脊柱侧凸患者椎弓根形态变化与椎弓根外固定术的应用

目的：观测脊柱侧凸患者胸椎弓根等结构的形态变化，于脊柱侧凸矫形术中应用自行设计的胸椎椎弓根外内固定技术，探讨其临床意义。方法：对30例脊柱侧凸患者行术前CT扫描，观测椎弓根形态变化及椎体旋转程度，主动脉位置变化等；对过窄或变形严重的椎弓根行胸椎椎弓根根外内固定，观察效果。结果：CT扫描发现，侧凸患者凹侧椎弓根直径明显窄于凸侧椎弓根直径，差异具有显著统计学意义（P〈0．05）。凹侧及凸侧椎弓根直径都明显小于相应肋骨．椎弓根单元直径，差异具有显著统计学意义（P〈0．05）。椎体呈楔形变，主动脉位置相对向后外侧移位；临床选择5例侧凸病人共24个胸椎弓根过细（小于2mm）或变形严重不适合经椎弓根内固定，而对这部分椎弓根行椎弓根根外内固定取得满意效果，无神经血管并发症发生，经3，6及12个月随访无螺钉拔出或松动，无矫正度丢失。结论：脊柱侧凸病人椎弓根等结构的形态发生了改变；在脊柱侧凸病人中应用胸椎椎弓根根外内固定技术具有操作简单安全、固定牢固可靠等优点，具有临床实用价值。     

正常人与青少年特发性脊柱侧凸患者椎弓根磁共振对比

目的:应用MRI成像技术对正常人与青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者椎弓根的不对称性进行对比分析,评价AIS患者是否表现出一致的形态学特点。方法:分析8位正常人的76个椎弓根和10例AIS早期患者的80个椎弓根的MRI成像。测定并比较正常人和AIS早期患者椎弓根不对称的程度和方向。结果:正常人表现出椎弓长度的不对称,左侧椎弓根和椎板长度较长,差异无统计学意义。AIS患者也表现出不对称,两者相比后者的不对称性更明显并有统计学意义。AIS患者的这种椎弓根不对称在侧凸凸侧和凹侧之间没有一致的分布。结论:研究AIS椎骨形态学的标准应该重新考虑,AIS椎骨形态不对称的类型依赖于特定的病因。     

陕西省陕北地区12~15岁特发性脊柱侧凸与脊柱正常的青少年胸椎椎弓根的形态学分析

目的 探讨陕西省陕北地区12~15岁青少年脊柱正常与脊柱侧凸患者胸椎的解剖结构特点,为椎弓根螺钉置入提供详细资料,并为科学设计螺钉尺寸提供数据参考。 方法 根据延安大学医学院第一附属医院提供的影像CT资料,将12~15岁青少年分为两组：青少年脊柱正常组（ASN 组,n=120）及青少年特发性脊柱侧凸组(Lenke 1型,AIS 组,n=30),将连续扫描的胸椎断层影像原始数据以DICOM格式导入Mimics 21.0软件进行分析与测量。测量指标包括椎弓根宽（PW）、椎弓根高（PH）、模拟钉道长（VSL）、椎管橫径（TD）与纵径（LD）、椎弓根外偏角（α角）、椎弓根最大外偏角（β角）、椎弓根头倾角（θ角）和椎弓根面积（PA）。 结果 青少年脊柱正常组胸椎椎弓根的形态学指标： PW：12~13岁,T4~T9相对狭窄,T₅、T₆最小［男(3.71±0.72) mm,女(3.53±0.60）mm］,14~15岁,T4~T6相对狭窄,T₄、T₅最小［男(4.29±0.93) mm,女(4.27±1.20）mm］;PH:12~13岁,T₁~T₁₂逐渐增大,T₁最小［男(6.19±1.06) mm,女(7.21±2.76)mm］,14~15岁,T₁~T₁₁逐渐增大,T₁₁~T₁₂减小,T₁最小［男(7.51±1.55) mm,女(7.48±2.09）mm］;VSL：12~13岁,T₁最小［男(29.56±3.24) mm,女(28.25±2.12）mm］;T₁₂最大［男(34.80±4.76) mm,女(35.98±3.40）mm］,14~15岁,T₁最小［男(31.81±3.43) mm,女(29.60±4.78）mm］,T₁₂最大［男(41.54±3.35) mm,女(40.52±5.58)mm］;TD与LD：ASN组和AIS 组的TD与LD规律相似,T₁~T₃ 横径大于纵径,T₄~T₇ 横径与纵径相似,T₇~T₁₂TD小于LD;α角：ASN 组和AIS组的α角变化规律相似,先递减后递增,T₅~T₁₂ α角均5°以下,几乎与矢状轴平行,β角：ASN 组和AIS 组的β角变化规律相似,T₁~T₃快速减小,T₄~T₇缓慢减小,T₇~T₁₂缓慢增大;θ角：ASN 组和AIS 组的θ角变化规律相似,先递增后递减,T₅~T₈ θ角最大;PA：ASN 组和AIS 组的PA变化规律相似,先递减后递增,T₄~T₈相对狭窄。与脊柱正常组相比,脊柱侧凸组腰椎的凸侧PW比凹侧更窄,VSL更长,α角更大。 结论 脊柱正常组胸椎各节段置入螺钉的适合尺寸及脊柱侧凸组椎弓根参数特点,可以帮助临床医师掌握胸椎解剖结构,提高置钉准确性。     

