胸椎经“椎弓根-肋骨间”螺钉与椎弓根螺钉固定的抗拔出力比较

目的:比较胸椎经“椎弓根-肋骨间”螺钉与椎弓根螺钉固定的抗拔出力。方法:5例新鲜尸体脊柱(T6～T10)标本,自椎间盘、小关节及上位椎体下肋椎关节处分解为单椎体(附带双侧肋骨)25个。根据配对随机分组的原则,随机选取椎体一侧作椎弓根螺钉固定组,另一侧则为配对的“椎弓根-肋骨间”螺钉固定组,共组成25个配对组。同组中“椎弓根-肋骨间”螺钉长度较椎弓根螺钉长10mm,直径与椎弓根螺钉相同。将25组的50个螺钉分别进行拔出测试(5mm/min的速度垂直方向拔出)。结果:“椎弓根-肋骨间”螺钉的抗拔出力为423.1±198.7N;椎弓根螺钉的抗拔出力为783.3±199.5N。前者的抗拔出力显著小于后者(P<0.01)。结论:“椎弓根-肋骨间”螺钉的力学性能不及椎弓根螺钉,建议仅将前者作为后者的一种补充,特别是在无法完成椎弓根螺钉置入的部分胸椎节段。

置入胸椎“椎弓根—肋骨”单元螺钉的应用解剖和力学测试

目的:探讨置入胸椎“椎弓根—肋骨”单元(简称PRU)螺钉的应用解剖和力学性能。方法:测量35具尸体标本PRU横径(W)、纵径(H)、置入螺钉长度(L)和中心轴水平面成角(E)。6具较新鲜标本,在T10、在T11和T12分别置入椎弓根螺钉(A组)、PRU螺钉(B组)和穿破椎弓根外侧皮质螺钉(C组),测量3组螺钉的最大拔出力F-max和拔出4mm的能量吸收值E-4mm。结果:W为13.2～16.1mm,L为38.5～52.7mm,E为28.3°～15.4°,H为6.3～7.0mm。A组F-max为808N,E-4mm1709Nm,B组F-max812N,E-4mm1720Nm,C组F-max795N,E-4mm1687Nm,经t检验,3组间差异无显著性意义(P>0.05)。结论:PRU置入螺钉的安全范围明显大于椎弓根螺钉,同时具有良好的力学稳定性能。

胸椎椎弓根肋骨复合体应用于脊柱侧弯椎弓根螺钉内固定矫形的影像学评价

目的观测脊柱侧弯患者胸椎椎弓根及周围重要结构的形态学特征,评价经椎弓根-肋骨复合体螺钉内固定技术在脊柱侧弯矫形中的可行性。方法 11例脊柱侧弯患者的术前矫形内固定节段椎体CT,观察椎弓根、椎弓根-肋骨复合体、脊髓等的形态及解剖位置。并在导航下行后路椎弓根螺钉内固定矫形植骨融合术,术后相同节段再行CT扫描,评价螺钉植入位置。结果椎弓根横径凹侧较凸侧为细,最细者1.2mm,椎弓根在凸侧呈弧形改变,椎体偏离凹侧。凹侧脊髓紧贴椎弓根,凸侧脊髓偏离椎弓根。126枚椎弓根螺钉,有25(19.8%)枚螺钉完全偏出椎弓根行椎弓根-肋骨复合体固定,但术后所有病例均无神经血管的损伤发生,并且均维持了牢靠的内固定。结论导航技术应用于脊柱侧弯椎弓根螺钉植入时,可提高螺钉植入的准确率,畸形严重时螺钉可行椎弓根-肋骨复合体内固定。

