人工智能在脊柱外科领域中的应用进展

人工智能(artificial intelligence,AI)是利用计算机来模仿人类的智能和批判性思维,其本质是通过模拟人的意志和思维实现自动化决策,其主要形式包括但不限于机器学习、计算机机器视觉、自然语言处理、机器人技术等。经过半个多世纪的发展,AI已成为推动新一轮科技革命和产业变革的核心力量,其理论、方法、技术和产品已经渗透到科学技术和人类社会的各个领域[1]。

基于肿瘤外科学云教学模式的探究

当前,随着互联网和信息技术的飞速发展,教育理念也与时俱进,信息化教学方式和手段在教学过程中也得到了越来越多的应用。在当今的教学过程中,授课不仅只是利用电脑通过PPT进行教学,从发展总体趋势看,适应时代的“互联网+教学”新思路是授课模式发展的必然要求,而肿瘤外科学是具有高度专业性、实践性和应用性的学科。如何将云教学系统科学地运用于肿瘤外科学的教学过程中,尤其是借助云教学系统积极开展问题式理论教学和临床实践性教学,将互动教学与传统授课模式有机地相结合,从而激发学生主动学习和乐于思考的热情,提高自主分析和解决问题的能力,是每一个教师必须认真思考和解决的重要课题。

电子导航装置在脊柱外科中的应用进展

椎弓根螺钉固定在脊柱外科手术中已被证实是一种可靠的技术方法,然而随着使用的越来越广泛,如破裂穿孔、重要神经和血管等解剖结构损伤等相关并发症也随之增多。已有许多学者通过一些辅助技术和手段来提高椎弓根螺钉系统的安全性和可靠性,如电生理监测技术、术中透视和CT等,虽然这些技术在一定程度上有所帮助,但是在临床实践中都存在一定局限性。电子导航装置(ECD)是一种新型的徒手探测装置,可以实时检测椎弓根壁的医源性断裂。本综述主要介绍了ECD的结构和作用原理及在脊柱外科领域应用中的优势和不足。

SPOC教学模式在临床医学外科手术教学中的应用

目的探索小规模的限制性在线课程(SPOC)教学模式在临床医学外科手术教学中的应用效果。方法选取2019级临床医学八年制64名学生作为试验组,采用SPOC教学模式授课;选取同期2020级临床医学五年制130名学生作为对照组,采用传统教学模式授课。以2组学生平均成绩评价教学模式的教学效果。结果试验组学生总成绩[(89.3±5.7)分]显著优于对照组[(82.7±6.2)分],差异有统计学意义(P<0.001)。结论SPOC模式可有效提高学生的理论成绩和临床技能成绩,提升学生的操作能力及团队协作能力。

3D打印在脊柱侧凸矫形中的应用初探

目的根据CT断层扫描数据,利用3D打印技术建立患者的脊柱实体模型,并探讨其在脊柱矫形手术中的应用。方法回顾性分析第二军医大学长海医院脊柱外科在采用3D打印技术重建病变节段脊柱前后,两组脊柱侧凸患者矫形术中置钉时间、置钉准确率、神经血管损伤发生率差异等情况。结果未使用3D打印技术组患者30例,共置入椎弓根螺钉466枚,平均置钉时间(3.1±0.5)min,置钉准确率为85.6%(399/466);使用3D打印技术组患者23例,共置入椎弓根螺钉354枚,平均置钉时间(2.1±0.4)min,置钉准确率为93.2%(330/354)。两组置钉时间和置钉准确率差异具有统计学意义(P<0.01)。所有患者术中和术后均未出现神经、血管和内脏损伤等并发症。结论与传统的未使用3D打印技术的徒手置钉技术相比,术前利用患者CT数据通过3D打印技术制作患者病变节段脊柱模型可为术者制定手术计划和置钉提供参考,可以缩短置钉时间,提高置钉准确率。

