基于深度学习神经网络技术的脊柱椎弓根螺钉自动规划研究

目的：针对骨科手术机器人螺钉手工规划效率低下的问题,实现基于CT的脊柱椎弓根螺钉自动、高效、高质量规划。方法：采用深度学习神经网络对标注分割和螺钉的CT图像进行有监督的机器学习,实现脊柱椎弓根螺钉的自动规划;本实验使用44例腰椎CT共440枚螺钉作为训练集,使用11例CT生成110枚螺钉作为测试集,以手工规划作为对照组,通过盲法专家评价评估螺钉规划效果,并通过记录规划时间评估规划效率。结果：该自动规划方法生成的螺钉规划临床可用率为95.4%,自动规划时间与平均手工规划时间分别为68.8 s和177.6 s。结论：该自动规划方法可初步实现高效、高质量的脊柱椎弓根螺钉自动规划,但仍需临床医生监督复核。     

基于C形臂X 光机透视的手术导航系统在椎弓根螺钉植入的应用

目的研究基于C形臂X光机透视的手术导航系统在椎弓根螺钉植入过程中的应用。方法分别使用基于C形臂X光机透视的手术导航技术及传统C形臂X光机透视定位技术,在4具脊柱尸体标本上植入48枚椎弓根螺钉。并进行CT扫描了解椎弓根位置。测量所有螺钉与椎弓根皮质的距离。按照螺钉偏差情况将螺钉位置分为4级。完全位于椎弓根内为A级,破出椎弓根皮质但不超过2mm为B级,破出椎弓根皮质2-4mm为C级,破出椎弓根皮质4mm为D级。结果使用基于C形臂X光机透视的手术导航技术植入的48枚螺钉中,总共有2例螺钉出现偏差。其中1例B级,1例C级。46枚(95.8%)位于椎弓根内,2枚(4.2%)出现偏差,使用传统C形臂X光机透视定位方法植入48枚螺钉,其中有9例破出椎弓根皮质。5例B级,3例C级,1例D级。39枚(81.2%)位于椎弓根内,9枚(18.8%)出现偏差。结论本套导航系统利用普通的C形臂X光机,可以引导椎弓根螺钉准确植入,偏差率很低,并可大大减少X射线辐射。     

胸腰椎椎弓根内固定螺钉置钉失误分析

目的:探讨胸腰椎椎弓根内固定螺钉置钉失误率?失误的原因及预防措施?方法:回顾性分析2008~2010年262例患者行胸腰椎椎弓根内固定置入1 207枚螺钉术后的临床表现?CT?X线结果,包括螺钉在椎弓根内的位置?角度和损伤或穿破椎弓根骨皮质的情况?并根据其穿出骨皮质的距离分为4度,即:Ⅰ度0~2 mm,Ⅱ度2~4 mm,Ⅲ度4~6 mm,Ⅳ度6~8 mm?结果:41枚螺钉(3.40%)突破了椎弓根皮质,其中Ⅰ度24枚,Ⅱ度12枚,Ⅲ度5枚,并发神经根损伤3例(1.15%)?结论:经椎弓根固定安全路径狭小,术前要认真阅读分析影像资料,术中透视确认,仔细探查,选用合适规格螺钉,可以有效地减少胸腰椎椎弓根螺钉的置钉失误?     

颈椎椎弓根螺钉技术治疗后纵韧带骨化症效果观察

目的 探讨颈椎椎弓根螺钉技术治疗颈椎后纵韧带骨化症的效果.方法 17例颈椎后纵韧带骨化症患者行后路全椎板减压并椎弓根螺钉内固定手术,根据Lee等的四级分类法评价置钉的准确性,采用日本骨科学会(JOA)评分评价神经功能改善情况.结果 17例患者成功置入102枚下颈椎椎弓根螺钉,术后CT显示为0级94枚,1级3枚,2级4枚,3级1枚.有8枚螺钉穿破椎弓根,其中5枚穿破椎弓根外侧皮质,2枚穿破椎弓根内侧皮质,1枚穿破椎弓根上侧皮质.术后随访13～34个月,患者术后6个月JOA评分明显高于术前(P＜0.01).结论 颈椎椎弓根螺钉固定能提供优秀的三维稳定性,值得临床应用推广.     