胸椎弓根壁破裂3种补救置钉方法的生物力学研究

目的对人体标本胸椎弓根壁破裂3种补救置钉方法进行生物力学对比。方法选取5具青壮年尸体共30个胸椎体60个椎弓根,分为强化空心钉(HSS)组(15个椎弓根)、皮质骨通道螺钉(CBTS)组(30个椎弓根)和椎弓根-肋骨单元钉(PRUS)组(15个椎弓根),制成椎弓根内侧壁破裂模型。完成置钉后分别进行螺钉轴向抗拔出力实验,比较最大轴向抗拔出力、刚度、能量吸收值。结果 HSS组、CBTS组、PRUS组螺钉最大轴向抗拔出力分别为(973. 00±23. 88) N、(647. 13±21. 89) N、(613. 00±23. 25) N,差异有统计学意义(P <0. 05)。HSS组、CBTS组、PRUS组刚度分别为(284. 61±14. 77) N/mm、(218. 82±11. 84) N/mm、(194. 72±13. 06) N/mm,差异有统计学意义(P <0. 05)。HSS组、CBTS组、PRUS组能量吸收值分别为(2. 77±0. 13) J、(1. 41±0. 40) J、(1. 31±0. 57) J,HSS组与CBTS组、PRUS组比较差异有统计学意义(P <0. 05),但CBTS组与PRUS组比较差异无统计学意义(P> 0. 05)。结论在胸椎弓根壁破裂情况下,HSS、CBTS、PRUS 3种补救置钉均能够提供内固定稳定,HSS内固定稳定性最大,CBTS次之,PRUS最小。

胸椎椎弓根-肋骨单元与椎弓根的CT测量

目的:比较经胸椎椎弓根-肋骨单元(pedicle rib unit,PRU)置钉与传统经椎弓根置钉技术的相关径线,为临床应用提供依据。方法:对30例患者脊柱T1～T10节段进行薄层CT扫描,层厚为1mm,选择有完整PRU结构的CT横断面图像进行以下指标测量:(1)PRU宽度(PRU-W),椎弓根宽度(PW);(2)PRU钉道长度(PRU-L),椎弓根钉道长度(PL);(3)PRU中轴与矢状面夹角(PRU-A),椎弓根中轴与矢状面夹角(PA);(4)经PRU置钉的安全角度范围(△A)。结果:PRU-W和PW均以T5最小,以T1为最大,由T1至T5逐渐减小,由T5至T10逐渐增大。PRU-L和PL以T1为最小,以T10为最大,由T1至T10逐渐增大。PRU-A和PA以T1为最大,以T10最小,由T1至T10逐渐缩小。PRU-L与PL、PRU-W与PW间均有显著性差异(P<0.01)。PRU-W、PRU-L在男女之间差异亦有统计学意义(P<0.01)。PRU置钉的安全角度范围△A为20°～30°。结论:胸椎PRU的横径、钉道长度均较同节段的椎弓根大,经PRU可置入更粗更长的螺钉,有更大的内倾角,安全置钉角度范围也较大。

胸椎肋横突入路途径纵向上的形态研究

目的评价国人CT影像4、7胸椎椎弓根-肋骨间安全区域。方法通过三维重建,测量20具国人4、7胸椎标本的椎弓根-肋骨间横径、纵径、及矢状面夹角和相应的椎弓根进行比较。结果"椎弓根-肋骨间"横径明显大于椎弓根;肋横突入路矢状面夹角较椎弓根的更有较大的可选择性。结论进行胸椎椎弓根螺钉固定失败时,可以使用肋横突入路途径进行补救;肋横突入路矢状夹角会加大。

