三种置钉方法在下颈椎经椎弓根螺钉置入过程中的比较

背景：目前各种下颈椎椎弓根置钉方法的准确率报道不一,特别是国内常用的椎板部分切除置钉法、Abumi法、管道疏通法缺乏比较。 目的：探讨下颈椎(C3~7)经椎弓根螺钉内固定的可行性,比较椎板部分切除置钉法、Abumi法、管道疏通法在置钉满意率、出血量、置钉时间、并发症等方面的差异。 方法：选择60例需颈后路经椎弓根螺钉内固定治疗的下颈椎疾患病例,随机分成3组,各置入椎弓根螺钉80枚,分别采用椎板部分切除置钉法、Abumi法及管道疏通法。术中计算各方法置钉时间、出血量;出院前观察置钉满意率及在颈椎椎弓根四壁损伤例数的构成比;比较C3~7每一节段的椎弓根外侧壁损伤发生率。 结果与结论：椎板部分切除组、Abumi组及管道疏通组置钉时间依次递减(P < 0.05),置钉满意率依次递增(P < 0.05)。3组间置钉出血量及颈椎椎弓根四壁损伤例数的构成比差异无显著性意义(P > 0.05),椎弓根损伤好发生于外壁。C4、C5节段外壁损伤发生率明显高于C3、C6、C7。提示管道疏通法在经颈后路椎弓根螺钉内固定常规置钉法中优势明显。     

以CT三维重建技术测量颈椎椎弓根螺钉的置入参数

背景：因颈椎椎弓根细小,走行方向复杂,个体变异大,椎弓根钉置入时易误伤脊髓、椎动脉及神经根,颈椎节段椎弓根螺钉固定技术的应用和推广受到限制,术前测量椎弓根螺钉置入参数的准确度有待提高。 目的：应用CT三维重建技术模拟颈椎椎弓根螺钉置入,获取预植螺钉的椎弓根三维定量解剖数据及置钉参数的方法。 方法：将颈椎16排CT扫描的Dicom数据导入Mimics软件和GE后处理工作站,进行颈椎三维重建和图像处理,测量在置入椎弓根螺钉情况下的置钉参数。 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,使用软件测量功能可精确地获取预置螺钉的椎弓根管宽度、轴线长度、α及β角;在颈椎椎弓螺钉置入情况下,可测量置钉的水平角度安全范围。通过本方法可模拟手术过程,进行常规方法难以完成的三维测量,获取椎弓根螺钉置入个体化数据,为研究颈椎椎弓根螺钉置入的安全性提供了一种可靠的研究方法。     

个体优化经椎弓根置钉复位内固定治疗胸腰椎骨折

背景：在日臻成熟的椎弓根螺钉应用技术中,仅满足于将螺钉置入椎弓根中是不够的,而是应根据骨折复位固定要求寻求最佳置钉通道。 目的：验证经椎弓根内固定个体化治疗胸腰椎骨折的有效性和安全性。 方法：对50例胸腰椎骨折患者内固定前X射线片和CT片进行个体化矢状面及水平面椎弓根螺钉置入角、椎弓根横径、间距、钉道深度、椎体前后高、脊柱后凸角及椎管前后径测量,确定胸腰段椎弓根钉道个体优化置钉和复位的安全范围。术中结合解剖定位标志,C臂X射线机监控置钉并复位骨折椎体,确定复位结果。 结果与结论：置钉位置良好,角度及深度适中,内固定后骨折椎体复位高度、后凸角及椎管面积改善(P < 0.01)。经2~26个月随访,骨折均愈合。提示在胸腰段椎弓根钉道个体化影像测量安全范围内,优化置入椎弓根钉和复位是保证置钉内固定安全和椎体骨折复位合理而有效的方法。     

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扫描三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：前瞻性、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。常规组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。     

颈椎椎弓根螺钉置入内固定：影像学测量与临床应用

目的：评价椎弓根螺钉置入内固定技术修复脊柱骨折影像学测量参数和临床应用情况，寻找合理的技术方法。 方法：采用电子检索的方式，在万方数据库、Medline数据库中检索2000-01/2010-06有关椎弓根螺钉置入内固定技术应用于脊柱骨折的研究文章，关键词为“颈椎椎弓根，螺钉，置入参数，cervical pedicle ，cervical pedicle ，set screw， parameter”。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章，筛选纳入20篇文献进行评价。 结果：椎弓根螺钉大小的选择应依据术前影像学测量所得到的事实参数，选择合适的螺钉。通过椎弓根螺钉贯穿前、中、后三柱，对整个脊柱都有固定作用，而且两侧椎弓根相互成近似直角，这种立体结构是后路椎弓根螺钉置入内固定具有较强的抗侧弯和轴向扭转作用，此即颈椎椎弓根螺钉固定的生物力学基础。术前传统的普通X射线片测量手段已经被目前的CT三维扫描替代。随着计算机和材料工程技术的发展，越来越精细的三维成像技术辅助了内固定的发展。 结论：虽然计算机导航系统指导的颈椎置钉效果较好，但在国内尚难普遍开展应用，这就要求临床医生有丰富的置钉经验，选择合适的置钉方法和完善的术前计划减少并发症。     

