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。     

内侧"in-out-in"枢椎椎弓根螺钉在上颈椎手术中的应用研究

目的探讨上颈椎手术中应用内侧"in-out-in"枢椎椎弓根螺钉治疗寰枢椎脱位或不稳的临床疗效。方法选择河南省人民医院脊柱脊髓科自2017年1月至2020年1月收治的31例寰枢椎脱位或不稳患者进行研究, 其中17例患者单侧椎弓根狭窄(优势椎动脉15例, 单侧椎动脉2例), 于该侧置入内侧"in-out-in"枢椎椎弓根螺钉, 另一侧置入常规枢椎椎弓根螺钉;14例患者双侧椎弓根狭窄(优势椎动脉13例, 单侧椎动脉1例), 于优势或单侧椎动脉侧置入内侧"in-out-in"枢椎椎弓根螺钉, 另一侧置入内侧或外侧"in-out-in"枢椎椎弓根螺钉。术前及术后5 d、3个月、6个月、12个月时对所有患者行X线、CT、MRI等检查, 对比观察植骨融合情况;收集术前及术后7 d、3个月、6个月、末次随访时所有患者的视觉模拟评分(VAS)、日本矫形外科协会(JOA)评分, 对比评估患者的临床疗效。结果本组患者的手术时间为(164.2±28.3) min(136～224 min), 术中出血量为(283.6±74.5) mL(180～560 mL), 且均无脊髓血管损伤及其他严重并发症发生。术后2例...     

自发性寰枢关节脱位后路复位内固定术中枢椎椎弓根螺钉置入不能时的备选方法

目的探讨自发性寰枢关节脱位后路内固定过程中枢椎椎弓根螺钉置入不能时,其他备选螺钉内固定技术的安全性及有效性。方法对贵州省人民医院神经外科未采用枢椎椎弓根螺钉内固定治疗的11例自发性寰枢关节脱位患者的临床资料进行回顾性分析。在枢椎椎弓根螺钉置入不能时,采用枢椎椎板螺钉、峡部螺钉、枢椎下关节突螺钉及延长固定节段至C3侧块螺钉来增加稳定性的方法。手术前后分别行CT及MRI检查,评价脊髓受压程度、脱位复位情况、螺钉位置、骨融合情况;通过比较术前、术后日本骨科协会(JOA)评分来评价疗效。结果 11例患者均为枢椎椎弓根置钉不能,改用备选方法置钉,全部行枕颈钉棒内固定。共置入枢椎椎板锣钉14枚,枢椎峡部螺钉5枚,枢椎下关节突螺钉1枚,延长固定节段至C3侧块螺钉4枚。术中均未发生椎动脉和脊髓神经根损伤。11例患者的寰枢关节脱位均得到不同程度的复位,随访中无患者出现螺钉松动、滑脱、断钉及复位丢失等情况,JOA评分为显著增加。结论对自发性寰枢关节脱位后路内固定过程中枢椎椎弓根螺钉置入不能时,可根据情况,个性化选用枢椎椎板螺钉、峡部螺钉、枢椎下关节突螺钉及延长固定节段至C3侧块螺钉的方法来固定,是可行且有效的。     

椎弓根钉棒系统治疗不稳定性Jefferson骨折的生物力学分析

背景：目前后路寰枢椎椎弓根螺钉有取代Magerl技术趋势,成为治疗寰枢椎不稳的新标准术式。 目的：评价单、双侧椎弓根钉棒系统治疗不稳定性Jefferson骨折的力学稳定性,为临床应用提供实验依据。 方法：在6具完整枕骨颈椎(C0~4)湿润标本切断寰椎前后弓与侧块的联接部位,并切断寰椎横韧带,制成不稳定性 Jefferson骨折模型,分别安装单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统和双侧寰枢椎椎弓根螺钉系统,通过摄像记录在1.53 N•m载荷下C1~2的三维运动,测定正常组、骨折模型组及各内固定组的三维运动范围,评价其重建寰枢椎即时稳定性的效果。 结果与结论：在屈伸、侧屈及轴向旋转的运动中,单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统组的三维运动范围均明显大于双侧寰枢椎椎弓根钉棒系统组(P < 0.05)。提示在治疗不稳定性 Jefferson骨折时,双侧寰枢椎椎弓根钉棒系统内固定治疗稳定性好;单侧寰枢椎椎弓根螺钉系统固定效果不佳,尤其是抗旋转能力差,不能满足增强稳定性、植骨融合的要求,应尽量避免单独使用。     