上中胸椎经椎弓根-肋骨单元途径置钉的安全性及稳定性研究

目的:探讨上中胸椎经椎弓根-肋骨单元(pedicle rib unit,PRU)途径置钉的安全性及稳定性。方法:对10名无脊柱病变的志愿者进行脊柱T_1~T_8。节段CT扫描,在获得的CT图像上测定各节段的PRU途径置钉安全角度范围、椎弓根横径、PRU横径、椎弓根纵径、PRU纵径及PRU重叠纵径。取4具尸体脊柱标本(T_1~T_8节段),对应肋骨保留10 cm左右。随机于每个脊柱标本的两侧分别经经典椎弓根途径和PRU途径置入椎弓根螺钉,两侧螺钉的直径及长度分别为对应的椎弓根横径的70%和各自钉道最长值的70%。应用Instron 5569电子万能试验机测定螺钉的抗拔出力。结果:10名志愿者T_1~T_8途经PRU途径置钉的安全角度范围分别为19.71°±1.64°、19.42°±1.88°、17.17°±0.67°、17.22°±1.170、19.36°±1.31°、18.67°±1.58°、18.82°±2.60°、18.72°±1.58°。10名志愿者T_1~T_8椎弓根横径均小于同节段的PRU横径[(8.78±0.05)mm,(18.23±2.46)mm,t=18.192,P=0.013;(7.59±0.08)mm,(16.80±1.31)mm,t=20.175,P=0.002;(6.29±0.07)mm,(15.12±1.22)mm,t=20.271,P=0.004;(5.50±0.05)mm,(14.43±1.00)mm,t=27.403,P=0.004;(5.52±0.06)mm,(14.02±0.85)mm,t=20.312,P=0.001;(5.90±0.06)mm,(14.19±1.12)mm,t=16.772,P=0.047;(6.31±0.07)mm,(14.77±1.31)mm,t=14.229,P=0.017;(6.64±0.03)mm,(15.53±1.90)mm,t=13.000,P=0.048)。10名志愿者T_1~T_8椎弓根纵径、PRU纵径、PRU重叠纵径三者之间总体比较差异均有统计学意义[(8.04±1.01)mm,(11.05±1.83)mm,(6.37±0.68)mm,F=236.422,P=0.000;(10.72±0.99)mm,(13.09±1.30)mm,(7.46±1.12)mm,F=60.570,P=0.000;(11.34±0.99)mm,(13.45±0.92)mm,(8.99±0.62)mm,F=67.560,P=0.000;(10.67±0.91)mm,(12.49±0.94)mm,(7.94±0.84)mm,F=64.965,P=0.000;(10.34±0.94)mm,(11.96±0.95)mm,(7.96±0.96)mm,F=44.926,P=0.000;(11.33±0.96)mm,(12.36±0.62)mm,(7.72±0.88)mm,F=85.197,P=0.000;(11.30±0.82)mm,(12.16±0.71)mm,(8.34±0.47)mm,F=92.350,P=0.000;(11.39±0.78)mm,(13.71±1.51)mm,(9.34±0.93)mm,F=37.867,P=0.000)。T_1~T_8椎弓根纵径和PRU纵径均大于PRU重叠纵径(P=0.004,P=0.003,P=0.001,P=0.002,P=0.013,P=0.030,P=0.025,P=0.001;P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000),椎弓根纵径均小于PRU纵径(P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000,P=0.000)。T_1~T_8各节段经椎弓根途径置入螺钉的抗拔出力均大于经PRU途径[(663.60±22.13)N,(470.33±33.09)N,t=27.876,P=0.000;(702.82±24.23)N,(531.76±13.53)N,t=38.402,P=0.000;(713.58±37.90)N,(544.98±14.22)N,t=37.518,P=0.000;(700.70±35.66)N,(590.80±24.72)N,t=10.512,P=0.000;(805.28±64.67)N,(591.50±62.55)N,t=19.546,P=0.000;(808.68±42.84)N,(629.08±43.09)N,t=19.436,P=0.000;(864.62±35.49)N,(591.60±52.91)N,t=24.350,P=0.000;(909.18±46.05)N,(640.70±21.41)N,t=15.162,P=0.000]。结论:上中胸椎经PRU途径置入椎弓根螺钉的安全性优于经椎弓根途径,但置入螺钉的稳定性不及后者。

学龄期儿童胸椎经“椎弓根-肋骨”单元内固定的数字化测量

背景:经椎弓根螺钉内固定已广泛应用于腰椎,且在胸椎中固定的应用已逐渐被接受。但由于考虑到上胸椎椎弓根狭窄,特别是在T3-T9之间,椎弓根置钉几乎都会穿破皮质伤及邻近重要结构的风险,为避免出现严重的并发症,有学者提出经肋横突关节和肋椎关节至椎体的椎弓根外入路,之后又有人设计了类似的进钉方法,提供足够不穿出肋骨的安全路径。目前,现有的研究多集中于成人中、上胸椎。目的:测量学龄期儿童胸椎经椎弓根-肋骨单元螺钉内固定的相关解剖参数,探讨其在不同年龄段、不同性别之间的发育规律和形态特征,为临床提供理论依据。方法:选择7-12岁学龄期儿童胸椎67例,无骨质破坏、肿瘤、畸形、退变、骨折等脊柱疾患及既往无脊柱相关手术病史,行螺旋CT扫描后三维重建,观测椎弓根-肋骨单元的形态结构,测量其横径、长度、内倾角及经椎弓根-肋骨单元置钉安全角度范围并进行统计分析,探讨其在解剖学上置钉的可行性。所有儿童的监护人对试验方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。结果与结论:①胸椎"椎弓根-肋骨"单元横径随年龄增加而增大,随椎序的增加呈先减少后增加的趋势,同年龄组内男性大于女性;②经"椎弓根-肋骨"单元钉道长度在不同年龄组中差异均有显著性意义(P<0.05),随年龄的增长出现明显增高趋势,随椎序的增加呈先增后减趋势;③经"椎弓根-肋骨"单元置钉最小和最大内倾角得出安全角度范围为18°-25°,其中置钉安全范围最大位于T1,其次为T10,最小位于T4和T5;④由此可见,胸椎经椎弓根-肋骨单元置钉安全角度范围儿童较成人窄,在行椎弓根-肋骨单元置钉时若参照成人的标准可能会引起严重的神经血管损伤,需根据术前CT结果进行个体化置钉。

