CT三维导航系统辅助颈椎椎弓根螺钉内固定技术的临床应用

目的探讨计算机CT三维导航系统辅助下进行颈椎椎弓根螺钉内固定的可行性和置钉精确性。方法总结CT三维导航系统辅助下置入的159枚颈椎(C2-7)椎弓根螺钉,术后进行经椎弓根螺钉水平的CT平扫,观察椎弓根螺钉置入的精确性。同时总结X线透视引导下145枚颈椎椎弓根螺钉的置钉准确性,并与CT三维导航引导组进行对比分析。并对其中20例患者进行术中导航操作时间和精确性的监测。结果CT三维导航系统引导组螺钉置入满意率为97.5%,X线透视引导组螺钉置入满意率为91.7%,两组满意率差异有显著性意义(P<0.05)。导航组位置不满意的4枚螺钉均发生于早期病例,导航系统使用熟练后未再出现置钉不满意病例。两组病例均未出现明显的神经、血管损伤并发症。术中工具注册和参考点照合时间平均3.5min(2～8min),位置误差率平均0.31mm(0.12～0.56mm,导航仪自动计算)。每枚椎弓根螺钉定位针置入所需时间平均2min(1～3.5min)。术中只需进行2次C型臂X线机透视印证螺钉定位针和螺钉置入的准确性。结论采用CT三维导航系统辅助进行颈椎椎弓根螺钉内固定是可行的,与X线透视引导相比,能显著提高椎弓根螺钉置入的精确性、安全性。     

计算机导航系统和C臂机透视引导颈椎椎弓根螺钉内固定技术的临床对比研究

目的探讨颈椎（C1-C7）椎弓根螺钉内固定的可行性和两种不同置钉方法的精确性。方法通过术后进行X线摄片、CT或术后Iso-C断层扫描等方法,判断C臂机透视引导下置入的145枚和三维导航系统（CT三维导航或Iso—C术中三维导航）辅助下187枚颈椎椎弓根螺钉病例的置钉准确性。结果三维导航系统引导组螺钉置入满意率（97．9％,183／187）明显高于C臂机透视引导组（91．7％,133／145）（χ2=6．705,P=0．010）。且三维导航系统引导组位置不满意的4枚螺钉均发生于早期病例,导航系统使用熟练后未再出现置钉不满意的病例。两组病例均未出现明显的神经血管损伤并发症（C臂机透视引导组2例术后一过性上肢疼痛）。对三维导航系统引导组中25例进行术中导航操作时间和导航精确性的监测。CT三维导航术中工具注册和参考点照合时间平均3．5min（2—8rain）,位置误差率平均0．31mm（0．12—0．56mm,导航仪自动计算）;Iso—C术中三维导航图像采集和传输时间平均6．2min（5—7min）,每颗椎弓根螺钉定位针置入所需时间平均2min（1—3．5min）;术中只需进行2次C臂机透视印证螺钉定位针和螺钉置入的准确性。结论采用三维导航系统辅助,能显著提高椎弓根螺钉置入的精确性,其操作技术有待完善。     

电磁导航系统结合Stagnara投照法在特发性脊柱侧凸手术中的应用

目的:探讨在特发性脊柱侧凸三维矫形术中应用电磁导航系统结合Stagnara投照法采集C型臂X线透视图像对椎弓根螺钉置入准确性与安全性的影响.方法:2006年4月～2008年12月在电磁导航辅助下行特发性脊柱侧凸三维矫形术47例(导航组),共置入椎弓根螺钉492枚:2004年6月～2006年4月在C型臂X线机透视下行特发性脊柱侧凸三维矫形术39例(透视组),共置入椎弓根螺钉454枚,两组均采用Stagnara投照法采集C型臂X线透视图像.术后行CT薄层平扫加椎弓根矢状面二维重建,通过测量椎弓根皮质外缘与穿出的螺钉边缘的垂直距离对椎弓根螺钉位置进行评价,并分为A、B、C、D级,以A级和B级合并计算优良率.结果:导航组的手术时间为165～420min,平均233.7min,透视组为175～365min.平均236.1min,两组比较无显著性差异(P>0.05);导航组术中出血量为450～1650ml,平均712.2ml.透视组为550～1900ml,平均794.9ml,两组比较有显著性差异(P<0.05).导航组术后椎弓根螺钉位置A级476枚,B级9枚,C级5枚,D级2枚,优良率为98.5%;透视组A级411枚,B级14枚,C级17枚,D级12枚,优良率为93.6%,两组置钉优良率比较有显著性差异(P<0.05).导航组无神经、血管并发症发生.透视组2例在术中发生螺钉损伤硬膜囊,1例术后发现螺钉刺激神经根.结论:在特发性脊柱侧凸三维矫形术中应用电磁导航系统结合Stagnara投照法采集C型臂X线透视图像可降低椎弓根螺钉的误置率,减少术中出血量,提高手术安全性.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

