韋武，楊淵，寧金沛，梁柱德，何恩謀，潘式新，黃巍峰，謝琦

(1.廣西醫(yī)科大學(xué)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)

近年來，椎弓根螺釘固定技術(shù)發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥、腰椎滑脫等多種腰椎疾病[1]。雖然目前多數(shù)脊柱外科醫(yī)師熟練掌握椎弓根螺釘置入技術(shù)，但因椎弓根解剖結(jié)構(gòu)的多樣性和神經(jīng)根血管損傷、椎弓根損傷等潛在并發(fā)癥，精確置釘和減少并發(fā)癥仍然是脊柱外科醫(yī)師面臨的挑戰(zhàn)[2]。3D打印已經(jīng)廣泛用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究顯示，將3D打印制作的脊柱手術(shù)導(dǎo)板用于頸、胸椎椎體手術(shù)中，術(shù)前可以估算螺釘?shù)闹睆胶烷L度，并在個性化設(shè)計3D打印導(dǎo)板的輔助下進(jìn)行置釘，可縮短手術(shù)時間，提高螺釘置入的準(zhǔn)確性，減少并發(fā)癥[3-4]。本研究將3D打印技術(shù)應(yīng)用于后路腰椎椎弓根螺釘固定導(dǎo)航模板的制作中，探討其應(yīng)用價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016年9月～2018年11月在本院接受后路腰椎椎弓根螺釘固定術(shù)的患者作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①保守治療無效且有手術(shù)指征的腰椎間盤突出證、腰椎管狹窄癥、腰椎滑脫癥等患者；②全身體質(zhì)較好，無嚴(yán)重臟器病變，可耐受手術(shù)，積極配合治療；③無明顯骨質(zhì)疏松；④腰椎無明顯畸形，椎板發(fā)育良好；⑤患者對研究知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并嚴(yán)重心、肝、腎、肺等重要臟器疾病或凝血機(jī)制障礙者；②嚴(yán)重髖膝關(guān)節(jié)病變或偏癱、小兒麻痹等疾病導(dǎo)致下肢功能障礙者；③嚴(yán)重精神疾病，不能正確理解研究內(nèi)容者。共納入患者58例，根據(jù)治療方法分為傳統(tǒng)組和3D組各29例。傳統(tǒng)組29例，其中男13例，女16例；年齡34～69歲，平均(54.28±10.29)歲；體質(zhì)量指數(shù)18.2～29.3 kg/m2，平均(23.28±3.97)kg/m2；疾病類型：腰椎間盤突出癥15例，腰椎管狹窄癥9例，腰椎滑脫5例。3D組29例，其中男11例，女18例；年齡35～71歲，平均(55.03±11.47)歲；體質(zhì)量指數(shù)17.9～29.0 kg/m2，平均(23.51±3.85)kg/m2；疾病類型：腰椎間盤突出癥14例，腰椎管狹窄癥11例，腰椎滑脫4例。兩組患者性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、疾病類型等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，有可比性。

1.2 研究方法

所有患者均接受影像學(xué)檢查，如腰椎后前位/側(cè)位片、屈伸X線片、腰椎MRI和腰椎CT以明確診斷。3D組采用1 mm層厚腰椎CT三維重建，使用MEDCAD建立手術(shù)椎體模型上的虛擬螺旋路徑，使路徑平行于椎弓根的長軸，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)重建與椎體相對應(yīng)的3D椎弓根螺釘導(dǎo)板，在相應(yīng)椎弓根螺釘導(dǎo)板的幫助下建立椎弓根釘路徑，并用同樣方法處理另一側(cè)，使用德國EOS公司的P1003D打印機(jī)，打印材料為聚酰PA220。兩組患者均由同一組醫(yī)師完成手術(shù)，切開腰背部皮膚和筋膜，剝離椎旁肌，充分顯露脊柱后部的棘突、椎板、關(guān)節(jié)突等骨結(jié)構(gòu)，充分暴露后，將3D打印導(dǎo)板緊貼手術(shù)節(jié)段腰椎椎板上緣，將克氏針插入導(dǎo)板上的針孔內(nèi)，獲得放置角度。通過3D打印導(dǎo)板確定插入點，電刀標(biāo)記，打開椎體切口，先將導(dǎo)板稍微往一側(cè)移動，參照克氏針對側(cè)方向完成螺釘路徑的準(zhǔn)備，然后置入椎弓根螺釘。另一側(cè)的椎弓根螺釘以同樣方式插入。通過術(shù)中C型臂透視確定放置螺釘?shù)慕嵌取⑽恢煤统潭?。若椎弓根螺釘位置錯誤，則調(diào)整螺釘路徑和角度以重復(fù)放置螺釘。傳統(tǒng)組則采用傳統(tǒng)X線輔助后路腰椎椎弓根螺釘內(nèi)固定。

1.3 觀察指標(biāo)

觀察兩組患者術(shù)中出血量、置釘時間、平均X線透視次數(shù)、置釘準(zhǔn)確性。采用Richter法對置入的準(zhǔn)確性進(jìn)行評價：①優(yōu)良：螺釘完全位于椎弓根內(nèi)；②良好：只有螺紋穿過椎弓根峽部皮質(zhì)(小于螺釘直徑的1/4)，對周圍神經(jīng)和血管無危害；③不良：螺釘明顯穿透椎弓根峽部皮質(zhì)(大于螺釘直徑的1/4)，損傷周圍神經(jīng)血管。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

