改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根螺钉置钉的准确性研究

【摘要】 目的：探讨改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根螺钉置钉的准确性。方法：回顾性分析2016年1月~2023年1月在我院行颈椎后路椎弓根螺钉内固定手术的60例患者的临床资料,其中男30例,女30例,年龄58.7±13.8岁（17~84岁）;根据颈椎后路手术是否使用导板辅助置钉分为导板组及徒手置钉组。导板组（30例）采用改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根置钉,徒手置钉组（30例）采用角度尺辅助颈椎弓根置钉,两组患者年龄、性别、术前诊断无统计学差异（P＞0.05）。所有患者术后1周行颈椎CT扫描,按照Kaneyama标准判断椎弓根置钉准确性：0级,螺钉完全处于椎弓根中,没有穿破骨皮质;1级,螺钉穿破皮质<螺钉直径的50％;2级,螺钉穿破皮质≥螺钉直径的50％但没完全穿出;3级,完全穿出骨皮质。记录椎弓根置钉准确率（0级+1级螺钉占比）及因螺钉误置导致的血管神经损伤、切口感染、脑脊液漏、螺钉松动断裂等并发症。结果：导板组共置入椎弓根螺钉152枚,其中0级74枚,1级68枚,2级10枚,3级0枚,置钉准确率93.4%;徒手置钉组共置入椎弓根螺钉136枚,其中0级53枚,1级61枚,2级18枚,3级4枚,置钉准确率83.8%,导板组置钉准确率高于徒手置钉组（P＜0.05）。所有患者均未出现因椎弓根螺钉误置导致的血管神经损伤、切口感染及脑脊液漏等相关并发症。所有患者随访5～29个月（14.2±7.7个月）,无内固定松动、断裂等并发症。结论：改良3D打印导板辅助颈椎椎弓根置钉可提高置钉精准度。     

3D打印辅助与徒手上颈椎椎弓钉置入比较

[目的]比较3D打印技术辅助上颈椎椎弓根螺钉的置入与徒手置钉的早期临床效果。[方法] 2010年5月—2019年5月,对18例上颈椎畸形患者行寰枢或颈枕融合固定术,其中,10例采用3D打印导板引导上颈椎椎弓根置入10例,8例采用常规徒手置钉。比较两组早期临床与影像资料。[结果]所有患者均顺利完成手术,手术共置钉72枚,其中3D组40枚,徒手组32枚。3D组手术时间[(189.7±16.1) min vs (242.1±23.2) min, P<0.001]、术中失血量[(216.6±49.8) ml vs (385.0±23.5) ml, P<0.001]、平均每钉置入时间[(3.3±0.8) min vs (7.0±1.1) min, P<0.001]和透视次数[(8.7±1.1)次vs (30.0±3.3)次, P<0.001]均显著优于徒手组。影像方面,3D组术前模拟置钉和实际置钉在螺钉直径、长度以及与后正中线距离的差异均无统计学意义（P>0.05）。3D组置钉准确优良率显著高于徒手组（97.5%vs 81.3%, P<0.05）。[结论]与传...     

3D打印导板辅助置钉技术在椎弓根内固定术中的应用进展及前景

3D打印导板辅助置钉技术在脊柱外科手术中得到越来越多的应用。国内外各项研究均已证明3D打印导板辅助置钉技术在各级椎体的椎弓根置钉中不仅能取得较高的准确度,而且能显著降低椎弓根螺钉误入椎管、穿透皮质以及椎弓根骨折的发生率。在所有的置钉方法中,虽然3D打印导板辅助置钉技术的精确度略低于计算机辅助导航技术,但其操作简单、价格相对低廉以及近似的准确度使得该技术应用更加广泛。本文就该技术在椎弓根内固定中的应用及发展前景作一综述。     

