3D打印个体化椎弓根导板的研制及其体外模拟置钉准确性分析

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:gdw2009
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目的:椎弓根置钉技术是脊柱外科医师必须熟练掌握的一项技能,对于熟练的脊柱外科医生而言,其螺钉置入不良发生率仍大于10%,且徒手置钉技术存在较长的学习曲线;椎弓根螺钉误置会造成神经、内脏、血管等并发症,虽然发生率较低,但后果严重,此外,螺钉位置偏差使螺钉把持力减弱,可能造成一些远期并发症。本研究将设计3D打印的个体化椎弓根导板辅助置钉,降低置钉难度,提高置钉准确性,并于体外模拟置钉,探讨其在腰椎椎体椎弓根置钉术中的可行性,为下一步进行临床应用及深入研究提供实践经验。  方法:传统椎弓根置钉依靠术者经验以及影像学资料进行,受各方面因素影响术者主观判断,置钉变数相对较大,置钉难度较高,螺钉误置率居高不下,本研究使用3D打印技术,术前规划设计个体化的椎弓根螺钉导板,不再依靠术者主观判断,而是依靠导板客观进行,消除置钉学习曲线,使得置钉过程轻松快捷,理论置钉准确率可达100%。本研究即是对该辅助置钉方法的探索验证,具体过程分以下两部分。  1.选取河北省人民医院2016年4月收治的1例腰椎退行性病变(腰椎管狭窄症)患者的腰椎薄层 CT扫描数据,三维重建该患者的腰1、腰3及腰5三个椎体。以该患者腰椎 CT数据为基础,先行预实验:按照术中置钉原则计算机设计钉道进钉位置、进钉方向,反复验证及调整,设计出“最佳”导板模型。  2.选取河北省人民医院2016年5月至2016年7月收治的10例腰椎退行性病变(腰椎管狭窄症)患者,收集该患者的腰椎薄层 CT扫描数据,三维重建每位患者的腰1、腰3及腰5三个椎体。根据预实验设计出“最佳”导板模型,规划置钉方向即进钉位置及进钉角度,制作每位患者腰1、腰3及腰5椎体及其个体化椎弓根导板,然后体外模拟置钉,并电锯剖开验证置钉效果。  结果:  1.滑动及变形等不良情况发生,置钉操作方便;  2.实验中共应用椎弓根导板30个,置钉60枚,模拟置钉过程顺利,导板贴服良好,无一例椎弓根螺钉穿破椎弓根皮质,螺钉位置均为Ⅰ级,位置准确可靠,置钉效果良好;  3.实验中模拟置钉前后左侧椎弓根进钉方向在水平面角度变化比较的检验统计量 Z值为-1.604,右侧 Z值为-1.381,左侧 P=0.109>0.05,右侧P=0.167>0.05,模拟置钉前后左侧椎弓根进钉方向在矢状面角度变化比较的检验统计量 Z值为-0.568,右侧 Z值为-0.510,左侧 P=0.570>0.05,右侧 P=0.610>0.05,按所取的检验水准α=0.05(双侧),左右侧椎弓根进钉方向在水平面角度变化和矢状面角度变化的差异均无统计学意义。  结论:  1.本实验设计出的椎弓根导板简洁、美观,贴服良好,置钉操作方便,置钉效果良好。  2.本实验研制的椎弓根导板置钉准确,螺钉均完全位于椎弓根皮质内,模拟置钉前后进钉方向变化没有统计学上的差异,证实了3D打印个体化椎弓根导板的置钉初步可行,但尚需进一步临床验证。
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