脊柱导航手术机器人寰枢椎椎弓根的双置入方法

背景：寰枢椎椎弓根内固定具有良好的生物力学效果,但凶其椎弓根容积小、个体差异大,与脊髓、椎动脉及神经根等组织毗邻等原因使这一内固定技术的推广应用受到限制,寰枢椎椎弓根置入精度有待进一步提高。目的：探索自主研制的脊柱导航手术机器人进行寰枢椎椎弓根双置入的原理,以建立一种精度更高、更为安全且简便易行的新方法。方法：置入前在头尾侧等分椎弓根的寰枢椎CT剖面图像上,于正中矢状线两侧、椎骨后部弧形骨线l各选取一点,其联线构成一条横线：位于该横线与切过寰枢椎后部最远点的水平线间的正中矢状线构成一条竖线,这样就在寰枢椎椎骨上即体内设置了一条长度已知且相互垂直的横线与竖线。术中在双置入机器手两定位杆尖端间和线配准器上各设定一条相互垂直的横线和竖线,即体外横线和竖线,其长度分别与体内横线和竖线相等。通过X射线侧位透视,将体内和体外的横线与竖线配准,并使两定位杆的尖端紧压寰椎后弓骨面,从而确定寰枢椎椎骨的正中矢状面、冠状面及水平面。设定双黄入机器手两导针中心轴线间的距离与左右两置入点问的距离相等,且其中心轴线与正中面的夹角与术前测量的椎弓根中心轴线与正中矢状线的必角相等,实时动态监测下,脊柱导航手术机器人沿椎弓根中心轴线准确双侧置入。结果与结论：应用脊柱导航手术机器人行寰枢椎椎弓根双置入,当体内、外的横线及竖线配准及双置入机器手两定位杆的尖端紧密接触弧形骨面时,两导针的尖端只能落在左右椎弓根的置入点上。实时动态监测下,可保证沿寰枢椎左右椎弓根中一山轴线准确双臂入。     

寰椎椎弓根螺钉置入的应用解剖及生物力学评价

背景：当寰椎出现病理变化时如寰椎脱位、寰枕连接处不稳、椎体骨折等一系列病理问题时,应用寰枢椎后路椎弓根置入螺钉及钉棒固定或钉板固定是新近提出的一种修复方式,具有一定的优越性。目的：比较寰椎椎弓根置入螺钉对不同类型寰椎病变的修复效果。方法：来源于内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室的42根椎骨,根据矢状面椎动脉沟底的骨质厚度将椎骨分为3型：Ⅰ型（普通型）、Ⅱ型（变异轻微型）、Ⅲ型（变异重度型）,均接受寰椎后路椎弓根螺钉固定。结果与结论：螺钉在不同骨质密度的椎骨中拔出的力不相同,骨质厚度越大、骨质密度越大的椎骨,其螺钉的拔出力越大（P〈0.05）;然而螺钉在不同骨密质的椎骨中所发挥的作用相同,不会压迫血管及影响椎体的活动现象。提示寰椎椎弓根螺钉置入安全性较好,无不良反应,不会影响患者的正常工作及生活。     

空间“十”字配准脊柱手术机器人导航方法

背景:现有用于椎弓根置入的脊柱手术机器人都要依赖计算机辅助导航系统进行定位和姿态控制,这样计算机辅助导航系统的不足在它们身上都会有体现。包含计算机辅助导航系统的手术机器人,不仅构成复杂,椎弓根置入的精度也难以进一步提高。目的:探索空间"十"字配准导航方法,控制自主研制的脊柱手术机器人进行更为精准、高效和安全的椎弓根置入。方法:将依据CT测量值设置的机器手的2枚导针置于两椎弓根中心轴线置入点上并通过X射线正侧位透视确定。令X射线设备的中心投照线先后与2枚导针的中心轴线重合,再从椎弓根轴位进行投照,使体外与体内"十"字配准,定位椎弓根峡部中心点(以下简称中心点)。依据"两点定一线"的原理,使导针通过两椎弓中心轴线置入点和椎弓根峡部中心点,脊柱导航手术机器人即可沿椎弓根中心轴线准确置入。依据规划置入点和置入线相应偏离两椎弓中心轴线置入点的距离和椎弓根中心轴线的角度,完成上述两点的确定或定位后,重新设置两导针中心轴线针尖水平之间的距离及夹角,同样"十"字配准后即可按规划路径准确置入。结果与结论:"十字配准、两点一线"的导航原理可引导脊柱手术机器人沿椎弓根中心轴线或规划路径准确置入,从而为脊柱手术机器人确定了新的、更为准确高效的导航方法。     