3D打印颈椎前路椎弓根螺钉导板的准确性评估

[目的]设计制作3D打印颈椎前路椎弓根螺钉置钉导板,通过导板置钉并分析置钉的准确性。[方法]选取4具Sawbones颈椎骨模(C_1~C_7)进行CT扫描,三维重建颈椎椎体,通过计算机辅助设计在重建的3D模型上模拟出椎弓根螺钉的安全通道,并选取与相应椎体前方贴合的区域为导板基底部,将通道和导板基底部结合起来设计出合理的置钉导板,利用3D打印机制作出导板,导板辅助下在4具颈椎骨模(C_3~C_7)上置入20枚椎弓根螺钉。然后将带有螺钉的颈椎模型进行二次CT扫描,测量螺钉在椎弓根横断面和矢状面偏离中线的值,按照螺钉偏离椎弓根的绝对值及相对值两种评价方式评价置钉安全性。[结果]3D打印导板能成功辅助颈椎前路椎弓根螺钉的置入。螺钉在横断面向内、外偏移差异无统计学意义(P=0.688),在矢状面向上、下偏移差异无统计学意义(P=0.967)。按照螺钉偏离椎弓根的绝对值评价,位于安全位置的螺钉为19/20(95%);按照螺钉偏离椎弓根的相对值评价,不安全置钉数为0/20。[结论]使用3D打印导板辅助置入颈椎前路椎弓根螺钉,简易、实用、安全。该技术的临床应用值得深入研究。     

3D打印逐级导板辅助椎弓根钉固定下颈椎骨折脱位

[目的]探讨3D打印逐级导航模板系统辅助椎弓根螺钉置钉治疗下颈椎骨折脱位的准确性及临床疗效。[方法]回顾性分析2016年1月～2017年6月本院收治的21例枢椎后路内固定手术患者资料,男20例,女12例;年龄21～57岁,平均(41.52±12.23)岁;C4/5骨折伴脱位4例,C5/6骨折伴脱位8例,C6/7骨折伴脱位9例;随访3～15个月,平均(11.23±7.24)个月。术前将患者颈椎CT数据导入Mimics软件,建立患者拟固定节段颈椎三维模型,通过3-matic软件设计与颈椎模型相匹配的"螺钉定位导板"、"钻孔引导导板"和"攻丝引导导板",并使用J750打印机打印实物。术中上述导板按置钉顺序逐一辅助螺钉置入的每一步操作,逐级扩大,完成置钉。[结果]21例患者导板的设计及打印时间共计8～10 h,共设计并打印导板126个,本组共置入椎弓根螺钉84枚,所有患者均顺利完成手术。术后7例ASIA为A级的患者瘫痪没有恢复,其余患者末次随访ASIA分级均有不同程度提高。术后X线片及CT示脱位均得到纠正。84枚螺钉完全位于椎弓根皮质内(0级),置钉准确率为100%;螺钉在中位冠状面偏离术前模拟钉道中心的平均值是(0.73±0.52) mm;每个椎螺钉的平均偏差分别为:C4 (0.64±0.63) mm、C5(0.52±0.36) mm、C6 (0.84±0.56) mm、C7 (0.86±0.50) mm。[结论]3D打印逐级导航模板系统辅助颈椎椎弓根螺钉的置钉,能较精确的匹配术前设计钉道,提高此类手术的置钉准确性。     

中上胸椎3D打印导板引导与徒手椎弓根钉置入比较

[目的]评价3D打印导板辅助中上胸椎椎弓根钉置入准确性和意义。[方法]回顾性分析本院2019年12月—2022年12月手术治疗的中上胸椎骨折50例患者的临床资料。依据术前医患沟通结果,25例采用3D打印导板辅助置钉（导板组）,25例采用传统徒手置钉（徒手组）。比较两组围手术期、随访及影像资料。[结果]50例手术均顺利完成,术中未出现主动脉、胸髓及神经根损伤。导板组透视次数[(2.8±1.2)次vs (9.5±2.7)次, P<0.001]、单钉置入时间[(2.2±0.5) min vs (3.5±0.7) min, P<0.001]、一次置钉成功率（100.0%vs 90.7%, P<0.001）均显著优于徒手组,但前者的医疗费用显著高于后者[(35 221.4±423.2)元vs (34 358.5±442.9)元, P<0.001]。两组手术时间、切口总长度、术中出血量、住院时间的差异均无统计学意义（P>0.05）。随访时间（16.8±3.4）个月,随时间推移,两组VAS评分、ODI指数、JOA评分及ASIA神经评级均显著改善（P<0.05）,相...     

