计算机重建技术辅助胸椎椎弓根钉置入的准确性

背景:由于椎骨周围组织关系复杂,使得胸椎椎弓根钉置入成功率不是很理想。随着更精密的成像设备的出现,骨科术前检查变得更清晰,准确。借助数字化成像设备势必要提高椎弓根钉置入准确性。目的:比较分析螺旋CT计算机三维重建辅助指导技术与传统徒手技术置入胸椎椎弓根钉成功率及准确性的差异。方法:纳入56例胸椎损伤患者,内固定前根据患者意愿选择置钉方式,三维重建辅助组及传统徒手组各28例。置钉前三维重建辅助组患者全部采用128排高分辨率CT对胸椎进行扫描,得到的数据输入计算机数据库,根据软件生成的三维立体图像,模拟手术路径和置钉参数。传统徒手组患者行普通X射线和CT检测,不应用三维重建辅助组的重建和模拟功能。所有病例记录置钉成功率,内固定后再次进行螺旋CT扫描评估置钉准确性。结果与结论:与传统徒手组比较,三维重建辅助组置钉成功率显著提高(P<0.05),椎弓根穿破率显著降低(P<0.05)。提示利用螺旋CT三维重建技术辅助胸椎椎弓根钉内固定,可以明显提高椎弓根钉置入的成功率和准确性。     

胸椎生长与胸椎椎弓根植入物及其相互关系

胸段脊柱的生长主要体现为形态学定量变化,是胸段脊柱体生长和胸廓正常生长的重要保证.对胸椎纵向生长的规律性进行研究,有助于了解脊柱病理性改变,特别是对于临床上胸段脊柱畸形治疗方案的确定,如胸椎椎弓根植入物的选择.胸椎椎弓根固定技术主要包括Roy-Camille技术、Steffee技术、Dick技术、RF技术、AF技术,相对于其他固定技术,一般认为AF系统内固定创伤小,具有强大的轴向撑开力,且结构简单,操作方便,尤其是对胸椎段脊柱畸形的矫正效果满意,在一定程度上避免了胸椎生长过程出现的曲轴现象.在胸椎椎弓根植入物的临床应用上,为了提高置入的准确性、安全性,研究者对植入物定位、植入方法及生物力学特点进行了大量研究,并开始应用CT扫描导航辅助胸椎椎弓根钉置入.但对于处于脊柱生长期的儿童来讲,如采用椎弓根植入系统对胸段脊柱侧弯进行矫正,可能使胸椎段丧失一部分生长能力或造成胸椎畸形.     

计算机辅助椎弓根钉的植入

1959年Boucher开始应用椎弓根螺钉,随后Roy—Camille等发明了椎弓根钉板系统并推广到胸椎。1991年Abumi等首次应用下颈椎椎弓根螺钉,1994年进行了报道。     

胸椎椎弓根置钉方法的研究与新进展

自椎弓根螺钉应用于胸椎内固定手术,因其固定和矫形方面的独特优势,如今胸椎椎弓根螺钉内固定技术已得到广泛应用。由于胸椎解剖和比邻的特殊性与复杂性,胸椎置钉方法研究和改进一直是脊柱外科医师研究的重点,从早期的徒手置钉技术、X线影像辅助技术到现在的术中三维CT实时导航技术,极大提高了胸椎置钉准确率。本文就胸椎解剖特点、置入点选择及置入方法和相关的辅助技术进行综述。     

