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    计算机辅助影像导航系统在颈椎外科中的应用!

    汤 宇， 刘春蓉， 苗 军， 卢世璧

    ·综述·

    汤 宇， 苗 军， 卢世璧! 解放军总医院骨科研究所， 北京市 "##$%&

    刘春蓉， 天津武警医学院病理科， 天津市 &##"’(

    汤 宇!， 男， ")’$ 年生， 汉族， 解放军总医院骨科博士在读， 主治医师，主要从事脊柱外科、 骨肿瘤病的研究。 *+,-./01 .+2 30+45 .-6

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    通讯作者： 卢世璧! 解放军总医院骨科研究所， 北京市 "##$%&

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    中图分类号： !"#$% & 文献标识码： ’ 文章编号： $"($ ) &*+",+--./$$ ) +$-" ) -+

    收稿日期： +--0 ) $$ ) ++ 修回日期： +--. ) -$ ) 0- ,-0 1 23/

    摘要： 由于脊柱本身解剖结构的复杂性， 目前脊柱手术的准确定位在很

    大程度上依赖于术者的经验、 解剖知识及三维空间想像能力。 人们认识

    到随着计算机技术的成熟，在提高手术安全性方面脊柱三维成像技术

    有其独特的应用价值。利用颅脑外科中成熟的无框架立体定向影像系

    统，结合脊柱本身解剖结构的特殊性，尝试通过计算机辅助导航系统

    (:-6;<=*/843303=*, >) 来帮助脊柱手术中的准确定位， 并通过

    临床应用检验其准确性， 将显示其广阔的应用前景。

    主题词： 颈椎； 立体定位技术； 计算机!"#$ %& ’() *+& ,("- .& ’) /01 2334(5"6(-# -7 "# (8"$9 #":($"6(-# ;<;698 ";;(;69= ><

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    汤宇， 刘春蓉， 苗军， 卢世璧 % 计算机辅助影像导航系统在颈椎外科中的应用M . N 1

    中国临床康复， @AAB， D E FF G： @FAI J K

    45567 1 1 888% 9:;<=>% ! 引言!"#$%&"#$ 等! " #

    发现， 采用常规 ’ 线透视定位进行椎弓根锞

    钉固定， 大约 ()*有明显皮质穿透的表现， 其中 +(*为向椎管

    内穿破， 表明传统二维影像技术的局限性。自从 )++( 年出现无

    框架立体定向影像系统以来，它已逐渐成为脊柱手术的常用技

    术之一!$ % & #。 随着经验的增多， 以及脊柱手术中对精确定位的更

    高要求， 计算机辅助导航系统也得到迅速发展。

    " 基础研究

    实践证明，经过一些改进，脊柱最终可以适宜于精确的实时

    计算机辅助影像技术。脊柱是由多个坚硬独立的椎体所组成的，这些椎体具有特定的解剖结构，无论时间差怎么样，这些结构在

    所采集的影像和术中所见是相一致的。在术中， 虽然相邻椎体的

    空间关系由于体位的变化而可能发生改变， 但其各自的特定结构

    仍保持不变 (如棘突、 横突及椎弓根之间的空间关系) 。椎体的这

    些组成部分具有明显的解剖标志， 在手术中可以通过触摸提供确

    切的解剖定位。 这些解剖基准点使外科医生在摄影前不必放置标

    记物， 而在颅脑外科中放置标记物是常规。最后， 由于椎体很小，在,-及 ./0中采用较小视野就可以进行观察， 而较小的观察视

    野使图像更清晰， 定位更准确!’ % ( #。 目前在颈椎中的应用包括辅助

    放置," ) $ 经关节螺钉， 以避免损伤椎动脉， 以及经口切除齿突、 枢

    椎下颈椎椎弓根螺钉的放置及前路颈椎体切除术等非常精细的

    手术操作。

    一些学者已报告了他们使用计算机辅助影像导航技术的经

    验。123"4& 等!* #

    在 5 具尸体上采用无框架影像导航立体定向系统

    辅助进行颈椎前路椎体切除术，发现较标准体切除技术精确度

    明显提高， 变异率明显降低。影像导航技术使医生很容易看到器

    械的尖端及其与脆弱组织结构的空间关系。6789#: 等!"+ #

    发明了

    一种影像导航系统 ; <"44#%=$ 装置，在 )( 具尸体上进行颈椎前

    路椎孔扩大术。尸体解剖证明这种装置能够使减压充分， 并能精

    确定位椎动脉相对于椎间孔的位置。作者测量了从椎间孔的入

    口至椎动脉的平均距离， 在 ,* ) , 水平为 (>? @ A )? () BB， ,, ) & 水

    平为 (C? > A )? C) BB， ,& ) ’ 水平为 (+? ) A )? @) BB， 这非常有助于

    防止损伤椎动脉， 特别在椎动脉扩张或行径发生变化的病例。

    最近，D=2"E 等 !"" #

    报告了使用 D27=4=FGH (一种多平面虚拟 ’

    线透视影像仪器)的经验。作者将 I 具新鲜冷冻尸体固定在

    .GEJ#"28 支架上， 支架上有动态参照弧。 在获得前后位与侧位透视

    图像并将 ,形臂移走后， 即时将光学追踪工具投影到刚刚获得的

    图像上， 通过触摸各种解剖标志， 将各点一一对应。将 D27=4=FGH

    系统用于I 种独立的颈椎手术操作过程：齿状突螺钉的放置、侧

    块螺钉的放置及前路颈椎体切除钢板固定。 结合预先采集的前后

    位、开口位及侧位’ 线透视图像，作者不但能够成功放置所有I

    种齿状突螺钉，而且所预想的螺钉角度与所放置的 (5 个螺钉实

    际角度相一致。 他们所设想的投影与矢状面的角度为IKL， 而实际

    测量的螺钉放置角度为IK? >L， 波动范围为(ML N I>L。 所有椎体切

    除槽相对于中线均具有对称的边界，平均槽宽为)C? @ BB，比所

    预想的直径)C BB大 K? @ BB。所有的颈椎钢板均放置于正中线

    上。作者认为计算机辅助成像的 ’ 光透视仪较之传统 ’ 光透视

    仪具有几个优点：它使单个 , 形臂能够具有实时的、多平面的程

    序性导航作用， 能够大量降低患者及手术操作人员所受到的辐射

    量。 另外， 实时数据性信息如内固定物在轴位与中线的距离、 器械

    尖端与所涉及组织的距离等均能在荧屏上轻松测量得到。

    D2=74=FGH 技术的主要问题是由于缺少附加的计算机辅助

    技术， 不能在冠状面准确测量所用器械或植入物的位置， 这增加

    了当器械或植入物指向中线方向时损伤椎管的概率。特别是在

    枢椎下 ,- ) & 节段常规使用椎弓根固定时，更需要精确的冠状面

    影像， 因为此节段损伤椎动脉和脊髓的风险较高。<4GB"4 等! "$ #

    比较了借助于计算机辅助影像导航技术、按照局部解剖标志及

    小范围切除椎板椎间孔后在 ’ 线透视辅助下触摸定位这 I 种

    方法来放置枢椎下椎弓根螺钉的准确性 ......