数字及逆向工程技术在复杂骨科应用进展

背景:医学数据可视化技术的快速发展及不断对医学领域地渗透,尤其使脊柱外科在诊断和治疗上发生了根本性地改变,朝着"精确化、个性化、微创化"方向发展,已成为临床骨科治疗中不可或缺的重要手段。目的:通过对数字技术在复杂骨科应用进展,明确研究突破口。方法:由第一作者在PubMed数据库、万方数据库、维普数据、中国知网库检索,时间范围为1990/2011。检索词为"个性化的定位导航模板,数字解剖模型,螺钉内固定术,逆向工程技术,快速成型技术"。纳入标准为导航模板制备工艺及技术的研究、有限元相关理论的研究、实验及临床应用。排除标准为与此文目的无关、较陈旧的文献和重复同类研究。结果与结论:利用数字化技术重建的导航模板为骨科螺钉内固定的定位、定向固定提供了一种新的方法。通过数字化重建技术可以制作个体化导航模板,将模板紧密贴合于相应的解剖结构上进行导航穿刺,即可完成对术区的准确定位和定向。对复杂骨科手术,尤其是解剖结构畸形变的患者有着不可替代的意义。为临床手术设计奠定良好的基础,提高准确性和安全性。

PBL教学法在骨科教学查房中的应用

PBL(Problem-Based Learning)教学法是目前国内外医学教育的重要教学方法,通过在骨科教学查房中应用PBL教学法,充分发挥教学查房的作用以及PBL教学法的优势,以问题为中心,以学生为主体,调动学生的主动性和积极性,激发他们的学习兴趣,提高临床思维能力,培养学生的实际工作能力。

内蒙地区骨关节结核1300例分析

本文分析了1960～1990年经住院治疗的骨关节结核1300例。男女之比约1:1,其中牧区31 5例(24.2％),农村711例(54.7％),城市274例(21.1％)。以脊柱结核最常见共802例(61.7％),合并截瘫154例(19.2％)。讨论了发病率最高年龄组的发病原因,提出了防治措施。

改良后入路环椎管减压治疗胸腰椎爆裂骨折

目的 :探讨胸腰椎爆裂骨折的治疗方式。方法 :根据骨折类型不同 ,采用后入路不同方式的环椎管减压内固定术治疗胸腰椎爆裂骨折 36例。结果 :36例平均随访 2 6个月 ,术前后凸成角平均 2 4°,术后平均 10° ;术前椎管狭窄率平均 5 5 % ,术后平均 10 %。 33例获得Frankel分级 1～ 3级以上的改善。结论 :改良后入路环椎管减压内固定治疗胸腰椎爆裂骨折具有诸多优点 。

个体化导航模板辅助腰椎椎弓根螺钉置钉准确性实验研究

目的：探讨个体化导航模板辅助腰椎椎弓根螺钉置入的准确性。方法：根据10具尸体腰椎（L1～L4）标本术前CT资料，利用逆向工程原理及快速成型技术设计制造出个体化导航模板，在尸体标本上进行个体化导航模板辅助腰椎椎弓根螺钉的置入手术，术后行CT断层扫描评价螺钉在椎弓根及椎体内的位置。结果：共应用40个个体化导航模板，辅助置入腰椎椎弓根螺钉80枚。CT扫描发现所有螺钉进钉点准确，进钉方向适当；全部螺钉均准确置入相应椎弓根及椎体内，无穿破椎弓根皮质及椎体前方的螺钉。结论：个体化导航模板辅助腰椎椎弓根螺钉置钉准确性高，操作简单，为腰椎椎弓根螺钉的准确置入提供了一种新的可供选择的方法。

胸椎管狭窄症的诊断和治疗

目的: 总结胸椎管狭窄症的临床特点, 加强对胸椎管狭窄症临床特点的认识。方法: 回顾总结获随访 120例经过手术治疗的胸椎管狭窄症患者的临床资料。98例行椎管后壁切除术, 侧前方入路行胸椎间盘或胸椎后纵韧带骨化病灶切除 17例 (其中经胸腔入路 7例, 经胸膜外或胸腹膜外 10例), 后路环椎管减压术 5例。随访时间最长 64个月, 最短 3个月, 平均 28个月。结果: 功能评定采用改良的Epstein评分标准, 优 51例, 良 42例, 改善 17例, 差 10例。优良率为 77. 5%。结论: 退变性胸椎管狭窄症症状复杂多样, 手术治疗是唯一选择。根据胸椎管狭窄症的不同病理改变选择手术方式, 可获得满意的效果。

