术中三维CT导航辅助下微创经椎间孔腰椎椎体间融合术的可行性研究_齐鹏.docx
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1、 分类号: R687.3+2 密级:公开 术中三维 CT 导航辅助下微创经椎间孔腰椎 椎体间融合术的可行性研究 The Clinical feasibility of minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion with Intraoperative Computed Tomography-Guided Navigation System 作 者 姓 名 : 齐 鹏 学 科 专业 : 外 科 学 骨 科 导 师 . 崔 赓 副 教 授 答辩委员会主席: 论文答辩日期 . 二一六年四月二十九日 院校地址: 邮政编码: 解放军
2、医学院 研究生学位论文原创性声明 秉承我院 “忠诚、敬业、和谐、创新 ”的学风,本人声明:所呈交的论文是 我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特 别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的研究成果,也不含为获得我院或其他教育机构的学位及证书而使用过的材料, 对本文的研究作出贡献的个人或集体,均已在文中做了明确的说明并表示谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。 本人保证毕业离院后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位为解放军医 学院或解放军总医院。学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文原 件、复 印件和
3、电子版本,可以采用影印、缩印、扫描或其它手段保存论文以供被查阅和 借阅。学院可以公布学位论文的全部或部分内容 ( 保密内容除外)。 解放军医学院 研究生学位论文版权使用授权书 解放军医学院硕士学位论文 目 录 英文缩写词表 . 1 中文摘要 . 2 英文摘要 . 4 mfs . 6 正文术中三维 CT 导航辅助下微创经椎间孔腰椎椎体间融合术的可行性研究 资料和方法 . 8 關 . 14 舰 . 18 结论 . 22 参考文献 . 22 t 献纖 . 27 攻读学位期间发表文章情况 . 39 麵 . 40 解放军医学院硕士学位论文 英文缩写词表 缩写词 英文全称 中文全称 iCT intraop
4、erative computed tomography 术中 CT TLIF transforaminal lumbar interbody fusion 经椎间孔腰椎椎体间融 合术 MIS-TLIF minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion minimally invasive 微创经椎间孔腰椎椎体 间融合术 transforaminal lumbar 术中三维 CT 导航辅助 iCT-MIS-TLIF interbody fusion with 下微创经椎间孔腰椎椎 intraoperative computed 体
5、间融合术 tomography COTLIF conventional open transforaminal lumbar interbody fusion 传统开放经椎间孔腰椎 椎体间融合术 LDH lumbar disc herniation 腰椎间盘突出 ODI Oswestry Disability Index Oswestry 功能障碍指数 VAS Visual Analogue Scores 视觉模拟评分法 ISO-C Isocentric C-arm 等中心 C 型臂 ACDF anterior cervical discectomy and fusion 颈椎前路椎间盘切除融
6、 合术 BFRS biplane fluoroscopy-guided robot system 双平面 X线机器人导航 系统 解放军医学院硕士学位论文 作 者:齐鹏 学科专业:外科学(骨科 ) 导 师:崔赓 术中三维 CT导航辅助下微创经椎间孔腰椎椎体间融合术的可行 性研究 中文摘要 【目的】通过对比术中三维 CT 导航辅助下微创经椎间孔腰椎椎体间融合术 (minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion with Intraoperative Computed Tomography(iCT-MIS-TLIF)、单纯微创经椎间
7、孔腰椎椎体间融合术 (minimally invasive transforaminal lumbar interbody fUsion(MIS-TLIF)与传统开放 经椎间孔腰椎椎体间融合术 (conventional open transforaminal lumbar interbody fiisi n(COTLIF)治疗单节段腰椎退行性疾病的临床效果差异,探讨术中三維 CT 导航辅助下微创经推间孔腰推椎体间融合术的可行性。 【方法】 2009 年 4 月至 2011 年 9 月 45 例单节段腰椎间盘突出患者,根据患者 自己的治疗意愿及术前资料的综合分析, 11 例患者采用术中三維 C