空间“十”字配准脊柱手术机器人导航方法

背景：现有用于椎弓根置入的脊柱手术机器人都要依赖计算机辅助导航系统进行定位和姿态控制,这样计算机辅助导航系统的不足在它们身上都会有体现。包含计算机辅助导航系统的手术机器人,不仅构成复杂,椎弓根置入的精度也难以进一步提高。目的：探索空间＂十＂字配准导航方法,控制自主研制的脊柱手术机器人进行更为精准、高效和安全的椎弓根置入。方法：将依据CT测量值设置的机器手的2枚导针置于两椎弓根中心轴线置入点上并通过X射线正侧位透视确定。令X射线设备的中心投照线先后与2枚导针的中心轴线重合,再从椎弓根轴位进行投照,使体外与体内＂十＂字配准,定位椎弓根峡部中心点（以下简称中心点）。依据＂两点定一线＂的原理,使导针通过两椎弓中心轴线置入点和椎弓根峡部中心点,脊柱导航手术机器人即可沿椎弓根中心轴线准确置入。依据规划置入点和置入线相应偏离两椎弓中心轴线置入点的距离和椎弓根中心轴线的角度,完成上述两点的确定或定位后,重新设置两导针中心轴线针尖水平之间的距离及夹角,同样＂十＂字配准后即可按规划路径准确置入。结果与结论：＂十字配准、两点一线＂的导航原理可引导脊柱手术机器人沿椎弓根中心轴线或规划路径准确置入,从而为脊柱手术机器人确定了新的、更为准确高效的导航方法。     

个体化设计解剖定位椎弓根镙钉置入内固定治疗寰枢椎不稳

背景：经寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定常用于治疗寰枢椎不稳。但是,目前寰枢椎椎弓根螺钉的进钉点和进钉角度多以统计处理的解剖数据确定,解剖差异的存在使目前置钉方法难以保证椎弓根螺钉准确置入到每一例患者。目的：评估个体化设计解剖定位寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定技术治疗寰枢椎不稳的安全性和可靠性。方法：对16例寰枢椎不稳患者分别以术中寰椎椎弓根下壁、内侧壁以及枢椎上壁、内侧壁为定位依据,结合置入前影像学测量确定寰、枢椎椎弓根镙钉的进钉点、进钉角度以及镙钉长度,置入寰、枢椎椎弓根螺钉内固定系统。结果与结论：16例患者均成功置入螺钉,置入后X射线片及CT显示寰枢椎椎弓根螺钉位置良好。置入后随访9-24个月,所有患者均获得骨性融合、症状改善,置入后脊髓功能改善优良率为84.6%,其中优6例（46.2%）,良5例（38.5%）,可2例（15.4%）,无神经血管损伤等并发症发生。提示个体化设计解剖定位寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定治疗寰枢椎不稳的进钉点和进钉角度定位准确,螺钉置入安全、可靠。     

三维CT重建参照下徒手寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定治疗外伤性寰枢椎不稳

背景:寰枢椎椎弓根螺钉内固定在三维CT重建参照下比传统方法能提高置钉的准确率,减少置入并发症。目的:探讨以寰枢椎三维CT重建为参照,进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗外伤性寰枢椎不稳的方法,明确其手术指导意义以及临床治疗效果。方法:对30例因外伤导致寰枢椎不稳需行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗的患者内固定置入前行三维CT重建。结果与结论:与螺钉置入前设计钉道内倾度、设计钉道测得进钉点与中线的距离比较,经C1、C2椎弓根螺钉实际钉道内倾角及进钉点与中线的距离差异均无显著性意义。30例患者观察到的C1后弓及C2椎弓表面解剖特征与置入前CT容积再现的影像一致。说明根据三维CT重建图像为参照进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定,徒手置入,节省时间,并减少术中接收X线辐射,个性化置钉,精确、安全性高、疗效优良。     

三维CT重建参照下徒手寰枢椎椎弓根螺钉置入内固定治疗外伤性寰枢椎不稳

背景：寰枢椎椎弓根螺钉内固定在三维CT重建参照下比传统方法能提高置钉的准确率,减少置入并发症。目的：探讨以寰枢椎三维CT重建为参照,进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗外伤性寰枢椎不稳的方法,明确其手术指导意义以及临床治疗效果。方法：对30例因外伤导致寰枢椎不稳需行寰枢椎椎弓根螺钉内固定治疗的患者内固定置入前行三维CT重建。结果与结论：与螺钉置入前设计钉道内倾度、设计钉道测得进钉点与中线的距离比较,经C1、C2椎弓根螺钉实际钉道内倾角及进钉点与中线的距离差异均无显著性意义。30例患者观察到的C1后弓及C2椎弓表面解剖特征与置入前CT容积再现的影像一致。说明根据三维CT重建图像为参照进行寰枢椎椎弓根螺钉内固定,徒手置入,节省时间,并减少术中接收X线辐射,个性化置钉,精确、安全性高、疗效优良。     

