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：     

计算机导航引导下脊柱后路椎弓根螺钉置入内固定:准确性及安全性

背景:脊柱后路椎弓根螺钉置入内固定是治疗脊柱各种病变及稳定脊柱的重要手段,计算机导航技术可以完整、直观、真实地再现各种组织形态及其相对位置,使术者实时获得三维图像信息,最大限度地避开手术危险区,直接引导内固定螺钉准确置入椎体。目的:评估计算机导航技术辅助脊柱后路椎弓根螺钉置入的准确性及安全性。方法:选择2008年7月至2014年1月在广西医科大学第一附属医院治疗的307例脊柱病变患者在计算机导航辅助下行脊柱后路椎弓根钉置入及椎板切除减压。术中行C臂透视检查螺钉位置的精确性,记录每枚螺钉的平均置钉时间、射线暴露时间,术后3 d复查X射线和置钉节段的三维CT,根据Andrew椎弓根螺钉CT位置分级标准对置钉位置进行评估。结果与结论:共置入螺钉1 820枚,1 778枚为Ⅰ级螺钉(准确率97.69%)。其中颈椎置入螺钉92枚,Ⅰ级螺钉90枚(准确率97.82%),胸椎置入螺钉502枚,Ⅰ级螺钉492枚,准确率98%,腰椎置入螺钉1 226枚,Ⅰ级螺钉1 196,准确率97.2%。每枚螺钉的平均置钉时间(7.0±1.5)min。215例获随访,随访时间(12±6)个月,无内固定物移位、断裂等并发症以及神经血管损伤发生。提示计算机导航技术辅助脊柱椎弓根钉置入,能立体、多视角实时显示骨性解剖结构,保证了脊柱椎弓根钉置入的准确性及安全性,明显减少放射线的暴露强度。     

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。     

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：     

3D打印导航模块辅助腰椎椎弓根螺钉精确植入的实验研究

目的　利用数字化设计和3D打印技术研制个体化导航模块,实现个体化的微创下腰椎椎弓根螺钉精确植入。  方法　建立37例正常人体腰椎（L1~5）三维模型,设计导航杆使其恰好穿过椎弓根中心。基于导航杆,通过布尔运算获得导航模块。3D打印出导航模块和腰椎标本实体,在导航模块的辅助下植入椎弓根螺钉,观察螺钉的进钉点、进钉方向和螺钉在椎弓根内的位置。  结果    总共应用导航模块辅助植入椎弓根螺钉228枚,全部螺钉的进钉点,进钉方向都与虚拟方案相一致,螺钉在椎弓根内位置良好,无一例螺钉穿破椎弓根皮质。  结论    基于数字化设计的3D打印导航模块,可以实现个体化的微创下腰椎椎弓根螺钉精确植入。     

脊柱内固定椎弓根螺钉置入后生物力学的稳定性

背景：椎弓根螺钉内固定系统由于具有牢固的三维固定效果、良好的生物力学稳定性以及较好的复位和矫正畸形作用,被广泛用于脊柱外科,但椎弓根螺钉系统松动、折断及螺钉拔出等并发症仍是导致内固定手术失败的主要原因。 目的：分析脊柱内固定植入物椎弓根钉的生物力学及稳定性探索。 方法：应用计算机检索万方、维普和PubMed数据库中1999年1月至2011年12月关于椎弓根钉植入后生物力学评价相关的文章,以“椎弓根钉,脊柱,内固定,稳定性,生物相容性”为关键词进行检索。选择脊柱内固定植入物生物力学及评价相关的文献,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到260篇文献,根据纳入标准选择40篇文章进行综合分析。 结果与结论：要提高椎弓根螺钉系统对脊柱固定的稳定性,可通过改进内固定材料、设计和操作技术以分散固定界面应力,但对螺钉的改进受椎弓根和椎体大小的限制,如何从内固定系统装置上来增强固定效果,有待进一步研究。作者认为椎弓根螺钉植入后的稳定性评价应该结合动物实验和临床研究,包括椎弓根螺钉材质、置入位置、角度、固定装置等因素,还应该针对患者个体化因素进行,即对椎弓根螺钉置入遵循个体化原则,对每一个不同的椎弓根施以不同的置钉入点、方向及螺钉。     