经椎弓根钉板内固定治疗上颈椎疾患的个性化设计及临床应用

背景：上颈椎疾患从后路行椎弓根固定在国内个别大型医院虽已相继开展,但该手术仍为颈椎外科高难度手术。为了将手术风险降至最低,作者设计了一套个体化手术方案,并结合自行研制的椎弓根定位导向器行术中精确定位置钉,经检索相关数据库在国内未见报道。 目的：提高内固定置钉的一次成功率及植入体的生物力学效应,利用辅助检查资料为寰枢椎椎弓根螺钉的置钉制定简单、实用的个性化方案。 方法：选择2002-01/2006-09解放军第二五一医院骨科患者31例。术中采用自制的寰枢椎定位导向器,根据寰枢椎椎弓根X射线-CT个体化测量的结果,确定进钉点、入钉的角度,选择直径及长度合适的椎弓根螺钉置入。寰椎椎弓根进钉点：左侧(19.93± 1.32) mm,右侧(19.16±1.30) mm,寰椎椎弓根向内侧进钉角度：左侧(23.72±2.09)°,右侧(23.35±1.91)°,寰椎向头侧进钉角度(9.00±1.20)°。枢椎椎弓根进钉点：左侧(13.14±0.82) mm,右侧(13.85±0.79) mm。 枢椎椎弓根向内侧进钉角度：左侧(24.52±1.26)°,右侧(20.42±1.42)°,枢椎向头侧进钉角度(25.00±3.00)°。 结果与结论：①31例患者置入124枚椎弓根螺钉,1次置钉成功122枚螺钉,正确率为98.39%,有2枚因内倾角偏差不够,穿破椎弓根的外侧骨皮质而改为2次定位。②2例术后出现枕大神经痛,经对症治疗1个月后痊愈,2例螺钉穿破寰椎左侧椎弓根外侧壁,未发现脊髓、椎动脉损伤。③所有患者X射线平片显示寰椎完全复位,枢椎齿状突骨折处对位良好。CT片示螺钉与椎动脉的脊髓位置关系良好。④平均随访10.5个月,均获得骨性融合,未发现钉板断裂材料反应。无炎症、排异等宿主反应。⑤按JOA评分标准,优16例,良12例,可2例,差1例,优良率90%。提示从生物力学角度实施植入体置入,可提高寰枢椎椎弓根螺钉的置入成功率。     

寰枢椎定位导向内固定置钉点、角度、直径及长度的个性化设计

目的：为提高内固定置钉的一次成功率，利用辅助检查资料为寰枢椎椎弓根螺钉的置钉制定简单、实用的个性化方案。 方法：选择2002-01/2006-09解放军第二五一医院骨科患者31例。术中采用自制的寰枢椎定位导向器，根据寰枢椎椎弓根X射线-CT个体化测量的结果，确定进钉点、入钉的角度，选择直径及长度合适的椎弓根螺钉置入。寰椎椎弓根进钉点：左侧（19.93±1.32）mm，右侧（19.16±1.30）mm，寰椎椎弓根向内侧进钉角度：左侧（23.72±2.09）°，右侧（23.35±1.91）°，寰椎向头侧进钉角度（9.00±1.20）°。枢椎椎弓根进钉点：左侧（13.14±0.82）mm，右侧（13.85±0.79）mm。 枢椎椎弓根向内侧进钉角度：左侧（24.52±1.26）°右侧（20.42±1.42）°，枢椎向头侧进钉角度（25.00±3.00）°。 结果：①对31例患者置入124枚椎弓根螺钉，1次置钉成功122枚螺钉，正确率为98.39%，有2枚因内倾角偏差不够，穿破椎弓根的外侧骨皮质而改为2次定位。②2例术后出现枕大神经痛，经对症治疗1个月后痊愈，2例螺钉穿破寰椎左侧椎弓根外侧壁，未发现脊髓、椎动脉损伤。③所有患者X射线片显示寰椎完全复位，枢椎齿状突骨折处对位良好。CT片示螺钉与椎动脉的脊髓位置关系良好。④平均随访10.5个月，均获得骨性融合，未发现钉板断裂材料反应。⑤按JOA评分标准，优16例，良12例，可2例，差1例，优良率90.32%。 结论：X射线-CT个性化设计方案可提高寰枢椎椎弓根螺钉的置入成功率。     