后路椎弓根螺钉系统治疗特发性腰椎侧凸的有限元分析

目的通过有限元计算与刚体动力学相结合的方法,模拟后路椎弓根螺钉系统治疗脊柱侧凸的矫形过程,研究矫形过程中的生物力学特性,探讨不同矫形策略对临床结果的影响,为脊柱侧凸的手术规划提供依据。方法通过病体腰椎CT切片进行三维几何重构,利用ANSYS有限元软件建立了右凸40o腰椎L1-L5和椎弓根螺钉器械的三维有限元模型,联合ADAMS刚体动力学软件模拟了矫形手术中的反旋转与回弹,得到了矫形全过程中植入物所受载荷以及脊椎的应力应变场。结果不同矫形手术过程中,植入器械承受的最大反力范围约为1961099N,椎骨的极少数单元应力超过强度极限120MPa。结论后路椎弓根螺钉系统矫正腰椎侧凸具有较好的治疗效果,脊椎骨性结构的应力水平整体较低。在满足矫形效果的前提下,临床上可考虑选择不同的矫形策略,以减少需植入螺钉的腰椎节段数量并提高手术质量。     

基于3D打印技术选择性椎弓根螺钉治疗青少年特发性脊柱侧凸

BACKGROUND: Three-dimensional (3D) printing has been popular for preoperative planning, and has been extensively used in bone tumor resection and pelvic fractures achieving satisfactory treatment outcomes. However, seldom used in adolescent idiopathic scoliosis.     

胸椎椎弓根解剖与临床

椎弓根是连接脊柱前后柱的管状骨性结构。Roy-Camille首先应用椎弓根螺钉技术治疗胸腰椎骨折，此后椎弓根螺钉技术的应用范围逐渐扩展到腰椎、中、上胸椎和颈椎。胸椎椎弓根螺钉技术在力学强度等方面具有无可替代的优越性，使其在脊柱复杂畸形、脊柱创伤和脊柱肿瘤等疾病治疗中的应用呈增多趋势。然而，同腰椎椎弓根螺钉技术相比，胸椎椎弓根螺钉技术的操作难度较大，目前尚难以普及，     

统一解剖标志徒手胸椎椎弓根置钉技术的初步应用

目的　通过与传统的胸椎徒手置钉方法比较,评价统一解剖标志徒手胸椎椎弓根置钉技术的准确性与安全性。 方法　2014年12月至2015年2月在我科接受胸椎椎弓根螺钉固定术的25例患者,其胸椎椎弓根螺钉的置入右侧采用Fennell提出的统一解剖标志新型置钉法,左侧采用Kim提出的传统置钉法。术后根据Heary分级,对比评价左右侧椎弓根螺钉钉道位置的准确性及安全性。 结果 25例患者共有133枚胸椎椎弓根螺钉植入,其中Fennell新型置钉法徒手置钉67枚,置钉准确率为89.55%（Heary分级Ⅰ级）,安全率97.01%（Heary分级Ⅱ级以上）,共有7枚（10.45%）螺钉出现钉道位置不良(Heary分级Ⅰ级以下),平均置钉时间5.75 min;传统置钉法徒手置钉66枚,置钉准确率为75.76%,安全率为89.39%,16枚（24.24%）螺钉出现钉道位置不良,平均置钉时间8.95 min。两中方法在置钉准确性上差异具有统计学意义（P＜0.05）,在置钉钉道安全性方面差异无统计学意义（P>0.1）,在操作时间上差异具有统计学意义（P＜0.05）。 结论 与传统置钉方法相比,两者安全性方面并无明显差异,但统一解剖标志徒手胸椎椎弓根置钉技术,钉道位置更准确,且操作更简单,更易接纳、学习及交流推广。     