Surgimap软件测量青少年特发性脊柱侧凸Cobb角的可行性研究

目的探讨使用Surgimap软件测量青少年特发性脊柱侧凸(AIS)Cobb角的可行性与可重复性。方法 4名医师(1名副主任医师、3名住院医师)分别使用Surgimap软件和传统测量法对67例AIS患者术前标准站立位脊柱全长正侧位X线片的冠状位主弯Cobb角及矢状位胸椎后凸角(TK)、胸腰后凸角(TLK)、腰椎前凸角(LL)进行测量,记录并比较两种方法的测量时间。对4名医师使用Surgimap软件测量的结果进行一致性检验(可信度分析),对3名住院医师两次测量结果进行观察者内一致性检验(可重复性分析)。结果使用Surgimap软件和传统测量法测量的主弯Cobb角分别为49.4°±8.2°和41.4°±15.6°,两种方法测量结果的绝对平均差值为8.29°±4.36°;测量时间分别为(5.2±0.7)min、(8.8±1.5)min,测量时间差为(3.6±0.9)min,差异有统计学意义(t=2.57,P<0.01)。可信度分析显示,4名医师使用Surgimap软件测量冠状位主弯Cobb角和矢状位TK、TLK、LL均有极佳或好的一致性(组内相关系数分别为0.972、0.924、0.875、0.962)。可重复性分析显示,3名住院医师前后2次使用Surgimap软件测量冠状位主弯Cobb角和矢状位TK、TLK、LL均有极佳或好的一致性(组内相关系数为0.875～0.984)。结论 Surgimap软件测量Cobb角优于传统测量法,具有效率高、学习曲线短、数据可统一导出等优势。

退变性腰椎滑脱的脊柱-骨盆矢状位参数特征分析

目的探讨退变性腰椎滑脱患者脊柱-骨盆矢状位参数特征及这些参数与腰椎滑脱的关系。方法选择2016年6月至2018年6月我院收治的42例退变性腰椎滑脱患者(退变性腰椎滑脱组)和58例无滑脱的退变性腰椎疾病患者(对照组)作为研究对象。收集两组研究对象的一般资料,在脊柱全长正侧位X线片上测量骨盆倾斜角(PT)、骨盆投射角(PI)、骶骨倾斜角(SS)、腰椎前凸角(LL)、胸腰椎后凸角(TLK)、胸椎后凸角(TK)、矢状面躯干偏移(SVA)等矢状位参数,比较两组研究对象一般资料和矢状位参数的差异。以腰椎滑脱率为因变量,脊柱-骨盆矢状位参数为自变量,采用logistic回归模型分析腰椎滑脱程度的危险因素。结果两组研究对象年龄、性别、身高、体质量差异均无统计学意义(P均>0.05)。退变性腰椎滑脱组和对照组患者PT、PI、SS、LL、TLK、SVA差异均有统计学意义(P均<0.05),而两组间TK差异无统计学意义(P>0.05)。对退变性腰椎滑脱组进行logistic回归分析,发现LL、PT是影响腰椎滑脱程度的危险因素(P均<0.05)。结论退变性腰椎滑脱患者矢状位参数PT、PI、SS、LL、TLK、SVA明显改变,LL、PT是影响腰椎滑脱程度的危险因素。

康复助手应用程序应用于青少年特发性脊柱侧凸围术期健康教育的效果

目的探讨康复助手应用程序(application program,APP)应用于青少年特发性脊柱侧凸围术期健康教育的效果。方法2014年6月至2015年7月,便利抽样法选取在第二军医大学长海医院脊柱外科治疗的128例青少年特发性脊柱侧凸住院患者为研究对象。将128例患者分为对照组和观察组,对照组实施常规健康教育,观察组利用康复助手APP参照脊柱侧凸健康教育评价表实施健康教育。结果观察组患者在疾病的相关知识、术前禁食及禁水时间及要求、手术室的环境、手术的大致流程、术后的体位护理、术后的饮食护理、术后的疼痛护理及出院注意事项等8个项目上的了解程度明显优于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01);且对健康教育的满意度亦高于对照组,差异有统计学意义(u=12.212,P=0.002)。结论康复助手APP平台在青少年特发性脊柱侧凸围术期护理中的健康教育效果优于常规的健康教育,而且患者的满意度较高,值得推广。