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。     

徒手克氏针加叩击法制备胸椎椎弓根钉道置入螺钉的准确性评估

背景:脊柱侧凸矫正中椎弓根螺钉置入的成败依赖于钉道的制备.目的:以徒手克氏针加叩击法制备胸椎椎弓根钉道,观察螺钉置入的准确性及置入后与宿主的组织相容性反应.设计、时间及地点:回顾性病例分析,于2000-01/2005-01在西安市红会医院脊柱外科进行.对象:采用徒手克氏针加叩击法制备胸椎椎弓根钉道置入椎弓根螺钉的方法矫正胸椎侧凸畸形129例,其中103例获得随访,男42例,女61例;年龄13～19岁,平均15.3岁.方法:咬除进钉点骨皮质,以据术前X射线片、CT片测量的深度和旋转的程度,分别先后用15 mm、2.5 mm克氏针沿椎弓根方向钻孔.达到测定的深度停止进针,球形探子探查无误后改用导锥顺着制造的钉道小心缓慢进入.深度一致后,再次用球形探了探查,置入螺钉.主要观察指标:①术中血管损伤、脑脊液漏以及螺钉位置.②置入螺钉的准确性.③置入后观察冠状面、矢状面和旋转畸形的矫正度.④材料与宿丰的牛物相容性.结果:①胸椎椎弓根螺钉一次性置入成功为96.2%,32枚螺钉位置不当,其中18枚术中即被发现,偏内侧5枚,偏下方3枚,偏上方4枚,偏外侧6枚,其余的14枚螺钉都是置入后通过CT或者X射线片发现,且均偏外侧.②1例术中脑脊液漏者骨蜡封闭后未发生脑脊液漏.③置入后甲均身高增加4.6cm,置入后冠状面Cobb角平均21°.甲均矫正率73%:矢状面Cobb角平均23°.旋转畸形矫正Ⅰ～Ⅱ度.平均随访3.5年,最终随访矫正度丢失率为1.8%.④迟发性感染1例,螺钉断裂4例,1例螺钉向椎弓根外侧偏移加重.结论:采用克氏针制备胸椎椎弓根钉道置入螺钉准确率高,并发症少,宿主发生组织相容性的机率较低.     

应用数字骨科技术获取腰椎双皮质椎弓根螺钉的置入参数

背景:对伴发骨质疏松患者,为提高脊柱固定稳定性进行椎体双皮质椎弓根螺钉固定是可行的方法。但双皮质椎弓根螺钉置入不当除了易误伤脊髓、神经根外,还会损伤椎前大血管和脏器,所以术前测量双皮质椎弓根螺钉置入参数很有必要。目的:应用CT和数字骨科技术,术前虚拟腰椎双皮质椎弓根螺钉置入,测量个体化双皮质腰椎椎弓根螺钉置入参数。方法:将骨质疏松患者L1-4CT扫描数据导入Mimics10.0软件和GE工作站,三维重建并虚拟椎弓根螺钉置入双皮质固定L1,3椎体,定位并测量置钉相关数据。结果与结论:通过Mimics10.0软件重建CT三维腰椎影像并虚拟椎弓根螺钉人字嵴顶点置入,测量椎弓根的最小宽径、虚拟置入双皮质椎弓根螺钉的矢状面角、内倾角(水平面角)、水平置入最大限深,推算出平行上终板置入的最大限深。获取个体化腰椎双皮质椎弓根螺钉置入数据,从而提高螺钉固定的安全度和精确性。     

以CT三维重建技术测量颈椎椎弓根螺钉的置入参数

背景:因颈椎椎弓根细小,走行方向复杂,个体变异大,椎弓根钉置入时易误伤脊髓、椎动脉及神经根,颈椎节段椎弓根螺钉固定技术的应用和推广受到限制,术前测量椎弓根螺钉置入参数的准确度有待提高.目的:应用CT三维重建技术模拟颈椎椎弓根螺钉置入,获取预植螺钉的椎弓根三维定量解剖数据及置钉参数的方法.方法:将颈椎16排CT扫描的Dicom数据导入Mimics软件和GE后处理工作站,进行颈椎三维重建和图像处理,测量在置入椎弓根螺钉情况下的置钉参数.结果与结论:应用CT三维重建技术可以获得清晰颈椎三维图像,使用软件测量功能可精确地获取预置螺钉的椎弓根管宽度、轴线长度、α及β角;在颈椎椎弓螺钉置入情况下,可测量置钉的水平角度安全范围.通过本方法可模拟手术过程,进行常规方法难以完成的三维测量,获取椎弓根螺钉置入个体化数据,为研究颈椎椎弓根螺钉置入的安全性提供了一种可靠的研究方法.     

国产"天玑"骨科机器人辅助微创椎弓根钉置入的新技术报道

目的介绍一种基于"天玑"骨科机器人辅助椎弓根置入新技术,评价其安全性及有效性。方法以1例48岁男性外伤致椎体压缩骨折(L2)为例,介绍一种基于术中三维扫描定位的"天玑"骨科机器人辅助"精准"椎弓根钉置入手术。主要包括4个步骤:①患者手术台上俯卧位,采用C型臂X线机环形扫描采集数据;②机器人操作平台规划椎弓根螺钉(利用采集椎体三维数据信息,在操作平台上进行模拟椎弓根钉置入位置、角度及方向);③椎弓根导针置入并验证(按照手术中规划进行椎弓根导针置入、术中X线透视,确认导针进针点及方向);④椎弓根螺钉置入(椎弓根导针位置满意后将椎弓根螺钉依次置入,并最后验证),对手术时间、出血量、术中透视次数、手术并发症进行记录,并对术后影像检查X线透视及CT结果进行分析。结果本次手术共耗时160 min,术中进行1次C型臂X线机环扫、9次X线透视;出血量约为20 ml,无任何手术并发症;术后第2天可以下地行走;术后X线检查及CT提示:椎弓根螺钉置入位置满意。结论国产"天玑"骨科机器人辅助脊柱椎弓根钉置入是一种新的精准、微创的手术方案。     