术中三维C型臂实时透视导航辅助颈椎椎弓根螺钉的植入

目的 探讨术中三维C型臂实时透视导航在颈椎椎弓根螺钉植入手术中的应用.方法 在导航下行颈椎椎弓根螺钉固定术22例,其中颈椎骨折9例,颈椎肿瘤4例,颈椎滑脱失稳6例,颈椎病3例.术后进行CT扫描,评估螺钉位置.结果 导航下22例共植入112枚颈椎椎弓根螺钉.术后CT椎弓根位置扫描:A级,107枚(95.5%);B级,3枚;C级,1枚;D级,1枚.术后临床无脊髓、神经和椎动脉损伤.结论 术中三维C型臂实时透视导航系统可以准确引导颈椎椎弓根螺钉的植入.     

导航系统辅助下颈椎椎弓根螺钉置钉准确性的实验研究

目的：评价导航系统辅助下颈椎（C3～C7）椎弓根螺钉内固定置钉的准确性.方法：将32具成人尸体颈椎标本随机分为4组,分别采用盲法、透视法、透视导航法和CT导航法进行下颈椎椎弓根螺钉置入.术后采用标本大体解剖观察的方法评价置钉准确性.分优（螺钉完全在椎弓根内）、可（仅有螺纹穿出,对周围组织无损伤）和差（螺钉明显穿出）进行统计.结果：共置入螺钉318枚.盲法80枚,平均手术时间27min,优29枚（36 3%）、可21枚（26.3%）、差30枚（37.5%）;透视法78枚（有1例C4、C5右侧椎弓根均细小,不能容纳3.5mm螺钉）,平均手术时间112min,优35枚（44.9%）、可29枚（37.2%）、差14枚（17.9%）;透视导航法80枚,平均手术时间69min,优34枚（42.5%）,可36枚（45%）,差10枚（12.5%）;CT导航法80枚,平均手术时间98min,优70枚（87.5%）、可10枚（12.5%）.各组间手术时间均有显著性差异（P＜0.05）,透视法与透视导航法的置钉准确率间无显著性差异,其余各组间均有显著性差异（P＜0.05）.结论：单纯根据术前影像结果盲法行下颈椎椎弓根螺钉内固定不安全.透视法和透视导航法可提高置钉准确性,但手术风险仍较大,透视导航法比透视法置钉的手术时间缩短.CT导航法并未比透视法增加手术时间,但置钉准确性显著提高.     

