数字化导航模板辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置钉的准确性

背景：目前国内外学者已将椎弓根螺钉内固定技术应用于儿童脊柱损伤治疗中,儿童胸椎椎弓根细小,解剖结构变异大、毗邻关系复杂,如将以成人数据为依据的椎弓根螺钉技术简单地应用于处于不断生长发育的儿童,手术风险极大,提高置钉的准确性和降低失误率成为儿童椎弓根内固定技术能否深入开展的关键所在。 目的：利用计算机辅助设计与快速成型技术为儿童胸椎椎弓根螺钉置入提供一种个性化、精确化的定位方法。 方法：对4例儿童尸体标本CT 扫描后将原始数据利用软件进行三维重建,将标本随机分为2组：一组采用传统椎弓根内固定法,另一组采用逆向工程原理及快速成型技术设计并制造出个体化导航模板,利用个体化导航模板在标本上辅助置入腰椎椎弓根螺钉,随后分别根据CT 扫描评价椎弓根螺钉置钉位置。 结果与结论：传统椎弓根内固定法置钉准确率为58%;而个体化数字导航模板法的置钉准确率为81%,置钉成功率优于传统手术组,且经过卡方检验两者之间差异有显著性意义(P < 0.05)。提示个体化导航模板辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置入具有较高的准确率,充分体现了置钉个体化原则,为儿童胸椎椎弓根螺钉的准确置入提供了一种新的可行的方法。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;组织工程全文链接：     

数字化影像导航模块辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置入的准确及安全性

背景:椎弓根螺钉内固定已在儿童胸椎损伤中得到应用,常规方法更多的以徒手置钉为主,该方法虽然能满足手术需要,但是精度较低,并发症发生率较高,使得数字化影像导航辅助模块的运用成为可能。目的:探讨数字化影像导航模块辅助儿童胸椎椎弓根螺钉置入的准确性及安全性。方法:8具胸椎尸体标本采用随机数字方法分为徒手置入组和数字化影像导航辅助模块组,每组4具。徒手置入组行徒手置钉,数字化影像导航辅助模块组根据CT扫描结果结合逆向工程原理以及快速成型理论制作影像导航辅助模块,利用数字化影像导航辅助模块置入椎弓根螺钉。结果与结论:(1)数字化影像导航辅助模块组一次置钉成功率显著高于徒手置入组(P<0.05);(2)数字化影像导航辅助模块组和徒手置入组均分别植入28枚螺钉,数字化影像导航辅助模块组置钉优良率为96%,显著高于徒手置入组的75%(P<0.05);(3)结果表明,采用数字化影像导航模块,能够有效的提高椎弓根螺钉置入成功率,并且该方法操作相对简单,易于掌握,能够根据每一位患儿情况制定个性化置钉方案。     

骨科数字三维重建技术辅助胸腰椎椎弓根螺钉置钉的准确性

背景:随着近年来更精密的影像学仪器的出现,骨科术前检查变得更清晰、准确,借助三维重建技术势必能提高椎弓根钉置入的准确性。目的:探讨数字化三维重建技术辅助胸腰椎椎弓根钉置入的准确性和安全性。方法:收集因脊柱疾病行椎弓根内固定的患者200例,随机分为2组,一组采用传统解剖标志法结合术中透视定位置入椎弓根螺钉(徒手置钉组),一组利用数字化三维重建技术辅助置入胸椎椎弓根钉(辅助置钉组)。通过对比虚拟置钉前后的脊柱数字化模型,记录完成钉道准备时间、手术出血量、置钉准确率、椎弓根神经血管损伤情况。结果与结论:(1)徒手置钉组、辅助置钉组椎弓根螺钉置入准确率分别为85%和99%,两组一次性置入成功率分别为80%和95%,置钉优良率分别为86%和96%,差异无显著性意义(均P0.05);(2)徒手置钉组完成钉道准备时间为(5.87±1.34)min,置钉出血量为(10.08±7.58)m L;辅助置钉组完成钉道准备时间为(3.91±2.28)min,置钉出血量为(18.31±8.56)m L,两项指标组间比较差异有显著性意义(P0.05);(3)徒手置钉组神经损伤6例,血管损伤8例;辅助置钉组神经损伤0例,血管损伤1例,两组神经、血管损伤情况比较差异有显著性意义(P0.05);(4)结果表明,数字化三维重建技术辅助胸腰椎椎弓根钉置入的准确性高、置钉安全。     

