变牙厚椎弓根螺钉的生物力学测试

目的　评价不同变牙厚椎弓根螺钉（transitional thread pedicle screw, TTPS）对螺钉拔出力的影响。 方法 取新鲜小牛胸腰椎标本（T11~L4）5具,共30个椎体(60侧椎弓根),剔除周围肌肉、筋膜,注意保持骨结构完整,解离成单个椎骨。平均骨密度为（1.186±0.182）g/cm2。TTPS规格有6种：A0（牙厚保持不变）、A1（逐牙加厚0.01mm）、A2（逐牙加厚0.02 mm）、A3（逐牙加厚0.03 mm）、A4（逐牙加厚0.04 　mm）、A5（逐牙加厚0.05 mm）。每种螺钉随机置入10侧椎弓根,将标本包埋好并用夹具固定在材料试验机上,设置椎弓根螺钉长轴与拔出力轴线方向重合。设置材料试验机加载速率为0.08 mm/s进行拔出实验,结果输出拔出力-位移曲线、最大轴向拔出力（Fmax）。计算拔出刚度。 结果　A0至A5 6种螺钉的最大轴向拔出力分别为（983.99±324.19）、（1119.84±362.47）、（1067.67±398.00）、（900.04±255.89）、（799.07±406.79）、（850.71±408.11）N。6种不同规格TTPS轴向拔出力间无显著差异（组间差异P=0.216）。6种不同规格的TTPS的拔出刚度间无显著差异（组间差异P=0.07）。 结论　小范围增加螺纹牙厚,对椎弓根螺钉抗拔出力没有显著影响。     

椎弓根骨质的CT断面测量及其临床意义

目的：为椎弓螺钉内固定术提供解剖学基础。方法：30例（C2－L5）脊柱骨标本，用CT观测椎弓根最突处皮质及髓腔的宽和高。结果：各椎弓根髓腔（骨松质）宽呈相互衔接的三个“马鞍”形趋势，即四个高峰三个低谷值，依次为C2（高）、C4－5（低）、T1（高）、T4（最低）、T12（高）、L1（低）及L5（最高）；髓腔高值颈段呈“马鞍”形，从C5－L5则有渐增大趋势，各椎弓根皮质及髓腔的宽和高值均有明显的规律性变化，各段同一椎弓根骨质皮厚度上、下缘近相等而内，外缘厚度比颈，胸、腰分别约为3：1、2：1和1：1。结论：螺钉直径主要取决于髓腔宽，但C2－T1段，特别是C6、C7须同时参照髓腔的高和宽，C3－6和T4－6段仅能用约3.0mm直径的螺钉。     

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。     

导航模板辅助下颈椎皮质骨螺钉置入准确性的研究

目的　探讨基于皮质骨螺钉轨迹入路,导航模板辅助椎弓根螺钉置入的可行性和准确性。 方法　获取4具下颈椎标本（C3~7）CT数据,经Mimics软件三维重建后设计椎弓根皮质骨螺钉轨迹,并建立导航模板。随机分成2组,分别采用快速成型（RP）和数控机床技术（CNC）制造出两种材质导航模板并测量其在颈椎椎弓根辅助置钉的精确性。 结果　RP、CNC两组在进钉点的水平面上绝对偏差分别为：(0.28±0.24) mm、(0.32±0.23) mm;矢状面上分别为：(0.30±0.20) mm、(0.52±0.44) mm。钉道中点在水平面上分别为：(0.26±0.22) mm、(0.39±0.32) mm;矢状面上分别为：(0.37±0.29) mm、(0.49±0.50) mm。螺钉安全分级,RP组1级螺钉20枚;CNC组1级螺钉19枚,2级1枚。两组的绝对偏差值、安全分级差异均无统计学意义（P＞0.05）。 结论　CNC导航模板经皮质骨螺钉轨迹辅助置钉是可行的,为下颈椎椎弓根置钉提供了一种全新、安全的方法。     