计算机导航在脊柱外科手术应用实验和临床研究

目的探讨计算机导航技术在脊柱外科中的应用价值。方法自2002年12月将红外线主动诱导计算机导航系统应用于脊柱外科，进行了相关的实验和临床研究。实验研究采用40具成人颈椎标本，分别采用盲法、透视法、透视导航法、CT三维导航法和Iso—C术中三维导航法进行下颈椎椎弓根螺钉植入。术后通过大体解剖观察评价植钉的准确性。同时对163例采用不同导航方式（包括透视导航、CT三维导航和Iso—C术中三维导航）辅助下脊柱外科手术进行回顾性分析，通过术后影像学检查判断内固定术的植钉准确性。结果实验研究共植入螺钉398枚。盲法组平均手术时间27min；优29枚（36.3％），良21枚（26.3％），差30枚（37．5％）。透视法组平均手术时间112min；优35枚（44．9％），良29枚（37.2％），差14枚（17．9％）。透视导航法组平均手术时间69min；优34枚（42．5％），良36枚（45．0％），差10枚（12．5％）。CT三维导航法组平均手术时间98min；优70枚（87．5％），良10枚（12．5％），无差的螺钉。Iso—C术中三维导航法组平均手术时间91min；优72枚（90％），良8枚（10％），无差的螺钉。临床病例中，透视导航组共272枚螺钉，优243枚（89．3％），良29枚（10．7％）。CT导航组共571枚螺钉，优485枚（84．9％），良82枚（14．4％），差4枚（0．7％，均发生于早期颈椎手术病例）。Iso—C术中三维导航组共142枚螺钉，优136枚（95．8％），良6枚（4．2％，5枚为颈椎，1枚为腰椎）。结论正确应用计算机导航系统能显著提高脊柱外科手术的安全性。三种导航方法各有优缺点，Iso—C术中三维导航技术具有良好的应用前景并有可能逐渐替代其他两种导航技术。     

Accuracy of fluoroscopic navigation of pedicle screws. CT-based evaluation of bone screw placement

While the advantages of C-arm navigation in computer-assisted spine surgery are obvious, the accuracy of pedicle screw placement with virtual fluoroscopy still needs to be verified. The C-arm-based ION system (Medtronic Sofamor Danek) was used to navigate pedicle screw insertion in patients undergoing spinal surgery for various conditions. In a prospective study, a total of 160 screws were inserted in the first 30 consecutive patients since introduction of the system at our institution: 54 at the thoracic spine (highest level: TH4) and 106 at the lumbar spine. Computed tomography (CT) scans were performed postoperatively by two independent radiologists to control the accuracy of screw placement at the level of the pedicles after reconstruction of axial images according to Laine et al. The comparison of the calculated accuracy rate of pedicle screw placement using virtual fluoroscopy with reported results achieved with CT-based navigation shows similar results for virtual fluoroscopy and a remarkable increase of accuracy in comparison to reports on conventional pedicle screw placement.     

Accuracy of lower cervical pedicle screw placement with assistance of distinct navigation systems: a human cadaveric study

Purpose

Evaluate the accuracy of five different techniques for lower cervical pedicle screw placement.

Methods

Forty human cadaveric cervical spines were equally divided into five groups, and each group had eight specimens. Pedicle screws with dia. 3.5 mm were used. Group 1 was blind screw placement without any assistance; Group 2–5 was assisted by the X-ray fluoroscopy, virtual fluoroscopy navigation system, CT-based navigation system, and Iso-C 3D navigation system, respectively. Thereafter, cortical integrity of each pedicle was evaluated by anatomic dissection of the specimens.

Results

A total of 398 pedicle screws were inserted. In the Group 1–5, the average operation time per sample was 27 ± 3.0, 112 ± 10.3, 69 ± 6.4, 98 ± 11.0, and 91 ± 6.0 min, respectively. The outcome for excellent, fair and poor were 29 (36.3 %), 21 (26.2 %) and 30 (37.5 %) in Group 1; 35 (44.9 %), 29 (37.2 %) and 14 (17.9 %) in Group 2; 34 (42.5 %), 36 (45.0 %) and 10 (12.5 %) in Group 3; 70 (87.5 %), 10 (12.5 %) and 0 (0.0 %) in Group 4; 72 (90.0 %), 8 (10.0 %) and 0 (0.0 %) in Group 5.

Conclusions

Blind screw placement was surely unsafe. Lower cervical pedicle screw placement assisted by the CT-based navigation system or the Iso-C 3D navigation system significantly improved the accuracy compared to the fluoroscopy assistance and the virtual fluoroscopy navigation assistance.     

Genauigkeit der CT-basierten Navigation von Pedikelschrauben an der Brustwirbelsäule im Vergleich zur konventionellen Technik

The goal of this study was to evaluate the accuracy of CT-based computer-assisted pedicle screw insertion in the thoracic spine in patients with fractures, metastases, and spondylodiscitis compared to a conventional technique. A total of 324 pedicle screws were inserted in the thoracic spines of 85 patients: 211 screws were placed using a CT-based optoelectronic navigation system assisted by an image intensifier and 113 screws were placed with a conventional technique. Screw positions were evaluated with postoperative CT scans by an independent radiologist. In the computer-assisted group, 174 (82.5%) screws were found completely within their pedicles compared with 77 (68.1%) correctly placed screws in the conventional group ( p<0.003). Despite use of the navigation system, 1.9% of the computer-assisted screws perforated the pedicle wall by more than 4 mm. The additional use of the image intensifier helped to identify the correct vertebral body and avoided cranial or caudal pedicle wall perforations.     