基于3D打印的腰椎椎弓根螺钉数字化置入及临床应用

背景：应用3D打印制备个体化导航模板辅助置钉可提高脊柱椎弓根螺钉的置钉准确率,有很好的临床应用前景。 目的：研究Mimics软件数字化设计结合3D打印模块进行腰椎椎弓根螺钉导航置入的方法,探讨其可行性及准确性。 方法：2012年2月至2013年8月,60例腰椎疾病患者采用3D打印模块辅助腰椎椎弓根螺钉导航置入内固定治疗。所有患者进行连续薄层CT扫描,采集Dicom格式图像,Mimics软件予以三维重建,设计腰椎椎弓根螺钉置钉钉道及支撑柱、分割可剥离骨面,设计带钉道的导航模块并3D打印。导航模块在手术中进行导航置钉,观察卡位、置钉情况,以X射线、CT扫描评价置钉效果。随访(12.17±3.21)个月,采用Oswestry功能障碍指数问卷表评价患者腰椎功能改善情况,JOA下腰痛评分系统评定疗效。 结果与结论：共制作253个导航模块,置入253枚螺钉,观察钉道及置钉后椎体周围骨质,未见爆裂。术后行X射线、CT扫描重建,发现有8枚椎弓根螺钉与术前设计相比,进钉方向稍有偏移,但均在较满意的位置,其余245枚椎弓根螺钉的进钉点,进钉方向、长度均与Mimics软件中模拟的预定理想进钉点、方向和长度一致,准确率96.84%。导航模块和相对应的椎体前方骨性结构贴合紧密,嵌合度良好,在应用时卡位及稳定性良好。末次随访时,JOA评分升高,Oswestry功能障碍指数低于术前(P < 0.01),优良率95%。提示,在导航模块的辅助下,腰椎椎弓根螺钉数字化置入精准,具有并发症少、疗效好等优点,有助于促进患者腰椎功能恢复。 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;组织工程全文链接：     

脊柱导航辅助机器人技术的现状及远期展望

椎弓根螺钉内固定技术是脊柱外科固定技术的核心。自1985年机器人PUMA 200参与完成了历史上第一台机器人辅助手术以来,已有18款脊柱外科领域相关的辅助机器人出现。本文在概述传统椎弓根螺钉内固定技术的基础上,首先分析了导航辅助机器人辅助椎弓根螺钉置入技术的重要性。其次,比较了串联式及并联式脊柱导航辅助机器人各自的特点,即串联式脊柱导航辅助机器人结构简单、控制简单、灵活性高、运动空间大,而并联式机器人具有体积小、定位精度高、状态维持性好等优点。最后,提出了脊柱导航辅助机器人技术现阶段的问题,并展望了该技术的发展前景。     

椎弓根钉置入治疗胸腰椎骨折

背景：近年来,随着医学、生物力学的发展以及各种各样新型内固定器械和方式的涌现,椎弓根钉置入内固定已成为治疗胸腰椎骨折的常用手段。 目的：阐述椎弓根钉在胸腰椎骨折置入内固定治疗的研究与应用进展。 方法：检索胸腰椎骨折与椎弓根钉置入内固定相关的研究文献,检索词为“胸腰椎骨折(thoracolumbar fracture);内固定(internal fixation);椎弓根(pedicle);螺钉(screw);椎弓根钉(pedicle screws)”,语言分别设定为中文和英文。从胸腰椎骨折分类系统,椎弓根钉临床应用进展和椎弓根钉固定系统特点3方面进行总结,对椎弓根钉置入内固定治疗胸腰椎骨折进行深入探讨分析。 结果与结论：椎弓根钉固定是一种有效的胸腰椎内固定技术,可用于各种原因引起的胸腰椎不稳,特别是胸腰椎骨折的治疗。椎弓根钉固定可以矫正畸形和维持脊柱的三维位置,提供较好的生物力学稳定性。椎弓根钉内固定系统能有效重建椎体高度,恢复生理曲度,并解除脊髓神经的压迫和恢复受损椎管的管径,重建脊柱的稳定性,纠正后凸畸形,临床上已广泛应用,具有创伤小、复位满意、固定坚强、操作简便等优点。     

三维CT计算机导航辅助胸腰椎椎弓根螺钉内固定的临床应用

目的：探讨三维CT导航系统在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的应用价值。方法：三维CT导航系统辅助下,对导航组13例患者植入胸腰椎椎弓根螺钉65枚,其中胸椎骨折4例、腰椎骨折7例、腰椎滑脱症2例;在x线透视下对传统组14例患者植入胸腰椎椎弓根螺钉70枚,其中胸椎骨折3例、腰椎骨折7例、腰椎滑脱症2例、崾椎间箍突出症2例。术后均行CT扫描,按Richter分类法评估螺钉的位置。结果：术后按Richter分类法评估,导航组螺钉位置优62枚（95．4％）,良3枚（4．6％）,差0枚;传统手术组优57枚（81．4％）,良10枚（14．3％）,差3枚（4．3％）。两组置钉准确性差异有统计学意义（P〈0．05）。两组术后均无神经、脊髓损伤。24例随访0．5～1．0a,复查X线片和CT,无螺钉松动和断裂钉,无迟发性脊髓损伤。结论：三维CT导航系统可以准确引导胸腰椎椎弓根螺钉的植入,手术精度高,并发症少。     

