基于3D打印技术的腰椎椎弓根螺钉数字化置入及应用

刘正蓬，王雅辉，张义龙，李 哲，孙志杰，王建华，明 颖，孙 贺★

（承德医学院附属医院，河北 承德 067000）

腰椎椎弓根螺钉置入内固定治疗脊柱骨折、腰椎退变性疾病等的有效手段，但不同个体治疗时的进钉点、进钉方向及进钉深度等方面均有较大差异，这就为椎弓根螺钉的准确置入带来一定困难，也影响治疗效果。目前主要的椎弓根螺钉置入方法难以保证准确率，对医者手术操作经验及设备要求较高[1]。利用3D打印技术制作于术前制作符合个体差异化的腰椎实体和螺钉导航模块，在术中使用导航模块辅助置钉，大大提高了准确率[2]。本研究选择我院收治的腰椎椎弓根螺钉置入内固定治疗患者进行研究，观察置钉效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年3月～2017年1月我院收治的腰椎疾病患者病例资料进行回顾性分析。共符合要求病例资料52份，其中男性33例，女性19例，患者年龄45～69岁，平均年龄（58.91±9.19）岁。根据治疗方法不同分为观察组和对照组两组，观察组使用基于3D打印技术的腰椎椎弓根螺钉数字化置入治疗方法，对照组使用C型臂透视辅助置钉治疗方法，其中观察组25例，对照组27例，两组患者一般资料具有可比性，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 治疗方法

对照组按照C型臂透视辅助置钉治疗的常规方法操作。观察组患者在开始治疗前首先进行腰椎连续薄层CT扫描，根据扫描结果重建腰椎三维数据、设计腰椎导航模板。将所得数据输出至配套3D打印机中，以聚乳酸材料作为打印材料，导出腰椎模型实体及导航模块实体。在导航模块引导下置入克氏针，电钻钻入预期长度后移除克氏针，后用丝锥扩孔，置入螺钉并依次完成融合、安装连接棒等操作。术后常规处理、指导功能锻炼及复查。

1.3 观察指标

置钉效果评价：置钉后通过影像扫描探测螺钉置入情况是否与软件中模拟的最佳参数一致。

疗效评价：采用JOA下腰痛评分系统[3]计算改善率，当改善率在75%及以上时为优、在50%至74%时为良、在25%～49%时为可、在25%以下为差。治疗效果优良率=（优人数+良人数）/总人数×100%。

腰椎功能改善情况评价：采用Oswestry功能障碍指数问卷表对患者腰椎功能改善情况进行分析，分数越低改善情况越好[4]。

1.4 统计分析

使用SPSS 19.0统计学软件进行分析，用平均值±标准差（±s）表示计量资料，组间t检验比较，用率（%）表示计数资料，组间x2检验比较，P＜0.05表示有统计学差异。

2 结 果

观察组置钉准确率、疗效评价及腰椎功能改善情况均好于对照组，两组比较差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组临床治疗效果比较

3 讨 论

本研究中使用基于3D打印技术的腰椎椎弓根螺钉置入技术治疗腰椎疾病获得了较好的临床效果。基于3D打印技术的治疗较传统方法置钉准确率高、疗效更好且腰椎功能恢复情况更好。基于3D打印技术的腰椎椎弓根螺钉数字化置入治疗方法具有以下优点：（1）置钉准确率高，使得治疗更加安全，成功率更高；（2）对临床治疗经验要求较传统方法低；（3）手术时间段、创伤小，术中暴露于X射线下的时间短；（4）个性化的导航模板避免了术中椎体间相对移动或患者体位改变导致的置入失败。综上所述，基于3D打印技术的腰椎椎弓根螺钉置入技术治疗腰椎疾病患者，置钉准确率高，临床疗效好，能够显著改善患者的腰椎功能，具有较高的可行性，值得临床上进行推广应用。

[1] Devito DP,Kaplan L,Dietl R,et al.Clinical acceptance and accuracy assessment of spinal implants guided with SpineAssist surgical robot: retrospective study[J].Spine,2010,35(24):2109.

[2] 陈玉兵,陆 声,徐永清.个体化导航模板在胸椎椎弓根螺钉置入中的初步临床应用[J].中国脊柱脊髓杂志,2011,21(08):669-674.

[3] Toyone T,Takahashi K, Kitahara H,et al.Visualisation of symptomatic nerve roots. Prospective study of contrast-enhanced MRI in patients with lumbar disc herniation[J].Journal of Bone & Joint Surgery British Volume,1993,75(4):529-33.

[4] Fairbank J C,Pynsent P B.The Oswestry Disability Index.[J].Spine, 2000, 25(22):2940.