单枚腰椎间融合器附加椎弓根螺钉行后路腰椎椎体间融合术的生物力学评价

目的 :探讨腰椎椎体间后路植入单枚融合器及附加椎弓根螺钉固定后的生物力学稳定性。方法 :采用 6具小牛腰椎标本 ,依序进行不同处理后分为以下 6组 :(1 )正常组 ;(2 )左侧小关节突加椎间盘切除组 ;(3)腰椎左侧融合器植入组 (椎体后路斜向植入 ) ;(4 )腰椎左侧融合器植入附加对侧椎弓根螺钉固定组 ;(5 )腰椎左侧融合器植入附加同侧椎弓根螺钉固定组 ;(6 )腰椎左侧融合器植入附加双侧椎弓根螺钉固定组。用实验应力分析方法 ,对单枚腰椎融合器植入附加椎弓根螺钉固定行后路腰椎椎体间融合术后 ,腰椎的即刻生物力学指标进行测定 ,并进行比较。 结果 :腰椎椎间盘摘除与小关节突切除后 ,其平均应力强度和轴向刚度均较正常标本显著下降 (P<0 .0 5 ) ;采用单枚融合器斜向植入椎间后 ,腰椎的平均应力强度和轴向刚度均较损伤标本 (椎间盘摘除与小关节突切除 )显著提高 (P<0 .0 5 ) ,但仍低于正常标本 (P<0 .0 5 ) ;采用椎间融合器植入附加同侧、对侧或双侧椎弓根螺钉内固定后 ,腰椎的平均应力强度和轴向刚度均较损伤标本和正常标本显著提高 (P<0 .0 5 )。结论 :斜向植入单枚腰椎间融合器行腰椎椎体间融合术 ,再附加椎弓根螺钉内固定 ,其生物力学性能优良 ,强度和刚度适中 ,腰椎能得到可靠的稳定性     

自制椎弓根螺钉角度定位仪在腰椎弓根螺钉内固定术中的应用

目的探讨一种自制椎弓根螺钉定位仪对椎弓根螺钉进钉方向的指导价值。方法选择需行椎弓根螺钉内固定术的患者70例,随机分为研究组和对照组,每组35例。研究组借助自制椎弓根螺钉定位仪辅助置钉,对照组借助解剖标志定位结合术中透视置钉。术中记录各螺钉的钉道准备时间,术后复查CT观察螺钉位置并分级评估,统计两组中突破椎弓根内、外侧及椎体前缘皮质的螺钉数。术前及术后1周对两组患者进行疼痛评分。比较两组间螺钉的钉道准备时间、螺钉位置的准确率、穿破各侧皮质的螺钉数以及疼痛评分有无差异。结果研究组共置入256枚螺钉,钉道准备时间为(53.09±5.50)s,螺钉位置优228枚,良26枚,差2枚,且各有1枚螺钉穿破椎弓根内、外侧皮质,无螺钉穿破椎体前缘皮质。对照组共置入242枚椎弓根螺钉,钉道准备时间为(92.97±9.37)s,螺钉位置优181枚,良33枚,差28枚,有13枚螺钉突破椎弓根内侧皮质,16枚突破椎弓根外侧皮质,32枚突破椎体前缘皮质。两组螺钉的钉道准备时间、螺钉位置的准确率、穿破椎弓根内、外侧皮质及椎体前缘皮质的螺钉数以及疼痛评分比较,差异均有统计学意义(P0.05)。结论借助自制椎弓根螺钉角度定位仪置钉的准确率较传统术式置钉的准确率有明显提高,并能有效减少术中并发症。     

微创后路椎间融合治疗退行性变腰椎疾患的疗效观察

目的评估微创后路单侧椎弓根螺钉结合关节突螺钉固定椎间融合治疗退行性变腰椎疾患的有效性及安全性。方法回顾性分析2009年5月至2011年10月保定市第一中心医院应用单侧椎弓根螺钉结合关节突螺钉固定椎间融合治疗的12例腰椎节段性不稳和腰椎间盘突出患者,采用模拟视觉评分(VAS)、日本骨科学会(JOA)评分对患者的疼痛进行评估。结果患者术前和术后1周、3个月、12个月腰腿痛VAS及JOA评分的比较,差异有统计学意义(F=74.167,161.332,P<0.05),随术后时间的延长患者VAS逐渐减低,术后12个月时最低,JOA评分随时间的延长而增加,但术后3个月与术后12个月比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,10例患者获得良好的骨性融合(83%)。结论微创单侧椎弓根螺钉结合关节突螺钉固定植骨融合内固定治疗退行性变腰椎疾患安全有效。     

