计算机3D建模在个体化寰枢椎椎弓根钉最佳进钉方式的研究

doi:10.13418/j.issn.1001-165x.2015.03.014

中国临床解剖学杂志 ›› 2015, Vol. 33 ›› Issue (3): 295-300.doi: 10.13418/j.issn.1001-165x.2015.03.014

计算机3D建模在个体化寰枢椎椎弓根钉最佳进钉方式的研究

王玮琦¹，　覃涛¹，　王婷²，　郑东³

1.三峡大学人民医院骨科，湖北宜昌 443000； 2.三峡大学，湖北宜昌 443000；
3.华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科，武汉 430000

收稿日期:2014-07-01 出版日期:2015-05-25 发布日期:2015-07-24
通讯作者: 覃涛，主治医师，硕士，E-mail:2293699909@qq.com
作者简介:王玮琦(1991-)，男，湖北武汉人，本科在读，专业方向临床医学，现于三峡大学人民医院骨科实习，Tel：15629336965，E-mail:1044606240@qq.com
基金资助:
湖北省自然科学基金（2013CDB09302）

Computer simulation of the 3D modeling to study the best screw channel in Atlantoaxial pedicle

WANG Wei-qi¹, QIN Tao¹, WANG Ting², ZHENG Dong³

1.Department of Orthopedics, People's Hospital of China Three Gorges University，Yichang, Hubei 443000, China; 2.China Three Gorges University， Yichang, Hubei 443000, China; 3.Department of Orthopedics, Union Hospital Tongji Medical College Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430000, China

Received:2014-07-01 Online:2015-05-25 Published:2015-07-24

摘要/Abstract

摘要：

目的利用3D建模技术设计寰、枢椎椎弓根钉手术模拟系统，为迅速模拟置钉安全区、置钉方案及统一术前设计操作标准。方法从本院PACS系统14例健康成人（男7例，女7例；年龄30～68岁，平均45岁）的寰枢椎CT连续断层扫描数据导入Mimics 10.01软件，三维重建后利用.dwg文件导入3dmax2009。确定三维参照坐标和原点，导入标尺确定进钉点，导入原创设计阵列模型，寰椎以3.5 mm直径，长度为22 mm螺钉，枢椎以3.5 mm直径，长度为24 mm螺钉为研究对象，模拟安全区置钉区间内最佳置钉方案，记录最佳置钉数据，最后输入最佳置钉数据指导计算机模拟置钉，并在透视图中观察置钉效果。结果 185个元素符合寰椎进钉要求，枢椎395个元素符合进钉要求。通过透视图检查，其中寰椎27枚，枢椎25枚共53枚最佳角度模拟螺钉均准确位于椎弓根内。对双侧椎体左、右侧直径3.5 mm椎弓根螺钉最远距离进行比较，差异不具有显著差异（P>0.05）。结论利用数字3D建模技术能建立标准、简化、精确地术前设计。

关键词: , 寰枢椎, 三维建模, 椎弓根钉通道, 阵列模型

Abstract:

Objective To study the regular patterns of atlantoaxial pedicle channel, screw safety zone, and the best screw channel by means of 3D-array model； To establish standards and simplify preoperative design for axis pedicle screws operation. Methods CT scan of axis data of 14 healthy adult from PACS system were collected and imported into Mimics10.01software to reconstruct three-dimensional (3D) models. Then, the 3D reconstruction models were imported into 3Dmax 2009 as .dwg format for analysis of the pedicle screw channels. The three-dimensional coordinates and the origin were determined, then the array model was imported.as for the atlas , the screw with a diameter of 3.5 mm and a length of 22 mm was used as an object of study. As for the axis, the screw with a diameter of 3.5 mm and a length of 24 mm was used as an object of study the screw placement in the safety zone was simulated and the optimal placement scheme was explored. the best placement data was recorded and was then used for guidance of computer simulation of pedicle screws. Results There are 185 elements that meet the demand to place the screws in the atlas, and there are 395 elements that meet the demand to place the screws in the axis. In the transparent mode, 53 nails, 27 nails in the atlas and 25 nails in the axis, all precisely gained entrance to the vertebral body through the vertebral arch pedicle. Therewas no significant difference between the left side and the right side (P> 0.05). Conclusions The digital 3D modeling technology is a standard, simple, accurate way in the preoperative design and measurement for axis pedicle surgery.

