摘要：椎弓根螺钉系统能使胸腰椎骨折椎体高度和矢状面成角获得良好恢复,但是随着下地活动增多或内固定取出后,易发生椎体高度和后凸畸形矫正的丢失。为此,评价双侧关节突和棘突间植骨3D融合对预防胸腰椎骨折合并椎间盘损伤术后晚期矫正丢失的力学机制和临床效果。模拟患者术后内固定取出后状态,建立双侧关节突联合棘突间植骨融合(治疗组模型)和单纯双侧关节突植骨融合(对照组模型)的L1-L2节段的两种外科有限元模型,按照脊柱三柱理论,对模型施加压缩、前屈与后伸荷载。两种外科模型通过治疗组(11例)和对照组(13例)的前瞻性临床随机对照试验,进行放射学检查。治疗组模型的椎间盘竖向压缩位移和应变较对照组模型明显减小,双侧关节突植骨区应力负荷也较对照组模型减小,而且治疗组模型的后柱比对照组模型形成了更加强化的张力带。治疗组在术后晚期的临床试验结果优于对照组,其差异具有统计学意义(P<0.05)。双侧关节突联合棘突间植骨3D融合比单纯双侧关节突植骨融合更能有效重建脊柱三维稳定性,能较好地获得骨性融合,防止术后晚期伤椎高度丢失以及后凸畸形矫正丢失。有限元分析结合小样本临床随机对照试验,有利于外科手术的设计、评价和优化。

摘要：目的验证上颈椎3D打印模型的精确性，同时在3D打印模型上研究前路枕-寰-枢螺钉内固定的可行性，为手术医师提供一种术前规划方案。方法从医院影像系统导出45例正常成人寰枢椎CT扫描数据，导入Mimics软件中进行三维重建，再导入3D打印机打印出三维实体模型，分别在影像系统内和3D打印模型上测量14个参数，对比验证3D打印上颈椎模型的精确度。取30例上颈椎CT数据，导入Mimics软件中进行三维重建，在三维重建模型中，以半径1．75mm的圆柱体模拟前路枕-寰-枢螺钉内固定轨迹。在前后视图上分别测量螺钉轨迹最小外偏角，记为仅1，最大外偏角，记为α2；在侧位视图上，测量螺钉轨迹最小后倾角，记为B1，最大后倾角记为β2。计算α1和α2、β1和β2的平均值，分别记为α3和β3。同时打印相应上颈椎三维模型，以α3和β3为参考，在角度导向器的辅助下，指导前路枕-寰-枢螺钉在3D打印模型上的实验置钉，并测量相应的螺钉外偏角（α4）和后倾角（β4），对比验证三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度的异同。结果寰枢椎14项影像参数测量数据和3D打印模型测量数据对比差异均无统计学意义（P〉0．05），内相关系数（ICC）统计发现，13项参数〉0．800。30例上颈椎模拟螺钉轨迹测量计算结果：左右α3分别为（12．6±3．7）°和（12．0±4．2）°，左右β3分别为（23．9±4．8）°和（23．4±4．9）°。相应的3D打印模型的螺钉角度左右讲分别为（12．0±4．1）°和（12．3±4．1）°，左右B4分别为（23．4±4．2）°和（22．8±4．4）°。对比三维数字重建螺钉轨迹角度参数和3D打印模型螺钉角度差异无统计学意义（P〉0．05）。结论3D打印技术可以提供精确的上颈椎模型，同时在三维重建模拟置钉技术和角度导向器的辅助下，可以成功实现准确的前路枕-寰-枢螺钉内固定。