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。     

CT多平面三维重建条件下颈椎椎弓根置钉减少偏差的应用价值

背景:颈椎椎弓根解剖结构变异大,周围毗邻重要神经血管,若置钉偏差可能损伤周围的神经血管,因此提高下颈椎椎弓根置钉的准确性是根内固定技术成功的关键所在。目的:探索CT多平面及三维重建条件下颈椎椎弓根置钉减少偏差的应用价值。方法:回顾性分析在内蒙古医科大学第二附属医院进行下颈椎椎弓根置钉的颈椎椎弓根疾病(椎弓根正常)患者12例,共置入椎弓根螺钉52枚,分为CT多平面和三维重建下置钉的螺旋CT组,以及X射线透视引导下置钉的X射线透视组,对比分析2种方法置钉的准确性。结果与结论:螺旋CT组患者置入的28枚椎弓根螺钉中,螺钉位置满意的一类螺钉27枚(96%),二类螺钉1枚;X射线透视组患者置入的24枚螺钉中,一类螺钉21枚(88%),二类共3枚,螺旋CT组置钉准确率明显高于X射线透视引导组(P0.05)。提示CT三维重建条件下颈椎椎弓根置钉准确率高、立体感强,有重要的临床应用价值。     

三维重建腰椎椎弓根螺钉置入的精确性

背景：三维重建技术已经广泛应用于椎弓根螺钉置入前规划,但是就其预测参数的准确性目前尚未见直接的分析与报道。 目的：基于CT三维重建技术应用于临床,对腰椎椎弓根螺钉置入前指导作用的精确性作初步分析。 方法：在Mimics软件下,随机对30例行腰椎椎弓根螺钉内固定的患者共136个椎弓根行内固定前CT三维重建,并通过内固定前模拟模块预测钉长、直径、水平面角及矢状面角度并与内固定后实际数据进行统计学比较。 结果与结论：内固定前通过Mimics软件对腰椎行三维重建,设计最佳钉道并模拟置钉,预测椎弓根螺钉长、直径、水平面角及矢状面角度与通过C型臂及内固定中导航系统等方式置钉后实际数据的差异无显著性意义(P > 0.05),并且内固定后行CT扫描见置钉位置及长度均良好。说明通过Mimics软件对腰椎进行三维重建模拟置钉并制定置钉参数,能比较精确的指导内固定中实际置钉,提高椎弓根螺钉的置钉安全。     

计算机导航下椎弓根置钉与徒手置钉的对比

背景：传统的椎弓根螺钉置入技术依赖于解剖标志辨识和术者的经验,即使有经验的脊柱外科医生也存在着置入螺钉位置不佳的可能。计算机导航系统可为椎弓根钉置入提供实时多平面图像,提高置入准确率。腰椎是椎弓根钉置入内固定最常见的应用部位之一,国内外尚无专门比较腰椎导航下置钉与徒手置钉的文献报道。 目的：探讨计算机导航在腰椎椎弓根钉置入技术中的准确率及应用价值,并与徒手置钉进行对比。 方法：纳入190例腰椎间盘突出症及腰椎管狭窄症患者,均行后路减压椎弓根钉置入内固定联合椎间或横突间植骨融合术。按随机对照原则分为2组,导航组90例,徒手置钉组100例。比较两组患者在椎弓根钉置钉时间、置钉准确率、穿出率、神经血管损伤发生率等方面是否存在差异。 结果与结论：导航组共置入椎弓根钉480个,平均椎弓根钉置入时间(8.0±2.5) min,准确率为80.4% (386/480);徒手置钉组共置入椎弓根钉514个,平均椎弓根钉置入时间(3.0±1.0) min,准确率为84.4% (430/514)。经统计学分析,导航组患者置钉时间显著长于徒手置钉组(P < 0.01)。在置钉准确率、螺钉穿出率、神经血管损伤发生率方面两组比较差异无显著性意义。提示在腰椎椎弓根置入内固定手术中,与徒手置钉相比,计算机导航在置钉准确率方面无明显优势,在置钉时间方面明显长于徒手置钉,计算机导航对腰椎椎弓根螺钉置入帮助不大。     