胸膜外入路后路椎弓根钉内固定治疗老年胸椎结核

目的：探讨经胸膜外入路后路内固定治疗老年胸椎结核的疗效。方法：自2002～2004年我院的胸椎结核经胸膜外入路4例患者，男3例，女1例，年龄59～69岁，均有胸背痛，ASIA分级，A级1例，B级1例，C级2例。MRI椎管内脓肿2例。术前常规抗痨，4例患者全部采用胸膜外入路后椎弓根钉路内固定。术后继续抗痨9～12月。结果：手术时间3～4h，失血量1000-1500mL，无肺部感染，肺不张，术后随访9～24月，平均12月，3例患者瘫痪完全恢复，1例全瘫患者术后无改善。4例患者全身中毒症状明显改善。结论：胸膜外入路植骨后路椎弓根钉内固定治疗老年胸椎结核，是一种可以考虑选用的治疗方法。     

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.     

胸椎椎弓根螺钉置入与经胸椎"椎弓根-肋骨间"途径置入的生物力学稳定性

尽管胸椎椎弓根螺钉固定现在已广泛地应用于脊柱外科,但应用在中段胸椎(T4,T7)时的安全性己引起关注.椎弓根根外通道的解剖学研究表明:①在此通道中置入螺钉由于和椎管的距离增加,从而降低了神经组织医源性损伤的风险.②椎弓根根外螺钉固定和标准的经椎弓根螺钉固定在生物力学稳定性方面的差别并不太大.③当胸椎椎弓根螺钉置入失败时,可以用椎弓根根外螺钉固定来补救.④补救后的固定螺钉拉拔力尚缺较精确的测量.     

寰椎椎弓根螺钉固定的进钉技术研究

目的：探讨寰椎后路椎弓根螺钉固定的进钉技术。方法：配套干燥寰枢椎标本50套,用电子游标卡尺测量与进钉技术相关的解剖学数据。结果：枢椎下关节突中心点与中线的距离为19．2mm,寰椎推弓椎螺钉进钉点与中践的距离为19．61mm,二者仅相差0．40mm。结论：枢椎下关节突中点可作为术中判定寰椎椎弓根螺钉造钉点的解剖学标志。     

CT扫描和直视观察对比研究胸椎椎弓根螺钉的置钉位置

目的:分析CT对胸椎椎弓根螺钉置入螺钉位置及椎弓根内壁破坏程度的判断能力。方法:采用徒手法在5具尸体胸椎置入椎弓根螺钉,并进行CT扫描。然后根据螺钉CT影像分别由3位医师对螺钉的位置进行判断并与直视下观察结果进行比较。结果:CT对于Ⅰ度椎弓根螺钉的敏感度为33%,特异度为87%,阳性预测值为32%,阴性预测值为88%。CT对于Ⅱ度椎弓根螺钉的敏感度为100%,特异度为88%,阳性预测值为60%,阴性预测值为100%。Kapper值为0.603。结论:CT对椎弓根螺钉导致的椎弓根内壁破坏的评价结果较为可靠,对徒手法置入的胸椎椎弓根螺钉是否侵及内壁及侵及程度的判断准确性有限。     

CT多平面重建术前评估枢椎椎弓根螺钉植入入路的可行性

目的 通过CTMPR评估后路枢椎椎弓根螺钉植入（C2PSP）入路的可行性。方法 对250例（500侧）患者头颈部CTA扫描数据行MPR,测量骨参数椎弓根直径（D）、椎弓峡部厚度（T）、内侧高度（H）,动脉参数枢椎段椎动脉（IAVA）走行偏移方向;IAVA骑跨程度。计算椎弓根狭窄、高骑动脉（HRVA）和IAVA分型发生率,并分析椎弓根狭窄、HRVA、IAVA分型及枢椎椎动脉沟（C2VAG）损伤的关系。结果 椎弓根狭窄和HRVA分别为14.40%（72/500）和24.60%（123/500）,差异有统计学意义（χ²=141.984,P<0.001）。模拟C2PSP损伤C2VAG的发生率为19.40%（97/500）。椎弓根狭窄和HRVA患者中模拟C2PSP损伤C2VAG的发生率高于无椎弓根狭窄和无HRVA患者（P均<0.001）。椎弓根狭窄与HRVA同时伴发58侧（58/500,11.60%）。椎弓根狭窄、HRVA及C2VAG损伤在IAVA各型中发病率差异有统计学意义（P均<0.001）,均以M-a型最多,分别为55.56%（40/72）、46.34%（57/123）、48.45%（47/97）。结论 C2VAG损伤多发于椎弓根狭窄、HRVA或IAVAM-a型的患者;MPR可综合评估骨性和动脉参数,为C2PSP提供解剖学依据。     

