三维重建数字骨科技术辅助胸腰椎椎弓根螺钉徒手置钉准确性的应用研究

邹方亮，李克军，杨治乐

山东省莒县人民医院骨三科，山东莒县 276500

椎弓根是人体脊柱当中最坚硬的结构，但椎弓根与脊髓和神经根离得很近，与内下壁离的会更近，椎弓根螺钉在身体上的任何地方出现问题，都会让神经受到很大的伤害[1]。掌握好进钉点及进钉角度是经椎弓根内固定手术的关键，椎弓根螺钉在传统意义上是依赖一定的解剖标志辨识和技术者经验[2]，在脊柱显露技术下是根本没有办法去看到椎弓根全部的部位，就算是有丰富临床的脊柱外科医师也会有着置入螺钉位置不对的失误[3]。骨科手术采用的数字化新的方法普遍使用在脊柱外科手术、骨关节创伤治疗、韧带重建修复、骨肿瘤切除、骨关节严重畸形及其矫正上等骨科各分支方面，保证了骨科手术会更加的精确[4]。因此，选取该院2015年10月—2016年10月因脊柱疾病行椎弓根内固定的患者120例，主要对三维重建数字骨科技术辅助胸腰椎椎弓根螺钉徒手置钉准确性的应用进行分析研究，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院因脊柱疾病行椎弓根内固定的患者120例，其中男80例，女40例，将所有患者进行CT扫描，然后上传数据到PACS系统当中，传送的数据要以Dicom的格式保存在计算机；将120例患者随机分成2组，第一小组传统的解剖法置于椎弓根螺钉(徒手置钉组)，另外一小组利用三维数字化置入胸椎椎弓根钉(辅助置钉组)。辅助置钉组60例，女25例，男35例，平均年龄(42.23±9.74)岁；徒手置钉组60例，女24例，男 36例，平均年龄(45.86±11.86)岁；两组患者一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05)。该研究所选病例经过伦理委员会批准，患者家属知情同意。

1.2 方法

将患者胸腰椎薄层患者的数据导入软件MIMICS当中，不断观察椎体的结构变化。①辅助置钉组：设计成虚拟置钉的手术通道。把手术前和手术后的置钉进行比较，一定要做好虚拟上的置钉记号，进行手术治疗，辅助置钉组患者按照术前规划设计好的椎弓根进钉点、根据螺钉的方向和深度置入到椎弓根螺钉当中。②徒手置钉组：徒手置钉组在显露术野后，根据手术前的影像进行还原，让手术的患者根据自己的经验准备钉道后置入螺钉。

1.3 观察临床指标

根据钉道的准备时间和手术出血量进行登记记录，测试其钉道的安全性，随后在复查X射线和CT钉道验证其安全性和准确性，前提必须是在对比虚拟置钉手术前和后的脊柱数字化模型下。

根据文献的标准将它分成3个种类，在椎弓根内的位置CT扫描并且观察螺钉的位置，根据透椎弓根壁的位置和距离进行记录：①优：椎弓根内完全有螺钉；②良：穿透椎弓根峡部皮质的螺钉只是有一部分螺纹，不会影响到周围的神经和血管；③差：椎弓根峡部皮质的螺钉完全露出来，对周围的神经和血管的有一定的危害[5]。

1.4 统计方法

采用SPSS 21.0统计学软件，分布资料几乎都是用中位数来代表，正式的计量资料则用（±s）表示，行t检验，计数资料（%），采用 χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组准确率、成功率及优良率比较

根据置入一次性可以成功的概率和置入的准确精度相对比来看，徒手置钉组和辅助置钉组椎弓根螺钉置入精度率分别为84.9%和98.6%，它们能够置入一次性可以成功的概率分别是81.0%和96.0%；置钉优良率分别为85.0%和95.0%，但误差的影响并不是很大(χ2=0.394、0.646、1.053，P 均P＞0.05)。 见表 1。

表1 两组准确率、成功率及优良率比较（%）

2.2 完成钉道准备时间及置钉出血量

根据完成钉道的准备时间和平均置钉出血量比较来看，徒手置钉组完成钉道的准备时间为 (5.76±1.37)min，置钉出血量为(10.07±7.66)mL；辅助置钉组完成钉道准备时间为 (3.95±2.27)min，置钉出血量为(18.33±8.58)mL，(t=9.365、5.628，P＜0.05)。 见表 2。

表2 完成钉道准备时间及置钉出血量（±s）

表2 完成钉道准备时间及置钉出血量（±s）

组别 完成钉道准备时间(min)置钉出血量(mL)徒手置钉组（n=60）辅助置钉组（n=60）t值P值5.77±1.36 3.93±2.29 9.365 0.016 10.09±7.68 18.32±8.59 5.628 0.025

