利用三維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳入點的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用三維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，步驟為：先確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面，再確定椎弓根螺釘置入的最佳安全通道，最后確定椎弓根螺釘置入的最佳入點，利用本方法定位入點，不需要接觸X射線，減少創(chuàng)傷，節(jié)省手術(shù)時間，無論病人椎體的椎弓根與關(guān)節(jié)突是否變異、或多大變異，其一次性置入椎弓根螺釘?shù)臏蚀_率高、成功率高。
【專利說明】利用H維建模尋找置入椎弓根螺巧最佳入點的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及脊柱外科領(lǐng)域，特別涉及一種利用H維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳 入點的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 脊柱的多種疾病與骨折，在手術(shù)時需要利用椎弓根螺釘來重建脊柱的穩(wěn)定性，椎 弓根螺釘在脊柱外科的應用正在普及，其常用置入方法有解剖標志定位后徒手置入法、C臂 透視法等，該些方法各有優(yōu)缺點，有些產(chǎn)生嚴重的并發(fā)癥，如脊髓神經(jīng)損傷引起下肢與大小 便功能障礙、大血管損傷危及病人的生命、X線損害的癌癥發(fā)生等，如何提高椎弓根螺釘置 入的準確性與一次性置入的成功率、一直是脊柱外科界追求的目標。
[0003] 徒手置入法是目前的最常用方法，它是利用關(guān)節(jié)突解剖標記作為入點，入點定位 錯誤是導致椎弓根螺釘置入失敗的首要因素與最常見因素，后續(xù)并發(fā)癥的發(fā)生有些是該個 錯誤的延續(xù)和必然結(jié)果，前后有因果關(guān)系，而通常入點確定方法是如下4種： Roy-camille法；橫跨兩側(cè)橫突的水平線與連接上下小關(guān)節(jié)突中央垂直線交點下Imm 處； Weinstein法；二分兩橫突的水平線與連接椎體上關(guān)節(jié)突的外側(cè)緣與垂直線的交點； Mager法；上關(guān)節(jié)突外緣垂線與橫突水平線的交點； Louis法：水平線上經(jīng)上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面下緣上方Irnm,垂直線為關(guān)節(jié)間隙呈矢狀則經(jīng)關(guān) 節(jié)間隙最外緣，如呈額狀，則取關(guān)節(jié)突外H分之一。
[0004] 在W上方法定位入點后徒手置入螺釘，主要靠手感加C臂透視。人體椎體上各解 剖結(jié)構(gòu)常因先天或后天因素導致變異，最常見的變異有： 1、關(guān)節(jié)突的變異：在椎弓根螺釘入點部位所在的上關(guān)節(jié)突與副突，常常發(fā)生增生、月己 大、內(nèi)聚，導致正常形態(tài)消失、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙消失，徒手置入法時無法尋找到正常的解剖 標志，就不能一次性或準確找到入點，往往要擴大顯露橫突，W橫突作對比來判定入點，在 增加創(chuàng)傷與手術(shù)時間的同時，仍有較高的失敗率。
[0005] 2、椎弓根也常有多種變異，如椎弓根直徑變小甚至髓腔消失，椎弓根在軸面上內(nèi) 傾角可變大或變小、在冠狀面上向頭側(cè)的內(nèi)聚角可變大(兩側(cè)椎弓根呈八字）或縮小(兩側(cè) 椎弓根平行)，椎弓根的形態(tài)在冠狀面上并非都是楠圓，也有呈上小下大的水滴狀、上大下 小的感嘆號狀、上下相同的I字狀、圓形等，該些椎弓根與入點變異，常導致反復尋找入點、 多次穿刺、把椎弓根釘?shù)来┢?，螺釘把持力下降、并可能產(chǎn)生脊髓神經(jīng)與血管損傷的嚴重并 發(fā)癥，甚至危及病人生命。