快速成型个体化导航模板辅助胸椎椎弓根螺钉置入可行性研究

[目的]通过尸体标本实验的方法探讨个体化导航模板辅助胸椎椎弓根螺钉置入的准确性及可行性。[方法]对6具胸椎尸体标本进行CT扫描,根据CT扫描资料,利用逆向工程原理及快速成型技术设计制造出个体化导航模板,利用个体化导航模板在尸体标本上辅助置入胸椎椎弓根螺钉,所有螺钉的置入由同一位具有腰椎椎弓根螺钉置钉经验但无胸椎椎弓根螺钉置钉经验的骨科医师进行操作,随后采用大体解剖的方法肉眼观察置钉的准确性;并根据螺钉是否穿破椎弓根、穿出距离及穿破方向进行分级。[结果]共设计制作了72个个体化导航模板辅助置入胸椎椎弓根螺钉144枚,132枚(91.7%)螺钉完全在椎弓根内;12(8.3%)枚螺钉穿破椎弓根,其中2枚螺钉穿破椎弓根内侧壁(穿破距离分别为0.6、0.8 mm),10枚螺钉穿破椎弓根外侧壁(9枚螺钉穿出距离<2 mm,1枚螺钉穿出距离为2.5 mm);没有椎弓根上方、下方及椎体前方穿破的螺钉。所有穿破椎弓根壁的螺钉均在安全可接受的范围内。[结论]快速成型个体化导航模板辅助胸椎椎弓根螺钉置入准确率高,对术者无特别的经验要求,手术操作简单、安全,可避免术中放射性损伤,为胸椎椎弓根螺钉的置入提供了一种新的可行方法,尤其适用于初学者。

三维图像测量青少年颈椎钩突的形态特征

背景:钩突作为钩椎关节重要组成部分之一,其形态直接影响着颈椎的稳定性和发病率。目的:通过影像学扫描和三维重建分析青少年颈椎钩突的形态特征及发育规律。方法:选择无外伤、无神经症状和体征的6～20岁青少年66名,行多排螺旋CT薄层扫描(0.625～1.25mm),范围C1～T1,将原始数据以DICOM格式导入三维重建软件进行相关指标测量,并按性别、年龄分组进行统计分析。结果与结论:青少年钩突基底长、宽和钩突高、间距从C1～C7均呈递增趋势,且随年龄增长也逐渐递增,但上述所有指标在左右侧别和性别方面差异无显著性意义。钩突倾角在各年龄段中均无明显规律,但变异度较大。表明利用影像资料的三维重建可反映出青少年颈椎钩突随年龄变化的规律及发育特征,为颈椎病的诊断与临床应用提供详实理论依据。

下胫腓联合分离固定数字化导向模板的设计及其初步临床应用

目的利用数字化三维重建与逆向工程技术设计、制备下胫腓联合损伤固定数字化导向模板,并在临床初步应用。方法自2006年1月～2009年1月,选择5例不合并腓骨骨折的下胫腓联合分离患者,进行双踝关节连续CT扫描,将原始数据导入Mimics软件,三维重建下胫腓联合模型,以STL格式保存,导入Imageware10.0软件,定位三维参考平面,利用RE原理、以AO内固定原则为基础设计下胫腓联合固定螺钉的最佳进钉钉道,提取腓骨的表面解剖学形态及钉道模型,建立与其解剖学形态一致的数字化虚拟模板。通过激光RP技术生产出实物模板。手术时首先复位下下胫腓联合,将模板准确贴于患侧腓骨远端外侧,利用模板上预先制备的导向孔进行定位和置入螺钉。结果建立了下胫腓联合数字化模型以及制作个体化导航模板的方法,制备出的导向模板具有较好的匹配性,适用于下胫腓联合的固定,在临床初步应用中显示了良好的效果。结论采用数字化三维重建及逆向工程技术制备的固定导向模板下胫腓联合分离的固定提供了一种新的方法,具有一定的临床应用价值。

转化生长因子β1联合骨形态发生蛋白2诱导骨髓间充质干细胞体外向软骨细胞的分化

背景:国内外许多学者成功利用转化生长因子β1诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化报道较多,而对骨形态发生蛋白2作为诱导因子诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的报道较少。目的:观察验证转化生长因子β1和骨形态发生蛋白2诱导骨髓间充质干细胞下向软骨细胞表型转化的可能性及相互作用。方法:取健康Wistar大鼠骨髓,采用贴壁法筛选获得骨髓间充质干细胞。按添加生长因子的不同分为4组:转化生长因子β1+骨形态发生蛋白2组,转化生长因子β1组,骨形态发生蛋白2组,对照组不添加任何生长因子。于诱导14d后,分别进行阿利新蓝染色和二甲基亚甲蓝比色法定性定量检测糖胺聚糖的分泌表达,免疫组织化学法检测软骨特异性Ⅱ型胶原的表达。结果与结论:3个加入细胞因子的实验组在阿利新蓝染色和软骨特异性Ⅱ型胶原疫组化法检测中均有不同程度的阳性表达,糖胺聚糖的定量检测中,转化生长因子β1+骨形态发生蛋白2联合应用组的糖胺聚糖含量明显高于其他组(P<0.05)。结果提示转化生长因子β1、骨形态发生蛋白2联合作用更能促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞诱导分化,分泌软骨特异性基质,有可能成为软骨组织工程较理想的种子细胞来源。

