mimics及脊柱模型用于下頸椎椎弓根個(gè)體化置釘?shù)膽?yīng)用研究(編輯修改稿)
2024-10-06 01:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根，對(duì)置釘提供直觀的指導(dǎo)（圖2）。將頸椎標(biāo)本固定在操作臺(tái)上，暴露側(cè)塊后緣骨皮質(zhì)，通過(guò)比對(duì)標(biāo)本和已實(shí)體模型確定標(biāo)本進(jìn)釘點(diǎn)。在進(jìn)釘點(diǎn)開孔，按照術(shù)前制定的個(gè)體化置釘參數(shù)和在實(shí)物模型的直觀指導(dǎo)下置入螺釘（圖2）。置釘后行CT掃描，評(píng)價(jià)置入準(zhǔn)確性(圖3)。 A:標(biāo)本模型預(yù)置椎弓根釘?shù)溃籅:標(biāo)本置釘術(shù)后圖 2 下頸椎標(biāo)本置釘圖像A:冠狀位；B:矢狀位；C：橫斷面圖 3 下頸椎標(biāo)本置釘術(shù)后CT重建圖像 臨床應(yīng)用本組為貴州省人民醫(yī)院骨科于2011年8年至2011年11月收治的2例患者，均為男性；其中1例45歲，外傷后致頸6椎體骨折脫位并脊髓損傷（圖5）；另1例患者51歲，外傷引起頸5椎體前脫位。兩例患者術(shù)前均行CT掃描，收集Di數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics對(duì)患者頸椎進(jìn)行三維重建并設(shè)計(jì)個(gè)體化置釘參數(shù)；將三維重建圖像以STL格式導(dǎo)入三維打印機(jī)，運(yùn)用RP技術(shù)制作出患者頸椎的實(shí)體模型。術(shù)中根據(jù)個(gè)體化置釘參數(shù)決定螺釘直徑、長(zhǎng)度和進(jìn)釘角度，同時(shí)配合實(shí)體模型的直觀指導(dǎo)置入椎弓根螺釘（圖4）。術(shù)后隨訪均行X線片及CT掃描，評(píng)估螺釘置入的準(zhǔn)確性（圖5）。A、B:患者下頸椎模型在術(shù)中與實(shí)體比對(duì)。C、D:術(shù)中模型預(yù)置最佳椎弓根釘?shù)缊D 4 下頸椎脊柱模型在外傷后頸椎脫位手術(shù)中的運(yùn)用A:術(shù)前MRI表現(xiàn)；B:術(shù)前CT表現(xiàn)；C:術(shù)后X線側(cè)位片；D:術(shù)后CT橫斷面圖 5 外傷后頸椎脫位患者手術(shù)前后影像學(xué)表現(xiàn)2 結(jié)果 下頸椎三維重建和快速成型結(jié)果利用Mimics軟件和快速成型技術(shù)對(duì)16例下頸椎標(biāo)本進(jìn)行了三維重建和實(shí)體模型的制作（圖3）。三維重建圖像形態(tài)逼真，在Mimics中可以任意旋轉(zhuǎn)，從不同角度和平面觀察椎弓根的形態(tài)和走形。通過(guò)直接觀察，下頸椎實(shí)體模型與三維重建圖像解剖形態(tài)幾乎完全一致，并能提供比重建圖像更加形象和直觀的椎弓根解剖學(xué)信息。將實(shí)體模型與已暴露側(cè)塊后緣骨皮質(zhì)的標(biāo)本相比較，二者的后部的尺寸和形態(tài)亦完全一致。在快速成型模型的指導(dǎo)下進(jìn)行手術(shù)操作，能保證椎弓根螺釘置入更加直觀和準(zhǔn)確。 重建圖像測(cè)量及個(gè)體化置釘參數(shù)制定結(jié)果三維重建圖像的椎弓根徑線及角度測(cè)量結(jié)果見表1～2。根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果，各節(jié)段下頸椎的椎弓根高度均大于寬度，因此椎弓根螺釘?shù)闹睆街饕Q于寬度的大小。 mm即為個(gè)體化螺釘直徑參考值；椎弓根軸線長(zhǎng)度減去該軸線在椎體內(nèi)長(zhǎng)度的1/2即為螺釘長(zhǎng)度參考值；椎弓根軸線的α和β角即為個(gè)體化置釘角度。表 1 頸椎三維重建圖像椎弓根徑線測(cè)量結(jié)果(177。s, n=16，mm）節(jié)段 椎弓根長(zhǎng)度L 椎弓根寬度W 椎弓根高度H 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)C3 177。 177。 177。 177。 177。 177。C4 177。 177。 177。 177。 177。 177。C5 177。 177。 177。 177。 177。 177。C6 177。 177。 177。 177。 177。 177。C7 177。 177。 177。 177。 177。 177。表 2 頸椎三維重建圖像椎弓根角度測(cè)量結(jié)果(177。s, n=16，176。）節(jié)段 椎弓根內(nèi)傾角α 椎弓根頭/尾傾角β 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)C3 177。 177。 177。 177。C4 177。 177。 177。 177。C5 177。 177。 （177。） （177。）