胸椎经横突-椎体固定术在脊柱侧凸治疗中的应用

目的：探讨胸椎经横突-椎体固定术治疗脊柱侧凸的临床价值.方法：对53例脊柱侧凸患者行术前CT扫描,观测椎弓根形态变化及椎体旋转程度,对过窄或变形严重的胸椎椎弓根行经横突-椎体内固定术,并观察其手术疗效.结果：53例脊柱侧凸患者共86个胸椎弓根过窄或严重变形不适合经椎弓根内固定,其中椎弓根窄细39个、椎弓根风吹样变28个、椎弓根不规则变形19个.均行经横突-椎体内固定术,侧凸畸形矫正良好,无神经并发症发生.术后3个月、6个月及1年随访,未见明显矫正度丢失,未见断钉断棒及螺钉松动.结论：应用经横突-椎体内固定技术治疗脊柱侧凸,手术操作简单安全、固定牢固可靠,尤其适用于胸椎椎弓根过窄或变形严重的侧凸患者.     

三维数字化手术设计在青少年特发性脊柱侧凸个性化手术中应用

目的　探讨青少年特发性脊柱侧凸数字化虚拟手术设计系统建立的方法及其在临床应用中的价值。 方法 选取1例青少年特发性脊柱侧凸患者,经16排螺旋CT扫描获取影像数据。采用Mimics 16.01软件对脊柱侧凸影像数据进行三维重建,并对三维重建模型进行数字化三维测量及置钉手术模拟。测量固定内植物的长度、横径及方向,模拟手术经过并在临床应用中使用术前模拟数据。 结果 重建出青少年特发性脊柱侧凸的三维数字化虚拟可视模型,配准虚拟螺钉和椎弓根-肋骨复合体的位置,使虚拟螺钉不穿透椎弓根内侧皮质及椎体前缘,设定完整的手术方案。利用术前规划方案进行手术,手术置钉效果满意,无螺钉穿透椎体前缘皮质和椎管皮质。 结论 验证了特发性脊柱侧凸手术术前三维数字化手术设计并制定手术方案,可以显著提高手术成功率。     

A new free-hand pedicle screw placement technique with reference to the supraspinal ligament

We sought to compare the safety and accuracy of a new free-hand pedicle screw placement technique to that of the conventional technique.One hundred fifty-three consecutive adult patients with simple fracture in the thoracic or/and lumbar spine were alternately assigned to either the new free-hand or the conventional group.In the new free-hand technique group,preoperative computerized tomography(CT) images were used to calculate the targeted medial-lateral angle of each pedicle trajectory and the pedicle screw was inserted perpendicular to the corresponding supraspinal ligament.In the conventional technique group,the medial-lateral and cranial-caudal angle of each pedicle trajectory was determined by intraoperatively under fluoroscopic guidance.The accuracy rate of pedicle screw placement,the time of intraoperative fluoroscopy,the operating time and the amount of blood loss during operation were respectively compared.All screws were analyzed by using intraoperative radiographs,intraoperative triggered electromyography(EMG) monitoring data,postoperative CT data and clinical outcomes.The accuracy rate of pedicle screw placement in the new free-hand technique group and the conventional technique group was 96.3% and 94.2%(P < 0.05),respectively.The intraoperative fluoroscopy time of the new technique group was less than that of the conventional technique group(5.37 seconds vs.8.79 seconds,P < 0.05).However,there was no statistical difference in the operating time and the amount of blood loss during operation(P > 0.05).Pedicle screw placement with the free-hand technique which keeps the screw perpendicular to the supraspinal ligament is an accurate,reliable and safe technique to treat simple fracture in the thoracic or lumbar spine.     

