研究背景： 在过去的十年来，椎弓根钉的应用越来越广泛，先是在腰椎中使用，而后在胸椎、颈椎中应用，因为他能够为脊柱提供稳定的三柱固定的效果。脊柱侧凸的矫形手术，经历数十年的发展到今日，后路椎弓根钉固定矫形已成为常规术式之一。这种矫形方式可以获得更好的冠状面、矢状面以及旋转矫形，并有较低的假关节发生率及固定失败率。尽管已经有大量文献验证了在腰椎以及胸椎置入椎弓根钉的安全性，但是脊柱侧凸患者椎弓根解剖形态的变异仍然给脊柱外科医生安全置钉提出很大的挑战。此类患者中胸腰椎椎弓根的变形，大小的异常以及椎体、椎弓根旋转角度的变化，都给置钉带来很大的不确定因素，按照常规方法来确定置钉点，及其容易导致置钉不准确，从而损伤周围的椎管、血管、神经根甚至内脏。因此在脊柱侧凸患者中，做到对每个个体，每个椎弓根个体化设计置钉点，可以大大减少误置的风险。大量的文献都提出了指导置钉的方法，如漏斗技术、表面标志技术、术中C臂检测及导航、CT导航等。在他们当中，不是不能提供术前的置钉评估，就是不能做到个体化评估。在临床工作中发现脊柱侧凸病椎的椎弓根置钉点常与正常椎体有较大差异，在正常脊柱和中度特发性脊柱侧凸中使用传统的方法指导确立置钉点有较好的通用性，但在中重度乃至重度特发性脊柱侧凸中因病椎的差异显著可有较大误差。同时椎弓根的外展角对置钉准确性起着非常重要的作用。在脊柱侧凸患者的胸腰椎因为双侧发育不等以及中后柱的变形导致两侧椎弓根外展角不规则。按照传统方法导向置钉容易误置钉。除外术中CT导航，前人没有使用过术前CT重建来为每个椎弓根制定个体化的置钉点。因此我们提出的研究用常规的CT扫描后3D重建，来获得每个椎弓根的置钉点，并为每个椎弓根设计特异的外展角，以个体化方案置钉。在某些发育异常导致无法在椎弓根中置钉的节段中，这种个体化方案能为其提供“In—Out—In”等独特的置钉途径。这不仅能在术前拟定好置钉方案，增加术者信心，并能提高置钉速度及准确性。 研究目的： 1.利用常规的CT扫描后的3D重建来获得每个椎弓根的个体化最优置钉点以及匹配的椎弓根外展角。 2.验证CT三维重建得出的置钉点与传统法则所指导的置钉点存在的偏差。 3.研制椎弓根外展角导向器，应用重建所得置钉点及外展角导向置钉并验证准确性。 研究方法： 1.患者资料：2006.6～2008.12年在本科室确诊青少年特发性脊柱侧凸疾病需手术治疗的40名患者，包括中度侧凸患者30名，中重度侧凸患者10名。 第一部分实验中：从30名中度侧凸患者中随机抽取10名与另外10名中重度侧凸患者按侧凸程度组成两组实验对象。中度侧凸组10名，男女各5名，年龄从13-18岁，平均年龄16.4岁。Cobbs角40°～58°，平均48.2°。中重度侧凸组患者10名，男女各5名，年龄从13-21岁，平均年龄17.3岁。Cobbs角60°～78°平均70.6°。 第二部分实验中：30名中度侧凸患者中已有10名已行CT扫描重建，再从剩余20名中随机抽取5名患者加入重建置钉组，行CT扫描重建，剩余15名患者进入传统置钉组。10名中重度侧凸患者随机分配到传统置钉组及重建置钉组。传统置钉法组20名，男性6名，女性14名，年龄从13-21岁，平均年龄16.4岁。中度侧凸患者15名(Cobbs角42°～57°平均48.2°)，中重度侧凸患者5名(Cobbs角60°～77°平均68.2°)；重建指导法组20名，男性8名，女性12名，年龄从13-21岁，平均年龄17.2岁。中度侧凸患者15名(Cobbs角40°～58°平均47.8°)，中重度侧凸患者5名(Cobbs角63°～78°平均73°)。 2.扫描参数：SIMENS公司的SOMATOM Sensation64螺旋CT，120 kV、60 mA；层厚0.64 mm，层距1 mm，螺距比1.375：1；扫描完成后行内插重建，层厚0.64mm、层距1 mm。