2.3 神经血管损伤情况

拿这两组患者的神经血管病变来看，在徒手置钉组当中的神经损伤有5例，在血管损伤中有7例；辅助置钉组神经损伤0例，这是比较好的结果，其中血管损伤中有1例，从这两组神经和血管损伤程度来比较差异有统计学意义(χ2=7.378、6.341，P＜0.05)。见表 3。

表3 神经血管损伤情况

3 讨论

数字化骨科技术是21世纪比较先进的医疗技术，在未来的应用会非常的广泛[6]。在脊柱的外科手术当中、骨关节创伤治疗当中、韧带重建和修复中、骨肿瘤切除和重建中、骨关节严重变形及其矫正中等骨科各分支领域都会运用到数字化骨科技术，导致了未来骨科手术会更加的准确和专业[7]。

能够完整的将人体的骨科大体结构呈现在电脑荧屏上也就是骨科数字化技术莫属了，随着数字化脊柱模型不断的发展起来，椎弓根置钉导航导板逐渐的应用在这方面[8]。随着患者的病变复杂化，未来将对医生手术的要求会越来越高，医生要不断的在计算机上去设想、制定一些模拟手术方案，并且反复的修正，做出最佳的手术设计方案[9]。

该研究中，笔者进行了一次性置入成功率、置入准确率相比较，徒手置钉组和辅助置钉组椎弓根螺钉置入精度率分别为84.9%和98.6%，它们能够置入一次性可以成功的概率分别是81.0%和96.0%；置钉优良率分别为85%和95%，差异无统计学意义(χ2=0.394、0.646、1.053,P均P＞0.05)。徒手置钉组完成钉道准备时间为(5.77±1.36)min，置钉出血量为(10.09±7.68)mL；辅助置钉组为(3.93±2.29)min，(18.32±8.59)mL，差异有统计学意义(t=9.365、5.628，P＜0.05)。在徒手置钉组当中的神经损伤有5例，在血管损伤中有7例；辅助置钉组神经损伤0例，这是比较好的结果，其中血管损伤中有1例，两组神经、血管损伤比较差异有统计学意义(χ2=7.378、6.341，P＜0.05)。 通过以上数据清晰看出，科技的发展提高了工作效率，数字骨科技术效果优于传统技术。

在学者张玉松等[10]探讨了三维重建数字骨科技术辅助胸腰椎椎弓根螺钉徒手置钉准确性的应用效果，经研究发现，观察组置入成功率、置入准确率分别为98%、84%均明显高于对照组87%、69%，两组比较,差异具有统计学意义(χ2=6.40，5.39，P＜0.05)，与该研究结果一致，有力证明了该研究的科学性。

由此可见，随着人口老龄化的加剧，以及不健康生活习惯的普及，我国骨科疾病形势日益严峻。目前，众多的数字骨科化工具的应用，大大提升了骨科慢病的诊治的便捷性，让治疗流程走向标准化、规范化。

[1]赵文龙,倪斌,郭群峰.后路寰枢椎经关节螺钉结合寰椎椎板钩与寰枢椎椎弓根螺钉固定融合治疗寰枢椎脱位的疗效比较[J].中国脊柱脊髓杂志,2017,27(1):10-16.

[2]陈嘉华,邓烨,蔡智.3D打印导航椎弓根螺钉置入术治疗腰椎滑脱症[J].实用骨科杂志,2017,23(12):1062-1065.

[3]魏巍,邢龙颜,焦甲勋.数字化导航模板技术联合颈椎椎弓根螺钉植入的有效性及安全性:前瞻性、单中心、自身对照临床试验方案[J].中国组织工程研究,2017,21(35):5644-5648.

[4]韩培峰,苗胜,王海虎.CT导航技术在椎弓根螺钉内固定术中的应用[J].医学理论与实践,2017,30(23):3508-3510.

[5]卢政好,周菁华,王卫国.下颈椎椎弓根轴线与椎板平面夹角的影像学测量及其临床意义[J].中南大学学报：医学版,2017,42(11):1280-1287.

[6]吴非燃,董乐乐.3D打印导板辅助置钉与徒手置钉在腰椎椎弓根钉置入中的比较[J].包头医学院学报,2017,33(11):8-11.

[7]王亚楠,李青松,谢梦琦.椎弓根螺钉内固定术中应用锥束CT扫描评估椎弓根螺钉位置及椎弓根破坏情况的准确性临床研究[J].中医正骨,2017,29(10):25-29.

[8]周全,赵加力,张少先.个体化3D打印导板在寰枢椎椎弓根置钉中的初步应用 [J].临床外科杂志,2017,25(8):586-588.

[9]许可,蒲晓鹏,郑旺.3D打印个体化椎弓根导板研制及模拟置钉的准确性[J].中国组织工程研究,2017,21(23):3724-3729.

[10]张玉松,连欣,张健荣.三维重建数字骨科技术辅助胸腰椎椎弓根螺钉徒手置钉准确性的应用研究[J].吉林医学,2018,39(1):145-147.