下颈椎弓根CT图像的指标测量

背景：由于颈椎弓根较小的周径,高度的个体差异,周围复杂的解剖结构,在置椎弓根螺钉时易误伤脊髓、椎动脉及神经根,临床应用受到限制。正确的理解椎弓根及其周围结构解剖特点有助于提高经椎弓根螺钉内固定操作的安全性。 目的：评价CT测量颈椎椎弓根在颈椎弓根内固定的临床意义。 方法：随机选择81例正常成人颈椎CT片进行颈椎骨性指标的研究,测量指标包括13项：椎弓根高度、宽度,椎弓根内侧、外侧、上缘、下缘皮质厚度,椎弓根内松质骨高度、宽度,椎弓根轴线的骨性通道全长,椎弓根的长度1、长度2,椎弓根的内倾角和椎弓根轴线在矢状面上与椎体下终板之间的角度。 结果与结论：椎弓根宽度小于高度,C3、C4外径最小,颈椎椎弓根的松质骨内径小,皮质骨比例高。外侧皮质骨较内侧和上、下侧皮质骨均薄。下颈椎椎弓根的三个通道长度变化不显著,内倾角和上下倾角则有一定区别。提示经螺旋CT可以较好的呈现椎弓根内部的情况,为颈椎弓根螺钉内固定提供影像学数据。     

中上胸椎后路半椎弓根入路置钉固定技术的临床应用*

背景：中上胸椎矫形固定以椎弓根钉置入内固定三维稳定性最佳,效果最好,但由于胸椎椎弓根解剖上较腰椎窄细,且胸椎管内是脊髓,内固定的难度和风险较高。 目的：分析中上胸椎后路半椎弓根入路置钉固定技术的临床应用效果。 方法：应用后路半椎弓根入路置钉固定治疗中上胸椎疾病患者58例,在T1~T2可应用直径4.5 mm、长度30 mm的螺钉,T3~T8应用直径5.0~6.0 mm、长度35~40 mm的螺钉,螺钉直径均在4.5 mm以上。 结果与结论：置钉固定后胸椎X射线片及CT显示,无螺钉进入椎管内,脊柱序列恢复良好,无内固定松动及断钉等并发症发生;置钉后无脊髓损伤加重及感染等并发症。患者生活完全恢复,疼痛消失16例;不全性和完全性截瘫46例日常生活能够自理,胸背部疼痛消失,无后凸畸形。表明中上胸椎半椎弓根入路置钉技术选用较粗、较长螺钉置入内固定效果可靠,安全,且进钉技术相对简单,易于掌握,可作为中上胸椎后路内固定的良好选择。     

胸椎椎弓根外固定技术的临床应用☆

应用椎弓根外内固定技术2004/2007年在中山大学附属第三医院骨科治疗34例患者，固定前采用CT加密扫描测量进钉点、进钉点至椎体前缘的深度、进钉角度和直径，固定中椎弓根钉入点为横突尖，进钉方向为平均向头侧倾斜10°~ 20°、与中线成角30°~40°，顺椎弓根外侧皮质进入椎体，固定后CT加密扫描观察螺钉周围的皮质骨是否完整、是否靠近节段血管、是否穿透皮质骨，评价置入钉的准确性和安全性。34例患者共置入160枚胸椎椎弓根螺钉,固定后CT加密扫描和X射线片观察到148枚(92.5% )螺钉置入准确，12枚(7.5%)螺钉发生错置。实验结果表明，胸椎椎弓根根外内固定与椎弓根内固定相比，具有更宽的置入宽度，更长的螺钉长度，以及更大的内聚角度，具有安全可靠、简单实用等优点，并具有生物力学优越性，是胸椎后路内固定的一种良好选择。     

