計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)在脊柱側(cè)凸手術(shù)中應(yīng)用的初步經(jīng)驗(yàn)

1、計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)在脊柱側(cè)凸手術(shù)中應(yīng)用的初步經(jīng)驗(yàn)         08-06-25 10:56:00     作者：楊立利    編輯：studa20【摘要】  探討計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)在脊柱側(cè)凸手術(shù)中的應(yīng)用價值。方法自2006年2月起將計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于脊柱側(cè)凸外科手術(shù)，進(jìn)行相關(guān)的臨床研究。分別采用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)行椎弓根螺釘植入及傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助X線定位進(jìn)行椎弓根螺釘植入術(shù)，術(shù)后通過CT等影像學(xué)檢查判斷兩組內(nèi)

2、固定術(shù)的植釘準(zhǔn)確性。結(jié)果10例脊柱側(cè)凸病例共植入椎弓根螺釘114枚。其中5例采用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)輔助下行椎弓根螺釘植入手術(shù)，共植入椎弓根螺釘61枚，其中優(yōu)56枚（91.8），良5枚（8.2），無差的螺釘；另5例采用傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線定位進(jìn)行椎弓根螺釘植入術(shù)，共植入椎弓根螺釘53枚，其中優(yōu)30枚（56.6），良12枚（22.6），差11枚（20.8）。結(jié)論應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)行脊柱側(cè)凸椎弓根螺釘植入準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線定位法，計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)能顯著提高脊柱側(cè)凸外科手術(shù)的安全性及矯正效果，對脊柱側(cè)凸手術(shù)具有極高的應(yīng)用價值。 【關(guān)鍵詞】 

3、外科手術(shù) 計(jì)算機(jī)輔助 導(dǎo)航 脊柱側(cè)凸    Abstract：ObjectiveTo assess the accuracies and feasibility of computer assisted navigation technique in scoliosis surgery.MethodIn clinical study,5 cases of scoliosis operations assisted by computer navigation technique（Group 1）and 5 cases of scoliosis operations

4、 assisted by anatomy and Xray fluoroscopy（Group 2）were reviewed.The accuracies of screw placement were evaluated by postoperative CT scan.ResultThere were altogether 114 screws inserted in 10 cases.49 screws inserted with CTbased computer assisted navigation system,91.8% excellent,8.2% good.42 screw

5、s inserted with anatomy and X ray fluoroscopy,57.1% excellent,23.8 % good,19.1% bad.ConclusionCTbased computer assisted navigation system enhances accuracies and further improves the safety of adolescent scoliosis surgery,CTbased navigation method is better than the anatomy and Xray fluoroscopy meth

6、ods.    Key words:surgery,computer assisted;  navigation;  scoliosis    脊柱側(cè)凸是危害患者尤其是青少年的常見病。由于累及胸椎等部位解剖結(jié)構(gòu)變異，周圍有肋骨、肩胛骨遮擋致使術(shù)中C型臂X線機(jī)影像顯示不清，加之胸椎椎弓根周徑較小，這些因素均給椎弓根螺釘植入帶來較大困難，手術(shù)難度和危險(xiǎn)性很高。而椎弓根螺釘?shù)臏?zhǔn)確置入是內(nèi)固定系統(tǒng)發(fā)揮最大固定效率的關(guān)鍵。因術(shù)中椎弓根螺釘植入操作失敗等失誤導(dǎo)致的脊柱側(cè)凸矯治失敗占了近三成，極大損害了患者的利益。計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)

7、導(dǎo)航系統(tǒng)（computer assisted surgery navigation system，CASNS）的出現(xiàn)為上述難題提供了解決之道，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)實(shí)時控制狀態(tài)下脊柱側(cè)凸畸形高危節(jié)段椎弓根螺釘植入，大大提高了置釘?shù)臏?zhǔn)確性和安全性，較之傳統(tǒng)的徒手置釘手術(shù)方法具有明顯優(yōu)勢。作者將計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于脊柱側(cè)凸外科手術(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)輔助下行椎弓根螺釘植入其準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線定位法，顯著提高脊柱側(cè)凸外科手術(shù)的安全性及矯形效果。現(xiàn)將應(yīng)用情況及體會報(bào)告如下。    1  資料與方法   

8、; 1.1  一般資料    2005年8月2007年4月本組收治10例脊柱側(cè)凸病例，采用脊柱后路融合或聯(lián)合前路融合、TSRH3D椎弓根螺釘內(nèi)固定手術(shù)治療。其中5例采用計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)輔助下行椎弓根螺釘植入手術(shù)（CASNS組），男2例，女3例；年齡1359歲，平均34歲；其中3例為特發(fā)性脊柱側(cè)凸，King 型1例，King 型2例，另2例為成人脊柱側(cè)凸，其中1例伴有后凸畸形。共植入椎弓根螺釘61枚。另5例采用傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線透視定位徒手進(jìn)行椎弓根螺釘植入術(shù)（徒手置釘組），男1例，女4例；年齡1316歲，平均14.5歲；其中4例為特發(fā)