脊柱颈段的三维断层解剖及临床意义

目的为脊柱颈段的影像诊断和手术治疗提供解剖学资料。方法在横断、矢状和冠状断面上分别观测寰枢关节、椎间孔等结构及其毗邻关系，用游标卡尺测量横突孔等重要结构的径线。结果脊柱颈段横断面清晰显示寰枢正中关节、寰椎横韧带、椎间孔及脊神经根等，寰椎前后径7．18mm，横径7．42mm；矢状断面较好显示齿突尖韧带、椎动脉等，横突孔矢状径6．32mm(男)、6．14mm(女)；冠状断面清晰显示寰枢外侧关节、脊神经根及钩椎关节等重要结构。结论脊柱颈段的三维断层解剖对颈段病变的影像诊断和手术治疗具有重要的临床意义。     

寰椎椎板钩枢椎椎弓根螺钉加钛缆治疗小儿寰枢椎脱位的疗效观察

目的 评估后路寰椎椎板钩枢椎椎弓根螺钉加钛缆固定治疗小儿寰枢椎脱位的手术治疗方法,讨论小儿寰枢椎脱位的诊断及治疗.方法 对7例寰枢椎脱位伴齿突骨折的患儿行后路寰椎椎板钩枢椎椎弓根螺钉加髂骨植骨钛缆固定术.术前均行X线片、CT等影像学检查;术中在直视下行寰椎置椎板钩,枢椎椎弓根螺钉,钛棒连接,复位,髂骨植骨钛缆固定.术后颈托固定1个月.结果 所有螺钉均成功置入,复位固定满意,植骨全部融合,无鹅颈等发育性畸形出现.结论 后路寰椎椎板钩枢椎椎弓根螺钉加钛缆固定具有术中复位满意、固定牢靠、融合率高等特点,为寰枢椎脱位患儿治疗提供了一种较好的内固定术式.     

寰椎椎弓根螺钉置入相关参数的三维CT分析

背景：不同研究关于寰椎经椎弓根螺钉置入的进钉点和钉道角度数据各有不同。目的：利用CT多平面重建设计理想的进钉路径,测量寰椎椎弓根螺钉置入的相关骨性参数,评估寰椎椎弓根高度及椎动脉沟环变异对椎弓根螺钉置入的影响。方法：从影像存档与传输系统中随机选出2009-10-01/2010-06-30期间头颈联合部未见异常62例患者CT血管造影扫描资料,利用其图像数据进行后处理三维多平面重建成像,测量寰椎椎弓根最小高度、进钉点位置、钉道角度、最大进钉长度、钉道在椎弓根内的长度,同时观察寰椎沟环变异的发生率。结果与结论：男女寰椎椎弓根最小高度分别为（4.4±1.2）,（3.8±0.8）mm,其中高度≥3.0mm占91%。男女进钉点位置至正中线距离分别为（21.7±1.2）,（20.8±1.3）mm;钉道内倾角分别为（10.1±2.1）°,（10.3±2.6）°;最大进钉长度分别为（26.9±1.8）,（26.5±1.8）mm;椎弓根钉道长度分别为（8.0±1.1）,（7.9±1.2）mm。寰椎沟环变异发生率为25.8%,其中Ⅱ-Ⅳ型后环发生率为21.0%。这表明椎弓根最小高度及Ⅱ-Ⅳ型椎动脉后环变异直接影响螺钉置入：MPR成像技术能设计理想的螺钉置入方案,寰椎枢关节螺钉固定患者术前三维CT解剖测是是非常必要的。     

螺旋CT扫描下颈椎为下颈椎椎弓根螺钉的置入提供依据

目的通过测量颈椎椎弓根尺寸和进钉点进钉角度,为置入椎钉提供依据。方法选择2004年12月至2005年10月我院和惠州市中心人民医院骨科收治的怀疑颈椎损伤患者60例,其中男30例,平均年龄（43±19）岁,女30例,平均年龄（42±15）岁。均排除颈椎病理改变。60例患者行颈椎CT扫描,扫描范围第2颈椎～第1胸椎,扫描电压140kV,200—250mA。结果颈椎椎弓根平均内径为1．3—3．3mm,颈椎椎弓根平均外径为4．0～7．0mm,最小的椎弓根宽度在女性第3颈椎椎体,最小的椎弓根外径为3．2mm,最大椎弓根宽是第7颈椎,男性为11．1mm,女性为6．6mm。平均内壁皮质骨厚度为1．5—1．9mm,平均椎弓根轴长度29．3～33．7mm,平均椎弓根长轴与中线的夹角40．6°－49．6°,颈椎椎弓根钉进钉点到中线的垂直距离平均为20．2～23．7mm。结论颈椎椎弓根螺钉的置入应行CT测量,螺钉角度接近50°,进钉角度尽可能偏外侧。     