退行性脊柱侧凸患者冠状面和矢状面影像学参数分析

目的：分析退行性脊柱侧凸（DS）患者的影像学特征，探讨与DS患者冠状面影像学参数与矢状面平衡之间的关系。方法：回顾性分析99例DS患者的人口统计学资料和影像学资料，包括年龄、性别、冠状位Cobb角、顶椎椎体/椎间盘的位置、侧凸的方向、顶椎旋转度、侧凸节段、胸椎后凸角（TK）、腰椎前凸角（LL）、胸腰椎后凸角（TL）、骶骨角（SS）、骨盆倾斜角（PT）、骨盆入射角（PI）、矢状位垂直轴（SVA）和PI-LL。根据矢状面平衡情况将患者分为两组：失平衡组（A组），SVA＞5cm；平衡组（B组），SVA≤5cm，比较两组患者的人口学和影像学参数。结果：99例患者中女83例，男16例；年龄41～92岁（中位数为67岁）；冠状位Cobb角10°～75°（中位数为23°）；侧凸长度3～7个椎体（中位数为5个椎体）。顶椎最常见的位置在L2/3（81%），顶椎椎体旋转程度的中位数为Ⅱ度（Ⅰ~Ⅲ度）。冠状位Cobb角和侧凸节段相关（r=0.23，P＜0.005），和顶椎旋转亦相关（r=0.53，P＜0.005）。A组33例，B组66例；两组间年龄、LL、PT、冠状位Cobb角、顶椎旋转度和PI-LL均有显著性差异（P＜0.05），两组间性别、TK、TL、SS和PI无显著性差异（P〉0.05）。结论：DS患者冠状位Cobb角与侧凸节段和顶椎旋转间有相关关系；矢状位平衡和失衡患者的年龄、冠状位Cobb角、LL、PT和PI-LL均不同。

Tiltmeter软件测量脊柱侧凸Cobb角度的可行性研究

目的 探讨使用智能手机Tiltmeter软件测量（Tiltmeter法）Cobb角的可行性.方法 参考国外研究经验,8名研究者对40例青少年特发性脊柱侧凸（AIS）术前患者的后前位X线片使用Tiltmeter法和量角器法测量主弯Cobb角.其中的5名研究者在至少1周后进行重复测量.结果 使用Tiltmeter法和量角器法测量的绝对平均值相差2.09°±1.296°,测量时间相差约4 min.研究者自身误差95%CI在量角器法时为2.532°～3.032°,使用Tiltmeter法时为0.294°～0.816°.研究者之间的误差的95%CI在使用量角器法时为0.573°～1.727°,使用Tiltmeter法时为0.283°～0.433°.两者的95%CI均在早期文献Cobb角的测量研究范围内.结论 Tiltmeter法是一款与手工量角器法测量相媲美的Cobb测量工具,测量时间减少了约1/3.临床中可广泛使用智能手机中倾斜仪感应器来测量Cobb角,并且将测量后的数据储存在角度测量软件中.

