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导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确性研究

张洪磊  
【摘要】: 第一部分:导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确性探讨 目的:颈椎椎弓根内固定技术因具备三柱固定的优越稳定性而有良好的应用前景,但由于颈椎椎弓根解剖结构变异大、毗邻关系复杂,潜在损伤周围神经血管的风险很大。因此提高置钉的准确性和降低失误率成为颈椎椎弓根内固定技术能否深入开展的关键所在。计算机导航技术,也称计算机辅助手术(computer-assistedsurgery CAS)可以将手术中的解剖结构与手术器械对应在同一个空间体系内,从而建立虚拟手术环境并三维显示在屏幕上,可直观引导术者操作,理论上可以提高手术准确性。本课题通过临床实践来探讨导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确性。 方法:25例下颈椎疾患手术病人(颈椎骨折脱位12例,脊髓型颈椎病并颈椎不稳定或后凸畸形11例,神经根型颈椎病1例,后纵韧带骨化症1例),在全麻下取俯卧位。Gardner-Wells骨牵引或Myfield头颈手术架牵引固定,维持颈椎中立位。颈后正中入路,骨膜下剥离双侧肌肉,充分显露手术节段后方结构至双侧小关节外侧缘。在维持颈椎序列良好的前提下,安放并固定参考架于棘突,西门子公司CT-SIREMOBIL Iso-C 3D扫描一次完成下颈椎椎体三维图像,并将数据传到导航工作站(Stryker公司红外线主动诱导导航系统)。应用面注册法则完成椎骨的注册。预计精确度小于1.0mm便可接受,如果精确度大于1.0mm就要重新注册直到精确度小于1.0mm。椎体注册完成后,进一步验证确保计算机辅助图像导航系统的虚拟图像与手术视野相对应。如果验证过程准确,可以应用导航器械,否则重新全部注册过程。共置入144枚颈椎(C3-7)椎弓根螺钉。按照螺钉是否穿透椎弓根和穿透程度,将其分为三类。(1)一类:螺钉位置满意,未穿出椎弓根皮质,或仅轻微穿透(<1mm)。(2)二类:螺钉穿透椎弓根皮质>1mm,但不需要翻修,患者无周围组织症状,内固定稳定性良好。(3)三类:螺钉穿透椎弓根皮质>1mm,患者出现周围组织损伤表现或内固定稳定性差,需要进行翻修或取出。术后行X线和CT检查,横断位测量螺钉中线与椎弓根内壁的相对位置、与椎体中线的角度;矢状位测量螺钉中线与椎弓根上壁的相对位置、与椎体上缘的角度。采用配对t检验(SPSS11.5软件包)验证导航图像和术后CT图像螺钉置入的准确性有无显著性差异。 结果:手术节段为C3-C7,共置入螺钉144枚。2枚螺钉穿出椎弓根上壁,3枚螺钉穿出椎弓根外壁入椎动脉孔。144枚螺钉中,第一类螺钉139枚,第二类螺钉3枚,第三类螺钉2枚。导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉的准确率为96.5%(139/144)。共有121枚螺钉测量比较了横断面位置和角度,共有99枚螺钉测量比较了矢状面位置和角度。结果显示导航图像和术后CT图像数据无显著性差异。术后随访3个月螺钉位置无变化。 结论:导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉准确性显著提高。导航图像对螺钉方位引导准确,且术后CT图像中螺钉方位能反映导航图像中的螺钉方位。 第二部分:导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉产生误差的原因分析 目的:虽然计算机辅助手术系统应用广泛、前景迷人,但是任何一个脊柱外科医生一定要察觉到它作为术中工具有可能产生错误。本文通过临床实例分析导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉产生误差的原因。 方法:25例下颈椎疾患手术病人(颈椎骨折脱位12例,脊髓型颈椎病并颈椎不稳定或后凸畸形11例,神经根型颈椎病1例,后纵韧带骨化症1例),在全麻下取俯卧位。Gardner-Wells骨牵引或Myfield头颈手术架牵引固定,维持颈椎中立位。颈后正中入路,骨膜下剥离双侧肌肉,充分显露手术节段后方结构至双侧小关节外侧缘。在维持颈椎序列良好的前提下,安放并固定参考架于棘突,西门子公司CT-SIREMOBIL Iso-C 3D扫描一次完成下颈椎椎体三维图像,并将数据传到导航工作站(Stryker公司红外线主动诱导导航系统)。应用面注册法则完成椎骨的注册。预计精确度小于1.0mm便可接受,如果精确度大于1.0mm就要重新注册直到精确度小于1.0mm。椎体注册完成后,进一步验证确保计算机辅助图像导航系统的虚拟图像与手术视野相对应。如果验证过程准确,可以应用导航器械,否则重新全部注册过程。共置入144枚颈椎(C3-7)椎弓根螺钉。按照螺钉是否穿透椎弓根和穿透程度,将其分为三类。(1)一类:螺钉位置满意,未穿出椎弓根皮质,或仅轻微穿透(<1mm)。(2)二类:螺钉穿透椎弓根皮质>1mm,但不需要翻修,患者无周围组织症状,内固定稳定性良好。(3)三类:螺钉穿透椎弓根皮质>1mm,患者出现周围组织损伤表现或内固定稳定性差,需要进行翻修或取出。术后行X线和CT检查,横断位测量螺钉中线与椎弓根内壁的相对位置、与椎体中线的角度;矢状位测量螺钉中线与椎弓根上壁的相对位置、与椎体上缘的角度。采用配对t检验(SPSS11.5软件包)验证导航图像和术后CT图像螺钉置入的准确性有无显著性差异。 结果:手术节段为C3-C7,共置入螺钉144枚。2枚螺钉穿出椎弓根上壁,3枚螺钉穿出椎弓根外壁入椎动脉孔,其它螺钉术后CT和术中导航图像所显示的位置角度无显著性差异。144枚螺钉中,第一类螺钉139枚,第二类螺钉3枚,第三类螺钉2枚。导航图像的显示是基于坚硬物体原则,颈椎手术本身特点不可能完全满足如此要求,手术对象的解剖位置在三维空间内相对移动表现为“漂移”现象。 结论:导航辅助置入下颈椎椎弓根螺钉术中漂移是置钉偏差的原因。只有了解导航原理和手术本身特点才能明白产生误差的原因,结合个人经验,才能充分发挥导航的优越性。


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