[0006] 由于采用解剖標志定位后徒手置入法，常因椎弓根本身的變異、關(guān)節(jié)突的變異而 失敗，因此只有利用C臂X線透視引導下進行椎弓根的置入，W便提高其準確性，其缺點是 醫(yī)患雙方都將受到X射線對人體的損害，特別是醫(yī)務人員長期受X線的損害可致各種癌癥 發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種利用H維建模尋找置入椎弓 根螺釘最佳入點的方法，利用本方法定位入點，不需要接觸X射線，減少醫(yī)患雙方受到的X 射線對人體的損害，減少創(chuàng)傷，節(jié)省手術(shù)時間，無論病人椎體的椎弓根與關(guān)節(jié)突是否變異、 或多大變異，其一次性置入椎弓根螺釘?shù)臏蚀_率高、成功率高。
[0008] 本發(fā)明的目的是該樣實現(xiàn)的：一種利用H維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳入點的 方法，包括如下步驟： 1) 選取椎體dicom數(shù)據(jù)在H維重建軟件中建立椎體H維模型； 2) 確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面：在H維重建軟件中選取分割工具，根據(jù)最佳 通道平面標準確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面，W確定的最佳通道平面為分割面將椎 體分割成上下兩部分，最佳通道平面標準為該平面位于椎體上、中1/3交界處，并與椎體上 下終板平行； 3) 確定椎弓根螺釘置入的最佳安全通道：在H維重建軟件中隱藏椎體的上部分， 顯露出椎體的最佳通道平面，選取CAD的圓柱工具，在椎體的最佳通道平面上設置左、 右兩根圓柱，兩根圓柱分別位于椎體的兩個椎弓根最狹窄處，對該兩根圓柱調(diào)整如下： ①首先調(diào)整圓柱直徑：使圓柱的圓周壁分別與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮 質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸，此時獲得的圓柱直徑為手術(shù)時置入椎弓根螺釘?shù)淖畲笾睆?；③其次調(diào)整 圓柱長度：使圓柱前端達到椎體骨質(zhì)內(nèi)的75-80%，圓柱后端與關(guān)節(jié)突骨質(zhì)接觸，圓柱前、后 兩端之間的距離為手術(shù)時置入椎弓根螺釘?shù)淖畲箝L度；⑤調(diào)整圓柱與椎體經(jīng)棘突的正中矢 狀面的成角關(guān)系：W圓柱全長都在骨質(zhì)內(nèi)為前提，使圓柱與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外 側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸，此時獲得的圓柱與經(jīng)棘突的正中矢狀面最大內(nèi)傾角為最佳 內(nèi)傾成角關(guān)系；④調(diào)整圓柱與棘突的上下位置關(guān)系：使圓柱與上下終板平行，此時經(jīng)過左 右圓柱軸也線的平面，即為步驟2)確定的最佳通道平面，根據(jù)該個平面與棘突的交叉處判 斷椎弓根螺釘?shù)念^傾程度；經(jīng)上述步驟的調(diào)整，圓柱所在位置即為手術(shù)時椎弓根螺釘置入 的最佳安全通道； 4) 確定椎弓根螺釘置入的最佳入點；找到椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸也線， 該軸也線與椎體左、右上關(guān)節(jié)突皮質(zhì)相交點即為椎弓根螺釘置入的最佳入點。
[0009] 步驟4)中找椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸也線的方法為：在H維重建軟 件中對左、右兩根圓柱進行原位復制，并改變?yōu)槠渌伾珮擞洠褟椭坪蟮膬筛鶊A柱直徑修 改為Imm直徑的圓柱，即為椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸也線，此時，Imm直徑的圓 柱與其外的最佳安全通道是兩個同也的圓柱。
