文档介绍：南方医科大学
博士学位论文
脊柱椎弓根进钉通道数字解剖学研究
姓名:李严兵
申请学位级别:博士
专业:人体解剖学与组织胚胎学
指导教师:钟世镇
20070413
脊柱椎弓根进钉通道数字解剖学研究博士研究生:李严兵指导教师:钟世镇院士摘要我们在吸取众多科学研究结果与研究方法的基础上,适应现代数字医学发研究背景自年对脊柱植入物进行系统地研究后率先将用于特发脊柱侧凸的矫正,到年法国狢研制出完整的椎弓根螺钉钢板治疗不稳定性胸腰椎骨折以来,椎弓根内固定技术被广泛应用于脊柱骨折脱位、脊柱畸形和脊柱不稳等疾病的治疗,现在椎弓根内固定技术已经成为脊柱外科常用的后路固定脊柱的手术方法,但螺钉的植入存在着一定的失误率,究其因,主要是定位偏差与/或操作不当。大体解剖学测量与分析,需要大量的材料和时间,技术方法相对落后,研究结果也难以精确,对那些畸形、变异的个体和破坏正常骨性结构的患者很难应用。三维重建技术还原目标结构的解剖特征,使数字化的解剖模型在计算机环境下三维动态可视化。数字技术的深入发展和广泛应用,有力地推动数字医学的发展和应用。计算机导航系统在医学领域成功应用,为脊柱手术微创化、精确化、实时可视化、智能化发展提供了可靠保证,拥有极其广阔的应用前景,它的本质是把脊柱椎弓根内固定技术数字化。展的需要,将人体解剖学、现代影像学、计算机三维重建及逆向工程技术相结合,针对椎弓根内固定如何定位、定向、定深的问题,提出“椎弓根迸钉通道琍笔只拍睿谌制教ǘ约怪倒哦通道特征规律进行深入系统地研究。博士学位论文
目的⒆倒侨馄誓P褪菘狻⒆倒ねǖ朗只治龇椒āτ米倒ねǖ婪治龇椒ǎ芯孔倒ねǖ啦问嫠矫娼潜浠特征。芯烤薄⑿亍⒀底倒ねǖ馈⒔さ阌胱堤灞呓缥恢弥涞娜系,旨在弄清进钉点位置、进钉通道大小与进钉角度之间的变化规律。材料与方法瓹际萦胱倒侨P褪菘饨ⅲ航】党扇颂寮霤枋据集,扫描条件:电压缌,层厚矩阵。例健康成人颈椎、】党扇诵刈怠例健康成人腰椎连续扫描数据集。将连续断层图像数据导入紫然叶确指钐崛∽倒潜呓缏掷P息区,然后应用区域分割再次提取不同节段椎骨信息区,采用系统默认的最佳重建模式三维重建椎骨模型,以袷降汲瞿P汀=ň弊怠⑿刈怠⒀等重建模型分类保存,建立备用数据库。倒ねǖ廊治龇椒ǎ涸赨平台打开三维重建模型,定位三维参考平面。提取椎弓根表面轮廓。旋转模型确定与方向垂直的平面,将椎弓根沿平面法向确定其正投影区,拟合正投影区内边界线,拟合其内切圆、椭圆,再获取椭圆一定垂距的内偏置曲线。沿平面法向分别将内边界线、内切圆、椭圆投影到椎体和椎板表面。内边界投影曲线之间的放样曲面为该方向椎弓根进钉通道,内切圆投影曲线之间的放样曲面为该方向最大螺钉通道,拟合椭圆投影曲线之间的放样曲面为该方向近似进钉通道,内偏置曲线的投影曲线之间的放样曲面为该方向近似轴线通道,平移内切圆心之间的直线为该方向最佳轴线,平移椭圆圆心之恻的直线为该方向近似轴线。内偏置曲线在椎板的投影曲线为该方向进钉安全进钉区。内切圆圆心在椎板的对应点为该方向在椎板的最佳进钉点,拟合椭圆圆心在椎板的对应点为该方向在椎板的近似摘要甶
甤!、椎弓根进钉通道随水平角变化的解剖学特点:从数据库选取鼵”、’、模型,导入腰椎三维精确定位分析同样的方法,得到胸椎笥易倒ねǖ涝谧堤进钉点。。颈椎:分析在为不变,左右椎弓根直鸫均匀间隔9布龇较蜃倒钉通道的长度、内切圆的变化规律。胸椎、腰椎:分析在。不变,左右椎弓根直鸫燃涓。共计个方向椎弓根进钉通道的长度、内切圆大小的变化规律。底倒ねǖ馈⒔さ阌胱堤灞呓绻叵等范ㄎ环治觯捍邮库将韵蟛煌诙窝等亟P偷既險。定位目标对象三维参照平面。将椎体由前至后分成等份,以此作为定位分析椎弓根进钉通道边界深度比例的依据标准,由前至后将等份标志线确定为椎体边界深度的ァ玂%,应用椎弓根进钉通道分析方法分别确定左右椎弓根进钉通道在椎体%、%、%、%、%等霾煌呓缟疃仁钡腡、通道长度及内切圆半径,确定它们的最佳进钉点,分别测量各节段霾煌疃榷杂Φ最佳进钉点与椎弓根中部水平面垂直距离戏轿U怠⑾路轿8褐,与椎弓根在蓖队澳诒呓缤獠嘞叨杂υ谧蛋灞砻姹曛鞠咧浯怪本嗬诓辔U怠⑼獠辔8褐。~谧堤ケ呓缟疃仁弊倒队氨呓绲哪合椭圆及其中心,该中心在椎板的对应点为不同边界深度进钉点的参考点,测量各节段该点与椎弓根中部水平面垂直距离戏轿U怠⑾路轿8褐、椎弓根在和诓辔U怠⑼獠辔8褐。刈底倒ねǖ馈⒔さ阌胱堤灞呓绻叵等范ㄎ环治觯捍邮库将芯慷韵蟛煌诙涡刈等亟P偷既險。应用与%、%、%、%、%等霾煌呓缟疃仁钡腡、通道长度及内切圆半径,确定它们的最佳进钉点,分别测量各节段霾煌呓缟疃榷杂Φ淖博士学位论文
间,内切圆半径在~蚴之间,其中。之间内切圆半径大小分别侧为正值、外侧为负值在椎体%边界深度时椎弓根投影边界的拟合椭甤¨椎弓根进钉通道随水平面角