无框架脊柱导航手术机器人腰椎弓根标准轴位引导置针

背景：腰椎弓根螺钉内固定具有很好的生物力学效果,是目前脊柱外科常用的技术。各种各样的经椎弓根引导置入方法,包括计算机辅助导航等,均存在一定的失误率,误置会导致严重后果。 目的：采用自主研发的无框架脊柱导航手术机器人,在椎弓根标准轴位透视引导下置入导针,以期为临床探索一种精准度更高、操作更为简便的经椎弓根穿刺或置入方法。 方法：取6具干燥腰椎体标本(L1~L5),置针前用CT扫描并三维重建后,测量椎弓根中心轴线与椎体自身矢状面的夹角α,以及它与椎体上终板前后缘连线所在平面的夹角β。术中C臂机透视确定腰椎骨标准正位像后,依据α与β角度将其向目标侧椎弓根旋转,进行椎弓根标准轴位投照,遥操作机器人,令导针沿椎弓根近圆环状投影的中心置入。置针后摄椎体侧位像、轴位像观察导针的位置,并行CT扫描测量针道α及β角。 结果与结论：60个椎弓根均成功置入导针,置针后椎体X射线侧位像、轴位像及CT扫描横断面图像显示导针位于椎弓根中心,均未见导针接触或穿破椎弓根骨皮质。提示椎弓根标准轴位投照引导下无框架脊柱导航手术机器人置针,是一种精准度高、可靠安全的新方法,操作简便,并能减少或避免射线暴露。     

适用于BI-AAD患者的寰枢椎侧块关节融合器的研究与设计

目的测量BI-AAD患者侧方关节的几何形态,设计松解工具和相应的关节间融合器。方法收集我院及外院2015年11月至2016年4月间收治的28例颅底凹陷合并寰枢椎脱位患者设为实验组,及25例正常人设为对照组。收集所有研究对象的的临床资料及颅颈薄层CT扫描数据,通过RadiAnt DICOM Viewer(32-bit)软件测量两组对象的寰枢侧块关节冠状位及矢状位的最长径、寰齿间隙、侧方关节倾角、钱氏线、颅颈角,再通过SPSS 17.0软件比较两组数据的统计学差异。分析并设计出满足BI-AAD患者的寰枢侧块关节融合器。结果数据分析结果表明,两组研究对象左右两侧关节相关数据均无显著差异(P0.05),因此将两组对象的左右两侧数据合并进行研究;实验组寰枢椎侧方关节矢状径、冠状径、寰齿间距均显著小于对照组(P0.001);实验组寰枢椎侧方关节矢状面关节倾角、颅颈角均显著大于对照组(P0.001)。以BI-AAD患者寰枢椎侧方关节测量数据为根据设计适用于BI-AAD患者的寰枢侧方关节间的关节间隙松解工具及融合器。结论 BI-AAD患者的寰枢椎侧方关节存在不同程度的畸形,与正常人群有显著差异,而本文根据患者侧方关节畸形的形态设计了寰枢椎侧方关节融合器和松解工具。     

计算机导航辅助下颅颈交界区畸形的内固定治疗

目的探讨计算机导航在颅颈交界区畸形内固定治疗中的应用价值。方法回顾性分析25例颅颈交界区畸形的病例资料,均在计算机导航辅助下行后路寰枢椎钉棒内固定治疗。术后所有病例随访至少12个月,同时采用日本骨科协会(JOA)脊髓功能评分对病人神经功能进行评估。结果术中导航辅助下行寰椎侧块、枢椎椎弓根螺钉固定15例,经寰枢关节螺钉固定6例,经寰枢关节螺钉联合Brooks技术固定4例;所有病人术中予以植骨融合。末次随访JOA评分由术前的(9.25±2.01)分提高至(14.36±1.97)分,差异具有统计学意义(P0.05)。所有病人螺钉置入位置满意,未发生椎动脉及神经损伤等并发症。结论计算机辅助导航为术者实施颅颈交界区畸形内固定手术提供重要帮助,在提高术中螺钉置入准确性、减少手术损伤、降低手术并发症等方面有巨大潜力。     

齿状突游离所致寰枢椎脱位的外科治疗

目的 总结齿状突游离小骨导致寰枢椎脱位患者的临床治疗经验。方法 回顾分析2004年10月至2010年3月宣武医院神经外科治疗的10例齿状突游离小骨所致寰枢椎脱位患者的临床经验。采用颈后路寰枢椎椎弓根螺钉或枕颈螺钉内固定植骨融合术进行治疗,术前、术后采用JOA评分评价手术疗效。结果 手术平均时间3h,未发生与手术相关并发症,术后8例患者症状改善,2例患者症状无明显变化,术前与术后3个月JOA评分差异有统计学意义。术后3个月复查寰枢椎均达到复位和骨性融合。结论 采用寰枢椎椎弓根螺钉或枕颈螺钉内固定技术治疗齿状突小骨可以有效地进行寰枢椎之间的融合,改善齿状突小骨导致的神经功能症状。