脊柱椎板厚度测量及其临床意义

目的：系统地提供颈、胸、腰椎椎板厚度值，为临床应用提供参考资料。方法：对１００例原配完整的脊柱骨标本椎板厚度进行了形态学测量。结果：颈椎板（Ｃ１除外）Ｃ４、Ｃ５最薄，为３．０±０．７ｍｍ，Ｃ２最厚为６．４±１．２ｍｍ，呈明显中部薄两端厚的趋势；胸椎板Ｔ６最薄为６．５±０．９ｍｍ，Ｔ１２最厚为７．６±１．１ｍｍ，厚度变化不明显，平均值６．８±１．０ｍｍ；腰椎板Ｌ５最薄为６．０±１．１ｍｍ，Ｌ１、Ｌ２最厚为７．７±１．１ｍｍ，Ｌ１～Ｌ５呈明显由厚变薄趋势，Ｌ５大于Ｓ１椎管后壁厚度。椎板厚度左右侧差异无显著性（Ｐ＞０．０５），性别间差异Ｃ７～Ｌ３有显著性（Ｐ＜０．０５），同序数椎板厚度男性均大于女性。结论：脊柱椎板厚度有明显的规律性，Ｃ３～Ｃ６为最薄段，Ｃ４、Ｃ５最薄，Ｔ１２～Ｌ３为最厚段，Ｌ１、Ｌ２最厚；而胸椎板厚度（Ｔ１～Ｔ１１）介于颈。

脊柱关节突关节角变化特点及其临床意义

目的:探讨脊柱关节突关节角的总体变化规律。方法:在100例成年、配套完整的脊柱骨骼标本上,测量了C3～S1的上关节突关节角,并对其左右侧别、相邻上下椎骨和性别间的差异进行了分析比较。结果:颈段C3上关节突关节角最大,C6最小;胸段T2～T11上关节突关节角变化范围极小,平均为-14.5°±0.8°,相差不超过2°;腰骶段上关节突关节角在L2～L3最大,到S1逐渐减小。T1上关节突关节角与C7、T2～T12均有显著性差异,T12与L1、T1～T11及L5与L1～L4、S1间也均有显著性差异。结论:脊柱关节突关节角的总体变化有一定特点:L2最大,T12～S1呈山峰形变化;T2～T11为最小段,呈直线形变化;颈段角度介于胸、腰段之间,总体呈由正变负趋势。C7～T1、T12～L1及L4～L5为过渡角区。

牛痘疫苗接种家兔炎症皮肤提取物治疗腰椎管狭窄症术后残余神经症状的临床研究

目的:观察牛痘疫苗接种家兔炎症皮肤提取物(神经妥乐平)治疗腰椎管狭窄症术后残余神经症状的疗效。方法:随机将腰椎管狭窄症术后仍有残留神经症状的VAS评分在4分以上的患者40例,分为神经妥乐平组和安慰剂组各20例,神经妥乐平组给予10.8NU神经妥乐平+0.9%NS,250ml静脉点滴,连续14天;安慰剂组给予250ml NS静脉点滴连续14天。观察两组患者治疗后疼痛,麻木或冷感变化情况。结果:治疗7天,14天两组间疼痛及麻木等伴随症状VAS评分均有改善,神经妥乐平组VAS评分改善较安慰剂组有显著性差异(P<0.05)。术后14天两组间疼痛及麻木等伴随症状的改善率有显著性差异(P<0.05)。用药后患者无不良反应。结论:神经妥乐平对腰椎管狭窄症术后残留的疼痛、麻木、冷感等感觉异常的神经症状有较好的治疗作用,且使用安全。