颈椎椎弓根螺钉置入内固定的生物力学变化及其临床特性

背景：颈椎椎弓根钉由于其独特的三维稳定性,越来越多的学者对其进行更加广泛的研究。 目的：综述颈椎椎弓根解剖特点及椎弓根螺钉置钉的安全性和临床应用。 方法：应用计算机检索1994-01/2010-09 CNKI及PubMed数据库相关文章,中文检索词为“颈椎弓根螺钉”,英文检索词为“cervical pedicle screws”,共检索到文献292篇,最终纳入符合标准的文献43篇。 结果与结论：通过文献检索获得目前一致的观点认为颈椎弓根内固定由于是三维固定,因此可以获得良好的生物力学。但是,由于颈椎弓根周围毗邻部特殊的解剖结构,潜在血管、神经根和颈髓损伤的危险性,置入内固定风险及难度大,所以临床应用要做到个体化置钉。     

框架立体定向图像引导颈椎弓根螺钉个体化置钉的实验研究

目的探索一种基于虚拟现实可视化技术的颈椎弓根螺钉置钉方法。方法选取6例成人颅-颈椎标本，改进的四柱式定位框架以螺钉固定于枕颈部，使颅-颈-肩形成统一刚性结构，保持空间位置恒定。CT薄层扫描获取60个椎弓根的空间定位数据，Aero—tech手术规划系统三维建模，设计安全、个体化的置钉路径，导向弓把持下经皮细钻钻孔，套管针导引下置入攻丝，复查CT评价置钉的准确性。结果60个椎弓根置钉中，攻丝与规划路径有偏差者8个，失败率为13％，横突孔方向突破5个，椎管骨皮质突破3个；6例位于C（3-5）（占75％）；2例位于C1、C2椎体（占25％）。结论框架立体定向图像引导的颈椎弓根螺钉个体化置入方向精确，减少置钉的并发症，置钉过程直观、简单，能术前虚拟演示，有临床应用前景。     

颈椎弓根周围神经组织MRI的指标测量及临床意义

背景：在颈椎内固定方法中,经椎弓根固定的稳定性最强,由于椎弓根周围紧密伴随着椎动脉、脊髓、硬膜囊和神经等重要组织,损伤这些组织的结果是危险或致命的,颈椎椎弓根螺钉固定技术的应用和推广受到限制,MRI有较高的软组织分辨率,可以作为颈椎弓根周围神经组织研究的有益检查手段。 目的：评价MRI测量颈椎椎弓根周围神经组织在颈椎弓根内固定的临床意义。 方法：随机选择62例健康受检者行颈段MRI扫描后进行测量与观察。测量指标包括7项：椎管矢径、椎管横径、椎孔指数、脊髓矢径、脊髓横径、椎弓根与上位神经根的距离和椎弓根与下位神经根的距离。 结果与结论：椎管矢径从C1~C4下降速度比较快,从C3~C7呈缓慢上升状态。椎管横径C1~C2明显下降,C3~C7上升趋势缓慢且明显,C1最大,在C2最小。脊髓矢径和横径在C5和C6都有明显增大。椎弓根与上位神经根的距离明显小于与下位神经根的距离。提示通过MRI测量可较好显示颈椎椎弓根周围神经组织的影像特征,为颈椎弓根内安全置钉提供参考。     

Screw fixation of craniocervical junction

In recent years an increase has been observed of the use of screw techniques for the fixation of the craniocervical junction. For clinical use two techniques have been introduced: (1) transarticular screw fixation, and (2) transpedicular screw fixation. In the former the screw is inserted through the C2 lateral mass, the fissure of the C1-C2 joint, and the C1 lateral mass. (2) in the latter the screw is inserted into the C2 pedicle and anchored in C2 vertebral body. Transarticular or pedicle screws can be easily connected to longitudinal elements such as rods or plates, and combined with lateral mass screws of the remaining cervical vertebrae or occipital screws. In comparison to sublaminar wiring or interlaminar clamping the screw techniques: (a) strengthen the stiffness of the construct and speed up fusion, (b) allow fixation in the absence or deficiency of laminae as a result of trauma or laminectomy, and (c) can selectively include only the affected segments. Increased construct stiffness is due to deep anchorage of the screw in bone providing thus a solid grip on the vertebra. Both techniques require preoperative assessment of the course of the vertebral artery using imaging methods. In about 18% of cases abnormal course of the artery precludes screw use. Pedicle screw insertion requires direct control of the medial and superior walls of C2 pedicle with dissector introduced into the vertebral canal, which requires removal of the atlantoaxial ligament. Additional control can be achieved with lateral fluoroscopy. The entry point for transarticular screw is on the lateral mass of the odontoid 2-3 mm laterally to the medial margin of C2 facet and 2-3 mm above the C1/C2 articular fissure. The screw trajectory is 0-10 degrees in horizontal plane and towards the anterior C1 tuberculum in sagittal plane.     