腰椎椎弓根螺钉内固定中计算机辅助导航应用的Meta分析

背景：计算机辅助导航技术在脊柱外科领域已得到广泛应用,但目前仍缺乏在腰椎椎弓根螺钉内固定术中应用该技术的系统评价。 目的：评价计算机辅助导航技术在腰椎椎弓根螺钉固定过程中的价值。 方法：通过计算机检索PubMed、Embase和中国期刊全文数据库CNKI等中英文数据库以及手工检索有关计算机辅助导航下腰椎椎弓根螺钉置入中的相关研究和文献,将计算机辅助导航置钉与传统置钉的置钉精度、术中出血量、手术用时、置钉相关并发症发生率等进行比较。 结果与结论：共纳入7篇符合纳入标准的近期文献,累计病例784例,置入腰椎椎弓根螺钉4 101枚。Meta分析表明,计算机辅助导航下置入腰椎椎弓根螺钉的置钉失误率[RR=0.44,95%CI：(0.27,0.69),P=0.000 4]与内固定中出血量[WMD=-172.40,95%CI：(-246.26,-98.53),P < 0.000 01]与传统置钉方式相比差异有显著性意义,而手术用时[WMD=-31.45,95%CI：(-85.56,22.66),P=0.25]与并发症发生率[RR=0.41,95%CI： (0.12,1.41),P=0.16]则差异无显著性意义。计算机辅助导航技术在腰椎椎弓根螺钉固定术中的应用,可以提高置钉精度,但是否能改善患者内固定后的远期预后,目前仍需进一步研究。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;组织工程全文链接：     

Mimics软件模拟置钉在腰椎关节突重度退变椎弓根螺钉内固定中的应用

背景：目前腰椎椎弓根螺钉置入为脊柱外科非常成熟的一项技术,临床上有多种术中确定进钉点、进钉方向的方法。但腰椎关节突重度退变患者由于手术区域骨赘增生严重,顺利准确置钉有一定难度。 目的：观察腰椎关节突关节重度退变患者修复术前应用Mimics软件模拟置钉对椎弓根螺钉置入内固定效果的影响。 方法：将78例需要行腰椎椎弓根螺钉置入单节段内固定且治疗前CT、MR评估为腰椎关节突重度退变的患者纳入研究,随机分为两组,模拟置钉组39例,对照组39例,两组共置入312枚椎弓根螺钉。模拟置钉组术前对需要置钉的椎体使用Mimics软件行3D重建,并在拟置钉椎体模拟椎弓根螺钉,在3D影像上观察椎弓根螺钉进钉点与周围骨性标志的关系并测量进钉的角度和深度,术中参考观察和测量的结果进行椎弓根螺钉置入。对照组采用传统方式置入椎弓根螺钉。治疗后均行X射线、CT检查对椎弓根螺钉置入准确性进行评估。 结果与结论：模拟置钉组置入椎弓根螺钉后均未发生相关并发症,置钉后复查156枚螺钉中153枚位于椎弓根内,置钉正确率显著高于对照组(98.1%,88.5%,χ²=11.49,P < 0.05)。且模拟置钉组手术时间、出血量及患者放射线暴露时间少于对照组,差异均有显著性意义(P < 0.05)。提示需要行腰椎椎弓根螺钉置入内固定的患者中,腰椎关节突关节退变占相当大的比例,而关节突的退变使进钉点解剖标志难以辨别,给螺钉置入带来很大的难度。Mimics软件模拟置钉可辅助腰椎关节突重度退变患者修复术中椎弓根螺钉的正确置入,降低相关并发症,减少手术时间及出血量,减少患者放射线暴露时间。 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;组织工程全文链接：     

前后联合入路行侧卧位椎弓根钉置入在脊柱外科手术中应用的可行性

背景：传统的内固定方式修复脊柱外科损伤容易出现骨折椎体复位效果欠佳的情况,且术后较易出现椎体高度丢失等。 目的：分析前后联合入路行侧卧位椎弓根钉置入在脊柱外科手术中应用的可行性。 方法：选取2013年2月至2014年10月在宝鸡市中医医院行脊柱外科手术的36例患者,根据修复方式分为两组,对照组18例患者单纯予以俯卧位椎弓根钉置入,试验组18例患者采用前后联合入路侧卧位椎弓根钉置入。术后行CT和X射线片检查,对比两组不良置钉率和神经根损伤率;另外比较两组患者的手术时间、住院时间、开始活动时间、术中出血量及美国脊髓损伤协会脊髓损伤水平评分。 结果与结论：两组患者不良置钉率和神经根损伤率比较,差异有显著性意义(P < 0.05),试验组优于对照组。试验组患者的手术时间、开始活动时间、住院时间明显短于对照组(P < 0.05),术中出血量明显低于对照组(P < 0.05),美国脊髓损伤协会脊髓损伤水平评分明显高于对照组(P < 0.05)。提示在脊柱外科手术中应用前后联合入路侧卧位椎弓根钉置入内固定,可减少患者术中创伤,缩短住院时间,促进脊髓功能恢复。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     