3D打印导板辅助置钉技术在脊柱手术中的应用进展及前景

【】：3D打印导板辅助置钉技术在脊柱外科手术中得到越来越多的研究和应用。国内外各项研究均已证明3D打印导板置钉技术在各级椎体的椎弓根置钉中不仅能取得较高的准确度,而且显著降低椎弓根螺钉误入椎管、穿透皮质、椎弓根骨折的发生率。在所有置钉法中,虽精确度略低于计算机辅助导航法,但其简易的操作、相对低廉的价格以及近似的准确度使得该技术应用更加广泛。本文就该技术在脊柱手术椎弓根内固定中的应用及发展前景做一综述。     

3D打印椎弓根导航模板在下颈椎椎弓根置钉中的临床应用

【摘要】 目的：探讨采用优化设计的3D打印椎弓根导航模板辅助下颈椎椎弓根螺钉置入的安全性和准确性。方法：回顾性分析2016年8月~2022年10月在我科行颈椎后路椎弓根螺钉内固定手术的患者42例,年龄32~74岁（50.1±9.8岁）,随访13~25个月（19.6±3.2个月）。根据置钉方式分为导板组（n=22）和徒手组（n=20）：导板组采用优化的椎弓根钻孔导航模板设计方案,3D打印制作下颈椎椎弓根导航模板辅助椎弓根置钉,其中男性12例,女性10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤6例,后纵韧带骨化症（OPLL）9例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病2例;徒手组根据术前颈椎CT测量椎弓根角度、直径等参数,采用徒手置钉,其中男、女各10例,颈椎损伤或颈脊髓损伤4例,OPLL 10例,颈椎管肿瘤5例,脊髓型颈椎病1例。两组患者性别构成、年龄、诊断、术前VAS评分、JOA评分比较无统计学差异（P>0.05）。记录两组患者手术时间、术中出血量;术后1周颈椎CT扫描,按照Kaneyama方法评估椎弓根置钉的准确性：0级,螺钉完全位于椎弓根内;1级,穿破椎弓根的部分<螺钉直径的50%;2级,穿破椎弓根的部分>螺钉直径的50%;3级,椎弓根螺钉完全位于椎弓根外。0级或1级定义为椎弓根置钉准确,2级或3级为螺钉误置。记录患者的围手术期并发症,统计并比较两组术后12个月疼痛视觉模拟评分（VAS）、日本骨科学会（JOA）评分。结果：42例患者手术顺利,导板组手术时间102.2±16.1min,术中出血量89.3±17.7mL;均少于徒手组142.8±20.9min,133.3±34.0mL（P<0.01）。42例患者共置入下颈椎椎弓根螺钉216枚：导板组118枚,其中0级90枚,1级22枚,2级5枚,3级1枚,置钉准确率94.9%（112/118）;徒手组98枚,其中0级48枚,1级36枚,2级10枚,3级4枚,置钉准确率85.7%（84/98）。导板组置钉准确率显著性高于徒手组（P<0.05）。两组患者均未出现螺钉相关神经血管损伤,无内固定松动断裂并发症,术后12个月VAS评分较术前显著性降低（P<0.01）,JOA评分较术前显著性提高（P<0.01）,两组间比较无显著性差异（P>0.05）。结论：3D打印椎弓根导航模板的优化设计方案有助于提高下颈椎椎弓根置钉的准确性。     

3D打印导板辅助与徒手寰枢椎弓根钉置入比较

[目的]探讨3D打印导板辅助上颈椎椎弓根钉置入的可行性和准确性,提供一种安全的手术方法.[方法]回顾分析2018年01月～2019年12月行寰枢椎手术的患者54例.依据医患沟通结果分为两组,25例3D打印导板辅助置钉(导板组),29例徒手置钉(徒手组).比较两组围手术期、随访与影像资料.[结果]54例手术均顺利完成,术...     

快速成形3D导板辅助下置入下颈椎前路椎弓根螺钉与徒手置钉的对比研究

目的:比较快速成形3D导板辅助下和徒手置入下颈椎前路椎弓根螺钉的位置差异,评价两种置钉方法的安全性.方法:8具甲醛浸泡后的成人下颈椎尸体标本,男4具,女4具;年龄32～65(40.3±5.6)岁,行X线片检查排除骨质破坏和畸形后,随机选取其中4具(3D导板组)行CT扫描后获得DICOM格式数据,导入Mimics软件建模...     