青少年特发性脊柱侧凸矫形手术与双下肢不等长的关系分析

目的探讨青少年特发性脊柱侧凸患者双下肢不等长(LLD)与脊柱侧凸的关系,并分析矫形手术后LLD的改善情况及影响LLD改善的危险因素。方法回顾性分析2010年1月至2013年1月在海军军医大学(第二军医大学)长海医院骨科脊柱外科就诊的85例青少年特发性脊柱侧凸患者的病例资料。根据患者术前及术后2年的影像学资料测量分析站立位X线片双侧股骨头高度差(HD-bFH)及矫形术后该参数的变化。根据患者术前HD-bFH,将患者分为非LLD组(HD-bFH<5 mm)和LLD组(HD-bFH≥5 mm),比较两组患者的一般特征和影像学参数的差异,并分析HD-bFH变化与其他参数的相关性。结果 85例患者术前HD-bFH为(0.80±5.57)mm,术后2年患者HD-bFH为(-0.49±4.93)mm,术后与术前相比差异有统计学意义(P=0.022)。主胸弯型(LenkeⅠ、Ⅱ、Ⅲ型,n=50)和胸腰弯/腰弯型(LenkeⅤ和Ⅵ型,n=33)患者术前HD-bFH差异无统计学意义[(0.52±5.86)mm vs (1.53±5.12)mm,P=0.427]。85例患者中,31例(36.5%)发生LLD。非LLD(n=54)与LLD(n=31)患者的一般特征和影像学参数差异无统计学意义(P>0.05)。术后HD-bFH的变化与Risser征(rs=-0.512,P=0.020)及腰弯矫形程度(r=-0.605,P=0.018)相关。结论本研究中青少年特发性脊柱侧凸患者LLD的发生率为36.5%。双下肢长度差异的改变与矫形手术密切相关,腰弯矫形程度和Risser征是其危险因素。

青少年特发性脊柱侧凸矫形术中出血量与月经周期相关性研究

目的探讨青少年特发性脊柱侧凸后路矫形术中出血量与月经周期的相关性。方法对2010年1月～2012年12月间接受单纯后路矫形术的青少年特发性脊柱侧凸200例女性患者的临床资料回顾分析,从中选取相同融合节段的60例患者,按所处月经周期不同时期施行手术分成3组,通过配对样本t检验组间两两比较。再以月经结束日至手术日的天数、手术时间、主弯Cobb角、年龄、体重、Risser征、融合节段数、置钉数以及Lenke分型作为变量,通过多元回归分析月经周期对术中出血量的影响,并继续完善出血量的多元线性方程。结果融合节段数为9.5±3.8个;置入螺钉数为14.2±2.2个;出血量为(931±251)mL;手术时间为(180±21)min;月经期结束至手术日的时间为(11.1±5.3)d。多元回归分析示手术时间、融合节段、置钉数、月经结束日至手术日的天数均对术中出血量有显著影响(P<0.01)。结论月经结束日至手术日的天数、手术时间、融合节段、置钉数对术中出血量有显著影响。

如何看待成人脊柱畸形术后的近端交界区后凸问题

与青少年特发性脊柱侧凸手术以矫形为主要目的不同,成人脊柱侧凸(adult scoliosis,AS)的手术治疗方案以减轻或消除临床症状为主,不强调完美矫形,而着重于神经减压和重建躯干平衡,尤其是恢复矢状面平衡对于AS具有重要意义。随着后路矫形技术与器械的发展,矫形术后融合节段近端交界性后凸畸形(proximal junctional kyphosis,PJK)的发生已引起众多学者的关注。目前,对AS术后PJK的认识仍有不足,如何选择融合上端固定椎?术后腰椎前凸角与PJK的关系?骨盆相关参数与PJK之间的关系?这些问题均是目前广大脊柱外科医生关注的焦点。本期特邀国内本领域专家针对AS术后PJK的发生机制及相关危险因素展开讨论,供同道参考。