三维影像引导脊柱椎弓根螺钉置入：准确性分析

背景：椎弓根螺钉置入是一种常见的修复各种脊柱疾病的方法,但在螺钉置入的安全性和准确性方面存在较大的难度。 目的：探讨脊柱椎弓根螺钉置入实施三维影像引导的效果。 方法：回顾性分析漯河市中医院2010年12月至2013年12月收治的118例行椎弓根螺钉置入患者的临床资料,均实施椎弓根螺钉置入内固定治疗,按照引导方式分为两组,每组59例。观察组给予三维影像脊柱导航,对照组给予常规X射线透视。观察两组患者的螺钉置入情况和修复相关指标,置入后随访1-12个月,对两组患者的置入后并发症发生情况进行比较。 结果与结论：观察组59例患者一共置入螺钉325枚,对照组319枚,观察组经评估为优良的有319枚,优良率为95%;对照组经评估为优良的有250枚,优良率为78%,两组差异有显著性意义(P < 0.05)。在螺钉置入所需时间方面,观察组显著短于对照组(P < 0.05)。在手术时间以及术中出血量方面,观察组两项指标均显著优于对照组(P < 0.05)。在螺钉置入后并发症发生率方面,观察组显著低于对照组(P < 0.05)。即表明在三维影像脊柱导航的影像引导下实施脊柱椎弓根螺钉置入内固定,可以有效缩短螺钉置入所需的时间,提高置入的准确性等,并减少各种并发症的出现。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     

以三维有限元分析两种方法L4/5椎间融合后的螺钉应力

背景：作者未查及使用三维有限元方法分析椎弓根螺钉内固定并自体髂骨植骨或椎间融合器植骨后螺钉应力情况的相关报道。 目的：在L₄~L₅节段有限元模型上建立椎弓根螺钉内固定并椎间双枚椎间融合器置入和椎弓根螺钉内固定并椎间自体髂骨植骨的模型,分析两种不同方法植骨后螺钉的应力分布情况。 方法：选择1名健康男性,年龄20岁,借助CT扫描和有限元软件,建立L₄~L₅节段的三维有限元模型。在验证有效的模型上建立后路椎弓根钉棒系统内固定+双枚椎间融合器植骨模型(模型A)和后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨有限元模型(模型B),然后在各模型上分别施加载荷,观察螺钉应力分布情况。 结果与结论：建立两种不同后路内固定并植骨融合术式三维有限元模型,在不同载荷情况下,发现模型B螺钉应力值均大于模型A,且差异具有显著性意义(P < 0.05),差值最大部位为螺钉尾部。结果提示后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨后更容易出现椎弓根螺钉断裂情况。     

骨水泥强化椎弓根螺钉固定对骨质疏松患者有利无弊

背景：在对伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎弓根螺钉固定手术时,椎体添加骨水泥可有效增加内固定稳定性,但对相邻节段的影响尚不明确。 目的：观察伴骨质疏松的腰椎疾病患者进行椎体骨水泥强化内固定后,早中期随访中骨水泥强化对相邻节段的影响。 方法：以87例伴骨质疏松的腰椎疾病患者为研究对象,均行椎弓根螺钉系统固定+后路椎管减压术,并分为3组：常规螺钉组,常规螺钉+骨水泥组,可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组。样本平均随访6-18个月,平均随访为9个月。测量术前、术后3 d、末次随访的Oswestry功能障碍指数评分、固定节段上位相邻椎间隙高度、固定节段上位相邻椎体变形指数、固定节段椎体上缘终板及相邻上位椎体下缘终板凹陷角度、固定节段Cobb角。 结果与结论：①常规螺钉组、常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组3组内末次随访功能障碍指数评分均较前明显减小(P < 0.05),组间两两对比无显著差异(P > 0.05)。表明骨质疏松患者脊柱后路固定时,是否添加骨水泥及不同添加方式,对早中期主观疗效影响无显著差异,且均可明显改善患者生活质量。②常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组末次随访对术后3 d固定节段Cobb角变化小于常规螺钉组(P < 0.05),常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组组间差异无统计学意义(P > 0.05)。表明添加骨水泥辅助的内固定稳定性明显优于未添加骨水泥常规手术。③常规螺钉+骨水泥组、可灌注骨水泥螺钉+骨水泥组2组术后3 d出现上终板凹陷角度增大;末次随访观察到相邻上位椎体下终板凹陷角度、椎体矩形指数及相邻椎间隙均减小,且前两项指标的改变程度明显大于常规螺钉组。表明添加骨水泥辅助内固定对相邻椎间盘退变程度无显著影响,但明显改变了相邻椎体终板及椎体的形态,增加了相邻椎体发生骨折的风险。     

