脊柱靶心機器人經(jīng)椎弓根標準軸位引導頸3-7椎弓根的置針研究.pdf

1、背景
　　 頸椎外傷、腫瘤、先天畸形以及感染等各種因為所致的頸椎不穩(wěn),需用內(nèi)固定來重建頸椎的穩(wěn)定性,以減少因頸椎不穩(wěn)而出現(xiàn)的繼發(fā)性損害。重建頸椎的穩(wěn)定性的方法很多,如頸前路鋼板固定、后路側(cè)塊固定和經(jīng)椎弓根固定等。Jones等學者在生物力學對比研究中發(fā)現(xiàn),頸椎弓根螺釘內(nèi)固定的生物力學穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他內(nèi)固定方法,具有脊柱三柱固定的優(yōu)勢。然而,由于頸椎弓根直徑較小,周圍又緊鄰椎動脈、脊髓和神經(jīng)根等重要結(jié)構(gòu),置釘過程中一旦穿破椎弓根皮

2、質(zhì)即有可能造成毗鄰的重要組織損傷,盡管目前經(jīng)椎弓根途徑置入的方法已很多,如X線正、側(cè)、斜位透視引導,輔助儀器引導,計算機輔助導航等,但尚無一種能夠達到100％的準確。因此,頸椎經(jīng)椎弓根途徑置入仍十分具有挑戰(zhàn)性。
　　 目的
　　 用脊柱靶心機器人(Spine Bulls-eye Robot)在椎弓根標準軸位引導下行頸3-7椎弓根置針并分析其精度,以期為臨床探索一種精準度高、安全可靠、操作簡便、減少或避免放射線接觸的中下頸

3、椎弓根置入新方法。
　　 方法：
　　 術(shù)前測量與計算
　　 對所選頸椎體逐一進行CT掃描,將全部數(shù)據(jù)通過PACS傳入工作站。應(yīng)用GE advantage workstation4.3工作站進行容積重建(VR),在VR像上進行多平面重建(MPR),然后在頭尾和內(nèi)外方向上平分椎弓根的截面圖像上,分別測量椎弓根中心軸線與m面的夾角α和與s面的夾角β,理想進針點分別到椎弓根峽部頭側(cè)和內(nèi)側(cè)的垂直距離dS、dM；在平行于s

4、面并分別通過兩側(cè)椎體鉤頂點的重建圖像上,測量左右椎體鉤頂點到同側(cè)側(cè)塊邊沿的距離dL、dR,并計算出dL/dR值。
　　 術(shù)中操作
　　 1固定標本:將標本在自制標本固定架上固定牢穩(wěn):
　　 2確定椎骨基準位:C臂機透視下,令上終板前后緣重合,使顯示屏上測量的dL/dR值與術(shù)前CT測量值相等,并以此作為椎骨的基準位和C臂機旋轉(zhuǎn)的起點；
　　 3椎弓根標準軸位投照:由C臂機旋轉(zhuǎn)的起點,根據(jù)目標椎體的α和β’(

5、β’=arcsin(sinβ/cosα))角度,向目標椎弓根一側(cè)調(diào)整C臂機,此時椎弓根投影成近圓環(huán)狀；
　　 4瞄準靶位:在C臂機透視下,遙操作機器人,使導針的“十"字形位于椎弓根近圓環(huán)狀投影的中心即靶心；
　　 5導針置入:啟動機械手旋轉(zhuǎn)導針,使其進入椎弓根一定深度,注意保證導針投影不偏離靶心。
　　 術(shù)后測量指標
　　 用C臂機攝椎體標準側(cè)位像和軸位像,并用 CT掃描圖像測量以下數(shù)據(jù):(1)針道與m面

6、夾角(α)；(2)針道與s面夾角(β)；(3)實際進針點到椎弓根峽部頭側(cè)和內(nèi)側(cè)的垂直距離dS、dM。
　　 統(tǒng)計學處理
　　 所有數(shù)據(jù)用均數(shù)加減標準差((x)±s)表示,用配對t檢驗在SPSS13.0統(tǒng)計軟件中對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,檢驗水準α=0.05。
　　 結(jié)果：
　　 (1)總共30個椎體(60個椎弓根,C3-C7)均能獲得清晰的椎弓根標準軸位投照像并實現(xiàn)置針。術(shù)后X線側(cè)位、軸位投照顯示釘?shù)谰挥谧倒?/p>

7、根中,無一例穿破骨皮質(zhì)。
　　 (2)進針角度術(shù)前術(shù)后在頭尾和內(nèi)外方向上偏差分別為α:0.62±3.61°,P=0.19；β:0.15±2.08°,P=0.57。經(jīng)術(shù)前術(shù)后配對t檢驗差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。
　　 (3)進針點術(shù)前術(shù)后在頭尾和內(nèi)外方向上的距離偏移分別為ds:0.14±0.90mm；P=0.23；dm:0.14±0.74mm,P=0.15。經(jīng)術(shù)前術(shù)后配對t檢驗差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。