用Syngo Somaris/5(SIMENS，Munich，Germany)软件以容积再现(Volume Rendering，VR)和多平面重建(Multiple Planar Reformation，MPR)技术进行重建。 3.置钉点的确定： (1)重建置钉点：在重建的3幅MPR图像中调整矢状、横切面使其均通过一侧椎弓根中心，两个个平面相交得一条椎弓根的轴线，轴线与椎板或下关节突的交点为重建置钉点，调整冠状面通过重建置钉点，以用于测量。 (2)传统法描绘置钉点：三个脊柱专科医生(Su，Zhang，Du)按照Lenke、Magerl提出的方法描绘胸腰椎弓根置钉点。 (3)测量两种方法得出置钉点的距离差异，验证两种方法指导置钉点的一致性，并分析差异产生的原因。 4.外展角的确定：在通过双侧椎弓根轴线的椎体横切面图像上标出双侧椎弓根的轴线，轴线与椎板或上关节突的交点为置钉点，测量两侧椎弓根置钉点之间距离。定义椎弓根轴线上从置钉点开始一条长度为6cm线段，测量线段末端到另一侧椎弓根置钉点间距离，精确到0.01cm。在椎体横切面上，确定了两个置钉点以及这个三角形的三条边的长度后，椎弓根的轴线方向就可以固定，置钉外展角方向则沿着椎弓根轴线即6cm线段的方向。 5.外展角导向器的研制：根据椎体横切面CT测量外展角结果的特性，研制一个1：1的椎弓根外展角导向器。导向器主要由一支带滑动槽的不锈钢刻度尺以及一支固定6cm长度的不锈钢条组成。不锈钢条可以自由旋转开合，以调整使不锈钢条与刻度尺的末端之间的距离等于两预定置钉点间的距离。 6.术中应用：对传统组20名患者按照Lenke提出的Free hand置钉技术进行定位胸椎以及Magerl提出的定位方法定位腰椎，并钻探漏斗探查椎弓根髓腔，然后置钉。重建指导组20名患者按照术前CT重建确定的点来确定置钉位置，术中依据已测量好的外展角参数调整好导向器，准确放置导向器两支点于置钉点后，沿不锈钢条方向钻孔及置钉。统计两种方法各20名患者的置钉准确性。术后对患者置钉节段脊柱行CT平扫，以椎弓根钉轴线越过椎弓根皮质外缘为穿破标准，统计螺钉安置的准确率。 7.统计分析： 第一部分实验：数据统计采用裂区设计，一级实验单位为不同患者，二级实验单位为不同脊柱分段及不同弯侧，三个医师作为观察者，做重复测量。使用SPSS for windows v16.0.1软件和Microsoft Office Excel2003软件进行统计分析以及绘制图表。分别计算Su、Zhang、Du三位医师所描绘置钉点与3D重建法所得点相比的符合率，并统计偏差量在不同个体之间、不同节段、不同凹凸侧以及不同观察者之间的差异。 第二部分实验：分别对两组的置钉准确率做一般比较，再对不同凹凸侧间、不同侧凸程度间、不同脊柱分段间两种方法指导置钉的效能进行卡方检验。使用SPSS for windows v16.0.1软件和Microsoft Office Excel2003软件进行统计分析以及绘制图表。 结论： 1.Lenke以及Magerl法在脊柱胸腰椎椎弓根钉的置入过程起很好的指导作用，但是脊柱侧凸患者的椎弓根形态以及内径有很大不同，不同个体，不同节段椎体以及不同凹凸侧之间的差异大，采用同一种标准来确定每个椎弓根的置钉点容易出现偏差。 2.对拟手术患者术前进行CT扫描三维重建，可以确定一个位于椎弓根轴线或预定通道的的置钉点并获得一个与之配套的置钉外展角，用它们来指导置钉可以获得最大安全范围。术中应用重建置钉点以及外展角导向器配合重建参数可以在没有导航设备的情况下实现椎弓根个体化置钉，大大提高置钉准确率以及手术效率。