mimics及脊柱模型用于下頸椎椎弓根個體化置釘?shù)膽?yīng)用研究-文庫吧
2024-10-06 01:12 本頁面
【正文】 great assistance in designing individualized surgery plan and supervising placement of pedicle screw. There were pP148 pedicle screws were inserted in the 16 cervical specimens,. Among them, 140 were inserted in the pedicle cortical, and the left 8only one of them breached the pedicle cortical mildly. CT scanning indicated that the 10 pedicle screws were satisfyingly inserted in the 2 patients. Conclusion Combination of 3D image by Mimics and intuitive guidance of physical model by rapid prototyping technique improve the accuracy and safety of lower cervical stereotaxy.[Key words] cervical vertebra。 pedicle screw。 Mimics。 rapid prototyping。 threedimensional reconstructionSupported by the Tackling Project of Scientific and Technology for Social Development of Guizhou Province ([2010]3115). Correspond author: Tian Xiaobin Tel: 868515600978, Email:txb6@ [基金項目] 貴州省社會發(fā)展科技攻關(guān)項目（黔科合SY [2010]3115號）[通信作者] 田曉濱，電話：（0851）5600978， Email:txb6@them breached the pedicle cortical. Conclusions The accuracy of lower cervical stereotaxy can be improved with the help of measurement of 3D image established by Mimics and intuitive guidance of physical model manufactured by rapid prototyping technique.[Key words] cervical vertebra。 pedicle screw。 Mimics。 rapid prototyping。 threedimensional reconstructionSupported by Socialdevelopmentofscientific and technological projectin Guizhou Province of China([2010]3115). Correspond author:Tian Xiaobin Tel:868515600978, Email:txb6@10下頸椎（C3～C7）傷病嚴(yán)重影響著人類健康，對下頸椎傷病的外科治療，其目的可歸結(jié)為:恢復(fù)頸椎的解剖序列、神經(jīng)根或脊髓減壓和重建頸椎穩(wěn)定性。頸椎內(nèi)固定是實現(xiàn)這些目的的有效手段。其中，頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)在臨床上應(yīng)用越來越廣泛，該內(nèi)固定系統(tǒng)能夠提供其他固定方式無法比擬的三維立體穩(wěn)定性[13]，更有利于頸椎術(shù)后的穩(wěn)定和骨性融合。但是，考慮到下頸椎解剖關(guān)系復(fù)雜，且與血管及神經(jīng)等重要組織相毗鄰，置釘失誤可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此尋求一種安全的個體化置釘方法一直是臨床應(yīng)用十分關(guān)注的問題。本研究利用快速成型 (rapid prototyping，RP) 技術(shù)制作的頸椎實體模型和Mimics軟件的三維重建、計算機輔助設(shè)計（puter assistant design，MeCAD）功能相結(jié)合，探索了一種新的下頸椎椎弓根釘個體化置釘方法。1 資料與方法 標(biāo)本制備 成人尸體標(biāo)本16例（重慶醫(yī)科大學(xué)解剖教研室與貴陽醫(yī)學(xué)院解剖教研室提供），從C2/C3及C7/T1水平離斷，收集C3～C7節(jié)段頸椎標(biāo)本。排除頸椎不穩(wěn)、畸形及外傷標(biāo)本。 頸椎三維重建圖像的建立 mm進(jìn)行CT（美國GELightSpeed）掃描獲取影像數(shù)據(jù)，以Di格式保存。在計算機上運行Mimics （比利時 Materialise 公司），將數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件。運用閾值選取技術(shù)(Thresholding)，獲得頸椎原始蒙罩（Mask）后，在運用三維區(qū)域增長技術(shù)(3D Region Growing)對原始蒙罩進(jìn)行修改，得到新蒙罩。隨后采用Calculate 3D功能，以軟件默認(rèn)的最佳重建質(zhì)量對所選取的實體結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行三維重建。，對三維重建圖像進(jìn)行平滑處理。將重建圖像以STL格式導(dǎo)出。 下頸椎實體模型的制作將頸椎的STL文件導(dǎo)入Dimension三維打印機（成都泰捷系統(tǒng)工程公司），運用熔融堆積成型技術(shù)，采用丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物為材料對下頸椎實體模型進(jìn)行快速成型制作。 個體化手術(shù)參數(shù)的制定及虛擬置釘在Mimics中調(diào)整三維重建圖像的透明度，全面觀察椎弓根走形。利用軟件的CAD功能，在透明化處理的重建圖像中標(biāo)記出椎弓根軸線。標(biāo)記后以過該軸線的平面對椎弓根進(jìn)行切割，了解并調(diào)整軸線的位置，使之處于椎弓根正中（圖1A）。利用軟件的測量工具測量椎弓根軸線長度L、椎弓根最窄處截面上下皮質(zhì)骨高度H、椎弓根最窄處截面兩側(cè)皮質(zhì)骨寬度W、椎弓根軸線在橫斷面上投影與椎體冠狀面垂線成的內(nèi)傾角α、椎弓根軸線在矢狀面投影與椎體冠狀面垂線所成的頭/尾傾角β（圖1B）。根據(jù)L決定椎弓根螺釘個體化長度、H和W中較小者決定螺釘直徑、α和β決定螺釘置入的個體化角度（頭傾角為正數(shù)角，尾傾角為負(fù)數(shù)角）。椎弓根軸線投射到側(cè)塊骨皮質(zhì)表面的交點即為個體化進(jìn)釘點。根據(jù)以上測量結(jié)果選取適當(dāng)規(guī)格的虛擬螺釘，按照軸線置入椎弓根。置入后將重建圖像實體化，觀察虛擬螺釘是否穿破椎弓根（圖1A）。如無穿破，即可確定個體化置釘方案的準(zhǔn)確性。A:椎弓根軸線的標(biāo)記及虛擬置釘。B:椎弓根徑線及角度（L：椎弓根長度 W：椎弓根寬度 H：椎弓根高度 α：椎弓根內(nèi)傾角 β：椎弓根頭/尾傾角）圖 1 下頸椎三維重建圖像 頸椎椎弓根螺釘?shù)亩ㄏ蛑萌胪ㄟ^比對頸椎的三維重建圖像和實體模型，在實體模型上標(biāo)記出進(jìn)釘點，用電鉆將克式針按照個體化置釘角度從進(jìn)釘點鉆入模型椎弓
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