成人脊柱侧凸矫形术后近端交界性后凸的影响因素分析

目的测量成人脊柱侧凸患者脊柱矢状位参数和骨盆参数,探讨矫形术后发生近端交界性后凸(PJK)的主要因素。方法回顾性分析2014年1月至2016年9月于我院接受手术治疗的45例成人脊柱侧凸患者的病例资料。根据近端交界角(PJA)是否>20°将患者分为PJK组和非PJK组。在脊柱正侧位X线片上测量两组患者术前、术后1周和末次随访时的胸椎后凸角(TK)、胸腰椎后凸角(TLK)、腰椎前凸角(LL)、矢状面躯干偏移(SVA)、骨盆投射角(PI)、骨盆倾斜角(PT)和骶骨倾斜角(SS)。采用logistic多元回归分析探讨成人脊柱侧凸矫形术后发生PJK的主要影响因素。结果 PJK组19例、非PJK组26例。两组患者在性别、年龄、随访时间、上端固定椎位置、下端固定椎位置方面差异均无统计学意义(P均>0.05)。PJK组患者末次随访时LL、末次随访时SVA、术前PT、末次随访时PT均大于非PJK组,术前SS、末次随访时SS均小于非PJK组,差异均有统计学意义(P均<0.05),其他参数在两组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。Logistic多元回归分析显示,术前TK、末次随访时TK、末次随访时LL、末次随访时PT、术前SS是成人脊柱侧凸矫形术后发生PJK的主要影响因素(P均<0.05)。结论术前TK、末次随访时TK、末次随访时LL、末次随访时PT、术前SS是成人脊柱侧凸患者矫形术后发生PJK的主要影响因素。

脊柱后入路手术治疗Simmon Ⅱ型腰椎退变性侧凸

目的探讨后路手术治疗Simmon型腰椎退变性侧凸的临床疗效。方法自2008年3月至2010年2月对28例Simmon型腰椎退变性侧凸患者,采用后路椎管减压、矫形、椎弓根螺钉内固定加椎间和/或后外侧植骨融合手术治疗,术后随访3个月～2年,观察其疗效。结果全部患者手术顺利,随访时间平均11个月(3～24个月)。83%的患者疼痛明显减轻,下肢神经性间歇性跛行缓解,随访期间矫正度数无明显丢失。结论充分减压、适当矫形、融合加椎弓根螺钉内固定是治疗Simmon型腰椎退变性侧凸安全有效的方法。

手术治疗退变性脊柱侧凸的CT影像学分析及近期疗效评价

目的研究采用手术治疗的退变性脊柱侧凸患者近期治疗的CT影像学特点。方法选取2013年7月-2014年6月70例经手术治疗的退变性脊柱侧凸患者作为研究对象,采用CT检查对其近期疗效(6个月)进行评定,分析比较病变临床特点、脊柱功能恢复情况等资料。结果术后随访1、3、6个月患者腰腿疼痛VAS评分均明显下降,ODI评分降低,与术前比较,P均<0.05,差异显著。术后CT检查示:腰椎侧凸Cobb角度、顶椎偏移、冠状面平衡、矢状面平衡均下降,腰椎前凸角角度增大,与术前比较,P<0.05,差异显著。结论退变性脊柱侧凸疼痛主要发生在胸腰段或腰部,弯度大部分未超过20°;伴椎体的旋转、滑移等;术后患者脊柱恢复生理弯曲和功能,CT检查对手术治疗退变性脊柱侧凸患者的近期疗效具有积极的指导意义。

腰椎融合术后邻近节段病变与脊柱-骨盆矢状位参数的相关性

目的分析腰椎融合术后邻近节段病变(ASDis)与脊柱-骨盆矢状位参数的相关性,并探讨其危险因素。方法纳入2013年1月至2017年10月在海军军医大学(第二军医大学)长海医院骨科脊柱外科因腰椎融合术后ASDis行翻修手术的患者为ASDis组,匹配同期行腰椎融合手术且经过相同时间随访未发生明显ASDis的患者为对照组。回顾性分析两组患者的病例资料,比较两组患者一般资料及末次随访时的脊柱-骨盆矢状位参数的差异,前者包括年龄、性别、体质量指数(BMI)、随访时间及初次手术病因,后者包括胸椎后凸角(TK)、矢状位躯干偏移(SVA)、腰椎前凸角(LL)、手术节段腰椎前凸角(sLL)、骨盆入射角(PI)、骨盆倾斜角(PT)、骶骨倾斜角(SS)等。结果共纳入ASDis组患者25例,对照组患者50例,两组患者的年龄、性别、BMI、随访时间及初次手术病因差异均无统计学意义(P均>0.05)。ASDis组患者LL、sLL、SS均小于对照组(36.00°±5.44°vs43.88°±10.62°,17.80°±5.79°vs27.62°±6.74°,27.50°±5.30°vs31.06°±7.48°,P均<0.05),PT大于对照组(26.12°±8.24°vs 18.80°±7.67°,P<0.01),两组间TK和PI差异均无统计学意义(P均>0.05);同时,ASDis组中SVA>50 mm、PI与LL的差值(PI-LL)≥10°及sLL占LL比例(RL)<60%的患者比例均高于对照组(18/25 vs 21/50、16/25 vs 11/50、21/25 vs 17/50,P均<0.05)。结论腰椎融合术后矢状位失衡与ASDis的发生密切相关,手术节段前凸恢复不良导致邻近节段腰椎代偿性后凸可能是引起腰椎融合术后ASDis的原因之一。