胸椎安全置入椎弓根螺钉的解剖特点:正常发育与特发性脊柱侧凸青少年比较

背景:胸椎椎弓根是胸椎手术中最主要的内固定方式,但是缺少椎弓根螺钉置入通道的相关形态的参数测量,缺少正常发育青少年与青少年特发性脊柱侧凸患者比较的相关报道。目的:比较在正常发育青少年与青少年特发性脊柱侧凸患者胸椎安全置入椎弓根螺钉相关的椎弓根形态特点。方法:使用三维重建CT图像对35例正常发育青少年和35例青少年特发性脊柱侧凸患者的胸椎椎弓根进行测量。测量的参数包括:1临界距离:从椎弓根螺钉入点到椎板腹侧骨皮质的最短距离。2安全距离:从入点到椎管的切线距离(和椎弓根内侧皮质相切)。3椎弓根螺钉长度。4椎弓根宽度。5椎弓根横向角。危险区域定义为安全距离和临界距离之差。结果与结论:正常发育组临界距离为(9.2±1.0)mm,青少年特发性脊柱侧凸组为(9.4±1.2)mm。正常发育组安全距离为(14.7±0.8)mm,显著小于青少年特发性脊柱侧凸组的(15.4±1.4)mm(P0.001)。正常发育组危险区域为(5.4±0.7)mm,显著小于青少年特发性脊柱侧凸组的(6.0±1.0)mm(P0.001)。正常发育组椎弓根螺钉长度为(36.6±4.1)mm,青少年特发性脊柱侧凸组椎弓根螺钉长度为(37.1±5.3)mm。正常发育组椎弓根螺钉宽度为(5.8±1.2)mm,青少年特发性脊柱侧凸组椎弓根宽度为(5.7±1.7)mm。两组临界距离、椎弓根螺钉长度和椎弓根宽度之间差异无显著性意义(P=0.382,0.135,0.293)。两组的椎弓根横向角均从T1到T12逐渐减少。提示正常发育青少年和青少年特发性脊柱侧凸患者置入椎弓根螺钉的胸椎椎弓根形态相关参数有差别,尤其在胸弯顶点附近区域。     

胸椎椎基静脉孔的CT影像学观测

目的　通过对胸椎椎基静脉孔（BF）的数字化观测,明确其解剖位置、形态特点,为临床应用提供参考依据。 方法　 40例成人胸椎CT扫描数据,运用Mimics15.0软件重建测量BF宽(BFW)、高(BFH)、深(BFD);BF距椎体上、下终板（VHU、VHB）和左、右缘（VWL、VWR）间距;观察其在椎体中的位置与形态。 结果　（1）胸椎BFW总体呈V形分布,T6为最小值（3.69±1.29 mm）; BFH在T1~3趋于平稳,T4～6渐减,T7～11渐增;BFD在T1～3渐增,T3～10趋于平稳,T10～12渐减。（2）BF距上终板与下终板间距总体呈上升趋势,T1最小：VHU为（7.05±1.27） mm,VHB为（7.21±0.87） mm,T12最大：VHU为(11.00±1.10) mm,VHB为(11.37±1.48) mm;距左、右缘间距在T1～4渐减,T5～12渐增,T4最小:VWL为(10.50±1.40) mm,VWR为(10.81±1.66) mm,T12最大:VWL为(15.74±2.55)mm,VWR为(16.23±2.82)mm。 结论　胸椎椎体后壁近中央处均存在BF,其形态结构复杂且在不同个体、不同节段中均存在差异。BF在T1～8、T10、T11位于椎体后壁近中央,T9和T12稍偏向左侧。BF在T1～3、T10～12形似棱锥体形,而T4～9形似长方体形。     