[0010] 步驟4)中通過對椎體進行虛擬透視，觀察兩根圓柱及圓柱的軸也線是否在左右的 椎弓根影內(nèi)，并有一定的內(nèi)傾；是否與上下終板平行。
[0011] 對椎體進行CT掃描，獲得其dicom數(shù)據(jù)，將其dicom數(shù)據(jù)導入H維重建軟件中進 行H維模型重建。
[001引 CT掃描參數(shù)為南描層厚為0. 75-1. 5mm，電壓120kV，獲取dicom數(shù)據(jù)。
[0013] 椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的直徑大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)?直徑，椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的長度大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)拈L 度。
[0014] 采用了上述方案，使本發(fā)明具有W下優(yōu)點： 1)本發(fā)明通過在電腦上建立椎體H維模型，在椎體H維模型上先找到最佳通道平面， 在最佳通道平面上找到椎弓根螺釘置入的最佳安全通道W及最佳入點，最佳安全通道W及 最佳入點是通過研究每個病人的椎弓根與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)進行設置，無論病人椎體的椎弓根與 關(guān)節(jié)突是否變異、或多大變異，其一次性置入椎弓根螺釘?shù)臏蚀_率高、成功率高。
[0015] 2)只要手術(shù)時從最佳入點置入椎弓根螺釘，使置入的椎弓根螺釘始終在最佳安全 通道內(nèi)，就可W避免椎弓根內(nèi)外壁被穿破、降低把持力發(fā)生；避免穿破椎弓根外壁后損傷節(jié) 段血管或大血管、甚至危及病人生命的發(fā)生；避免穿破椎弓根內(nèi)壁后產(chǎn)生脊髓神經(jīng)。
[0016] 3)術(shù)中無需顯露橫突，僅少許顯露上關(guān)節(jié)突外側(cè)，大大縮短手術(shù)時間，減少創(chuàng)傷與 出血，不需要輸血而減少手術(shù)費用。
[0017] 4)因為通過本方法無論病人椎體的椎弓根與關(guān)節(jié)突是否變異、或多大變異，都能 夠準確找到椎弓根螺釘置入的最佳入點，不再需要多次借助C臂透視，醫(yī)患不用接觸X射 線，避免增加致癌的機會。
[0018] 5)采用本方法定位入點，具有簡單易學，不需要較長的學習曲線，不需要昂貴的設 備和特殊的操作器械。
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的H維建模圖； 圖2為本發(fā)明的分割釘?shù)赖姆指蠲娴恼晥D； 圖3為圖2的右視圖； 圖4為圖2的左視圖； 圖5為本發(fā)明的分割釘?shù)赖姆指罹€的示意圖； 圖6為本發(fā)明的椎體上下兩部分不同顏色顯示的示意圖； 圖7為本發(fā)明的椎體下部分示意圖； 圖8為本發(fā)明的椎體最佳通道平面的左視圖； 圖9為本發(fā)明的最佳通道平面上設置最佳安全通道的示意圖； 圖10為本發(fā)明的最佳通道平面上設置最佳安全通道與軸也線的示意圖； 圖11為本發(fā)明的最佳通道平面上設置最佳安全通道的軸也線的示意圖； 圖12為本發(fā)明在完整椎體上只顯示最佳安全通道的示意圖； 圖13為圖12的透視圖； 圖14為本發(fā)明在完整椎體上同時顯示最佳安全通道與軸也線的主視圖； 圖15為圖14的透視圖； 圖16為本發(fā)明在完整椎體上同時顯示最佳安全通道與軸也線的右視圖； 圖17為圖16的透視圖； 圖18為本發(fā)明在透視下完整椎體上只顯示最佳安全通道的軸也線的主視圖； 圖19為圖18的右視圖； 圖20為本發(fā)明的最佳入點的示意圖； 圖21為本發(fā)明的定位入點方法與現(xiàn)有的定位入點方法的對比圖； 圖22為圖21的透視圖； 