3D打印体外导板辅助经皮椎弓根螺钉固定术治疗胸腰椎骨折的临床疗效观察

【摘要】 目的：观察3D打印体外导板辅助经皮椎弓根螺钉固定术治疗胸腰椎骨折的临床疗效。方法：回顾性分析2017年8月~2020年8月行经皮椎弓根螺钉固定手术的47例胸腰椎骨折患者的临床资料,男13例,女34例;年龄21~69岁。均为单节段损伤,T12 11例,L1 26例,L2 7例,L3 2例,L4 1例。22例术前制作3D打印个体化体外导板,模拟置钉,术中辅助置钉（导板组）;25例采用X线透视辅助下徒手置钉（徒手组）。对比两组手术时间、置钉时间、术中X线透视次数、术中出血量、术后并发症;采用Neo分级标准评价两组手术置钉等级,计算置钉准确率;在术前、术后X线片上测量骨折椎体前缘高度和Cobb角,计算椎体矢状面指数,评价骨折复位及矫正情况;术前和术后1d、7d及1年时进行疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）评分、日本骨科协会（Japanese Orthopedics Association,JOA）评分和Oswestry功能障碍指数（Oswestry disability index,ODI）评定。结果：导板组手术时间、置钉时间、术中X线透视次数、术中出血量分别为63.57±12.18min、23.69±3.63min、15.26±4.15次、48.82±13.72ml;徒手组分别为85.56±16.27min、41.36±8.12min、26.93±6.93次和74.35±18.64ml;导板组均少于徒手组,差异有统计学意义（P<0.05）。导板组0级置钉119枚,1级置钉3枚,置钉准确率为97.54%;徒手组0级置钉128枚,1级置钉10枚,2级置钉1枚,置钉准确率为92.09%,导板组置钉准确率高于徒手组,差异有统计学意义（P<0.05）。术后两组的椎体前缘高度、椎体矢状面指数和Cobb角与术前相比均有显著性改善（P＜0.05）;两组同时间点比较均无统计学差异（P＞0.05）。两组术后VAS评分、JOA评分和ODI与术前比较均有显著性改善,差异有统计学意义（P<0.05）,两组间同时间点比较均无统计学差异（P＞0.05）。两组患者术后伤椎均达到骨性愈合,均未出现术后并发症。结论：3D打印体外导板辅助经皮椎弓根螺钉固定术治疗单节段胸腰椎骨折可取得良好效果,与徒手经皮椎弓根螺钉固定术相比能够显著性提高置钉准确率,并缩短手术时间、减少术中辐射暴露。     

O-arm导航、3D打印导板及C型臂X线机辅助下寰枢椎螺钉置入的准确性比较

目的：对比分析O-arm导航、个体化3D打印导板、C型臂X线机辅助下置入寰椎侧块螺钉和枢椎椎弓根螺钉的准确性和安全性。方法：回顾性分析2015年1月～2020年12月在我院行寰枢椎内固定术患者的临床资料,根据纳入和排除标准,共纳入47例患者,男28例,女19例;年龄15～59岁（46.2±10.0岁）。根据置入寰枢椎螺钉方式的不同,分为导航组（应用O-arm导航辅助下置钉,11例）、导板组（应用3D打印导板指导下置钉,15例）、透视组（依据解剖标志在C型臂X线机透视辅助下徒手置钉,21例）。统计三组的手术时间、置钉时间、术中出血量、一次性置钉成功率、螺钉置入精准性及并发症。结果：导航组手术时间、置钉时间和出血量分别为120.7±11.1min、20.0±1.1min和225.8±25.6ml;导板组分别为97.5±9.0min、15.8±1.9min和162.7±18.5ml;透视组分别为121.0±12.8min、19.4±2.1min和239.0±24.5ml,导板组手术时间、置钉时间、出血量少于其他两组（P<0.05）。共置入寰枢椎螺钉188枚,导航组44枚、导板组60枚、...     