使用计算机导航技术辅助脊柱骨折和不稳定的固定手术

目的 讨论应用红外线主动诱导计算机辅助三维导航系统进行脊柱外科复杂结构的手术以期提高手术安全性。方法 2002年12月～2004年7月，我们共施行红外线主动诱导计算机辅助三维导航下脊柱外科手术90例，其中各种骨折病例38例，施行椎弓根固定236枚。由于腰椎椎弓根较粗，术中透视比较容易，除非畸形明显，除正侧位X线片判断位置困难的病例外，均使用二维导航技术，其余使用三维导航技术。结果 本组236枚螺钉术后均进行了CT检查，位置不满意4枚(1．7％)，位置误差率0．23～0．56mm(导航仪自动计算)；而过去应用单纯G型或C型臂透视下先后进行了272枚颈椎椎弓根螺钉固定，其中有29枚(10．7％)位置不满意，相比之下，前者结果满意。结论 计算机导航使得手术部位的确定变得简单、手术时间缩短、手术的安全性明显提高。     

O形臂导航辅助、C形臂辅助与常规徒手置入胸腰椎椎弓根螺钉准确性的定量比较

目的 比较O形臂导航辅助、C形臂辅助与常规徒手置入胸腰椎椎弓根螺钉的准确性。方法回顾性分析2015年2月-2018年12月应用椎弓根螺钉系统辅助融合治疗的129例胸腰椎置钉患者术后CT资料,其中胸腰段以下脊柱骨折41例,退行性疾病88例。常规开放手术直视下徒手置钉(徒手组)42例,C形臂辅助下经皮置钉(C形臂组)46例,开放手术O形臂导航辅助下置钉(O形臂组)41例。从螺钉长度、横断面进钉角度、矢状位进钉角度、椎弓根内侧壁、椎弓根上下壁、椎弓根外侧壁6个方面,采用10分制定量评估椎弓根螺钉置钉准确性,记录得分情况并进行组间比较。结果共置钉712枚。徒手组置钉准确性评分为7.79±0.93,满分比例为7.7%(16/208);C形臂组评分为9.13±0.59,满分比例为51.0%(101/198);O形臂组评分为9.27±0.65,满分比例为62.1%(190/306)。C形臂组和O形臂组置钉准确性评分差异无统计学意义(P > 0.05),但均高于徒手组,差异有统计学意义(P < 0.05)。结论 C形臂辅助经皮置钉和O形臂导航辅助置钉的准确性优于传统徒手置钉,C形臂辅助经皮置钉与O形臂导航辅助置钉准确性相当。     

Wirbelsäulenverletzungen und Unfallfolgezustände

The aim of computer-assisted navigation procedures is to increase the anatomical orientation intraoperatively, to improve the accuracy, to minimize the invasiveness and to reduce the emission of radiation. In the field of orthopedic surgery navigation has been used for over 15 years and these techniques are particularly widely used in spinal surgery. There are three major applications of navigation: CT-based (computed tomography) navigation which needs a preoperative CT scan, 2D navigation which is based on standard X-ray images of a C-arm during surgery and 3D navigation which requires an intraoperatively performed C-arm based 3D scan. Higher accuracy has been proven for instrumentation of the lumbar and cervical spine and reduced emission of radiation could be demonstrated. Higher accuracy for pedicle screw insertions of the thoracic spine is still not proven in prospective studies with sufficient numbers of pedicle screws. Navigation systems provide additional information for better anatomical orientation in spinal surgery and can reduce intraoperative fluoroscopy time. Intraoperative 3D scan technology with automatic registration is the perfect tool in spinal surgery today. Knowledge of the classical techniques remains crucial for the safety of patients.