利用图像存储传输系统数据库构建下颈椎椎弓根模型及其临床意义

背景：下颈椎椎弓根钉内固定技术具有良好的生物力学强度、三维稳定性和植骨融合率。然而,由于下颈椎解剖结构复杂且个体差异性大,常导致螺钉置入困难,复位风险高。 目的：利用图像存储传输系统结合64排CT片及X射线片于内固定前精确测量下颈椎后方解剖学结构,指导下颈椎内固定过程中椎弓根置钉。 方法：51例下颈椎疾患病例利用图像存储传输系统测量定位法行颈椎椎弓根内固定。同时对比同期开展治疗的两种不同方案的颈椎内固定患者：解剖置钉法26例,管道疏通法17例。以Andrew椎弓根螺钉CT位置分级标准评价3组患者的置钉准确率。 结果与结论：图像存储传输系统测量定位组置钉准确率显著高于其他两组(P < 0.05),图像存储传输系统测量定位组病例均未发现脊髓、椎动脉、神经等组织损伤。提示应用图像存储传输系统结合64排CT及X射线片内固定前测量,能够指导内固定过程中安全置入颈椎椎弓根螺钉,置钉效果明显强于传统的解剖置钉法及管道疏通法。     

新型手术机器人系统自主置入胸椎椎弓根螺钉的准确性研究

目的 评估新型手术机器人机器人系统用于置入胸椎椎弓根螺钉的准确性。方法 选取3具成人脊柱标本行CT扫描并三维重建。在术者监视下,机器人遵循术前规划,于各胸椎椎弓根经皮自主置入克氏针,完成开路扩孔、攻丝和经皮置钉。置钉后再行薄层CT扫描,测量螺钉破壁情况评估置钉准确性,螺钉位置准确性的评价基于Gertzbein-Robbins分级标准。比较上胸椎（T₁-T₄）、中胸椎（T₅-T₈）、下胸椎（T₉-T₁₂）螺钉置入准确性的差异。结果 共置入胸椎椎弓根螺钉72枚,螺钉位置临床可接受率（A级或B级）为84.7%。胸椎不同分段间螺钉位置临床可接受率的差异无统计学意义（P＞0.05）,但下胸椎置钉优秀率（A级）更高（P＜0.05）。结论 携带自主动力装置的新型手术机器人系统可准确置入胸椎椎弓根螺钉,置钉准确率与胸椎分段无关。     

伤椎椎弓根置钉治疗胸腰椎压缩性骨折的三维有限元分析

背景：有文献报道伤椎置钉技术较传统4钉跨阶段固定具有更强的牢固性,可有效避免内固定的松动断裂,但其生物力学机制研究尚显不足。 目的：构建脊柱胸腰椎单纯压缩性骨折的三维有限元模型,探讨伤椎附加椎弓根螺钉置入治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学效应。 方法：将一T12椎体压缩性骨折患者脊柱胸腰段超薄CT扫描数据输入Mimics软件中,构建T12椎体压缩性骨折的有限元模型,在此模型基础上模拟伤椎置6钉和跨节段4钉内固定,对两个模型分别施加垂直压缩、前屈、后伸、左屈及右旋载荷。 结果与结论：两组固定模式各种载荷下的应力均集中在螺钉根部,在垂直载荷下,螺钉的应力最小,右旋和左屈载荷下的应力最大;在垂直压缩、前屈、后伸、左侧弯及右旋运动下,上位螺钉较下位螺钉应力大(P < 0.05)。伤椎置6钉固定组螺钉应力较跨节段4钉固定组小(P < 0.05)。两组T11椎体最大位移无差别。表明伤椎附加椎弓根螺钉置入可以优化内固定的载荷,减少断钉率。