3D打印导航模板辅助特发性脊柱侧弯椎弓根螺钉置入的准确性

背景:特发性脊柱侧弯手术置钉操作难度大,手术时间长,采用3D打印导航模板辅助置钉可降低手术难度,优化置钉操作,提升置钉效果,具有显著优势。目的:探讨3D打印导航模板辅助置钉在特发性脊柱侧弯椎弓根螺钉内固定矫形术中的应用价值。方法:回顾性分析2018年1月至2019年8月采用椎弓根螺钉内固定矫形治疗的17例特发性脊柱侧弯患者的临床资料,8例术中应用3D打印导航模板辅助置钉(3D组),9例术中常规徒手置钉(常规组)?术后采用CT扫描螺钉位置评估置钉等级与可接受率;比较2组置钉时间、术中X射线透视次数、置钉出血量、置钉等级、置钉可接受率、二次置钉率、主弯矫形率和置钉相关并发症。结果与结论:①17例患者均顺利完成置钉操作,术中无置钉相关的血管、神经损伤并发症出现。常规组术后出现1例背部疼痛,1例下肢疼痛,经对症治疗后症状消失。②3D组置钉时间短于常规组,术中X射线透视次数、置钉出血量小于常规组,差异均有显著性意义(P<0.05)。③3D组置钉等级、置钉可接受率优于常规组,二次置钉率小于常规组,差异均有显著性意义(P<0.05)。④2组主弯矫形率比较,差异无显著性意义(P>0.05)。⑤提示特发性脊柱侧弯椎弓根螺钉置入内固定矫形过程中采用3D打印导航模板辅助置钉可降低置钉难度,提升置钉准确率。     

CT三维重建在特发性脊柱侧弯椎弓根个体化置钉中的作用研究

目的:探讨螺旋CT三维重建技术指导特发性脊柱侧弯胸腰椎椎弓根个体化置钉的新方法。方法:徒手置钉组和重建指导组各20例患者,重建指导组术前CT扫描及三维重建得出置钉点以及该点的进钉角度参数,术中用所得重建点以及自行研制的外展角导向器指导置钉;徒手置钉组用Lenke所提出的徒手技术置钉。术后用CT平扫比较两种方法置钉的准确率。结果:两组共分别置入椎弓根钉330枚和333枚,准确率分别为86.4%和94.3%,重建指导组的准确率明显高于徒手置钉组(P=0.01)。结论:术前对脊柱的CT扫描和三维重建,能够为每一个椎体椎弓根提供精确置钉点及置钉方向,显著提高脊柱侧凸胸腰椎椎弓根螺钉置钉的准确率。     

电子导航置钉与传统徒手置钉在脊柱侧弯顶椎区域应用的临床对比研究

目的:对比基于椎体生物电阻抗的电子导航开路器(electronic conductivity device,ECD)与传统徒手操作(free hand,FH)在脊柱侧弯顶椎区域置钉矫形过程中的准确性差异.方法:2016年4月至9月第二军医大学附属长海医院收治的48例脊柱侧弯患者,其中男7例,女41例,年龄(15.2±2.6)岁;主弯Cobb角平均值58.3°±9.0°,随机均分两组,在顶椎区域置钉矫形过程中,两组分别采用传统的徒手开路和ECD的手段进行置钉,分别记录两种方法的置钉时间、电透次数及螺钉穿孔率,进而对比两种手段置钉的优缺点.结果:所有手术均顺利完成,没有神经血管损伤及术后并发症的发生.ECD组有4枚螺钉(2.5％),FH组11枚螺钉(7％)置入位置不理想,两组差异有统计学意义(P=0.010);顶椎区平均置钉时间ECD组为(2.7±0.4) min,FH组为(3.2±0.6) min,差异无统计学意义(P=0.073);术中平均透视次数ECD组为(3.3±0.7)次,FH组为(5.5±0.8)次,两组差异有统计学意义(P=0.034).结论:基于椎体生物电阻抗的ECD相比于传统的FH,可以提高脊柱侧弯顶椎区域置钉的准确性,有利于减少术者及患者术中X线的辐射量.     

枢椎4层皮质骨椎弓根螺钉的影像学测量及置钉策略

目的　探讨枢椎经椎管4层皮质骨椎弓根螺钉置钉策略的可行性及技术方法。 方法　利用PACS系统调阅92例正常成人枢椎椎弓根水平横断面MRI图像,测量椎弓根内侧壁切线（tangent of pedicle medial wall,TPMW）与脊髓切线（tangent of spinal cord,TSC）、硬膜切线(tangent of dura mater,TDM)间距离及椎管内侧壁切线 (tangent of spinal canal medial wall,TSCMW)与TSC、TDM间距离,以及脊髓和椎管横径、矢状径等参数。 结果　同性别双侧参数差异无统计学意义。男性枢椎TPMW与TSC的距离为9.05 mm,女性为8.57 mm;男性TPMW与TDM的距离为5.04 mm,女性为4.76 mm。男性TSCMW与TSC的距离为7.14 mm,女性为6.70 mm;男性及女性TSCMW与TDM的距离均为3.28 mm。 结论　在枢椎椎弓根水平,经椎管行枢椎4层皮质骨椎弓根螺钉理论上可行,但需根据具体情况采用个性化的策略。     