以有限元法比较前路腰椎间融合后路关节突关节螺钉/椎弓根螺钉的固定应力*☆

背景：对腰椎前路腰椎间融合后辅助固定的各种关节突关节螺钉的生物力学安全性存在普遍担忧,限制其临床应用,未见文献报道与椎弓根螺钉固定的比较研究。 目的：建立L4~5椎前路椎间融合后路分别用双侧椎弓根螺钉、经椎板关节突螺钉及经关节突椎弓根螺钉固定的三维有限元模型,施加相同的负荷和转矩,比较分析3种螺钉和椎间融合器的应力状况。 设计、时间及地点：对比观察,于2008-02/2009-01在南方医科大学珠江医院骨科实验室完成。 材料：PHILIPS Brilliance64排螺旋CT扫描仪,数据输出DICOM 3.0 格式;Mimics 11.1软件;Simpleware3.1软件;Abaqus6.8软件;Photoshop 7.0软件;DEPUY AcroMed皮质骨螺钉和Zimmer椎间融合器;GSS椎弓根螺钉系统。 方法：建立L4~5椎前路椎间融合后路分别用双侧椎弓根螺钉、经椎板关节突螺钉及经关节突椎弓根螺钉固定的三维有限元模型。对3种螺钉固定的有限元模型施加500 N/6 N•m载荷模拟前曲、后伸、左侧弯、左旋运动,用Abaqus 6.8软件比较分析3种螺钉和椎间融合器的应力变化和分布特点。 主要观察指标：应力峰值,应力集中区云图。 结果：在500 N/6 N•m载荷下,椎弓根螺钉在屈、伸时的应力较两种关节突关节螺钉固定应力小,在侧弯和轴向旋转时较大;两种关节突关节螺钉应力特点相似。在椎弓根螺钉坚强固定时,椎间融合器有应力遮挡现象。 结论：在较小的转矩下,前路腰椎间融合后两种关节突关节螺钉固定的安全性和椎弓根螺钉固定相近。使用关节突关节螺钉固定,除减少创伤、节约成本等优点外,还可减少对椎间融合器的应力遮挡效应。     

下颈椎经椎弓根内固定的生物力学稳定性分析*★

经椎弓根固定是目前能提供三柱生物力学稳定性最可靠的脊柱后路内固定，具有很高的临床应用价值，但颈椎椎弓根毗邻结构复杂，螺钉置入风险很高，限制了其在临床的广泛应用。文章从颈椎椎弓根的形态，生物力学性能，椎弓根螺钉内固定技术和固定系统，手术导航，手术的适应证、禁忌证及并发症等不同研究侧面，总结国内外学者在以上相关领域，有关椎弓根固定在下颈椎疾病治疗方面的应用和进展，认为椎弓根固定虽然有很高风险，但通过术前精确测量椎弓根形态、术中结合各种新辅助技术、配合手感，下颈椎经椎弓根内固定的风险将降低，其在临床应用将越来越广泛。     

三维CT测量在骶髂关节个体化置钉中的应用

背景：骶髂螺钉直接固定复位后的骶髂关节，可提供足够的骨盆稳定性，其生物力学稳定性优于其他常用的内固定。 目的：探讨三维CT测量在骶髂关节个体化置钉中的应用，为临床个体化置钉提供影像解剖学的依据。 设计、时间及地点：测量实验，于2008-01/07在河北工程大学CT中心及解剖实验室完成。 材料：成人骶髂关节标本8例，男女年龄不限，无脊柱疾病，由河北工程大学医学院解剖教研室提供，体积分数为0.1的甲醛处理。 方法：每例标本的S1均经螺旋CT断层扫描后，图像输入到计算机软件，对图像进行处理，测量S1椎弓根骶髂关节的钉道直径，骶髂关节于髂骨后外侧面的进针点，骶髂关节螺钉的长度及进针方向，并根据数据模拟出各椎弓根的形态特点，依测量的数据和角度在标本上置钉，再行CT扫描观察螺钉在椎弓根内的位置。 主要观察指标：骶髂关节螺钉参数的数值，置钉后椎弓根钉的在位率。 结果：S1椎弓根宽为(24.6±2.7) mm，高为(19.1±2.9) mm，进针点至对侧前皮质的距离为(87.1±3.2) mm，进针方向与冠状面的夹角为(24.9±1.5)°，与矢状面夹角为(21.2±1.6)°，进针点与骼后上棘的距离为(37.5±2.6) mm，与骼后下棘的距离为(38.5±2.7) mm；与坐骨大切迹的距离为(43.2±4.6) mm，双侧16次穿钉，15枚骶髂关节螺钉完全在位。 结论：利用三维CT测量的数据辅助，严格按照个体化椎弓根的轴线方向置钉，置钉的成功率较高。     