8、T 导航下微创 经椎间孔腰椎椎体间融合术 (iCT-MIS-TLIF)进行治疗, 15 例患者采用单纯微创经 椎间孔腰椎椎体间融合术(MIS-TLIF)进行治疗, 19 例患者采用传统开放经椎间 孔腰椎椎体间融合术 (COTLIF)进行治疗。比较三组患者在手术时 间、木中出也 量、术后引流量、术后平均住院日和术后下地时间的差异,统计术前、术后 3 天、 1.5 月、 3 月、 6 月、 12 月、 24 月 Oswestry Disability Index(ODI), Visual Analogue scores (VAS)和 X 线评价治疗效果。同时,考虑到术中三维CT 导航对手术时 间的
9、影响,单独记录了术中三维 CT 导航扫描、注册等所需时间。 【结果】米后患者均获得了随访,三组患者术前一般资料、 VAS 和 ODI 评分无 统计学差异。术后 45 例患者均未出现手术相关并发症。 iCT-MIS-TLIF 组手术时 2 解放军医学院硕士学位论文 间显著高于 MIS-TLIF 组和 COTLIF 组 (P0.05), 且均明显低于 COTLIF 组 (P0.05)。患者的术前统计数据见表 1。 表 1 三组患者术前资料 iCT-MIS-TLIF 组 MIS-TLIF 组 COTLIF 组 P 8 解放军医学院硕士学位论文 病例数 11 15 19 年龄(岁) 52. 2126
10、51. 4 土 9. 6 50. 510. 8 P0 05 性别(男 /女) 8/3 10/5 13/6 P0. 05 术前腰痛 VAS 4. 8 士 1. 9 4. 52. 3 4.62. 1 P0.05 术前腿痛 VAS 5. 02_9 5. 3 土 3. 2 4. 92. 6 P0. 05 术前 0DI 51.76.8 49. 76. 1 53. 3 + 5. 5 P0. 05 1.2 术中 CT 导航系统 采用一台 82cm 大孔径滑动式 40-层 CT 扫描机 (Somatom Sensation Open Sliding Gantry;Siemens Medical Solutio
11、ns, Forchheim, Germany),将红夕卜 线导航系统 0(15; 1 11;8 找 111113)与术中(; 1相连。并将 (1扫描所获得 的影像学数据计算后重建为三维图形并传送到相应的导航软件内,而且在术中可 以根据手术情况随时进行 CT扫描并更新导航信息。 图 2.可透射线手术台及多层 CT 和相应的滑动门 1.3手术方法 1.3.1 iCT-MIS-TUF 组手术方法 患者全麻后俯卧于可透过 X 线的手术台上,安装参考架于髂后上棘后进行 CT 扫描。CT 图像扫描结果输入图像导航工作站,自动注册前,麻醉呼吸机可以 9 解放军医学院硕士学位论文 暂停 10-20 秒以减少呼
12、吸运动对导航精确度的影响 17,18。在 CT 扫描期间,术 者、助手及麻醉师可以在防护区直接观察到患者的情况,扫描过程中所有医务工 作者均不暴露于射线下。自动注册后,通过体表骨性标志和参考架进行双重的精 度检查并进一步确认导航图像的准确性。术中如果出现导航的精准度不够或术者 怀疑导航精准度不够,有必要再次进行 CT 扫描及注册,直至导航足够精确为止。 虽然出现这样情况的可能性很小,但仍旧需要慎重对待。本研究中仅 1 例患者因 参考架松动需要额外的 CT 扫描和注册。确定责任间隙的上下椎弓根入口点,先 于健侧做切口,切口扩大至 1.5cm, 使用克氏针置入上下椎弓根,通过克氏针进 行椎弓根的钻
13、孔和攻丝,留置备用。以上所有的步骤皆在使用导航下完成。在导 航 引导下于病变侧上下椎弓根处置入两根克氏针,沿两针连线切一长约 3cm 的 切口,然后使用 X-Tube 逐级扩大,在 X-Tube 通道内进行椎板、关节突以及椎 间隙的处理,减压充分后,将适当大小装入自体骨的 cage 置入椎间隙,敲击至 适当位置,置入螺钉与钛棒,然后于对侧采用经皮置钉技术置入螺钉与钛棒,通 过再次iCT 扫描判定螺钉和 cage 置入的准确性以及减压是否充分,所有的螺钉 都经过 3 名高年资脊柱外科医师评定,以破壁 2mm 以内为标准 14,20进行评价, 全部合格后行加压固定,放置引流管,关闭伤口。 图 3.
14、 (iCT-MIS-TLIF 组)切口前术中 CT 扫描显示腰椎轮廓,参考架连接到髂后 解放军医学院硕士学位论文 图 4.在 iCT 导航下,确认椎弓根入口后使用空心椎弓根开路锥定位,然后放置克 氏针,参考架连接到左侧髂后上棘 11 解放军医学院硕士学位论文 图 5.在 iCT 图像引导下确定病变间隙 12 解放军民学院硕士学位论文 图 6.关闭伤口前不同平面确认椎弓根钉和 cage 的位置, A:轴位像上显示神经根 减压充分, cage 位置良好; B:轴位像上显示椎弓根钉置入位置精确; C:矢状位 像上显示椎间融合器位置精确。 1.3.2 MIS-TLIF 组手术方法 患者全麻后取俯卧位,