傳統(tǒng)組置入椎弓根螺釘128枚，3D組置入124枚。3D組患者均未出現(xiàn)明顯神經(jīng)、血管、內(nèi)臟并發(fā)癥；傳統(tǒng)組4例置入準(zhǔn)確性不良，其中3例出現(xiàn)神經(jīng)損傷，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

3D組患者術(shù)中出血量、單枚螺釘置入時間和透視次數(shù)均顯著少于傳統(tǒng)組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。3D組螺釘置入的優(yōu)良率高于傳統(tǒng)組，但無沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表1 兩組術(shù)中指標(biāo)相比較

表2 兩組患者螺釘置入準(zhǔn)確性相比較[例(%)]

3 討論

隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，3D打印技術(shù)在脊柱疾病中的應(yīng)用日益廣泛[5]。在脊柱手術(shù)中，通過CT掃描圖像，利用計算機(jī)軟件重建目標(biāo)椎體，設(shè)計相應(yīng)的模板、棘突等骨結(jié)構(gòu)的母體模型，椎體母模打印好后，外科醫(yī)師可在直接觀察下進(jìn)行螺釘置入手術(shù)[6]。研究顯示，根據(jù)CT掃描圖像建立螺釘定位的個性化導(dǎo)向板，可提高脊柱椎板的內(nèi)螺紋固定放置精度[7]。Yang等[8]在Lenke Ⅰ型青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸手術(shù)中應(yīng)用3D打印技術(shù)制作椎體模型，結(jié)果顯示，3D打印雖然可縮短手術(shù)時間、降低術(shù)中出血量，但置釘準(zhǔn)確性沒有明顯提高。

由于腰椎椎弓根螺釘固定的學(xué)習(xí)曲線長、手術(shù)風(fēng)險高，部分研究報道了計算機(jī)輔助固定的應(yīng)用。Steinmann等于上世紀(jì)90年代在脊柱外科首先采用計算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，提高了椎弓根釘置入的準(zhǔn)確性，但計算機(jī)輔助手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)價格高、操作系統(tǒng)復(fù)雜，操作成本高，不利于在基層醫(yī)院推廣應(yīng)用[9]。Ruatti等[10]采用CT導(dǎo)航，但只能確定切入點，不能確定植入角度。Kraus等[11]通過CT掃描獲取患者數(shù)據(jù)，并用快速成型技術(shù)打印輔助置釘，但導(dǎo)板僅附著在腰椎椎弓根一側(cè)，容易移位，尤其是在椎體畸形導(dǎo)致骨標(biāo)志物丟失時，導(dǎo)板難以準(zhǔn)確定位。3D打印技術(shù)則具有操作簡便快捷、成本低廉等優(yōu)點，具有明顯的優(yōu)勢[12]。本研究3D打印輔助導(dǎo)板系附于腰椎椎弓根兩側(cè)，易找到標(biāo)志物，且接觸面積較大，可同時放置于兩側(cè)，螺釘不易移動。本研究結(jié)果顯示，3D組平均放置時間、出血量、平均螺釘置入的透視次數(shù)均少于傳統(tǒng)組，結(jié)果表明，3D打印術(shù)中應(yīng)用方便，可縮短手術(shù)時間，減少出血量。與傳統(tǒng)治療組相比較，可減少透視次數(shù)，并可間接提高放置的成功率，減少X線暴露?？紤]到第二次穿刺會損傷骨結(jié)構(gòu)，第一次穿刺留下的假通道會干擾第二次穿刺，使第二次穿刺困難，降低螺釘?shù)奈粘郑虼耍?D打印導(dǎo)板增加穿刺成功率具有較高的臨床價值。

既往腰椎內(nèi)固定手術(shù)中，術(shù)者完全依賴于椎板解剖標(biāo)志的位置，螺釘置入的準(zhǔn)確性很大程度上受到術(shù)者經(jīng)驗等主觀因素的影響[13]。3D打印技術(shù)將手術(shù)從經(jīng)驗轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字、精確和個性化的方法，有利于縮短脊柱手術(shù)和手術(shù)風(fēng)險的學(xué)習(xí)曲線[14]。3D打印技術(shù)在腰椎內(nèi)固定術(shù)中應(yīng)用的關(guān)鍵是導(dǎo)向板的制作，需要以高速薄層CT獲得的骨數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，盡可能精確地制作出母體模型，與椎體完美匹配，術(shù)中根據(jù)導(dǎo)向板置入椎弓根螺釘，可降低螺釘路徑偏離和穿透椎板皮質(zhì)的風(fēng)險[15]。本研究中，3D組患者螺釘置入準(zhǔn)確度高于傳統(tǒng)組，但兩組優(yōu)良率無明顯差異，其原因可能是對于沒有解剖異常的手術(shù)患者，傳統(tǒng)組根據(jù)醫(yī)師經(jīng)驗可滿足放置的準(zhǔn)確率，因此使用3D打印導(dǎo)板未明顯提高置入準(zhǔn)確率。

綜上所述，本研究結(jié)果顯示，3D打印導(dǎo)板可縮短手術(shù)時間，減少出血量，減少透視次數(shù)，但不能顯著提高螺釘置入的準(zhǔn)確率。