圖23為采用本發(fā)明的定位入點方法與現(xiàn)有的定位入點方法置入螺釘?shù)哪M示意圖； 圖24為圖23的透視圖； 圖25、26、27顯示采用Weinstein法、Mager法置入螺釘后釘子穿破了椎弓根內(nèi)壁的示 意圖； 圖28顯示采用Roy-Camille法置入螺釘后釘子穿破了椎弓根內(nèi)壁的示意圖； 圖29為圖28的透視圖； 圖30為整個脊柱的示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明： 一種利用H維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，包括如下步驟： 1)參見圖1，選取脊柱dicom數(shù)據(jù)在H維重建軟件中建立椎體H維模型：對患者病變 節(jié)段脊柱進行標準體位的CT掃描，掃描參數(shù)；掃描層厚為0.75-1. 5mm，電壓120kV，獲取 dicom數(shù)據(jù)。打開mimicslO-17版本軟件，導入獲取的dicom數(shù)據(jù)，選擇一定范圍內(nèi)的閥值 (最低閥值為能顯示椎弓根內(nèi)外側(cè)皮質(zhì)緣，最高閥值取自動導入數(shù)據(jù)后最高值)，選擇軟件 默認的最佳質(zhì)量進行H維重建，得到脊柱H維模型。
[0022] 2)確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面：在H維重建軟件中選取分割工具，參見 圖2-4,并上下左右調(diào)整分割面，旋轉(zhuǎn)脊柱椎體，根據(jù)最佳通道平面標準確定椎弓根螺釘置 入的最佳通道平面，W確定的最佳通道平面為分割面將椎體分割成上下兩部分，最佳通道 平面標準為該平面位于椎體上、中1/3交界處，并與椎體上下終板平行。
[0023] 3)確定椎弓根螺釘置入的最佳安全通道；參見圖5,隱藏分割平面，觀察分割線， 參見圖6,本發(fā)明的把椎體分割成上下兩部分用不同顏色顯示，參見圖7,在H維重建軟件 中隱藏椎體的上部分，顯露出椎體的最佳通道平面，參見圖8,調(diào)整顯示最佳通道平面，參見 圖9,選取CAD的圓柱工具，在椎體的最佳通道平面上設置左、右兩根圓柱，兩根圓柱分別位 于椎體的兩個椎弓根最狹窄處，對該兩根圓柱調(diào)整如下；①首先調(diào)整圓柱直徑：使圓柱的 圓周壁分別與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸，此時獲得的直 徑，即為椎弓根螺釘?shù)闹睆?。⑤其次調(diào)整圓柱長度：使圓柱前端達到椎體骨質(zhì)內(nèi)的75-80%， 圓柱后端與關(guān)節(jié)突骨質(zhì)接觸，兩個之間的距離即為椎弓根螺釘?shù)拈L度。⑤調(diào)整圓柱與椎體 經(jīng)棘突的正中矢狀面的成角關(guān)系；為了保證圓柱全長都在骨質(zhì)內(nèi)為前提，使圓柱與椎弓根 最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸，此時獲得的圓柱與經(jīng)棘突的正中矢 狀面最大內(nèi)傾角為最佳內(nèi)傾成角關(guān)系，確定了手術(shù)時椎弓根螺釘置入的內(nèi)傾角。雷調(diào)整圓 柱與棘突的上下位置關(guān)系；使左右圓柱軸也線均位于步驟2)確定的最佳通道平面上，且使 圓柱與上下終板平行，根據(jù)該個平面與棘突的交叉處判斷椎弓根螺釘?shù)念^傾程度。參見圖 30,虛線代表最佳通道平面，該平面與腰5椎體上終板是平行的，但就整個脊柱而言，該個 平面是向頭側(cè)傾斜的，所W，它必須要與上位腰椎即腰4椎體的棘突相交，將腰4椎體的棘 突分割成上下兩半部分，該就是向頭側(cè)傾斜的角度a，該個角度可W在術(shù)中直接根據(jù)最佳 通道平面與棘突相交處進行判斷。需指出的是：圖中左側(cè)為脊柱的尾側(cè)，右側(cè)為脊柱的頭 側(cè)。
[0024] 經(jīng)上述步驟的調(diào)整，圓柱所在位置即為椎弓根螺釘置入的最佳安全通道； 該圓柱在最佳椎弓根通道內(nèi)的判斷標準為： 圓柱直徑的確定為圓柱剛好與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣 接觸為限。
