的显示是基于坚硬物体原则,颈椎手术本身特点不可能完全满足如此要求,两者偏差表现为"漂移"现象.[结论]导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉准确性显著提高,术中漂移是置钉偏差的原因.     

骶骨骨折手术导航模板的设计与临床应用

目的 利用三维重建与逆向工程技术为骶骨骨折手术固定提供一种精确匹配的方法. 方法对2006年6月至2008年9月收治的6例骶骨骨折患者骨盆进行连续螺旋CT扫描,将原始.dicom格式数据导入Amira3.1(TGS)软件,三维重建骨折模型以.8tl格式保存,导入Image-ware10.0软件,模拟复位后设计拉力螺钉固定的最佳方向及长度,提取髂骨后部解剖学形态,建立与髂后上棘解剖学形态一致的模板,拟合模板和骶髂关节拉力螺钉孔道成定位模板,将定位模板通过激光快速成形技术生产出实物模板,手术时将建立的定位模板与髂骨后部结构相吻合,通过导航孔进行拉力螺钉的定位,置入拉力螺钉. 结果 6例患者拉力螺钉固定位置满意,重建的导航模板有较好的匹配性.本组6例患者手术时间为40～80min,术中出血量150～400mL术中X线暴露时间为2～6min.经6～24个月随访,根据Majeed评分标准评定疗效:优2例,良3例,可1例. 结论通过三维重建与逆向工程分析构建的定位导航模板为骶骨骨折拉力螺钉的定位、定向提供了一种新的方法.     

计算机导航在脊柱外科手术应用实验和临床研究

目的探讨计算机导航技术在脊柱外科中的应用价值。方法自2002年12月将红外线主动诱导计算机导航系统应用于脊柱外科，进行了相关的实验和临床研究。实验研究采用40具成人颈椎标本，分别采用盲法、透视法、透视导航法、CT三维导航法和Iso—C术中三维导航法进行下颈椎椎弓根螺钉植入。术后通过大体解剖观察评价植钉的准确性。同时对163例采用不同导航方式（包括透视导航、CT三维导航和Iso—C术中三维导航）辅助下脊柱外科手术进行回顾性分析，通过术后影像学检查判断内固定术的植钉准确性。结果实验研究共植入螺钉398枚。盲法组平均手术时间27min；优29枚（36.3％），良21枚（26.3％），差30枚（37．5％）。透视法组平均手术时间112min；优35枚（44．9％），良29枚（37.2％），差14枚（17．9％）。透视导航法组平均手术时间69min；优34枚（42．5％），良36枚（45．0％），差10枚（12．5％）。CT三维导航法组平均手术时间98min；优70枚（87．5％），良10枚（12．5％），无差的螺钉。Iso—C术中三维导航法组平均手术时间91min；优72枚（90％），良8枚（10％），无差的螺钉。临床病例中，透视导航组共272枚螺钉，优243枚（89．3％），良29枚（10．7％）。CT导航组共571枚螺钉，优485枚（84．9％），良82枚（14．4％），差4枚（0．7％，均发生于早期颈椎手术病例）。Iso—C术中三维导航组共142枚螺钉，优136枚（95．8％），良6枚（4．2％，5枚为颈椎，1枚为腰椎）。结论正确应用计算机导航系统能显著提高脊柱外科手术的安全性。三种导航方法各有优缺点，Iso—C术中三维导航技术具有良好的应用前景并有可能逐渐替代其他两种导航技术。     

计算机导航系统和C臂机透视引导颈椎椎弓根螺钉内固定技术的临床对比研究

目的探讨颈椎（C1-C7）椎弓根螺钉内固定的可行性和两种不同置钉方法的精确性。方法通过术后进行X线摄片、CT或术后Iso-C断层扫描等方法,判断C臂机透视引导下置入的145枚和三维导航系统（CT三维导航或Iso—C术中三维导航）辅助下187枚颈椎椎弓根螺钉病例的置钉准确性。结果三维导航系统引导组螺钉置入满意率（97．9％,183／187）明显高于C臂机透视引导组（91．7％,133／145）（χ2=6．705,P=0．010）。且三维导航系统引导组位置不满意的4枚螺钉均发生于早期病例,导航系统使用熟练后未再出现置钉不满意的病例。两组病例均未出现明显的神经血管损伤并发症（C臂机透视引导组2例术后一过性上肢疼痛）。对三维导航系统引导组中25例进行术中导航操作时间和导航精确性的监测。CT三维导航术中工具注册和参考点照合时间平均3．5min（2—8rain）,位置误差率平均0．31mm（0．12—0．56mm,导航仪自动计算）;Iso—C术中三维导航图像采集和传输时间平均6．2min（5—7min）,每颗椎弓根螺钉定位针置入所需时间平均2min（1—3．5min）;术中只需进行2次C臂机透视印证螺钉定位针和螺钉置入的准确性。结论采用三维导航系统辅助,能显著提高椎弓根螺钉置入的精确性,其操作技术有待完善。     

C型臂X线机引导骨科手术定位系统的研究

目的 研制一种C型臂X线机引导骨科手术定位系统,以解决C型臂下定位的难题.方法 了解C型臂X线机成像原理,提出C型臂X线机下经过2次透视即可实现三维定位的方法,利用CAD软件绘制系统模型图,完成研制 结果 在C型臂X线机2个角度下,通过2个电机的依次转动,简单快速实现了三维空间里准确定位,避免了传统二维空间内定位的局限性. 结论 C型臂 X线机引导骨科手术定位系统是定位更加准确,大大提高了手术的一次成功率,保护医护工作者免受X射线辐射,适合临床应用.     