CT三维导航系统辅助胸椎椎弓根钉治疗胸椎骨折

目的 探讨CT三维导航技术在胸椎椎弓根钉植入手术中的应用方法和植钉准确性.方法 采用CT三维导航技术对24例胸椎骨折患者行椎弓根钉(102枚)植入手术进行立体引导,术后行CT内固定层面扫描,观察椎弓根螺钉植入的准确性.同时总结C臂机透视引导下22例胸椎骨折椎弓根钉(98)的植钉准确性,并与CT三维导航引导组进行对比分析.结果 术后CT扫描显示CT三维导航组102枚胸椎椎弓根钉I级99枚(97.1%),Ⅱ级(突破椎弓根皮质≤2 mm)3枚,Ⅲ级(突破椎弓根皮质>2 mm)0枚.Ⅱ级有1枚螺钉位置偏于椎弓根内侧,其余均偏在椎弓根外侧.c臂机透视组98枚胸椎椎弓根钉I级88枚(89.8%),Ⅱ级8枚,Ⅲ级2枚.Ⅱ级和Ⅲ级所有螺钉位置偏于椎弓根外侧,Ⅲ级中一例患者出现顽固性胸背痛.余两组临床无神经损伤症状.两组I级差异有统计学意义(P<0.05).结论 计算机辅助导航技术利用CT三维重建影像进行术中导航给术者提供即时的,多维的清晰图像,准确地按照计算机设计的精确进钉路线进行手术内固定.提高了胸椎椎弓根钉植入的安全性和精确性.     

COA: 不同方法颈椎椎弓根螺钉置入精确性的临床对比研究

研究背景：因为颈椎解剖结构复杂和椎弓根细小,颈椎椎弓根螺钉置入精确性较差,螺钉置入失误造成神经血管损伤的风险大,临床应用受到限制。北京积水潭医院自2001年10月开始透视辅助颈椎椎弓根螺钉内固定临床应用,自2002年12月开始CT导航辅助颈椎椎弓根螺钉内固定,2005年11月开始术中即时三维电动C型臂导航辅助颈椎椎弓根螺钉内固定。本研究对82例患者进行了前瞻性的队列研究,以评估不同方法颈椎椎弓根螺钉置入的精确性。 目的：对透视、CT导航和术中即时三维电动C型臂导航三种方法辅助颈椎椎弓根螺钉置入的精确性进行对比分析。 方法;对82例颈椎椎弓根螺钉内固定患者进行了前瞻性的队列对照研究。术后CT扫描判断螺钉置入的精确性。优：螺钉完全位于椎弓根内;可：螺钉穿出椎弓根皮质不超过螺钉直径的25%;差：螺钉穿出椎弓根皮质超过25%。 结果：透视组24例患者共置入145枚螺钉,其中优96枚(66.2%)、可37枚(25.5%)、差12枚(8.3%);CT导航组29例患者共置入159枚螺钉, 其中优141枚(88.7%)、可14枚(8.8%)、差4枚(2.5%);术中即时三维电动C型臂导航组29例患者共置入140枚螺钉, 其中优127枚(90.7%)、可13(9.3%)。三组病例均未出现严重神经血管损伤并发症。 结论：透视辅助颈椎椎弓根螺钉置入的精确性在三种技术中最差。CT导航和术中即时三维电动C型臂导航可以提高颈椎椎弓根螺钉置入的精确性。术中即时三维电动C型臂导航由于其操作简便,临床精度高,易于为操作者掌握,具有更好的临床应用前景。     