[0025] 圓柱長度的確定為其前端達到椎體骨質(zhì)內(nèi)的75-80%、后方與關(guān)節(jié)突骨質(zhì)接觸為 限。
[0026] 圓柱向內(nèi)的傾角（與經(jīng)棘突的正中矢狀面的成角）確定為螺釘剛好與椎弓根最狹 窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸為限。
[0027] 圓柱向頭尾側(cè)的傾角（實際上是最佳通道平面時其平面與棘突相交處為準）確定 為與上下終板平行為限。
[0028] 上述各項的確定，是在軟件中通過反復調(diào)整模擬椎弓根螺釘在上、下、左、右、內(nèi)、 外傾并旋轉(zhuǎn)椎體來現(xiàn)實的。
[0029] 椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的直徑大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)?直徑，椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的長度大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)拈L 度，只要手術(shù)時從最佳入點置入椎弓根螺釘，使置入的椎弓根螺釘始終在最佳安全通道內(nèi)， 就可W避免椎弓根內(nèi)外壁被穿破、降低把持力發(fā)生；避免穿破椎弓根外壁后損傷節(jié)段血管 或大血管、甚至危及病人生命的發(fā)生；避免穿破椎弓根內(nèi)壁后產(chǎn)生脊髓神經(jīng)。最佳安全通道 W及最佳入點是通過研究每個病人的椎弓根與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)進行設置，無論病人椎體的椎弓 根與關(guān)節(jié)突是否變異、或多大變異，其一次性置入椎弓根螺釘?shù)臏蚀_率高、成功率高，且提 高安全系數(shù)。臨床上通常使用的釘子直徑為5. 5mm、6. 0mm、6. 5mm，最常用的釘子是后兩者。
[0030] 4)確定椎弓根螺釘置入的最佳入點；找到椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸 也線，該軸也線與椎體左、右上關(guān)節(jié)突皮質(zhì)相交點即為椎弓根螺釘置入的最佳入點。參見圖 10,在H維重建軟件中選取CAD的圓柱工具，分別生成步驟3)中兩根圓柱的軸也線。步驟 4)中找椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸也線的方法為：在H維重建軟件中對左、右兩 根圓柱進行原位復制，并改變?yōu)槠渌伾珮擞洠褟椭坪蟮膬筛鶊A柱直徑修改為Imm直徑 的圓柱，即為椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸也線，此時，Imm直徑的圓柱與其外的最 佳安全通道是兩個同也的圓柱。Imm直徑的設定是人為設定的，代表我們平時肉眼剛好能看 清楚結(jié)構(gòu)為限。
[0031] 步驟4)中通過對椎體進行虛擬透視，觀察兩根圓柱及圓柱的軸也線是否在左右的 椎弓根影內(nèi)，并有一定的內(nèi)傾；是否與上下終板平行。
[0032] 具體步驟為；參見圖11，隱藏兩根圓柱，保留兩根圓柱的軸也線，通過H維重建軟 件顯示全部椎體，參見圖12和圖13,顯示圓柱，隱藏軸也線，再對椎體進行虛擬透視觀察圓 柱是否在標準的椎弓根影內(nèi)，參見圖14和圖15,同時顯示圓柱和軸也線，再對椎體進行虛 擬透視，觀察兩根圓柱W及軸也線是否在標準的椎弓根影內(nèi)，參見圖16和圖17,旋轉(zhuǎn)椎體， 任意角度觀察兩根圓柱的軸也線是否與上下終板平行，參見圖18,顯示軸也線，隱藏圓柱， 再對椎體進行虛擬透視觀察軸也線是否在標準的椎弓根影內(nèi)，參見圖19,旋轉(zhuǎn)椎體，任意角 度觀察兩根圓柱的軸也線是否與上下終板平行，參見圖20,若是，取消虛擬透視，此時兩根 圓柱的軸也線分別與椎體左、右上關(guān)節(jié)突皮質(zhì)相交點即為椎弓根螺釘置入的最佳入點。