Morphologic evaluation of the thoracic vertebrae for safe free-hand pedicle screw placement in adolescent idiopathic scoliosis: a CT-based anatomical study

Objective  

To evaluate the morphologic characteristics of the thoracic pedicle with regard to safe free-hand thoracic pedicle screw placement, based on multi-planar reconstruction CT images.     

Biomechanical study of the funnel technique applied in thoracic pedicle screw replacement

Background

Funnel technique is a method used for the insertion of screw into thoracic pedicle.

Aim

To evaluate the biomechanical characteristics of thoracic pedicle screw placement using the Funnel technique, trying to provide biomechanical basis for clinical application of this technology.

Methods

14 functional spinal units (T6 to T10) were selected from thoracic spine specimens of 14 fresh adult cadavers, and randomly divided into two groups, including Funnel technique group (n=7) and Magerl technique group (n=7). The displacement-stiffness and pull-out strength in all kinds of position were tested and compared.

Results

Two fixed groups were significantly higher than that of the intact state (P<0.05) in the spinal central axial direction, compression, anterior flexion, posterior bending, lateral bending, axial torsion, but there were no significant differences between two fixed groups (P>0.05). The mean pull-out strength in Funnel technique group (789.09±27.33) was lower than that in Magerl technique group (P<0.05).

Conclusions

The Funnel technique for the insertion point of posterior bone is a safe and accurate technique for pedicle screw placement. It exhibited no effects on the stiffness of spinal column, but decreased the pull-out strength of pedicle screw. Therefore, the funnel technique in the thoracic spine affords an alternative for the standard screw placement.     

导航机器人与透视引导椎弓根置钉的Meta分析

文题释义：导航机器人：又称为机器人辅助手术系统,机器人辅助手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体,在世界精准微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。机器人辅助手术系统具有精准、稳定及三维放大视野等优点。 椎弓根螺钉置入：目前椎弓根螺钉的置入技术已经比较成熟,螺钉的误置一般发生在脊柱解剖结构有改变如结构性侧弯、发育畸形及严重退行性改变导致骨性标志不清时。在这些情况下常规的“标准化置钉”将显得比较困难。 背景：计算机导航系统与骨科手术机器人近年来在脊柱外科得到了高速发展,但是计算机导航或导航机器人的手术效果仍受到诸多质疑。 目的：通过Meta荟萃分析拟比较导航机器人与透视引导椎弓根置钉精度的差异。 方法：检索包括国内外于2008年8月至2019年8月已发表的临床对照研究。所检索的数据库包括Embase、PubMed、中国知网、万方等数据库。中文检索关键词为：导航机器人、透视引导、椎弓根螺钉、椎弓根钉、椎弓根钉棒、椎弓根内固定,检索策略为：“椎弓根螺钉”并且“透视引导”或“导航机器人”;英文检索关键词为：Robot assisted,Fluoroscopy guided,Pedicle screw,Pedicle stick,Pedicle screw fixation,检索策略为“Pedicle screw”OR“Pedicle stick”OR “Pedicle screw fixation”AND“Fluoroscopy guided”OR“Robot assisted”。阅读文献提取数据后,采用Review Manager 5.3 软件进行数据分析。 结果与结论：①依据上述策略,共检索到357篇研究文献,并从中最终纳入19篇文献,其中英文17篇,中文2篇;②Meta分析结果显示,导航机器人组的置钉精度优于透视引导组[95%CI(1.82,2.52),P < 0.001],导航机器人组的手术并发症发生例数[95%CI(0.25,0.69),P=0.000 6]及翻修例数[95%CI(0.23,0.71),P=0.002]均少于透视对照组,其差异均有显著性意义;③提示在评价椎弓根螺钉置入方式时,导航机器人具有更高的置钉精度和更少的并发症发生及翻修例数,在准确性和安全性上均优于传统透视引导技术。当然考虑到导航机器人技术昂贵的价格和复杂的操作步骤,具体置钉方式的选择仍应遵循个体化治疗原则。 ORCID: 0000-0003-4818-901X(徐朝健) 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