三維重建數(shù)字骨科技術(shù)輔助胸腰椎椎弓根螺釘徒手置釘準(zhǔn)確性的應(yīng)用研究

鄒方亮，李克軍，楊治樂(lè)

山東省莒縣人民醫(yī)院骨三科，山東莒縣 276500

椎弓根是人體脊柱當(dāng)中最堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，但椎弓根與脊髓和神經(jīng)根離得很近，與內(nèi)下壁離的會(huì)更近，椎弓根螺釘在身體上的任何地方出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)讓神經(jīng)受到很大的傷害[1]。掌握好進(jìn)釘點(diǎn)及進(jìn)釘角度是經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)的關(guān)鍵，椎弓根螺釘在傳統(tǒng)意義上是依賴一定的解剖標(biāo)志辨識(shí)和技術(shù)者經(jīng)驗(yàn)[2]，在脊柱顯露技術(shù)下是根本沒(méi)有辦法去看到椎弓根全部的部位，就算是有豐富臨床的脊柱外科醫(yī)師也會(huì)有著置入螺釘位置不對(duì)的失誤[3]。骨科手術(shù)采用的數(shù)字化新的方法普遍使用在脊柱外科手術(shù)、骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷治療、韌帶重建修復(fù)、骨腫瘤切除、骨關(guān)節(jié)嚴(yán)重畸形及其矯正上等骨科各分支方面，保證了骨科手術(shù)會(huì)更加的精確[4]。因此，選取該院2015年10月—2016年10月因脊柱疾病行椎弓根內(nèi)固定的患者120例，主要對(duì)三維重建數(shù)字骨科技術(shù)輔助胸腰椎椎弓根螺釘徒手置釘準(zhǔn)確性的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取該院因脊柱疾病行椎弓根內(nèi)固定的患者120例，其中男80例，女40例，將所有患者進(jìn)行CT掃描，然后上傳數(shù)據(jù)到PACS系統(tǒng)當(dāng)中，傳送的數(shù)據(jù)要以Dicom的格式保存在計(jì)算機(jī)；將120例患者隨機(jī)分成2組，第一小組傳統(tǒng)的解剖法置于椎弓根螺釘(徒手置釘組)，另外一小組利用三維數(shù)字化置入胸椎椎弓根釘(輔助置釘組)。輔助置釘組60例，女25例，男35例，平均年齡(42.23±9.74)歲；徒手置釘組60例，女24例，男 36例，平均年齡(45.86±11.86)歲；兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。該研究所選病例經(jīng)過(guò)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者家屬知情同意。

1.2 方法

將患者胸腰椎薄層患者的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件MIMICS當(dāng)中，不斷觀察椎體的結(jié)構(gòu)變化。①輔助置釘組：設(shè)計(jì)成虛擬置釘?shù)氖中g(shù)通道。把手術(shù)前和手術(shù)后的置釘進(jìn)行比較，一定要做好虛擬上的置釘記號(hào)，進(jìn)行手術(shù)治療，輔助置釘組患者按照術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)好的椎弓根進(jìn)釘點(diǎn)、根據(jù)螺釘?shù)姆较蚝蜕疃戎萌氲阶倒葆敭?dāng)中。②徒手置釘組：徒手置釘組在顯露術(shù)野后，根據(jù)手術(shù)前的影像進(jìn)行還原，讓手術(shù)的患者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)備釘?shù)篮笾萌肼葆敗?/p>

1.3 觀察臨床指標(biāo)

根據(jù)釘?shù)赖臏?zhǔn)備時(shí)間和手術(shù)出血量進(jìn)行登記記錄，測(cè)試其釘?shù)赖陌踩裕S后在復(fù)查X射線和CT釘?shù)莉?yàn)證其安全性和準(zhǔn)確性，前提必須是在對(duì)比虛擬置釘手術(shù)前和后的脊柱數(shù)字化模型下。

根據(jù)文獻(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)將它分成3個(gè)種類，在椎弓根內(nèi)的位置CT掃描并且觀察螺釘?shù)奈恢茫鶕?jù)透椎弓根壁的位置和距離進(jìn)行記錄：①優(yōu)：椎弓根內(nèi)完全有螺釘；②良：穿透椎弓根峽部皮質(zhì)的螺釘只是有一部分螺紋，不會(huì)影響到周圍的神經(jīng)和血管；③差：椎弓根峽部皮質(zhì)的螺釘完全露出來(lái)，對(duì)周圍的神經(jīng)和血管的有一定的危害[5]。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，分布資料幾乎都是用中位數(shù)來(lái)代表，正式的計(jì)量資料則用（±s）表示，行t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料（%），采用 χ2檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組準(zhǔn)確率、成功率及優(yōu)良率比較

根據(jù)置入一次性可以成功的概率和置入的準(zhǔn)確精度相對(duì)比來(lái)看，徒手置釘組和輔助置釘組椎弓根螺釘置入精度率分別為84.9%和98.6%，它們能夠置入一次性可以成功的概率分別是81.0%和96.0%；置釘優(yōu)良率分別為85.0%和95.0%，但誤差的影響并不是很大(χ2=0.394、0.646、1.053，P 均P＞0.05)。 見(jiàn)表 1。