[0033] 采用本方法的上述步驟找到椎弓根螺釘入點后，將建模椎體、虛擬釘子設計，截圖 一并拷貝入手術(shù)室電腦并在顯示屏上顯示、待用，指導術(shù)中椎弓根釘?shù)拇┐?。?jīng)后路椎板外 或經(jīng)肌間隙顯露需要置入椎弓根螺釘?shù)纳详P(guān)節(jié)突及人字晴少許，顯露到術(shù)前規(guī)劃的進釘入 點即可，無需把整個關(guān)節(jié)突或橫突顯露出來。在最佳入點處，根據(jù)步驟3)的截圖判斷椎弓 根螺釘?shù)倪M釘方向，置入椎弓根螺釘；C臂透視可W驗證椎弓根是否在最佳設計通道中。還 可W術(shù)后對手術(shù)節(jié)段椎體再次掃描、重建，驗證實際的金屬椎弓根螺釘是否與在mimics軟 件中設計的模擬椎弓根螺釘相符合。經(jīng)肌間隙入路時只需要顯露入點即可，無需顯露上位 下關(guān)節(jié)突與本位橫突，盡量保留關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)外側(cè)的腰神經(jīng)后支與血管。采用術(shù)中直視下圖 像配準方法確定進釘入點是關(guān)鍵，進釘入點術(shù)中直視下圖像配準方法具體操作過程；顯露 上關(guān)節(jié)突或人字晴后，手術(shù)者的雙眼視野移到手術(shù)室電腦顯示屏上，將術(shù)中的解剖結(jié)構(gòu)與 顯示屏上的進釘入點及周圍結(jié)構(gòu)進行仔細比對，從而精確地確定椎弓根釘進入點。隨后對 椎弓根先開口后開路，開口開路過程中始終利用顯示屏上虛擬錐子與上位棘突的夾角、與 上位棘突上中下位置關(guān)系來指導術(shù)中的實際操作，結(jié)合錐子前端進入的手感慢慢旋入開路 錐，再用探子探查骨性隧道的底部和四壁為骨性結(jié)構(gòu)后，沿骨性隧道攻絲并置入已確定直 徑長度合適的椎弓根釘，C臂透視椎弓根釘位置無異常后進行其他手術(shù)步驟。
[0034] 本發(fā)明的流程如下： 收集病人椎體CT掃描的dicom格式數(shù)據(jù)一導入mimics中建模一確定左右椎弓根螺釘 置入的最佳通道平面一設計椎弓根螺釘最佳通道、長度、直徑、與經(jīng)棘突的正中矢狀面的成 角（大?。╆P(guān)系、與棘突的位置(傾斜的軸面）關(guān)系一確定椎弓根螺釘?shù)淖罴讶朦c并截圖一將 建模椎體、虛擬釘子設計、截圖一并拷貝入手術(shù)室電腦并顯示在屏幕上，與術(shù)中實際結(jié)構(gòu)比 對確定最佳入點一并拷貝入手術(shù)室電腦并在顯示屏上顯示、待用一術(shù)中顯露需要置入椎弓 根螺釘椎的上關(guān)節(jié)突一直視下圖像配準找到最佳入點（就是將術(shù)中關(guān)節(jié)突形態(tài)與建模關(guān)節(jié) 突形態(tài)對比并找到入點）一在最佳入點處參照椎弓根螺釘?shù)淖罴淹ǖ涝O計按步驟置入椎弓 根螺釘一 C臂透視驗證椎弓根是否在最佳設計通道中。
[00巧]采用本發(fā)明方法做臨床實驗： 病例共503例，其中男性384例、女性119例，胸腰椎骨折124例、退變性腰椎不穩(wěn)83 例、單純腰椎管狹窄癥24例、腰椎滑脫128例、腰椎間盤突出合并側(cè)隱窩或椎管狹窄126 例，胸腰椎結(jié)核18例。胸椎65例、腰椎438例，椎弓根螺釘總數(shù)為2267個；胸椎160個，腰 椎2001個、紙椎106個。其中318例有關(guān)節(jié)突、椎弓根、椎體等不同結(jié)構(gòu)的變異。
[0036] 經(jīng)過 申請人:深入的研究和臨床實驗證明，胸腰椎建模后尋找椎弓根螺釘入點的方 法來指導椎弓根螺釘?shù)闹萌?，在置入椎弓根釘?shù)囊淮涡猿晒β屎蜏蚀_性方面明顯優(yōu)于文獻 報道的傳統(tǒng)徒手技術(shù)，值得推廣。
