韋 武，寧金沛，梁柱德，潘式新，黃巍峰，楊 淵②

(1.廣西醫(yī)科大學附屬埌東醫(yī)院，廣西 南寧 530000；2.梧州市工人醫(yī)院，廣西 梧州 543000；3.梧州市紅十字會醫(yī)院，廣西 梧州 543000)

脊柱后路手術(shù)是治療部分脊柱疾病的有效方法之一，脊柱后路椎弓根螺釘固定融合術(shù)在臨床已經(jīng)廣泛使用。但是由于胸椎和頸椎的椎弓根解剖關(guān)系比較復雜和存在較大的變異性，椎弓根螺釘?shù)闹萌肴源嬖诤艽蟮娘L險，國外有文獻指出徒手置釘?shù)腻e誤可以達到10～40%[1]，所以該技術(shù)在胸椎，特別是頸椎上的應(yīng)用受到一定限制。

近年來數(shù)字醫(yī)學的發(fā)展和推廣，應(yīng)用3D打印技術(shù)進行的導板輔助置釘技術(shù)在臨床中開始應(yīng)用[2-3]，為胸椎、頸椎置釘?shù)膫€體化提供了新的技術(shù)手段，置釘?shù)某晒β视辛撕艽蟮奶岣?、降低了置釘?shù)娘L險，同時減少了手術(shù)的時間[4-6]。筆者對2013年7月至2018年11月采用數(shù)字化設(shè)計，3D技術(shù)導板輔助下胸椎、頸椎個性化置釘?shù)?9例病例進行總結(jié)。

1 資料和方法

1.1 一般資料

本組病例19例，其中男13例，女6例；年齡27～73歲，平均50.5歲。其中胸椎及腰椎病變11例，需要置入胸椎椎弓根螺釘44枚；頸椎病變8例，需要置入椎弓根螺釘20枚，其中高位頸1，2椎弓根螺釘置入3例。所有病例均在術(shù)前進行椎弓根螺釘置入的設(shè)計，進行導板和病椎的打印。

1.2 術(shù)前設(shè)計

術(shù)前患者取仰臥位，采用高速多排螺旋CT，對患者進行螺旋CT薄層掃描(層厚選擇1.0 mm)，將獲得的原始Dicom格式圖像數(shù)據(jù)刻盤后導入Mimic軟件和Geomagic Studio 2013 、Simpleware軟件,進行三維圖像建模、目標椎體的結(jié)構(gòu)分析、進釘點和釘?shù)赖脑O(shè)計，并測量虛擬的釘?shù)篱L度，供手術(shù)時參考。然后應(yīng)用逆向工程技術(shù)設(shè)計與目標椎后方結(jié)構(gòu)相匹配的導航模板。利用國產(chǎn)的激光快速成型打印機，將目標椎模型和導板同時打印出來 (模型和導板材料為聚乳酸)。將打印后的模板與目標椎模型進行體外匹配，觀察釘?shù)缹Ш降臏蚀_性，確認經(jīng)過導航孔置釘不會損傷椎動脈和脊髓。然后將其包裝消毒，供手術(shù)中使用。

設(shè)計導航模板過程中，依據(jù)病例的特點，椎板的結(jié)構(gòu)、椎弓根大小分別設(shè)計不同的導板。如：①單邊局限型導航模板。②雙側(cè)單邊單個導航模板。③胸椎雙側(cè)雙邊導航模板。④頸7椎弓根雙側(cè)雙邊單個導航模板。⑤頸2椎板螺釘交叉導航模板等。

1.3 手術(shù)方法

患者取俯臥位，取后正中切口顯露目標椎后方棘突和椎板等結(jié)構(gòu)。手術(shù)過程中需要將安放導板的椎板上的軟組織剝離干凈，獲得一個完全清晰的骨面可以和導板相匹配。將消毒好的導板與目標椎后方結(jié)構(gòu)進行貼合，確認選取的幾個解剖點相匹配后開始通過導板進行克氏針穿刺。先用克氏針在骨面敲出進釘定位點，取出導板和克氏針，磨鉆去除進釘點的骨皮質(zhì)。然后再安放導板，在導板的導引下使用電鉆鉆孔，注意保持鉆頭的穩(wěn)定性，當進入約10 mm后，改用手鉆鉆孔，建立目標椎的釘?shù)?。用探子探查釘?shù)罒o誤后，按術(shù)前設(shè)計測量的數(shù)據(jù)，選擇合適的螺釘分別置入。置釘完成后繼續(xù)進行余下的減壓手術(shù)，最后安放連接棒，完成手術(shù)。