9、性脊柱側(cè)凸，King型1例，King型3例，另1例為先天性脊柱側(cè)凸、T11、12半椎體畸形，共植入椎弓根螺釘53枚。平均隨訪14個月。    1.2  手術(shù)方法    圖1計(jì)算機(jī)輔助脊柱導(dǎo)航系統(tǒng)術(shù)中提供可視的脊柱三維立體虛擬圖像來實(shí)時行椎弓根螺釘植入    1.3  比較項(xiàng)目及評價標(biāo)準(zhǔn)    將兩組資料進(jìn)行對比分析。椎弓根螺釘位置驗(yàn)證方法：在椎弓根螺釘置入完成后，術(shù)中用C型臂X線機(jī)作手術(shù)節(jié)段正側(cè)位X線透視攝片以初步了解螺釘位置情況。術(shù)后除常規(guī)X線片檢查外，

10、采用CT薄層平掃+三維重建圖像對椎弓根螺釘進(jìn)行椎弓根層面掃描判斷螺釘?shù)奈恢谩０凑章葆斒欠翊┩缸倒按┩赋潭?，參考Richter分類標(biāo)準(zhǔn)將椎弓根螺釘位置分為3類1：（1）優(yōu)：椎弓根螺釘完全在椎弓根內(nèi)；（2）良：僅有螺釘螺紋穿出椎弓根峽部皮質(zhì)，但不超過螺釘直徑的1/4，對周圍神經(jīng)、血管無危險(xiǎn)；（3）差：螺釘明顯穿出椎弓根峽部皮質(zhì)，超過螺釘直徑的14，有對周圍神經(jīng)、血管造成損傷的危險(xiǎn)。將優(yōu)、良結(jié)果合并進(jìn)行分析。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用卡方檢驗(yàn)對兩組進(jìn)行比較分析（表1）。 表1  兩組椎弓根螺釘植入情況比較    2  結(jié)  果 

11、   將兩組椎弓根螺釘植入位置情況進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，CASNS組共植入椎弓根螺釘61枚，其中優(yōu)56枚（91.8），良5枚（8.2），無差的螺釘，優(yōu)良率為100（圖2）；徒手置釘組共植入椎弓根螺釘53枚，其中優(yōu)30枚（56.6），良12枚（22.6），差11枚（20.8），優(yōu)良率為79.2（圖3）。卡方檢驗(yàn)結(jié)果表明，采用CASNS系統(tǒng)置釘準(zhǔn)確性明顯高于傳統(tǒng)的解剖標(biāo)志辨認(rèn)法輔助術(shù)中X線定位進(jìn)行椎弓根螺釘植入術(shù)，具有明顯優(yōu)勢。    3  討  論    3.1  計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)

12、用于脊柱側(cè)凸手術(shù)的意義    脊柱側(cè)凸是危害青少年的常見病。脊柱側(cè)凸的手術(shù)治療，雖然在近十年來取得很大進(jìn)步，矯正效果越來越好，但畸形矯治中，仍然還存在一些問題和并發(fā)癥。除設(shè)計(jì)理念錯誤外，主要與傳統(tǒng)器械和手術(shù)操作技術(shù)、方法的不完善有關(guān)。術(shù)中手術(shù)醫(yī)生只能根據(jù)病人的術(shù)前資料，憑借個人積累的經(jīng)驗(yàn)、術(shù)中記憶來操作，對脊柱側(cè)凸畸形的嚴(yán)重程度、脊椎解剖結(jié)構(gòu)變異、骨質(zhì)結(jié)構(gòu)異常等情況無法在術(shù)中作到實(shí)時監(jiān)測、精確判斷及量化定位，也就無法精確判斷椎弓根螺釘?shù)葍?nèi)植物植入側(cè)凸脊椎的情況及位置。脊柱側(cè)凸累及的胸椎等高危部位解剖結(jié)構(gòu)多復(fù)雜變異，周圍又有肋骨、肩胛骨遮擋，致使術(shù)中傳統(tǒng)X線影像顯示

13、不清，加之胸椎椎弓根周徑較小，這些因素均給椎弓根螺釘植入帶來較大困難，手術(shù)難度和危險(xiǎn)性很高。脊柱側(cè)凸矯形術(shù)因術(shù)中內(nèi)植物植入操作失敗等失誤導(dǎo)致的矯治失敗占了近三成，極大損害了患者的利益。這就要求脊柱外科醫(yī)生不斷掌握新技術(shù)、新療法，改進(jìn)手術(shù)技術(shù)和手術(shù)器械，提高手術(shù)的安全性和準(zhǔn)確性，盡量減少和挽救病人的損失。    計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)（computer assisted surgery navigation system，CASNS）的出現(xiàn)為上述難題提供了解決之道。CASNS是將經(jīng)典（框架）立體定向技術(shù)、現(xiàn)代影像診斷技術(shù)、微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。國外20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)了將CASNS應(yīng)用于脊柱椎弓根螺釘內(nèi)固定的報(bào)道2，被認(rèn)為是脊柱外科發(fā)展的一個里程碑，對現(xiàn)代脊柱外科醫(yī)學(xué)具有深遠(yuǎn)的影響。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)實(shí)時控制狀態(tài)下的脊柱椎弓根螺釘植入，大大提高了置釘?shù)臏?zhǔn)確性和安全性，尤其是對于側(cè)凸畸形高危的脊柱節(jié)段具有更大的意義。通過導(dǎo)航系統(tǒng)精確定位和三維引導(dǎo)功能，給術(shù)者提供了圖像清晰、多維可視的、無X線輻射的椎弓根螺釘?shù)葍?nèi)植物植入引導(dǎo)環(huán)境，使得椎弓根螺釘植入能按設(shè)想路徑精確置導(dǎo)，極大提高了內(nèi)固定植入的安