上中胸椎椎弓根-肋单位的CT测量及临床意义

目的:通过对上、中胸椎椎弓根—肋单位的CT测量,探索胸椎弓根外螺钉技术的安全性和可行性。方法:选择20例阴性结果的胸椎CT扫描图像,男16例,女4例,平均年龄48.8岁,对T1～T8测量下列解剖指标:椎弓根横径,椎弓根钉道长度,椎弓根—肋单位横径,椎弓根外螺钉钉道长度,椎弓根外螺钉内倾角,椎弓根外螺钉最大内倾角,椎弓根外螺钉最小内倾角。结果:胸椎弓根—肋单位横径(12.97～18.88)mm明显大于胸椎弓根横径(5.03～8.67)mm,胸椎弓根外螺钉钉道长度(46.05～61.47)mm明显长于胸椎弓根螺钉钉道长度(36.92～41.74)mm,椎弓根外螺钉内倾角从T1～T8有递减趋势,且均有一个相对安全的误差区间。结论:胸椎弓根外螺钉技术安全性高于胸椎弓根螺钉技术,使用是安全可行的。     

新型防神经根损伤双螺纹椎弓根螺钉解剖学依据

目的　通过测量正常人双侧的胸椎及腰椎椎体解剖学参数,为新型防神经根损伤双螺纹椎弓根螺钉的设计提供理论依据。 方法　纳入200例健康志愿者,在仰卧位CT片上测量胸椎T1~12及腰椎L1~5椎弓根螺钉进钉路径的分段长度（椎体段、椎弓根段和椎板段）、进钉外展角及椎弓根峡部宽度和高度。计算各解剖参数的均值和标准差。 结果　纳入胸椎志愿者100人,平均年龄31.21岁,腰椎志愿者100人,平均年龄31.05岁。胸椎组螺钉椎体段长度为左侧（19.09±2.36）mm,右侧（19.77±2.54）mm;螺钉椎弓根段长度为左侧（7.67±1.19）mm,右侧（8.17±1.16）mm;螺钉椎板段长度为左侧（9.94±2.02）mm,右侧（9.06±1.71）mm;进钉外展角为左侧（8.61± 2.57）°,右侧（8.44±2.71）°;椎弓根峡部宽度为左侧（8.44 ± 2.71）mm,右侧（5.95 ± 1.16）mm;椎弓根峡部高度为左侧（11.76±1.86）mm,右侧（11.79±2.24）mm。腰椎组螺钉椎体段长度为左侧（26.99 ± 3.37）mm,右侧（27.06±3.24）mm;椎弓根段长度为左侧（10.00±1.58）mm,右侧（10.37 ± 1.53）mm;椎板段长度为左侧（12.74±2.16）mm,右侧（13.96±2.46）mm;进钉外展角为左侧（16.16±2.93）°,右侧（16.31±3.05）°;椎弓根峡部宽度为左侧（9.72±1.59）mm,右侧（9.45±1.84）mm;椎弓根峡部高度为左侧（14.50±2.83）mm,右侧（14.05±2.39）mm,胸椎与腰椎螺钉椎体段长度、椎弓根段长度、椎板段长度、进钉外展角各参数对比,差异无统计学意义（P>0.05）,T1~L5椎弓根峡部高度分别与椎弓根峡部宽度比较,有统计学差异（P<0.05）。 结论　通过对正常人群胸椎及腰椎椎骨较为细致的相关解剖学测量,可获得设计新型双螺纹椎弓根螺钉的较准确依据。     

合并腰骶移行椎时应用骶髂螺钉的临床解剖测量

目的　探讨合并腰骶移行椎时骶1、2椎弓根的形态学特点,为应用骶髂螺钉固定提供形态学基础。 方法　选取生前资料完整的标本共79例。对骶1、骶2椎体前后径、椎体高度、椎体横径、椎弓根前高、椎弓根后高、椎弓根宽度、进针深度、进针角度进行测量。 结果　正常骶1椎弓根前高(18.1± 　3.8)mm,后高(20.6±3.6)mm,宽度(27.7±3.1)mm;Ⅱ型骶1椎弓根前高(19.9±2.0)mm,后高(19.2±2.6)mm,宽度(29.9±2.2)mm;Ⅲ型骶1椎弓根前高(18.5±3.0)mm,后高(16.9±3.1)mm,宽度(27.8±2.2)mm。正常骶2椎弓根前高(12.4±2.3)mm,后高(14.34±2.9)mm,宽度(22.2±3.1)mm,Ⅱ型骶2椎弓根前高(10.4±1.5)mm,后高　(14.4±2.4)mm,宽度(19.5±2.7)mm;Ⅲ型骶2椎弓根前高(9.5±2.0)mm,后高(14.0±3.0)mm,宽度(18.6±3.4)　mm。Ⅱ型骶1椎弓根大于正常,Ⅲ型与正常接近。正常骶2椎弓根大于Ⅱ型和Ⅲ型。 结论　合并腰骶移行椎时可应用骶髂螺钉固定,骶1椎弓根可容纳1~2枚螺钉,骶2椎弓根可容纳1枚螺钉。     