腰椎退变黄韧带中炎性细胞因子的表达

目的:观察腰椎退变黄韧带中炎性细胞因子的表达情况,探讨其在腰椎黄韧带退变过程中的作用。方法:收集腰椎退变性疾病患者在后路椎板切除减压治疗时取下的黄韧带标本40例(退变组),术前通过CT、MRI证实均有黄韧带肥厚;以10例脊柱外伤行后路手术治疗的青年患者的腰椎黄韧带作为对照(对照组)。将术中切除的黄韧带剔除骨、脂肪及筋膜等组织,修成约2cm×1.5cm×0.3cm,在10%福尔马林溶液中固定24～48h后取出,制备成石蜡切片,采用苏木精伊红(HE)染色,应用光学显微镜观察病理学改变,并用免疫组化技术观察黄韧带标本中白介素-1(IL-1)、IL-6和肿瘤坏死因子-ɑ(TNF-ɑ)的表达情况。结果:对照组黄韧带弹力纤维呈波浪状,排列规则,弹力纤维间可见少量的胶原纤维和散在的成纤维细胞(22.56±6.05个/HP);退变组黄韧带弹力纤维明显减少,胶原纤维增多,并且伴软骨细胞、成纤维细胞、毛细血管的增生,成纤维细胞计数为62.66±18.40个/HP,两组成纤维细胞计数差异有统计学意义(P<0.05)。退变黄韧带组织中IL-1、IL-6、TNF-α表达阳性率分别为75%、77.5%、82.5%,对照组黄韧带组织中的表达阳性率分别为40%、20%、40%,退变组明显高于对照组(P<0.05)。结论:IL-1、IL-6、TNF-ɑ在腰椎退变黄韧带中有较高的表达,这些炎性因子可能参与了腰椎黄韧带退变的过程。

Wallis腰椎非融合系统的有限元分析

背景:目前Wallis非融合系统临床应用短期效果明显。目的:构建Wallis腰椎非融合系统有限元模型,分析Wallis腰椎非融合在腰椎不同生理运动情况下的应力分布。方法:选取8例腰椎间盘轻度退变的志愿者采用连续螺旋CT扫描,导入Materialise Mimics10.01软件,三维重建L4～5椎体及椎间盘三维模型,与文献结果进行对比,验证模型有效性。在AutoCAD2009软件中建立Wallis系统模型,导入Materialise3-Matic4.3软件,将重建的Wallis模型按标准手术模式与腰椎模型拟合,导入Abaqus6.9软件,生成有限元模型,并进行分析腰椎前屈、后伸、侧屈及旋转运动时Wallis腰椎非融合系统的应力变化。结果与结论:实验所建立的腰椎三维有限元模型共有233438个单元,48174个节点;所建立的Wallis系统的三维有限元模型,共有11857个单元,3398个节点,将二者拟合,模型共有245295个单元,51572个节点,重建的三维模型可以精确地模拟Wallis非融合系统固定情况。通过应力云图显示前屈、后伸、侧屈及旋转运动下Wallis系统的应力分布情况,此模型说明Wallis系统参与了腰椎不同方向的活动,与腰椎很好地匹配,顺应了腰椎的运动,位于上下棘突之间的部分应力较大,且与下位椎体棘突相接触部分的应力最高。说明应用CT扫描技术及Mimics软件能直接与Abaqus软件进行对接,并能根据CT值直接赋值使Wallis腰椎非融合系统有限元模型的建立更加快捷和精确,Wallis棘突间撑开器植入后可分担椎间盘应力和小关节压力,Wallis系统本身和棘突应力升高,有棘突骨折及植入物疲劳性断裂的可能性。

指掌侧静脉的解剖学研究及临床意义

目的 :探讨指掌侧固有静脉是否存在 ,指掌侧浅、深静脉在断指再植中的应用价值。方法 :5只新鲜尸体手 ,以环氧树脂混合溶液为填充剂 ,灌注后制成动、静脉分色手血管铸型标本 ,在手术显微镜下解剖观测。结果 :指掌侧固有静脉分布不恒定 ,在示、中、环指共 30条手指血管神经束中发现 3条 ,指掌侧固有静脉起自手指中节 ,在血管束内伴随指动脉而行 ,在指根部注入指掌侧总静脉 ,在手指近节其外径为(0 .2 1± 0 .0 3)mm。指掌侧浅静脉位置恒定 ,在远侧指间关节处汇聚成 2～ 4条较粗大的纵向静脉干 ,逐渐向指掌侧中线的两侧分布 ,形成 2条静脉主干 ,其在中节的外径为 (0 .6 4± 0 .12 )mm ,在近节的外径为 (0 .78± 0 .10 )mm。指掌侧浅静脉管径较粗 ,但细于指背静脉 ,其与指背静脉外径的差异有非常显著意义 (P <0 .0 1)。结论 :指掌侧固有静脉不恒定 ,属于一种退化现象 ,不能作为断指再植中的常规吻合静脉。指背静脉是断指再植中的主要吻合静脉 ,指掌侧浅静脉具有吻合价值。在断指再植中吻合指背静脉的同时 ,吻合指掌侧浅静脉利于再植指的静脉回流 ,提高断指再植的成活率。