15、于后正中线旁开 3.0-4.0cm, 以病变间隙为中点纵长 约 4cm处插入 2 枚克氏针,经 C 臂透视后确认相应手术节段,保证克氏针在术 中透视正位像上位于椎弓根皮质范围内,侧位像上位于椎体椎弓根的延长线上, 确认后切幵患侧皮肤及浅层软组织,将通道处逐级进行扩张,最后将 X-tube 工 作套管置入,撑开钳纵向撑开后辨认相关组织结构,对局部残留软组织进行清理, 直到显露出椎板外缘和上下关节突。尖锥幵路后透视下确认椎弓根位置,钉道攻 丝后用骨蜡进行封堵。然后于通道下切除部分椎板、关节突内侧缘及黄初带,显 露椎间盘然后切开纤维环,使用绞刀逐级进行间隙椎间盘组织的清理,并彻底刮 除椎间盘及软骨终
16、板 ,充分冲洗椎间隙,植入切除的局部自体骨骨粒及 1 枚合适 高度的 cage,检查神经根受压情况,止血充分后,再于对侧采用经皮置钉技术置 入螺钉,双侧钛棒加压固定, C 型臂透视确认内固定位置良好,探查无活动性出 血,撤出工作套管,置引流管后逐层缝合切口。 1.3.3 COTILF 组手术方法 患者全麻后俯卧于手术台上,根据髂棘与手术节段的相邻关系,于腰部后正 中画一长约 6-8cm 的垂线。此线仅作参考,不影响手术过程。取后正中切口,依 次切开皮肤、皮下组织及腰背筋膜,沿棘突两侧剥离椎旁肌肉,直到上下关节突 关节外侧,透视 定位后于节段两侧共置入 4 枚椎弓根螺钉,健侧适当撑开后上钛 棒以
17、临时固定。切除患侧间隙下关节突、部分椎板、上关节突内侧缘和黄韧带以 求彻底减压,清除患侧椎间盘和上下软骨终板。将自体骨修剪成粒植入椎间隙内, 选择合适椎间融合器植骨后放入椎间隙内,双侧上钛棒并加压固定,安装横连, 透视见内固定位置良好后放置引流管并关闭伤口。 13 1.4 术前、术后处理 解放军医学院硕十学位论文 三组术前准备均一致,根据手术需要,术后均常规预防性应用抗生素预防感 染,服用同等剂量非尚体药物减少术后疼痛,引流均采用闭式被动引流,当术后 24h 内引流量0.05), 且均明显低于 COTLIF 组 (P0.05)。三组 VAS 评分和 ODI 评分的随访结果与术 前相比均有显著改
18、善,且 iCT-MIS-TLIF 和MIS-TLIF组术后 3天腰痛 VAS评分、 术后 1.5月 ODI评分显著低于 COTLIF组 (P0.05),iCT-MIS-TLIF 组术后 6 周腰 痛 VAS 评分显著低于 COTLIF 组 (P0.05), 其余时间点三组之间评分无统计学差 异, iCT-MIS-TLIF 组和 MIS-TLIF 组之间术后各时间点 VAS 评分和 ODI评分均 无统计学差异。由于术中三维 CT 导航所致的手术暂停时间平均为 5.8 分钟。 iCT-MIS-TLIF 组中 1 例患者由于右侧 S1 椎弓根先天异常导致椎弓根螺钉不能置 入,我们采用了 1 枚骶骨翼
19、螺钉替代并于导航下置入。三组的术后 CT 图像均显 示所有螺钉和 cage位置良好,神经根减压充分。因 CT 扫描与导航所致 iCT-MIS-TLIF 组术中手术暂停时间平均为 5.8 分钟,其中每次 CT 扫描平均时间 为 9.0 秒,术中 CT 导航自动注册平均时间为45.5 秒。术后长期随访 X 线显示三 组在融合率方面无统计学差异,且均获得稳定的融合(表2-7)。 15 解放军医学院硕士学位论文 C D 图 7.例患者术前被诊断为先天性骶椎发育异常,使用 1 枚骶骨翼螺钉代替 S1 椎弓根螺钉在导航下置入, A:腰椎术后 X 光片显示所有螺钉与椎间融合器位置 准确; B:轴位像上显示
20、L5 椎弓根钉置入精确; C:轴位像上显示 S1 双侧螺钉 均置入精确; D:轴位三维 CT重建图像显示 L5、 S1 螺钉均置入精确。 16 解放军医学院硕七学位论文 17 解放军医学院硕士学位论文 3 讨论 虽然目前传统的经后路椎弓根螺钉固定腰椎椎间融合术可以较为充分的满 足手术治疗腰椎退行性疾病的需求,并且可以提供手术节段全方位的稳定性 24,25。但是随着患者对术后效果要求的逐步提高以及医务工作者对于减少医源 性肌肉和软组织损伤重视度的提高 4,导致人们幵始重新审视传统的手术方式。 由于传统开放的 TLIF 手术需要较大范围的剥离椎旁肌肉和软组织并向外侧极度 牵拉以便手术减压操作,导致
21、患者术中及术后出血较多,而且术后残留顽固性腰 背疼痛的可能性也相对较大 4,使得其临床疗效逐渐不能满足医务工作者及患 者的需求,随着扩张通道管系统 ( X-tube)的应用及MIS-TLIF 手术术式的发明, 越来越多的人开始关注这一微创术式,并对其疗效及相关并发症展幵了研究 23, 一系列的研究结果表明, MIS-TLIF 在手术创伤较小,术后恢复较快的基础上, 可以获得和传统 TLIF 手术相当的远期疗效 21, 22。 然而随着腰椎融合术中微创术式应用的越发普遍 26,27,其缺点也逐渐的显 露了出来,其对医务人员的放射性暴露和陡峨的学习曲线 8使其推广受到了一 定的限制,特别是由于缺少
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