脊柱椎弓根螺钉置入术后螺钉位置MSCT评估

目的探讨MSCT在椎弓根螺钉置入术后应用中的价值。方法对23例患者共112枚椎弓根螺钉进行了MSCT检查,其中颈椎螺钉4枚,胸椎螺钉39枚,腰骶椎螺钉69枚。详细记录螺钉与椎弓根、椎体之间的相对位置。结果75枚（67.0%）螺钉完全位于椎弓根内,37枚（33.0%）螺钉穿透椎弓根骨壁,其中14枚（12.5%）螺钉穿透距离〈2.0mm,10枚螺钉（8.9%）穿透距离在2.0-4.0mm之间,13枚螺钉（11.6%）穿透距离〉4.0mm。螺钉穿透椎弓根的方向以外侧壁居多,占43.2%（16/37）。胸椎椎弓根穿透率明显高于腰骶椎（P〈0.05）,分别为43.6%（17/39）和23.2%（16/69）。14枚螺钉在椎体内的长度小于椎体矢状径的50%,12枚（10.7%）螺钉穿透椎体前缘,穿出椎体距离为1.0-8.0mm,平均4.3mm。由于螺钉位置不当而引起神经根损伤以及颈椎横突孔穿透各1例。结论MSCT是评价椎弓根螺钉位置的一种有效的检查方法,对椎弓根螺钉置入术后患者进行MSCT检查具有重要的临床意义。     

钉钩混合系统前后路联合矫形与单纯后路胸椎弓根螺钉置入治疗青少年特发性胸椎侧凸的比较

背景:通常重度青少年特发件胸椎侧凸患者骨骼比较僵硬,为增加侧凸的矫正率和融合率,目前国内外常规治疗方案为前路松解加后路矫形.但无论是前路开胸或胸腔镜操作均会产生较高的并发症.目的:对比观察前后路联合矫形和单纯后路矫形治疗重度青少年特发性胸椎侧凸患者的效果.设计、时间及地点:回顾性病例分析,病例来自1998-06/2005-06解放军第二军医大学长海医院骨科.对象:选择解放军第二军医大学长海医院骨科收治的行脊柱侧凸矫形融合术的青少年重度特发性胸椎侧凸患者126例,男27例,女99例,年龄10～18岁.方法:根据矫形方式将126例患者分为2组:前后路联合组(n=32):采用前路松解加后钉钩混合系统矫形;单纯后路组(n=94):单纯行后路手术,其中单纯后路组中18例单纯运用钩系统,22例运用钉钩混合系统,54例单纯运用全胸椎弓根螺钉系统.平均随访3.5年.临床采用影像学指标和SRS随访表格评估,统计学数据分析采用Wilcoxon-Mann-Whitney及Kruskal-Wallis检验.主要观察指标:胸椎侧凸度数,胸弯侧曲位度数,T5～12后凸角.结果:前后路联合组和单纯后路组两组患者在性别、年龄、融合节段、手术前Cobb角、柔韧性、矢状何胸椎后凸角度方面差异均无显著性意义.但前后路联合手术对冠状面Cobb角矫正率更高(P=0.007 5),矢状面T5～12后凸矫形丢失率和SRS随访评分均无明显差异.单纯后路全椎弓根螺钉系统冠状面矫正率优于单纯后路钩系统与单纯后路钉钩混合系统两组(P=0.012 0):而与前后路联合组相比,差异无显著性意义(P=0.952 4).所有患者均未因置入物失败或假关节形成而再次手术.结论:对于重度青少年特发件胸椎侧凸,运崩钉、钩混合系统前后路联合矫形比单纯后路钩系统及钉钩混合系统矫形更为有效,但采用单纯后路全胸椎弓根螺钉系统则可以达到与前后路联合矫形相同的效果,可以避免前路手术,手术简单安全、疗效肯定,从而免除前路松解操作带来的一系列并发症.