1.4 典型病例

陳某，男，31歲，因為車禍導致頸部疼痛、活動受限2 d入院。術(shù)前診斷：①C1后弓骨折。②C2齒狀突骨折?；颊哌M行術(shù)前椎弓根螺釘釘?shù)滥M，導板的設(shè)計并打印。術(shù)中通過導板的釘?shù)肋M行置釘。術(shù)后復查CT，螺釘完全位于椎弓根內(nèi)，沒有神經(jīng)損傷的表現(xiàn)。詳見圖1～4。

圖1 患者術(shù)前X光片及設(shè)計出來的導板

圖2 術(shù)中使用導板進行鉆孔

圖3 術(shù)后X光片可見螺釘位置良好

圖4 患者術(shù)后CT可見螺釘完全位于椎弓根內(nèi)無神經(jīng)損傷的表現(xiàn)

2 結(jié)果

實施19例共64枚螺釘固定，術(shù)后CT釘?shù)罀呙杞Y(jié)果顯示62枚完全在椎弓根內(nèi)，2枚由于椎體變異，本身椎弓根比較小穿破椎弓根外壁，穿出距離均小于2 mm，椎弓根穿破率為3.2%，植釘準確率為96.8%，螺釘位置可接受率為100%。無1例出現(xiàn)螺釘植入有關(guān)的神經(jīng)、血管損傷等并發(fā)癥。

3 討論

后路椎弓根螺釘技術(shù)可以提供堅強的內(nèi)固定穩(wěn)定，在臨床上廣泛應(yīng)用。但是胸椎及頸椎椎弓根周徑相對細小，特別是上胸椎和頸1、2，加之毗鄰脊髓、重要的動脈等結(jié)構(gòu)，解剖結(jié)構(gòu)變異多，容易造成椎弓根螺釘植入困難和產(chǎn)生大的風險[7]，在臨床上應(yīng)用受到了一定的限制。目前臨床多采用徒手置釘方法來完成椎弓根螺釘?shù)闹萌?，主觀性較強,需要術(shù)者有豐富的經(jīng)驗，術(shù)中反復透視，手術(shù)時間長，同時置釘?shù)臏蚀_率較低。也有部分大醫(yī)院采用計算機導航置釘，但計算機平臺存在明顯缺陷，例如平臺價格非常昂貴，難以普及，操作復雜難以掌握，術(shù)中需要精確定位等。徒手置釘和計算機導航置釘?shù)娜毕荻际沟?D打印的優(yōu)勢愈發(fā)明顯[8]。國外有研究報道，3D打印導航模板法置釘?shù)臏蚀_率為81%～92%， 稍低于CT計算機輔助導航置釘?shù)?9%～100%[9]。而部分學者使用3D打印導板置釘，準確率均達到90%～100%[10-13]。本組病例的置釘準確率達到了96.8%，滿意率100%。

數(shù)字化3D打印技術(shù)在胸椎及頸椎椎弓根個體化置釘中的應(yīng)用體會：①可以極大地簡化手術(shù)操作、降低手術(shù)難度，術(shù)中透視次數(shù)少進而縮短手術(shù)時間。②對于存在解剖畸形或變異以及術(shù)中解剖標志點位置不清、螺釘置入困難者，導航模板也不受影響。③導板的合理設(shè)計，在模型重建過程中，切勿人為更改模型的邊界，尤其是重要解剖參照邊界。設(shè)計的導板需要達到安放后穩(wěn)定，服帖，不輕易移位。導板打印后要進行導板和病椎的配對模擬穿刺，了解穿刺是否理想。④術(shù)中用電刀將黏附在椎板的軟組織盡量清理干凈，獲得最佳的骨面進行貼附，導板和椎板應(yīng)該盡可能緊密，減少導板和椎板間的縫隙，否則會使得進針角度有偏移，導致置釘不準。⑤術(shù)前設(shè)計發(fā)現(xiàn)有過小的椎弓根時，應(yīng)及時更改為其他固定方式。⑥在使用導板時要先用克氏針定位，再用磨鉆先突破一層皮質(zhì)骨，然后開孔時盡量使用電鉆鉆孔，當進入約10 mm后，改用手鉆根據(jù)手感鉆入，開孔后常規(guī)探查，探查發(fā)現(xiàn)完全位于骨性通道后再擰入螺釘。

3D打印技術(shù)優(yōu)勢明顯，也有其一定的局限性，操作人員需要一定的學習曲線，3D打印設(shè)備價格仍然較貴，而且患者需要承擔一定的額外費用，不利于基層醫(yī)院推廣；由于數(shù)據(jù)提取及導板制作需要一定的時間，對于某些脊柱急診手術(shù)患者并不適合。但是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)在臨床上的普及一定會越來越廣泛。