三维重建可视化系统可增强下颈椎椎弓根钉置入的准确性

中国组织工程研究第20卷第17期2016–04–22出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchApril22,2016Vol.20,No.17ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH2519·研究原著·刘博，女，1972年生，2010年郑州大学毕业，硕士，主治医生，主要从事骨骼肌肉系统影像诊断方面的研究。通讯作者：史大鹏，教授，主任医师，博士生导师，河南省人民医院医学影像中心，河南省郑州市450002中图分类号:R318文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)17-02519-07稿件接受：2016-03-06，孙永强2，王同明1，杨中杰1，史大鹏3(河南省中医院，1放射科，2骨科，河南省郑州市450002；3河南省人民医院医学影像中心，河南省郑州市450002)引用本文：刘博，孙永强，王同明，杨中杰，史大鹏.三维重建可视化系统可增强下颈椎椎弓根钉置入的准确性[J].中国组织工程研究，2016，20(17):2519-2525.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.17.012ORCID:0000-0002-0625-5843(刘博)文章快速阅读：文题释义：三维重建可视化系统：手术之前对患者进行CT扫描，获得相关椎体的数据，并利用三维重建技术，获得椎体的三维模型。然后利用一定的工程软件，结合不同患者的实际情况，对不同螺钉的具体进钉方向和进钉通道等予以明确，实现对手术路径和置钉相关参数的模拟，提高置钉的准确性。椎弓根钉置入：当患者因脊柱压缩性骨折、爆裂骨折等情况需要手术处理时，可以通过微创经皮椎弓根钉置入进行治疗。临床进行颈椎椎弓根螺钉置入可以采用3种方法，包括解剖定位法、椎板开窗椎弓根探查法及计算机导航定位法等。摘要背景：椎弓根钉置入是多种下颈椎疾病修复的一种常用方法。用三维重建可视化系统可以提高置钉的准确性，有利于改善患者的预后。目的：探讨下颈椎椎弓根钉置入过程中应用三维重建可视化系统对置钉准确性的影响。方法：回顾性分析89例创伤后颈椎脱位均接受下颈椎椎弓根钉置入治疗的患者，按照导航方式分为2组，对照组46例予以C臂X射线透视二维导航，观察组43例予以三维重建可视化系统导航。观察两组术中置钉时间，评价置钉准确率。置钉后随访12个月，记录不良事件发生情况，并进行比较。结果与结论：①术中置钉时间：观察组时间短于对照组，但经比较差异无显著性意义(P0.05)；②置钉准确率：观察组无三类置钉病例，置钉准确率为93%(40/43)；对照组有2例为三类置钉病例，置钉准确率为81%(37/46)，经比较观察组的置钉准确率显著高于对照组(P0.05)；③术后随访：所有患者均未出现神经组织损伤椎动脉、血管、脊髓等并发症。经X射线、CT复查，两组置入的螺钉均处于稳定状态，未出现断钉和松动等不良事件；④结果表明：在下颈椎椎弓根钉置入过程中辅助三维重建可视化系统导航可以有效提高置钉的准确率，且不会增加术中置钉时间或者导致各种术后不良事件的出现，是一种安全有效的导航方式。关键词：骨科植入物；脊柱植入物；三维重建；可视化系统；下颈椎；椎弓根钉置入术；外科手术；图像引导；准确性主题词：颈椎；脱位；骨钉；随访研究；组织工程三维重建可视化系统导航如何对下颈椎椎弓根钉置入准确性起辅助作用术前按照手术体位利用螺旋CT机对患者手术节段进行三维扫描利用三维重建软件Amira3.1对手术椎体进行模拟分析椎弓根进钉通道指导临床实践应用刘博，等.三维重建可视化系统可增强下颈椎椎弓根钉置入的准确性P.O.Box10002,Shenyang110180:ShiDa-peng,Professor,Chiefphysician,Doctoralsupervisor,MedicalImagingCenter,HenanProvincialPeople’sHospital,Zhengzhou450002,HenanProvince,China基金资助：河南省科技攻关计划项目(132102310159)Three-dimensionalreconstructionvisualizationsystemenhancestheaccuracyoflowercervicalpediclescrewimplantationLiuBo1,SunYong-qiang2,WangTong-ming1,YangZhong-jie1,ShiDa-peng3(1DepartmentofRadiology,2DepartmentofOrthopedics,HenanProvinceHospitalofTraditionalChineseMedicine,Zhengzhou450002,HenanProvince,China;3MedicalImagingCenter,HenanProvincialPeople’sHospital,Zhengzhou450002,HenanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Pediclescrewimplantationisacommonmethodtorepairmanykindsofdiseasesofthelowercervicalspine.Three-dimensional(3D)reconstructionvisualizationsystemcanbeusedinordertoimprovetheaccuracyoftheimplantandimprovetheprognosis.OBJECTIVE:Toinvestigatetheeffectof3Dreconstructionvisualizationsystemontheaccuracyofcervicalpediclescrewimplantation.METHODS:Theclinicaldataof89patientswithcervicalspinedislocation,whounderwentcervicalpediclescrewimplantation,wereanalyzedretrospectively.Patientsweredividedintocontrolgroup(46cases)andobservationgroup(43cases)accordingtothenavigationmethod.PatientsinthecontrolgroupunderwentCarmXraytwodimensionalnavigation.Patientsintheobservationgroupunderwentthree-dimensionalreconstructionvisualizationsystemnavigation.Intraoperativeplacementtimewasobserved,andtheaccuracyofscrewplacementwasassessedinbothgroups.Thecaseswerefollowedupfor12months,andtheadverseeventswererecordedandcompared.RESULTSANDCONCLUSION:(1)Intraoperativeimplantationtimewasshorterintheobservationgroupthaninthecontrolgroup,butnosignificantdifferencewasfound(P0.05).(2)Accuracyrate:Therewerenothreetypesofnailcasesintheobservationgroup,andtheaccuracyratewas93%(40/43).Inthecontrolgroup,twocasesaffectedthreetypesofnailing,andtheaccuracyratewas81%(37/46).Theaccuracyratewassignificantlyhigherintheobservationgroupthaninthecontrolgroup(P0.05).(3)Postoperativefollow-up:Nonesufferedfromnervetissueinjurytovertebralartery,bloodvesselandspinalcord.Thescrewsofthetwogroupswereinstablecondition,withoutscrewbreakageorloosening.(4)Resultssuggestedthatinlowercervicalpediclenailimplantation,3Dreconstructionnavigationsystemcaneffectivelyimprovetheaccuracyofscrewplacement,anddoesnotincreasenailingtimeorleadtoadverseevents.Itisasafeandeffectivenavigationmode.Subjectheadings:CervicalVertebrae;Dislocations;BoneNails;Follow-UpStudies;TissueEngineeringFunding:theScienceandTechnologyProjectofHenanProvince,No.132102310159Citethisarticle:LiuB,SunYQ,WangTM,YangZJ,ShiDP.Three-dimensionalreconstructionvisualizationsystemenhancestheaccuracyoflowercervicalpediclescrewimplantation.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(17):2519-2525.0引言Introduction临床对多种颈椎疾病的进行治疗的时候都需要使用椎弓根螺钉，与其他一些内固定器械进行比较，椎弓根螺钉可以产生更好的矫形能力以及抗拔出力[1-3]。但是，一旦出现椎弓根螺钉不准确的情况，便极易导致各种不良后果的出现，引发各种并发症，包括血管损伤和神经结构损伤等[4]。利用三维重建可视化系统可以获得十分精确的人体解剖信息，结合电子计算机的技术，建立起可视化的三维图像[5-7]。在实时导航的引导下，避开血管和神经组织，将螺钉准确置入椎弓根内，通过钉棒固定将脱位的椎体恢复至正常位置[8-9]。系统可使手术操作可视化、精准化，并提高置钉的准确性。1对象和方法Subjectsandmethods1.1设计对比观察试验。1.2时间及地点于2014年8月至2015年9月在河南省中医院完成。1.3材料试验过程中使用的椎弓根螺钉均由美国BlackstoneMedicalInc提供，商品名：SpinalFixationSystem。产品包括螺钉、垫片以及锁定帽和横向连接器。产品采用Ti6Al4V钛合金制成，非灭菌包装。经测试具有良好的机械强度和生物相容性，无细胞毒性和血液毒性。产品标准：进口产品注册标准Y