[0037] 參見圖21和22,為本發(fā)明的定位入點方法與現(xiàn)有的定位入點方法的對比圖，綠 色箭頭指向的為采用Roy-Camille法確定的入點，紅色箭頭指向的為采用Weinstein法、 Mager法確定的入點，黃色箭頭指向的為采用本方法確定的入點。圖中選用的椎體模型為關(guān) 節(jié)突變異的椎體模型。參見圖23至29,為利用本發(fā)明的定位入點方法與現(xiàn)有的定位入點方 法分別置入螺釘?shù)哪M對比圖，C為采用Ro廠Camille法的模擬螺釘，B為采用Weinstein 法、Mager法的模擬螺釘，A為采用本發(fā)明的定位入點方法的模擬螺釘。從圖25至26中可 W看出，Weinstein法、Mager法左側(cè)的椎弓根釘子部分在椎弓根外側(cè)，即椎弓根外側(cè)被穿 破了。從圖27中可W看出，即使加大釘子向內(nèi)的傾角，左側(cè)的椎弓根釘子B仍然部分在椎 弓根外側(cè)。從圖28和29，Roy-Camille法向內(nèi)側(cè)有一點傾角，釘子就穿破椎弓根內(nèi)壁了，進 入椎管了，即C在右側(cè)椎弓根內(nèi)側(cè)，未突破時根本看不到該個影像，而采用本發(fā)明的方法置 入的螺釘完全沒有穿破椎弓根內(nèi)壁。從該些圖中可W看出，采用本方法確定的入點在置入 螺釘?shù)臏蚀_性、安全性上，明顯優(yōu)于采用Ro廠Camille法、Weinstein法、Mager法確定的入 點。
[0038] 本方法重點在于研究椎弓根與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)來確定入點，不是像Roy-Camille法、 Weinstein法、Mager法、Louis法等利用橫突與上關(guān)節(jié)突的位置關(guān)系或解剖標記來確定進 釘入點，本發(fā)明通過研究椎弓根與關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)來確定入點，首先在模型上利用本方法確定 椎弓根螺釘置入的最佳入點后，根據(jù)最佳入點位置的局部結(jié)構(gòu)特征，找到術(shù)中椎體的進釘 入點，術(shù)中無需不顯露橫突，僅少許顯露上關(guān)節(jié)突外側(cè)，大大縮短手術(shù)時間，減少創(chuàng)傷與出 血，不需要輸血而減少手術(shù)費用。
[0039] 術(shù)后觀察指標為與釘子相關(guān)的并發(fā)癥；1、椎弓根螺釘是否穿破椎弓根內(nèi)壁，引起 神經(jīng)根損傷與硬膜囊破裂的腦脊液漏，2、椎弓根螺釘是否穿破椎弓根及椎體外壁引起血管 損傷，3、椎弓根螺釘位置的準確性。本組病例沒有因椎弓根螺釘并發(fā)血管神經(jīng)損傷與腦脊 液漏。對于螺釘位置的準確性，主要根據(jù)是否穿破椎弓根內(nèi)外壁進行判定，采用Rao等的穿 破分組標準評估置釘?shù)臏蚀_性；〇級：無穿破；1級；穿破< 2mm ;2級；2mm《穿破< 4mm ;3 級；穿破> 4mm。結(jié)果為0級2255個；1級11個；2級1個；3級0個。采用本發(fā)明方法椎 弓根未穿破率為99. 5%、一次性置入成功率為87. 5 %，穿破發(fā)生率為0. 5%。而傳統(tǒng)徒手置 入法其文獻報道的穿破發(fā)生率為9%?47%。多數(shù)學者認為內(nèi)側(cè)穿破< 2mm才屬于"安全 區(qū)域"。
[0040] 相比其他椎弓根螺釘置入法確定方法，本發(fā)明具有簡單易學、不需要較長的學習 曲線、不需要昂貴的設備和特殊的操作器械、醫(yī)生不需要接觸X射線、減少創(chuàng)傷、節(jié)省手術(shù) 時間、（無論病人椎體的椎弓根與關(guān)節(jié)突是否變異、或多大變異，其一次性置入椎弓根螺釘 的）準確率高等優(yōu)點，顯著優(yōu)于其他入點方法。