下颌角不能准确定位颈椎节段：影像学研究

目的依据颈椎侧位数字摄影(DR)资料,探讨下颌角(MDA)是否可作为颈椎节段体表定位的恒定参考。方法选取57例男性和66例女性的颈椎闭口标准侧位(中立位)及过伸过屈位的DR资料(照射野含下颌骨全部),半定量测量不同体位下MDA与颈椎节段的对应关系。设定C_2/C_3水平为0,每上升半个椎体或一个椎间隙,数字减1,反之加1。定量测量不同体位下上颈椎角(AUCS)与全颈椎角(ACS)及其变化,并进行统计学分析。结果同性别比较,各体位下MDA对应的颈椎节段差异均有统计学意义(P0.05);不同性别间比较,过屈位及中立位MDA对应的颈椎节段差异无统计学意义(P0.05);过伸位时女性MDA对应的颈椎节段高于男性,差异有统计学意义(P0.05)。不同性别间比较,各体位下AUCS及ACS差异均无统计学意义(P0.05)。同性别比较,各体位下AUCS及ACS差异均有统计学意义(P0.05)。过屈位向中立位及过伸位变换过程中,AUCS和ACS逐渐增大,过屈位到中立位的角度变化均小于中立位到过伸位的角度变化。结论中立位时MDA并非恒定对应于C_2/C_3水平,颈椎屈伸时MDA与颈椎节段的对应关系发生变化,且不局限于1个椎体高度,MDA不能作为颈椎体表定位的恒定参考。     

颈椎骨样骨瘤外科治疗技术的探讨—13例颈椎骨样骨瘤患者外科治疗回顾

目的 探讨颈椎骨样骨瘤外科治疗技术的临床效果.方法 收集2000 年1 月至2011 年12 月因颈椎骨样骨瘤在长征医院接受外科治疗且随访时间超过6个月的13 例患者的临床资料.男8 例,女5例;年龄7～37岁,平均年龄18 岁.均接受肿瘤整块切除手术.结果 手术过程顺利,平均手术时间2 h,平均出血量100 mL.随访时间8～125 个月,平均随访时间61 个月.所有患者疼痛症状术后获得明显缓解,未出现邻近血管、神经损伤,随访期间无患者出现局部复发.末次随访时影像学检查显示所有患者颈椎生理曲度良好,未出现颈椎后凸畸形.结论 传统的肿瘤整块切除手术具有良好的疗效,术后疼痛症状迅速缓解,局部复发率低,手术相关并发症少,是治疗颈椎骨样骨瘤的主要治疗手段.     

数字化导航模板辅助全膝关节置换的模拟研究

 目的 探讨数字化导航模板辅助全膝关节置换的准确性和可行性。方法 取成年尸体下肢标本 20具,随机分为导航模板组和传统方法组,每组 10具 20个膝关节。导航模板组术前行下肢全长 CT扫描,利用逆向工程软件对 CT数据进行处理,设计与股骨远端和胫骨近端匹配的可定位截骨平面和外旋轴的导航模板,通过快速成型机制作模板实物用于尸体标本的全膝关节置换手术操作。传统方法组按常规全膝关节置换手术操作。术后通过 CT扫描比较两种方法定位的截骨准确性。结果 导航模板与股骨髁和胫骨平台贴合紧密,无明显移动。导航模板组 18个膝关节的股骨远端和胫骨近端截骨面与下肢机械轴垂直,2个膝关节内翻; 17个膝关节后髁截骨面与通髁轴完全平行,3个膝关节有成角。传统方法组 20个膝关节均出现下肢机械轴内外翻,其中 5个膝关节大于 5°; 20个膝关节均出现后髁截骨面与通髁轴成角,其中 10个膝关节大于 3°。结论 导航模板法的股骨远端、胫骨近端和股骨外旋截骨准确性均高于传统手术方法。     

术中即时三维导航辅助下轴性旋转腰椎椎弓根螺钉置入的实验研究

目的 探讨腰椎椎体轴性旋转时术中即时三维导航对提高椎弓根螺钉置入精确件的作用.方法 将不同轴性旋转角度(0°、5°、10°、20°)的16具相同腰椎仿真模型平均分为传统方法组与即时导航组(每一旋转角度4具),随机用传统方法及术中即时三维导航法置入椎弓根螺钉,术后采集CT图像,重建螺钉轴线正交平面的椎弓根断层影像并应用Photeshop软件提取椎弓根外侧皮质轮廓线,通过判断钉道与椎弓根皮质间相互关系以及测量椎弓根外侧皮质缘距离螺钉轴线最短距离评价螺钉置入精确性.结果 两组置入腰椎椎弓根螺钉各80枚.传统方法组中,不同椎体轴性旋转角度的置钉精确性差异有统计学意义(P＜0.05),随旋转角度增大,置钉精确性降低.即时导航组置钉精确性高于传统方法组(P＜0.01);轴性旋转20°时的定性评价及轴性旋转5°、10°和20°时的定量评价,两组置钉精确性差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 腰椎椎体轴性旋转可降低椎弓根螺钉置入精确性.术中即时三维导航系统辅助可提高腰椎椎弓根螺钉置入精确性.