特发性脊柱侧凸的生物力学特点及治疗策略研究进展

特发性脊柱侧凸是一种病因未明的脊柱畸形疾病,在其发病过程与治疗方法选择上,生物力学因素起着重要作用。脊柱及其附件的空间载荷不均等、椎体发育的不平衡以及骨盆倾斜和旋转导致的基座不稳均对特发性脊柱侧凸的病情演变有重要影响,而支具治疗和椎弓根钉棒系统治疗都以生物力学特点为中心不断发展进步。本文从发病过程和治疗策略出发,总结了特发性脊柱侧凸的生物力学特点。

有限元法生物力学分析在青少年特发性脊柱侧凸治疗及病因研究中的应用

青少年特发性脊柱侧凸发病率较高且病情复杂,对青少年身心健康可造成显著影响,但其因病因不明,临床尚未形成治疗共识。近年来基于患者医学影像进行仿真建模的有限元法生物力学分析在青少年特发性脊柱侧凸治疗及其病因研究中已经有了一系列的应用。本文即从非手术治疗、手术治疗、病因研究、现有局限等角度对有限元法生物力学分析在青少年特发性脊柱侧凸中的应用进行综述,以期为临床实践及相关研究提供参考。

不同置钉密度选择性置钉法对LenkeⅠ型青少年特发性脊柱侧凸后路矫形效果的影响

目的评估LenkeⅠ型青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者应用选择性置钉法进行后路三维矫形术的疗效,并比较不同置钉密度对术后矫形参数的影响。方法回顾性纳入2013年1月至2017年1月在海军军医大学(第二军医大学)长海医院骨科脊柱外科行脊柱侧凸后路矫形+选择性融合内固定术的LenkeⅠ型AIS患者。参考文献定义置钉密度为置钉数量/(融合节段×2),按置钉密度将患者分为高密度组(置钉密度>0.7)和低密度组(置钉密度≤0.7),比较两组患者的一般资料和术后2周手术矫正率、术后2年手术矫正率、2年矫正率丢失及矫正比率。结果纳入LenkeⅠ型AIS患者36例,男11例、女25例,平均年龄为(13.97±1.89)岁。高密度组23例、低密度组13例,置钉密度分别为0.80±0.04、0.64±0.06,差异有统计学意义(t=10.799,P<0.01)。两组患者性别构成比、年龄、使用椎弓根螺钉的品牌、术前冠状位主弯Cobb角、术前侧屈位Cobb角、术前侧凸柔韧度差异均无统计学意义(P均>0.05)。与高密度组比较,低密度组患者术后2周冠状位主弯Cobb角、手术矫正率及术后2年冠状位主弯Cobb角、矫正率丢失均无明显劣势(P均>0.05)。相关性分析结果显示,术后2周手术矫正率、矫正比率及术后2年矫正率丢失与置钉密度均无明显相关性(r=0.149、0.348、0.217,P=0.387、0.874、0.177)。结论对于柔韧性较好的LenkeⅠ型AIS患者,使用选择性置钉进行矫形时适当减少置钉数目可能不会对术后近期和中期疗效造成不利影响。