数字化人体胸椎椎弓根-肋骨单元模型建立及生物力学研究

尽管胸椎椎弓根螺钉固定现在已广泛地应用于脊柱外科,但应用在中段胸椎(T4,T7)时的安全性已引起关注。椎弓根根外通道的解剖学研究表明椎弓根根外螺钉固定在生物力学稳定性方面非常重要。有限元分析法已广泛地应用于脊柱的复杂结构生物力学研究中。借助现代计算机技术和先进制造技术,术者可以通过三维有限元模型的建立、计算机辅助手术设计和预演等手段精确实施骨科手术,实现骨科手术的数字化、个性化和精确化,从而进一步提高手术安全性,改善临床效果。

12~14岁青少年第1~10胸椎经椎弓根和肋椎单元固定相关解剖学指标测量及临床意义

目的:探讨12~14岁青少年经“椎弓根-肋椎单元”螺钉固定、经“椎弓根”螺钉内固定在解剖学上置钉的可行性。方法:选取12~14岁青少年胸椎行螺旋CT扫描后三维重建,观测经肋椎单元固定和经椎弓根固定的形态结构,测量其横径、长度、内倾角、置钉安全角度范围,并进行统计分析。结果:胸椎经“椎弓根固定”相关指标如下:横径随椎序的增加呈先减少后增加趋势,左右两侧无显著性差异;螺钉钉道长度随椎序的增加呈逐渐增大的趋势,左右两侧无显著性差异;螺钉内倾角随椎序的增加呈逐渐减小的趋势,左右两侧无显著性差异;置钉最小和最大内倾角得出安全角度范围为17°~42°,其中置钉安全范围最大位于第1胸椎,左右两侧无显著性差异。胸椎经“椎弓根-肋椎单元固定”相关指标如下:横径随椎序的增加呈先减少后增加趋势,左右两侧无显著性差异;钉道长度随椎序的增加呈逐渐增大的趋势,左右两侧无显著性差异;内倾角随椎序的增加呈逐渐减小的趋势,左右无显著差异;最小和最大内倾角得出安全角度范围为28°~50°,其中置钉安全范围最大位于第1胸椎,左右两侧无显著性差异。胸椎经“椎弓根固定”和胸椎经“椎弓根-肋椎单元固定”2种方式测量的各项数据均有显著性差异,且胸椎经“椎弓根-肋椎单元固定”的各项测量数据明显宽于胸椎经“椎弓根固定”的各项测量数据。结论:在手术前置钉时,应根据患者术前CT结果,优先选择胸椎经“椎弓根-肋椎单元固定”。

胸椎椎弓根-肋骨复合体的解剖及影像学研究

目的 探讨胸椎椎弓根-肋骨复合体的解剖结构影像学特点及其临床意义.方法 取4具成人新鲜尸体胸椎脊柱标本.主要测量参数（数据）包括：椎弓根及椎弓根-肋骨复合体的横径、螺钉最长值、矢状角,以及椎弓根、椎弓根-肋骨复合体以及椎弓根-肋骨重叠的纵径.测量中将尸体标本与CT影像测量（含二维、三维重建）相结合.结果 椎弓根-肋骨复合体是一立体结构,椎弓根与肋骨不在同一平面,且两者位置关系随不同节段而发生变化.椎弓根-肋骨复合体纵径值T1最小,为（12.6±0.8）mm,T11最大,为（16.9±1.1）mm.椎弓根-肋骨重叠纵径值T1最小,为（7.2±0.3）mm,T10最大,为（11.8±1.0）mm.椎弓根纵径与椎弓根-肋骨复合体纵径间差异无统计学意义（P＞0.05）,椎弓根纵径、椎弓根-肋骨复合体纵径均与椎弓根-肋骨重叠纵径间差异有统计学意义（P＜0.05）.结论 椎弓根-肋骨复合体是一较复杂的立体结构,椎弓根-肋骨重叠纵径应被视为该复合体的真实或有效纵径.