颈椎椎弓根螺钉瞄准器的研制与实验

目的探讨在颈椎椎弓根螺钉内固定中使用瞄准器的准确性与可行性.方法8具颈椎标本,经CT平扫测量C3～C7各椎弓根轴线的内偏角度及在关节突上的投射点,X线双斜位片测量椎弓根轴线的头/尾偏角度及在关节突上的投射点.将标本分为两组,用2.8 mm×30 mm的螺钉置入,第1组用手工按定位点及角度直接置入,第2组采用自行研制的可三维调节角度并可术中矫正的颈椎椎弓根螺钉瞄准器置入螺钉.结果第1组C3～C7共40枚螺钉,13枚螺钉位于椎弓根内,9枚穿破椎弓根,但未侵犯临近结构,18枚有脊髓、神经根或椎动脉损伤;第2组C3～C7共40枚螺钉,36枚位于椎弓根内,4枚穿破椎弓根,但未侵犯临近结构.两组比较差异具有显著性(P＜0.01).结论在颈椎椎弓根螺钉的置钉过程中使用瞄准器有利于提高置钉的准确性,可进入临床使用.     

机器人辅助置入胸腰椎椎弓根螺钉的临床研究

目的 探讨天玑骨科手术机器人系统辅助下置入胸腰椎椎弓根螺钉的临床效果.方法 将2018年8月-2020年5月于安庆市第一人民医院脊柱外科接受胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术的40例患者,根据手术方式分为机器人辅助手术组和"C"形臂透视下徒手组,2组各20例.记录每台手术椎弓根螺钉的置入时间及术中透视次数,根据术后X线和三维C...     

人工智能辅助设计3D打印手术导板在脊柱侧凸矫形术中的应用

目的 分析人工智能辅助设计3D打印导板在脊柱侧凸矫形手术中的应用价值。方法 回顾性分析2018年6月至2022年9月接受脊柱侧凸矫形手术患者66例的临床资料。采用人工智能辅助设计3D打印导板置入椎弓根螺钉患者24例(智能导板组),其中先天性脊柱侧凸10例,特发性脊柱侧凸8例,退变性脊柱侧凸6例。且均在术前应用SurigiPlan V1.0辅助规划螺钉型号及路径。42例采用徒手置入椎弓根螺钉(徒手组),其中先天性脊柱侧凸16例,特发性脊柱侧凸13例,退变性脊柱侧凸13例。对比两组住院时间、手术时间、术中出血量、术中辐射量、术后椎弓根螺钉置入的准确率和安全性、术前规划与实际置入应用螺钉的符合率以及治疗前后脊柱影像学参数变化。结果 两组共置入1 342枚椎弓根螺钉,其中智能导板组与徒手组分别置入468枚和874枚螺钉。智能导板组置钉安全性高于徒手组(98.29%vs 92.33%,P<0.05),置钉准确性高于徒手组(94.23%vs 82.95%,P<0.05)。智能导板组468枚螺钉中,术前规划螺钉的长度及直径与实际应用螺钉的符合率分别为97.01%(454枚)和95.51%...     

数字骨科学技术在胸腰椎骨折个体化治疗中的应用

目的：探究数字骨科学技术在胸腰椎骨折个体化治疗中的应用意义。方法：选取2015年12月至2017年6月在新疆医科大学附属第五医院的10例行椎弓根螺钉内固定的胸腰椎骨折患者。术前根据CT平扫获得DICOM数据,借助数字骨科学技术与相关软件（Mimics17.0、Geomagic studio12.0、Unigraphics NX10.0、数字化快速成型技术）,重建患者伤椎及其周围椎体,并根据相关椎体在三维空间内的骨质情况,制定手术方案、设计置钉钉道、制作导航模板及模拟手术等操作。术中利用椎弓根导航模板实施胸腰椎骨折内固定手术。术后对螺钉置入效果、并发症发生情况等进行记录。结果：10例患者均顺利完成胸腰椎骨折手术,共置入64枚椎弓根钉。按照Gertzbein和Robbins标准评价：I级53枚,II级9枚,III级2枚,置钉准确率为96.9%（62/64）。所有患者术后均获得12～24个月的随访,平均（13.0±6.3）个月,未发现与置钉相关的螺钉误置、脊髓损伤、内固定失效等手术并发症。结论：数字骨科学技术为胸腰椎骨折个体化、精益化治疗提供了一种新的选择和方案。     