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用三維建模尋找置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于，包括如下步 驟： 1) 選取椎體dicom數(shù)據(jù)在三維重建軟件中建立椎體三維模型； 2) 確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面：在三維重建軟件中選取分割工具，根據(jù)最佳 通道平面標準確定椎弓根螺釘置入的最佳通道平面，以確定的最佳通道平面為分割面將椎 體分割成上下兩部分，最佳通道平面標準為該平面位于椎體上、中1/3交界處，并與椎體上 下終板平行； 3) 確定椎弓根螺釘置入的最佳安全通道：在三維重建軟件中隱藏椎體的上部分，顯露 出椎體的最佳通道平面，選取CAD的圓柱工具，在椎體的最佳通道平面上設置左、右兩根圓 柱，兩根圓柱分別位于椎體的兩個椎弓根最狹窄處，對這兩根圓柱調(diào)整如下：首先調(diào)整圓柱 直徑：使圓柱的圓周壁分別與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè)緣接觸， 此時獲得的圓柱直徑為手術(shù)時置入椎弓根螺釘?shù)淖畲笾睆?；其次調(diào)整圓柱長度：使圓柱前 端達到椎體骨質(zhì)內(nèi)的75-80%，圓柱后端與關(guān)節(jié)突骨質(zhì)接觸，圓柱前、后兩端之間的距離為手 術(shù)時置入椎弓根螺釘?shù)淖畲箝L度；調(diào)整圓柱與椎體經(jīng)棘突的正中矢狀面的成角關(guān)系：以圓 柱全長都在骨質(zhì)內(nèi)為前提，使圓柱與椎弓根最狹窄處內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的外側(cè)緣、外側(cè)皮質(zhì)的內(nèi)側(cè) 緣接觸，此時獲得的圓柱與經(jīng)棘突的正中矢狀面最大內(nèi)傾角為最佳內(nèi)傾成角關(guān)系；調(diào)整圓 柱與棘突的上下位置關(guān)系：使左右圓柱軸心線均位于步驟2)確定的最佳通道平面上，且使 圓柱與上下終板平行；經(jīng)上述步驟的調(diào)整，圓柱所在位置即為手術(shù)時椎弓根螺釘置入的最 佳安全通道； 4) 確定椎弓根螺釘置入的最佳入點：找到椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸心線， 該軸心線與椎體左、右上關(guān)節(jié)突皮質(zhì)相交點即為椎弓根螺釘置入的最佳入點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于：步驟4)中找 椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸心線的方法為：在三維重建軟件中對左、右兩根圓柱 進行原位復制，并改變?yōu)槠渌伾珮擞?，把復制后的兩根圓柱直徑修改為1mm直徑的圓柱， 即為椎弓根螺釘置入的最佳安全通道的軸心線，此時，1_直徑的圓柱與其外的最佳安全通 道是兩個同心的圓柱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于：步驟4)中通 過對椎體進行虛擬透視，觀察兩根圓柱及圓柱的軸心線是否在左右的椎弓根影內(nèi)，并有內(nèi) 傾；是否與上下終板平行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于：對椎體進行 CT掃描，獲得其dicom數(shù)據(jù)，將其dicom數(shù)據(jù)導入三維重建軟件中進行三維模型重建。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于：CT掃描參數(shù) 為：掃描層厚為0.75-1. 5_，電壓120kV，獲取dicom數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的置入椎弓根螺釘最佳入點的方法，其特征在于：椎弓根螺釘 置入的最佳安全通道的直徑大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)闹睆?，椎弓根螺釘置?的最佳安全通道的長度大于或等于手術(shù)時置入的椎弓根螺釘?shù)拈L度。
【文檔編號】A61B17/70GK104224306SQ201410517671
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】陳志平 申請人:華鎣市人民醫(yī)院