O型臂3D导航与徒手置钉在上颈椎椎弓根螺钉置入中的精确性比较

目的 :比较O型臂3D导航下C1、C2椎弓根螺钉置钉与徒手置钉精确性的差异,探讨O型臂导航在上颈椎椎弓根螺钉置钉中的应用价值。方法:纳入我院C1、C2椎弓根螺钉内固定患者62例,分为导航置钉组(A组)与徒手置钉组(B组)。A组:2014年1月~2015年3月,O型臂导航下行C1、C2后路椎弓根螺钉内固定术22例,男15例,女7例,年龄17~58岁(40.8±12.7岁);B组:2005年3月~2013年12月经徒手置入C1及C2椎弓根螺钉患者40例,男26例,女14例,年龄12~70岁(42.0±15.6岁)。所有患者术后均行颈椎CT平扫,按照Neo等的方法,根据椎弓根螺钉穿破椎弓根皮质的程度将置钉精确性分为四级(0级,螺钉完全处于椎弓根中,没有穿破骨皮质;1级,螺钉穿破皮质2mm,或小于螺钉直径的50%;2级,螺钉穿破皮质≥2mm且﹤4mm,或大于螺钉直径的50%但没完全穿出;3级,完全穿出皮质,螺钉处于椎管或椎动脉孔内),分别评估两组的置钉精确性并比较两组间的差异。结果:A组共置入C1、C2椎弓根螺钉67枚(C1 28枚,C2 39枚),其中0级60枚(89.6%),1级7枚(10.4%),无2级或3级不良置钉;B组共置入C1、C2椎弓根螺钉134枚(C1 64枚,C2 70枚),其中0级116枚(86.6%),1级13枚(9.7%),2级4枚(3.0%),3级1枚(0.7%)。两组间置钉精确性分级(P=0.49)及0级置钉率(P=0.55)均无统计学差异;A组未发现不良置钉,B组不良置钉发生率为3.7%,但组间无统计学差异(P=0.17)。两组均无置钉相关的血管、神经并发症发生。结论:术中O型臂导航与徒手置钉在上颈椎椎弓根螺钉置钉精确性上并无统计学差异,虽然导航能提供清晰的术中3D图像,但该技术未能完全避免置钉时螺钉轻度穿破骨皮质的发生,仍需提高术者与导航系统间的交互作用,完善操作技术,进一步提高置钉精确性。     

颈椎椎弓根钉置钉技术的研究进展

由于创伤、结核、肿瘤、畸形矫正等原因造成脊柱不稳定,需要重建脊柱的稳定性,虽然有众多学者对此做了大量深入的研究,但目前治疗颈椎不稳定方法的选择仍然困扰着临床医生。考虑到更好的稳定性和安全性因素,越来越多的临床工作者选择椎弓根螺钉置入法治疗脊柱不稳。通过对国内外颈椎椎弓根螺钉置钉技术进行总结,现将颈椎椎弓根钉常用置钉方法及最新技术作一综述。     

三维平板透视引导上颈椎椎弓根螺钉置入准确性及疗效分析

目的 评价在三维平板透视系统引导下应用上颈椎椎弓根螺钉内固定加植骨融合技术治疗上颈椎骨折的安全性和临床疗效。方法 回顾性分析自2012-06-2013-10我科收治的11例上颈椎骨折脱位病例,均在术中三维平板透视系统引导下采用上颈椎椎弓根螺钉短节段内固定加植骨融合技术进行手术治疗。结果 术后所有患者的颈椎稳定性均得到即刻恢复,44枚螺钉均在位良好,未发生脊髓及椎动脉损伤等任何与置钉相关的并发症,无螺钉断裂、松动。结论 在三维平板透视系统引导下经上颈椎椎弓根螺钉内固定加植骨融合技术治疗上颈椎骨折脱位,螺钉置入准确性高,有效防止置钉并发症,力学稳定性好,植骨融合率高,是上颈椎骨折后路固定术中理想的手术方式之一。     