颈椎椎弓根个体化固定技术治疗261例颈椎疾患临床观察

目的:探讨颈椎椎弓根内固定技术在颈椎疾患的个体化方案设计及临床疗效。方法:对261例颈椎疾患,置入1102枚椎弓根螺钉,其中上颈椎疾患83例,下颈椎疾患178例。应用图像存储传输系统(picture archiving and communication system,PACS),采用X线片及64排CT片,对2 000例正常人颈椎椎弓根的冠状位、矢状位、横断位进行精确测量,得出中国人椎弓根的长度、宽度、高度、向内侧倾斜、向头、尾侧倾斜角度的数据值。术前对每位患者拟固定颈椎的椎弓根精确测量,术中应用自制的颈椎椎弓根定位导向器,准确定位入钉点及角度。结果:一次成功1 086枚,16枚经调整后成功,一次成功率98.55%。术后235例患者获12～73个月随访,平均随访时间18.74个月。采用JOA评分标准[1],优131例,良82例,可17例,差5例,优良率88.1%。所有患者X线片示寰椎完全复位,枢椎齿状突骨折处对位良好,均获得骨性融合,未发现钉板断裂。CT片示螺钉与椎动脉及脊髓位置关系良好。下颈椎患者中,15例患者16枚椎弓根螺钉术后拍片位置不理想,行二次手术调整,无脊髓及椎动脉损伤。119例骨折脱位的患者中117例完全复位,融合率为98.3%。结论:应用椎弓根技术治疗颈椎疾患可以获得即刻三维稳定,融合率高,是一种可行值得推广的方法。     

胸腰椎爆裂性骨折的后路治疗疗效观察

目的探讨经椎弓根螺钉系统内固定手术治疗胸腰椎爆裂性骨折的疗效。方法对39例胸腰椎爆裂性骨折患者行透视下后路椎弓根螺钉系统内固定手术治疗或同时行椎管探查减压,植骨融合术。结果术后随访6-48个月,椎体平均高度由术前的前缘48%和后缘73%恢复到术后的前缘93%和后缘97%,Cobb′s角由术前平均25°恢复为术后平均55°。对脊髓损伤的患者按Frankel分级,术后平均提高1.2级。未发现椎弓根钉断裂,骨不愈合。结论椎弓根螺钉系统技术简单,操作方便,创伤较前路小,椎管减压效果仍理想,脊柱融合率较高,神经功能恢复满意,是一种较好的治疗胸腰爆裂骨折的方法。     

后路减压椎弓根螺钉系统内固定治疗胸腰椎爆裂性骨折35例

目的观察椎弓根螺钉在胸腰椎爆裂性骨折治疗中的疗效。方法回顾性分析用椎弓根螺钉治疗的35例胸腰椎骨折患者的临床资料,全部采用后路椎管减压、椎板及横突间植骨加椎弓根螺钉内固定治疗。结果全部病例得到随访,平均17个月（6～72个月）。其中23例脊髓不全损伤患者Frankel分级提高1～3级（平均2级）;A级6例有1例恢复到B级,其余患者部分术后感觉平面下降或下肢感觉部分恢复,运动功能无明显改善。术后遗留轻度腰背痛3例,1例螺钉断裂,1年后取出。无一例发生感染。随访病例均行X线片检查,后凸角由术前平均27°（13°～32°）矫正到术后11°（0°～17°）,椎体前缘高度矢状径指数术前28°（13°～49°）,恢复到术后83°（70°～100°）。结论后路椎管减压、椎板及横突间植骨加椎弓根螺钉内固定治疗胸腰椎爆裂性骨折具有操作相对简单、创伤小、复位效果好和固定可靠等特点,是治疗胸腰椎不稳定骨折的较好方法。     