金属椎弓根螺钉植入物及其新型替代材料的研究与进展

背景：椎弓根螺钉内固定系统广泛应用于脊柱骨折、退行性变、肿瘤等疾病之中,螺钉的材料、整体设计及结合新型生物材料强化等方面的研究有了很大进展。 目的：对国内外椎弓根螺钉的设计进展作一综述。 方法：由第一作者检索1994/2010中国期刊全文数据库及 1959/2010 Pubmed数据库中关于椎弓根螺钉的文章,在标题和摘要中以“椎弓根螺钉,生物力学,设计,生物材料”或“pedicle screw,biomechanics,design, biomaterial”为检索词进行检索。选择文章内容与椎弓根螺钉设计有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。最终入选36篇文献进入结果分析。 结果与结论：采用钛合金材料,增加螺钉的直径及长度,使用特殊设计的螺钉,如可膨胀椎弓根螺钉,或运用生物材料强化椎弓根螺钉,可以提高螺钉的固定强度。此外,不同螺钉形状、螺纹形状、螺纹倾角、螺纹深度、间距与其固定强度密切相关。设计螺钉时应充分考虑到各个因素,以便于研究出更完美的椎弓根螺钉。     

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。     

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。     

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     

颈椎弓根置钉植入的新型3D打印导板有效性研究

目的　通过评价新型3D打印的导板在手术中植入颈椎椎弓根螺钉的有效性,旨在为颈椎内固定器械操作提供准确和安全的方法。 方法　6例无病损成人颈椎标本,CT扫描后重建颈椎的三维数字化模型,根据颈椎椎板的具体的解剖形态特征,设计与颈椎椎板的特异性反向模板,3D 打印出颈椎的导航模块,保证进钉通道的方向和深度。采用个体化的3D导板技术, 6例标本植入84枚钉,X线片和CT图像评价术前设计的椎弓根钉进入的长度和宽度与术后实际符合程度。 结果　通过数字化技术打印的个体化3D导板与颈椎椎板吻合程度高度一致,可以控制植入螺钉方向和长度。采用此导板植入的84枚螺钉中,79枚螺钉位于椎体内,5例穿破椎弓根外出骨皮质,无椎板周围重要解剖结构损伤,椎弓根钉进入的长度符合率达到100%,椎弓根钉进入的宽度符合率达到94.05%。 结论 新型3D打印导板使颈椎椎弓根植入的长度和宽度均达到良好的可控性,并且提高了颈椎椎弓根植入的安全性和准确率。     

腰椎椎弓根螺钉进钉点的个体化定位

背景：关于椎弓根螺钉植入定位导向技术的研究成为影响置钉成功率的重要因素。 目的：探讨腰椎椎弓根螺钉进钉点的技巧及在基层普及腰椎骨折椎弓根固定的可行性。 方法：第一作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,探讨不同方法治疗腰椎椎弓根螺钉进钉点的个体化定位在临床应用的安全性和远期疗效。纳入与腰椎椎弓根钉螺进钉点相关的文章,以24篇文献为主重点进行了讨论。 结果与结论：椎弓根螺钉植入3步为定位、定向、定深。定位有Roy-Camille法、Weinstein法、Mager法和Louis法。定向分矢状面角和水平面角。定深临床实践表明椎弓根螺钉占据椎体的80%时较为适宜。以椎板边缘对腰椎椎弓根螺钉进钉点个体化定位方法是可行和可靠的、创伤小、准确率高。     

影响椎弓根螺钉固定强度的相关因素

背景：椎弓根螺钉作为一种较为优良的脊柱内固定手段,近几年来已越来越广泛应用于临床实践中。 目的：探讨影响椎弓根螺钉固定强度的相关因素,为临床选择椎弓根螺钉类型提供生物力学依据。 方法：通过检索近年来文章内容与椎弓根螺钉的生物力学相关文献,从椎弓根螺钉器械自身几何形态因素、植入技术因素、椎弓根解剖因素、椎体的骨密度因素、螺钉的制作工艺及材料性能因素等对固定强度的影响相关研究成果作回顾性分析,为临床提供理论依据。 结果与结论：文章结果显示椎弓根螺钉的自身形态如螺钉大小、螺纹形状、疲劳特性是影响固定强度的主要因素,椎体的骨密度、螺钉的制作工艺及材料性能也是影响固定强度不可忽视的因素。通过增加螺钉的直径、改进螺钉形态设计、强化骨质、改进操作技术可以提高螺钉的拔出力,提高螺钉的稳定性。