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≥3.0 mm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,寰枢关节螺钉固定患者术前三维CT解剖测量是非常必要的。 关键词：寰椎;椎弓根;螺钉固定;三维CT;数字化骨科 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.09.002     

不同国家人群胸椎椎弓根解剖结构的对比研究

目的　通过文献回顾对比不同国家人群胸椎椎弓根解剖结构的异同,为胸椎手术中椎弓根钉的选择、手术成功率及安全性的提高奠定理论基础。 方法　以 “胸椎”、“椎弓根”、“解剖”、“测量”等为关键词,语言限定为英语或中文,在中国知识网、Pubmed、Web of knowledge等数据库中检索相关文献。排除不符合要求的文献,根据实验对象来源地将纳入文献进行国别划分,对比不同国家人群胸椎椎弓根解剖参数的异同。 结果　共20篇文献被纳入对比性研究。椎弓根高（pedicle height, PDH）最小值均位于T1,最大值位于T11或T12,中间椎序列PDH变化相对较小;不同国家人群椎弓根宽（pedicle width,PDW）均随椎序数的增加呈现先减小后增大的变化趋势,最小值位于T4或T5;虽然来自不同国家人群椎弓根水平面夹角（transverse pedicle angle,TPDA）数值存在一定差异,但均自T1~T10随椎序的增加呈减小趋势。 结论　不同国家人群胸椎椎弓根解剖参数随椎序变化呈现大致相同的变化趋势,但其具体解剖参数尚存在一定差异,熟悉上述解剖差异是提高手术成功率与安全性的关键。     

Evaluation of thoracic pedicle morphometry in a Chinese population using 3D reformatted CT

The aim of this study was to investigate the detailed three-dimensional morphology of the pedicles from T1 to T12 in 120 Chinese patients using a light-speed Vct CT (General Electric). After reformatting the original images, the following parameters were studied: outer pedicle width (OPW), outer pedicle height (OPH), pedicle chord length (PCL), pedicle cortical thickness (PCT) of the isthmus, and transverse pedicle angle (TPA). The mean outer pedicle width, outer pedicle height, and pedicle chord length were significantly smaller in females than in males at all levels (P < 0.01). The percentage of outer pedicle width ≤ 5.0 mm and ≤ 4.5 mm was high at mid-thoracic pedicles. No significant differences were found in transverse pedicle angle and pedicle cortical thickness in males and females. Pedicle cortical thickness was significantly thinner in patients over 50 years old compared with patients below 50 years old at most levels. The results showed that a screw of larger than 4.5 mm would be too large for mid-thoracic segments in Chinese population, especially for female patients. Considering the amount of variation between individuals and the complicated structure of the thoracic pedicles, the use of the transpedicular screw fixation must be individualized for each patient and based on detailed preoperative assessment. Reformatted CT assessment is essential before this procedure is performed.     