C6 177。 177。 （177。） （177。）C7 177。 177。 （177。） （177。） 標(biāo)本置釘結(jié)果16具下頸椎標(biāo)本，按照上述方法設(shè)計(jì)的個(gè)體化參數(shù)和在實(shí)物模型的指導(dǎo)下，共置入148枚椎弓根螺釘（少部分標(biāo)本節(jié)段骨質(zhì)腐化，無(wú)法置釘）。置釘后標(biāo)本行CT掃描（圖4）顯示：140枚椎弓根螺釘完全位于椎弓根內(nèi)，8枚稍脹破椎弓根外側(cè)骨皮質(zhì)。 臨床應(yīng)用結(jié)果本組2例患者，置入頸椎椎弓根螺釘10枚，所有螺釘置入過(guò)程順利，術(shù)中和術(shù)后均未出現(xiàn)血管和神經(jīng)并發(fā)癥。術(shù)后早期隨訪X線及CT掃描顯示螺釘進(jìn)釘部位和方向準(zhǔn)確，在椎弓根內(nèi)的位置良好，螺釘長(zhǎng)度和直徑選擇合適（圖5）。3 討論在下頸椎內(nèi)固定方法中，后路手術(shù)較前路手術(shù)顯露簡(jiǎn)單，便于安置內(nèi)固定及植骨塊，是臨床上應(yīng)用較多的手術(shù)方式。后路手術(shù)內(nèi)固定方式主要有：棘突鋼絲或椎板夾固定、Luque棒或環(huán)固定及頸椎側(cè)塊螺釘固定等，但其均存在生物力學(xué)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。自1994年頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)的應(yīng)用被報(bào)道以來(lái)[4]，它以其獨(dú)特的三維立體穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，在臨床應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 下頸椎椎弓根置釘技術(shù)下頸椎椎弓根螺釘內(nèi)固定技術(shù)由于相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，椎弓根毗鄰重要神經(jīng)血管，技術(shù)難度相對(duì)較高，容易引起多種并發(fā)癥[56]。目前常用的置釘方法主要有Abumi法[4]、解剖標(biāo)志定位法、椎板開窗法和導(dǎo)航引導(dǎo)法等。對(duì)于上述方法的置釘準(zhǔn)確性，不同的學(xué)者得出的結(jié)論不同。Miller等[7]研究發(fā)現(xiàn)，Abumi法的準(zhǔn)確性高于解剖標(biāo)志定位法。一些學(xué)者利用計(jì)算機(jī)三維導(dǎo)航法對(duì)患者進(jìn)行了置釘，結(jié)果顯示置釘準(zhǔn)確性令人滿意[89]。Ludwig等[10]分別利用解剖標(biāo)志定位法、椎板開窗法和計(jì)算機(jī)導(dǎo)航法對(duì)尸體頸椎標(biāo)本進(jìn)行了置釘比較，結(jié)果顯示導(dǎo)航法較兩外兩種方法要高。Liu等[11]還使用Abumi法與計(jì)算機(jī)導(dǎo)航法作對(duì)比研究，結(jié)果顯示兩種方法的準(zhǔn)確性分別為88%和82%，二者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，他們得出計(jì)算機(jī)導(dǎo)航法并不比Abumi手法置釘?shù)臏?zhǔn)確率高的結(jié)論。但是，其他的臨床應(yīng)用均報(bào)道導(dǎo)航技術(shù)降低了置釘過(guò)程中椎弓根壁的損傷率[1213]，驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)可以根據(jù)椎弓根形態(tài)選擇螺釘型號(hào)和置入角度，使置釘過(guò)程變得直觀，降低螺釘置入的危險(xiǎn)性，但是該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)：術(shù)前采集的影像資料要求較高，并且與術(shù)中實(shí)際情況可能存在差異，導(dǎo)致置釘失??；術(shù)中設(shè)備一旦出現(xiàn)故障將不能繼續(xù)使用；設(shè)備昂貴，不易大規(guī)模推廣。由于解剖學(xué)上的個(gè)體差異，要求在置釘點(diǎn)和置釘方向的選擇上不能干篇一律，而應(yīng)考慮置釘?shù)膫€(gè)體化。本研究利用Mimics軟件和脊柱模型進(jìn)行個(gè)體化置釘，為下頸椎椎弓根螺釘?shù)闹萌胩峁┝艘环N新方法。該方法與前述方法不同之處在于它既不過(guò)分依賴術(shù)中對(duì)于解剖標(biāo)志的顯露，不需作不必要的椎體后方軟組織及骨性穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的破壞
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