崔利宾 袁鑫 许崧杰 张衍军 张志鹏 陈学明

    目前脊柱外科疾病的手术治疗方法中，椎弓根螺钉技术是使用最普遍的内固定技术，椎弓根螺钉内固定系统因其良好的生物力学性能，广泛的应用于脊柱的骨折、畸形矫正、肿瘤等疾病的治疗中。目前腰椎的椎弓根螺钉技术已经非常成熟，与腰椎相比，胸椎的椎弓根直径小，个体差异较大，骨性标志少，椎管容积小，且毗邻主动脉、下腔静脉、食管、肺、脊髓等重要器官，螺钉一旦穿出椎弓根或者侵入椎管将导致胸腹腔重要脏器、大血管、脊髓、神经的致命性损伤和灾难性后果，使得胸椎椎弓根钉置入技术的难度及风险都较大，因而胸椎置钉的准确性至关重要。特别是对于上胸椎，在螺钉的精确置入上仍然有着很大挑战[1-3]。以数字化3D 打印技术为代表的导航辅助置钉技术[4,5]在临床中逐步应用，使得患者的个性化评估及个性化置钉成为可能，该技术的发展为有效提高置钉的成功率、降低置钉风险提供了新的技术手段。3D打印导航模板自应用于脊柱外科置钉技术以来，已广泛的应用于寰枢椎、下颈椎、腰椎[6-8]，但对于胸椎的辅助置钉研究相对较少，特别是对于难度较大的上胸椎。本实验拟通过3D打印技术制备上胸椎椎弓根螺钉置入导板并辅助置钉，并评价螺钉置入的准确性及可行性。为该技术的临床应用提供理论及实验依据，以提高上胸椎疾患的治疗水平。

    1 材料与方法

    1.1 标本制备 由首都医科大学解剖实验室提供的甲醛溶液浸泡的新鲜成人尸体上胸椎标本6具，男女各3具；年龄35～66岁，平均年龄51.6岁。实验前通过影像学检查排除骨折脱位、骨质缺损、先天发育畸形等影响因素，标本范围包括完成的T1～T4椎骨及两侧肋椎关节和后方的软组织结构。

    1.2 导板的制作 实验前对6具尸体标本行螺旋CT扫描(荷兰Philips公司)，层厚1.0 mm。扫描成功后将数据以DICOM格式导入至Mimics 17.0软件(比利时Materialise公司)，建立上胸椎标本的三维模型，以STL格式导出。利用Med CAD功能取3.5 mm圆柱体替代椎弓根钉模拟置钉使其完全位于椎弓根内，获得理想钉道。然后将模型以STL格式导入Geomagic Studio软件中，提取上胸椎附件的解剖形态特征，建立与附件解剖形态契合的反向模板，根据理想进钉位置和理想钉道设计导向孔，完成导板设计。最后导入3D打印机，通过光敏树脂打印成型 ......