3D打印导航模板引导双侧下颈椎前路椎弓根螺钉置钉的可行性

目的 :通过3D打印技术及骨科数字化技术制作下颈椎前路椎弓根螺钉置钉导航模板,观察模板辅助下置钉的准确性。方法:选取正常成人颈椎湿性标本10具(男、女各5具),将椎前软组织剔除,采用64排薄层CT扫描后获取其DICOM格式数据,导入Mimics软件后三维建模并为颈前路椎弓根螺钉选取理想钉道,设计建立螺钉导航模板后导出其STL数据,通过3D打印机快速打印成型。在导航导板引导下进行下颈椎前路椎弓根螺钉置钉,通过X线及CT评价螺钉的准确性。结果:10具尸体分别于C3~T1每节段置入2枚螺钉,共计120枚,根据螺钉的位置将其分为4级:0级,螺钉完全在椎弓根内,共115枚;1级,螺钉穿破椎弓根皮质,穿出部分小于螺钉直径的25%,1枚;2级,螺钉穿破椎弓根皮质,穿出部分为螺钉直径的25%~50%,3枚;3级,螺钉穿出椎弓根部分大于螺钉直径的50%,1枚。5枚穿破椎弓根皮质者2枚穿破椎弓根内侧皮质,3枚穿破外侧皮质,总体准确性为95.8%。结论:在湿性尸体颈椎标本上应用3D打印及骨科数字化技术制作的导航模板辅助行下颈椎前路椎弓根螺钉置钉的准确性高,为临床应用提供了依据。     

超声骨动力椎弓根寻路器的研制及其引导置钉的可行性研究

目的:探讨自行研制的超声骨动力椎弓根寻路器辅助椎弓根螺钉置入的准确度及安全性.方法:自行研制一种超声骨动力椎弓根寻路器,选择2具成年人脊柱标本(T1～L5节段),男性1具,年龄62岁,女性1具,年龄57岁,排除畸形、外伤及骨质疏松症等骨科疾病,将标本左侧椎弓根设置为实验组,通过超声骨动力椎弓根寻路器引导下置钉;右侧椎弓...     

3D打印个体化导板与机器人辅助在成人退变性脊柱侧凸椎弓根螺钉置钉中的应用比较

【摘要】 目的：比较3D打印个体化导板与机器人辅助置钉在成人退变性脊柱侧凸（adult degenerative scoliosis,ADS）矫形手术中的应用效果。方法：对2020年1月~2022 年12月在本科室住院接受矫形手术治疗的18例ADS患者进行回顾性分析,其中男性3例,女性15例,年龄46~73岁,平均63.2±8.2岁。共置入椎弓根螺钉236枚,根据辅助置钉方式分为两组,3D打印个体化导板组（3D打印组,11例,置入142枚椎弓根螺钉）和机器人辅助组（机器人组,7例,置入94枚椎弓根螺钉）。术后均进行至少6个月随访。术前测量并比较顶椎旋转角、侧凸Cobb角;术后1周采用Gertzbein-Robbins分类标准对所有椎弓根螺钉进行判断分类,对比两组患者螺钉置入的准确性和满意度;分析比较两组患者的手术时间和并发症发生率。结果：3D打印组年龄（63.6±9.0岁）、性别（男/女：2/9）、平均置钉数量（12.91±3.83枚）、侧凸Cobb角（40.36°±11.82°）、顶椎旋转角（30.27°±7.25°）分别与机器人组[年龄（62.6±7.3岁）、性别（男/女：1/6）、平均置钉数量（13.43±3.60枚）、侧凸Cobb角（38.14°±12.84°）、顶椎旋转角（29.86°±9.65°）]比较,均无统计学意义（P>0.05）。机器人组较3D打印组手术时间长（354.29±53.73min vs. 282.27±73.87min）,差异有统计学意义（P<0.05）。置钉结果统计,3D打印组共置入142枚椎弓根螺钉,其中A类128枚,B类10枚,C类4枚;机器人组共置入椎弓根螺钉94枚,其中A类86枚,B类5枚,C类3枚;两组患者均未出现D、E两类;3D打印组置钉准确率（90.14%）及满意度（97.18%）,分别与机器人组置钉准确率（91.49%）及满意度（96.81%）比较均无统计学差异（P>0.05）。并发症发生率,3D打印组（36.36%）与机器人组（57.14%）比较无显著差异（P>0.05）。结论：两种辅助置钉方式均可以协助脊柱外科医师进行ADS患者的精准置钉,但3D打印个体化导板置钉用时更短。