胸椎椎弓根-肋骨复合体螺钉置入内固定的应用解剖学特征

背景：上、中胸椎周围结构复杂,椎弓根的横径相对窄小,如再合并发育畸形,导致螺钉不能置入,或者置入后造成副损伤,置钉安全性和有效性得不到保证。 目的：提出“椎弓根-肋骨复合体”的概念,观察其形态结构,分析其在解剖学上置入螺钉的可行性。 方法：观察6具成人尸体胸椎标本(T1~12)椎弓根及椎弓根-肋骨复合体的形态结构,测量下列参数：横径、纵径、椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉置入最长值、椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉横断面角及椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉与椎弓板的夹角。 结果与结论：椎弓根-肋骨复合体是一立体结构,椎弓根与肋骨不在同一平面,且两者位置关系随不同节段而发生变化。横径为13.0~17.3 mm,纵径为5.8~8.0 mm,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉置入最长值为43.4~60.5 mm,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉横断面角为15.4°~36.7°,椎弓根-肋骨复合体轴线螺钉与椎弓板的夹角为76.2°~85.4°。提示沿胸椎经椎弓根-肋骨复合体轴线置入螺钉内固定时,安全范围较大。应用于临床时,可作为椎弓根螺钉内固定的一种补充,特别是在无法完成椎弓根螺钉置入的胸椎平面。     

Significance of Preoperative Prone Position Computed Tomography in Free Hand Subaxial Cervical Pedicular Screwing

ObjectiveThe subaxial cervical pedicle screwing technique shows powerful biomechanical properties for posterior cervical fusion. When applying a pedicle screw using the freehand technique, it is essential to analyse cervical computed tomography and plan the surgery accordingly. Normal cervical computed tomography is usually performed in the supine position, whereas during surgery, the patient lies in a prone position. This fact leads us to suppose that radiological evaluations may yield misleading results. Our study aimed to investigate whether there is any superiority between preoperative preparation on computed tomography performed in the prone position and that performed in the supine position. MethodsThis study included 17 patients (132 pedicle screws) who were recently operated on with cervical vertebral computed tomography in the prone position and 17 patients (136 pedicle screws) who were operated on by conventional cervical vertebral computed tomography as the control group. The patients in both groups were compared in terms of age, gender, pathological diagnosis, screw malposition and complications. A screw malposition evaluation was made according to the Gertzbein-Robbins scale. ResultsNo statistically significant difference was observed between the two groups regarding age, gender and pathological diagnosis. The screw malposition rate (from 11.1% to 6.9%, p<0.05), mean malposition distance (from 2.18 mm to 1.86 mm, p <0.05), and complications statistically significantly decreased in the prone position computed tomography group. ConclusionPreoperative surgical planning by performing cervical vertebral computed tomography in the prone position reduces screw malposition and complications. Our surgical success increased with a simple modification that can be applied by all clinicians without creating additional radiation exposure or additional costs.     

Design and application of a novel patient-specific 3D printed drill navigational guiding template in percutaneous thoracolumbar pedicle screw fixation: A cadaveric study

The conventional surgical method of percutaneous pedicle screw fixation (PPSF) mainly uses X-ray fluoroscopy guidance to target the vertebral pedicle for screw placement. This study aimed to explore the feasibility of establishing a personalized drill guide template for PPSF based on a three-dimensional (3D) printing technique and to evaluate the accuracy and safety of the method for assisting screw insertion in cadaveric specimens. The T3-L3 trunk cadaveric specimens from six adults were subject to a computed tomography (CT) scan in the prone position. A three-dimensional model containing the back skin contour was reconstructed. A bilateral ideal pedicle screw in the T6-L1 segment was designed. Then, the reverse templates were designed. The two templates were fused and printed into an individualized guide template. PPSF was performed under the assistance of the guide template, and the CT scan was taken postoperatively to access the screw position. Ninety-six pedicle screws were successfully placed on the bilateral vertebral body of the T6-L1 segment with the assistance of a guide template. The guide plate was not loosened or displaced when operated by a single hand, and the operation time was 24.6 ± 7.9 s. The axial CT images after puncture indicated that in 96 puncture needles, 90 needles were grade I and 6 were grade II, with a puncture accuracy rate of 98.6%. In conclusion, an individualized PPSF navigation template was developed using Mimics software and 3D printing prototyping, which improved the accuracy of PPSF in cadaveric specimens.