表1 兩組準(zhǔn)確率、成功率及優(yōu)良率比較（%）

2.2 完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間及置釘出血量

根據(jù)完成釘?shù)赖臏?zhǔn)備時(shí)間和平均置釘出血量比較來(lái)看，徒手置釘組完成釘?shù)赖臏?zhǔn)備時(shí)間為 (5.76±1.37)min，置釘出血量為(10.07±7.66)mL；輔助置釘組完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間為 (3.95±2.27)min，置釘出血量為(18.33±8.58)mL，(t=9.365、5.628，P＜0.05)。 見(jiàn)表 2。

表2 完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間及置釘出血量（±s）

表2 完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間及置釘出血量（±s）

組別 完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間(min)置釘出血量(mL)徒手置釘組（n=60）輔助置釘組（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 神經(jīng)血管損傷情況

拿這兩組患者的神經(jīng)血管病變來(lái)看，在徒手置釘組當(dāng)中的神經(jīng)損傷有5例，在血管損傷中有7例；輔助置釘組神經(jīng)損傷0例，這是比較好的結(jié)果，其中血管損傷中有1例，從這兩組神經(jīng)和血管損傷程度來(lái)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.378、6.341，P＜0.05)。見(jiàn)表 3。

表3 神經(jīng)血管損傷情況

3 討論

數(shù)字化骨科技術(shù)是21世紀(jì)比較先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)，在未來(lái)的應(yīng)用會(huì)非常的廣泛[6]。在脊柱的外科手術(shù)當(dāng)中、骨關(guān)節(jié)創(chuàng)傷治療當(dāng)中、韌帶重建和修復(fù)中、骨腫瘤切除和重建中、骨關(guān)節(jié)嚴(yán)重變形及其矯正中等骨科各分支領(lǐng)域都會(huì)運(yùn)用到數(shù)字化骨科技術(shù)，導(dǎo)致了未來(lái)骨科手術(shù)會(huì)更加的準(zhǔn)確和專業(yè)[7]。

能夠完整的將人體的骨科大體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在電腦熒屏上也就是骨科數(shù)字化技術(shù)莫屬了，隨著數(shù)字化脊柱模型不斷的發(fā)展起來(lái)，椎弓根置釘導(dǎo)航導(dǎo)板逐漸的應(yīng)用在這方面[8]。隨著患者的病變復(fù)雜化，未來(lái)將對(duì)醫(yī)生手術(shù)的要求會(huì)越來(lái)越高，醫(yī)生要不斷的在計(jì)算機(jī)上去設(shè)想、制定一些模擬手術(shù)方案，并且反復(fù)的修正，做出最佳的手術(shù)設(shè)計(jì)方案[9]。

該研究中，筆者進(jìn)行了一次性置入成功率、置入準(zhǔn)確率相比較，徒手置釘組和輔助置釘組椎弓根螺釘置入精度率分別為84.9%和98.6%，它們能夠置入一次性可以成功的概率分別是81.0%和96.0%；置釘優(yōu)良率分別為85%和95%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.394、0.646、1.053,P均P＞0.05)。徒手置釘組完成釘?shù)罍?zhǔn)備時(shí)間為(5.77±1.36)min，置釘出血量為(10.09±7.68)mL；輔助置釘組為(3.93±2.29)min，(18.32±8.59)mL，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.365、5.628，P＜0.05)。在徒手置釘組當(dāng)中的神經(jīng)損傷有5例，在血管損傷中有7例；輔助置釘組神經(jīng)損傷0例，這是比較好的結(jié)果，其中血管損傷中有1例，兩組神經(jīng)、血管損傷比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.378、6.341，P＜0.05)。 通過(guò)以上數(shù)據(jù)清晰看出，科技的發(fā)展提高了工作效率，數(shù)字骨科技術(shù)效果優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。

在學(xué)者張玉松等[10]探討了三維重建數(shù)字骨科技術(shù)輔助胸腰椎椎弓根螺釘徒手置釘準(zhǔn)確性的應(yīng)用效果，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，觀察組置入成功率、置入準(zhǔn)確率分別為98%、84%均明顯高于對(duì)照組87%、69%，兩組比較,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=6.40，5.39，P＜0.05)，與該研究結(jié)果一致，有力證明了該研究的科學(xué)性。

由此可見(jiàn)，隨著人口老齡化的加劇，以及不健康生活習(xí)慣的普及，我國(guó)骨科疾病形勢(shì)日益嚴(yán)峻。目前，眾多的數(shù)字骨科化工具的應(yīng)用，大大提升了骨科慢病的診治的便捷性，讓治療流程走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

[1]趙文龍,倪斌,郭群峰.后路寰樞椎經(jīng)關(guān)節(jié)螺釘結(jié)合寰椎椎板鉤與寰樞椎椎弓根螺釘固定融合治療寰樞椎脫位的療效比較[J].中國(guó)脊柱脊髓雜志,2017,27(1):10-16.

[2]陳嘉華,鄧燁,蔡智.3D打印導(dǎo)航椎弓根螺釘置入術(shù)治療腰椎滑脫癥[J].實(shí)用骨科雜志,2017,23(12):1062-1065.

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[9]許可,蒲曉鵬,鄭旺.3D打印個(gè)體化椎弓根導(dǎo)板研制及模擬置釘?shù)臏?zhǔn)確性[J].中國(guó)組織工程研究,2017,21(23):3724-3729.

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