计算机导航辅助椎弓根内固定术的手术配合

目的探讨计算机导航技术应用于临床椎弓根螺钉固定术的手术配合方法。方法分析总结在计算机导航系统辅助下,对12例病人行椎弓根螺钉固定手术和护理配合的经验。结果手术顺利,术后无感染、未发生血管和神经损伤等并发症,螺钉大小选择合适,固定位置及方向准确。术中透视次数及手术人员所受X线辐射量明显减少。结论计算机辅助椎弓根螺钉固定是一项安全的、精度高的手术。同时加强护理配合,正确运用计算机导航,是确保手术精确定位、顺利成功的保证。     

胸椎椎弓根置钉方法的研究与新进展

自椎弓根螺钉应用于胸椎内固定手术,因其固定和矫形方面的独特优势,如今胸椎椎弓根螺钉内固定技术已得到广泛应用。由于胸椎解剖和比邻的特殊性与复杂性,胸椎置钉方法研究和改进一直是脊柱外科医师研究的重点,从早期的徒手置钉技术、X线影像辅助技术到现在的术中三维CT实时导航技术,极大提高了胸椎置钉准确率。本文就胸椎解剖特点、置入点选择及置入方法和相关的辅助技术进行综述。     

伤椎椎弓根置钉植骨治疗胸腰椎骨折的应用现状及进展

背景：经后路伤椎椎弓根置钉植骨的手术方式近年来被广泛运用于治疗胸腰椎骨折,既往对其可行性、有效性、安全性等方面都进行了大量的生物力学和临床研究,但仍然存在较多争议。目的：对经后路伤椎椎弓根置钉植骨治疗胸腰椎骨折的有效性和安全性研究现状及进展作一综述。方法：应用计算机检索维普和Pubmed数据库中1989年1月至2011年9月关于伤椎椎弓根置钉植骨治疗胸腰椎骨折的文章,在标题和摘要中以＂胸腰椎骨折,伤椎,固定,植骨＂或＂thoracolumbar fractures,injured vertebral,fixation,bonegraft＂为检索词进行检索。最终选择33篇文献进行综述。结果与结论：经后路伤椎椎弓根置钉植骨治疗胸腰椎骨折不仅为骨折愈合提供了更为坚稳的内固定,同时有助于骨折复位和后凸畸形的矫正,恢复和维持椎体高度,减少矫正率的丢失。但目前报道的手术疗效以回顾性分析居多,缺乏长期随访、系列的前瞻性分析和循证医学依据,并且对伤椎置钉的适应证、安全性和技术规范还存在较大争议,这些都有待进一步去研究和完善。     

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。     

胸腰椎椎弓根钉安全植入方法的研究现状

本文对胸腰椎椎弓根钉安全植入的手术技巧、专用器械、影像引导的导航技术、机器人导航、电生理监测以及多种方法的综合应用等进行综述。认为,传统的胸腰椎椎弓根钉安全植入方法还在广泛应用,计算机辅助导航技术正在被越来越多的术者所接受。MRI技术的特殊成像原理可以使术者在术中随时观察椎弓根探子或椎弓根钉尖部所作用的组织特征。然而,由于设备昂贵,MRI导航技术很难普及推广。     

三维虚拟图像导航技术在脊柱椎弓根螺钉固定中的应用

背景:近年来经椎弓根螺钉固定技术显著提高了脊柱固定强度和融合效率,但是椎弓根螺钉置入位置不佳可能损害脊髓和神经引起严重并发症.目的:评估置入前CT扫描二维虚拟图像导航技术在脊柱椎弓根螺钉固定中的应用价值.设计、时间及地点:前瞻件、随机对照观察,于2006-01/2008-12在中国医学科学院北京协和医院骨科完成.对象:纳入因脊柱疾病行椎弓根螺钉固定的患者95例,导航组45例,常规组50例.方法:将95例患者按随机数字表法分为2组,导航组术中在计算机导航技术辅助下置入椎弓根螺钉,常规组采用传统的解剖标志法结合术中透视定位置入椎弓根螺钉.主要观察指标:比较2组间螺钉钉道准备时间、螺钉位置优良率及螺钉置入后并发症的发生率.结果:导航组中36例患者共置入椎弓根螺钉206枚,优良率96.1%:有9例患者因故未能行导航.常舰组50例患者共置入椎弓根螺钉285枚,优良率100.0%,无位置差的螺钉.2组患者的螺钉位置优良率差异无显著性意义(P>0.05).导航组的钉道准备时间显著长于常规组[(360±22),(56±8)s,P<0.01].2组患者螺钉置入后均无并发症发生.结论:与传统解剖标志定位法相比,应用置入前CT扫描三维虚拟图像导航技术置入椎弓根螺钉的精度无明显差异,且延长了手术时间,其在脊柱椎弓根螺钉固定中的应用价值有限.