12-15岁青少年腰椎椎弓根螺钉置入最佳选择的形态学分析

文题释义：椎弓根螺钉：椎弓根置钉是目前脊柱内固定的常用方法,椎弓根形态学参数决定置钉成功率,对于发育中的青少年脊柱疾患,椎弓根螺钉同样发挥重大作用。  三维重建测量：利用三维重建软件对人体组织结构进行3D重建,可清晰完整、更加直观地表现人体组织特点,得到的测量数据更准确,可以更好的服务于临床。 背景：关于成人胸腰段椎弓根形态的研究已经发表了大量文献,但对青少年椎弓根形态的了解较少,尤其是在亚洲人群中。青少年脊柱疾患日益增多且精确的形态学研究较少。 目的：研究内蒙古地区12-15岁青少年腰椎的解剖结构,为椎弓根螺钉置入提供详细资料,确定安全合适的螺钉大小,并为螺钉尺寸设计提供数据参考。 方法：收集内蒙古地区65例12-15岁青少年正常胸腰CT资料,根据年龄分2组,12-13岁31例,14-15岁34例。将连续扫描的胸腰椎断层影像原始数据以DICOM格式导入Mimics 21.0分析与测量,指标包括椎弓根宽、椎弓根高、椎管横径、椎管纵径、椎弓根长、椎弓根外偏角、椎弓根最大外偏角、椎弓根头倾角及椎弓根面积。 结果与结论：①2组L₁-L₄ 椎弓根宽小于椎弓根高,L₅椎弓根宽与椎弓根高相似,椎弓根宽决定螺钉直径,男性大于女性;②12-13岁,螺钉长L₁-L₅均为40-45 mm;14-15岁,螺钉长L₁-L₄为40-45 mm,L₅为45-50 mm;③2组规律相同,椎管横径均大于椎管纵径,椎管横径、椎管纵径之间差异有显著性意义(P < 0.05),男女之间差异无显著性意义;④椎弓根外偏角：12-13岁L₁-L₂变化不大,L₂-L₅逐渐增大;14-15岁L₁-L₅逐渐增大,2组均男性大于女性;⑤椎弓根最大外偏角：2组规律相同,L₁-L₅逐渐增大,随年龄增长而减小,左右侧与性别间差异均无显著性意义,不同年龄间差异有显著性意义(P < 0.05);⑥椎弓根头倾角： 12-13岁为3°-8°,14-15岁为0°-5°;随年龄增长而减小,L₃-L₄男女之间差异有显著性意义(P < 0.05);⑦椎弓根面积：2组规律相同,L₁-L₅逐渐增大,L₄-L₅有一个明显的变化趋势;⑧根据椎弓根参数分析可得出正常青少年腰椎各节段置入螺钉的适合尺寸,帮助临床医师掌握腰椎解剖结构,提高置钉准确性。 ORCID: 0000-0001-5877-8358(许阳阳) 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     

青少年中上胸椎的影像解剖学特点

背景：处于发育高峰的青少年和成人骨骼情况存在较大差异,若以成人的标准去置钉青少年群体则有较大危险性。 目的：观测青少年中上胸椎影像解剖学特点,为青少年中上胸椎经椎弓根置钉及经椎弓根-肋头单元置钉提供实验依据。 方法：将30例无脊柱区病变青少年(13-18周岁)T₁-T₁₂节段行CT扫描(0.625-1.25 mm)后,原始数据以DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量,按不同节段进行统计分析。 结果与结论：椎弓根宽和椎弓根-肋头单元宽的总体走势接近,均呈“V”型,最小值位于T₄处,并且两者之间相对应椎体的差异有显著性意义(P < 0.05);椎弓根钉道长度和椎弓根-肋头单元钉道长度之间其走势基本一致,均呈逐渐递增趋势,最小值为T₁,最大值位于T₁₀处,二者之间相对应的椎体间差异均有显著性意义(P < 0.05);椎弓根横断面角与椎弓根-肋头单元横断面角的走势相似,T₁-T₁₀总体也呈下降趋势,并且与各相应椎骨间差异均有显著性意义(P < 0.05);椎弓根矢状面角与椎弓根-肋头单元矢状面角的曲线走势基本相近,均呈波浪型,并且与各相应椎骨间差异均有显著性意义(P < 0.05)。提示相同节段的椎弓根-肋头单元可以提供较椎弓根相对安全的置钉钉道。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：