颈胸段脊柱骨折的手术治疗

目的:探讨颈胸段脊柱骨折合并脊髓损伤的手术治疗效果。方法:2005年1月至2011年1月,针对病情运用椎弓根螺钉技术,或(和)前路减压、植骨、钛板内固定技术治疗颈胸段骨折患者28例。术后3 d观察置入的椎弓根螺钉位置、钛笼植骨的愈合情况;统计患者术前与术后6个月JOA评分及ASIA分级改善情况。结果:共植入颈椎椎弓根螺钉72枚,胸椎椎弓根螺钉34枚,所有椎弓根螺钉位置合适,未见神经、血管受损表现。Ⅰ期后路椎弓根螺钉技术结合侧前路椎体次全切、钛笼椎间融合、钛板内固定术患者均获得骨性融合,融合时间为术后4～6个月,无置入物断裂、脱落等。肢体功能恢复平均为3.9个级别。结论:该技术治疗颈胸段骨折疗效好,但应熟知脊柱脊髓的解剖、熟练手术操作,减少手术创伤。     

计算机导航技术在脊柱椎弓根钉固定中的应用

目的 探讨术前CT扫描三维虚拟图像导航技术在脊柱椎弓根螺钉固定术中的应用价值.方法 95例行脊柱椎弓根螺钉固定术的患者,随机分为两组,一组在计算机导航技术辅助下植入椎弓根螺钉(导航组),一组采用传统的解剖标志法结合术中透视定位植入椎弓根螺钉(常规组).比较两组间的螺钉钉道准备时间、螺钉位置的优良率和术后并发症的发生率.结果 导航组36例患者共植入椎弓根螺钉206枚,其中优169枚(82.0%)、良29枚(14.1%)、差8枚(3.9%),优良率96.1%.有9例患者因故未能行导航.常规组50例患者共植入椎弓根螺钉285枚,其中优257枚(90.2%)、良28枚(9.8%),无位置差的螺钉,优良率100.0%.两组螺钉优良率间差异无统计学意义(P>0.05).螺钉钉道准备时间导航组为(9360±22)s,常规组为(56±8)s,两组差异有统计学意义(P<0.001).两组患者术后均无并发症发生.结论 术前CT扫描三维虚拟图像导航技术与传统解剖标志定位法植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.     

后路多轴螺钉-棒系统经侧块与椎弓根固定寰枢椎

 【目的】探讨后路多轴螺钉-棒系统经侧块与椎弓根固定寰枢椎疗效。【方法】11例患者接受C1后弓和（或）侧块与C2椎弓根多轴螺钉-棒系统固定融合术。男8例，女3例。C1-2脱位7例，肿瘤2例，Jefferson骨折并横韧带断裂及C2齿突及椎弓骨折脱位各1例。9例有不同程度的脊髓压迫症表现。根据JOA评分平均为13．9分。所有患者术前行X线片、CT平扫与三维重建和MR／检查。【结果】10例C1采用经后弓和侧块固定，1例直接侧块固定。C2经椎弓根固定。所有螺钉位置良好，骨折与脱位复位固定满意，肿瘤切除后固定牢固，无并发症。11例获平均13个月随访，X线片显示寰枢关节无复位丢失，全部患者获得坚固融合。神经功能JOA评分改善率为79．3％。【结论】个性化选择显露和进钉方式，能保证C1与C2椎弓根螺钉植入的安全性与准确性。后路多轴螺钉-棒系统经椎弓根固定C1-2疗效满意。     

不同轨迹螺钉组合固定能否加速椎间融合:临床前瞻性初步研究

目的 将螺钉轨迹组合与传统椎弓根螺钉、传统皮质骨轨迹螺钉进行临床研究分析比较,以确定不同轨迹螺钉组合对于椎间应力和融合率的作用。方法 根据螺钉轨迹不同组合分为传统皮质骨轨迹螺钉和新轨迹组合螺钉两组进行术中和术后的资料收集。结果 术后随访中新组合的矫正程度显著超过传统皮质骨轨迹螺钉,而在术后随访症状评分、螺钉松动、螺钉突破皮质差异无统计学意义(P>0.05)。在融合率方面,新组合的术后椎间融合评分达到2分的比率比传统皮质骨轨迹螺钉增加了14%。在腰椎前凸矫正方面,新轨迹螺钉组合显著大于传统皮质骨轨迹螺钉。结论 新轨迹螺钉组合螺钉内固定融合率较传统皮质骨轨迹螺钉更高,并能提供更大的腰椎前凸矫正,具有一定的临床使用前景。