Key words: Atlas, Axis, 3D modeling, Pedicle screw channel, Array model

王玮琦,覃涛,王婷,郑东. 计算机3D建模在个体化寰枢椎椎弓根钉最佳进钉方式的研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2015, 33(3): 295-300.

参考文献

[1] Goel A, Laheri V. Plate and screw fixation for atlantoaxial subluxation[J]. Acta Neurochir (Wien), 1994，129（1）：47-53.
[3] 张昊,白净,谭明生,等.寰椎后路椎弓根螺钉及侧块螺钉的生物力学分析[J]. 清华大学学报, 2008,48（3）:421-424.
[4] Lapsiwala SB, Anderson PA, Oza A, et al. Biomechanical comparison of four C1 to C2 rigid fixative techniques: anteriortransarticular, posterior transarticular, C1 to C2 pedicle, and C1 toC2 intralaminar screws[J]. Neurosurgery,2006,58（3）:516-521.
[5] 何帆, 尹庆水, 马向阳. 寰椎后弓形态分类与椎弓螺钉固定的解剖学研究[J]. 中国临床解剖学杂志，2006，24(3): 275-278.
[6] 曹正霖, 钟世镇, 徐达传．寰枢椎的解剖学测量及其临床意义[J].中国临床解剖学杂志,2000，18(4): 299-301．
[7] 吴春立,张沛.不同年龄寰枢椎椎弓根的数字化测量[J]. 中国组织工程研究,2013,17(26): 4896-4903
[8] 汪国友,扶世杰.寰椎椎弓螺钉在寰枢椎不稳中的临床应用[J].中国修复重建外科杂志，2013,27(10): 1210-1213.
[9] Resnick DK, Lapsiwala S, Trost GR. Anatomic suitability of the C1-C2complex for pedicle screw fixation[J]. Spine (Phila Pa 1976), 2002,27（14）: 1494-1498.
[10] Ebraheim NA, Xu R, Ahmad M, et al. The quantitative anatomy of the vertebral artery groove of the atlas and its relation to the posterior atlantoaxial approach[J]. Spine (Phila Pa 1976), 1998, 23（3）: 320-323.
[11] 李严兵，谢叻.胸椎椎弓根进钉通道随外偏角变化的数字解剖学研究[J]. 中国骨科临床与基础杂志,2010,2（2）:120-125.
[12] 谭健，王文军，李严兵.寰椎椎弓根通道的数字解剖学研究[J].中国脊柱脊髓杂志，2010,20(11):885-890.
[13] 谭明生,张光铂,李子荣,等.寰椎测量及其经后弓侧块螺钉同定通道的研究[J].中国脊柱脊髓杂志,2002, 12(1): 5-8.
[14] 谭明生,移平,王文军,等.经寰椎“椎弓根”螺钉内同定技术的临床应用[J].中国脊柱脊髓杂志, 2006, 16(5): 336-340.
[15] 马向阳, 尹庆水,吴增晖,等.寰椎椎弓根与枢椎侧块关系的解剖与临床研究[J].中华骨科杂志, 2004, 24(5): 295-298.
[16] 林山，尹庆水. 数字化重建与快速成型技术在复杂的上颈椎疾患诊治中的应用[J].中国脊柱脊髓杂志 ,2011，21(1):16-21.
[17] 艾福志，尹庆水.数字骨科技术在颅颈交界疾患外科治疗中的临床应用[J].脊柱外科杂志,2011,9(3),169-173.
[18] 覃炜，权正学.寰枢椎椎弓根螺钉个体化导向模板的研制与实验研究 [J].中国修复重建外科杂志，2010,10（24）:1168-1173.
[19] Ebraheim NA, Fow J, Xu R, et al. The location of the pedicle and parsinterarticularis in the axis[J]. Spine , 2001,1526（4）: E34-37.
[20] Naderi S, Arman C, Guvencer M, et al. An anatomical study of the C-2 pedicle[J]. J Neurosurg Spine, 2004, 1（3）: 306-310.
[21]沈军, 李力, 王东来, 等. 下颈椎椎弓根三维CT测量及个体化置钉术的实验研究[J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2005, 20(6): 398-400.

[1]	江剑宏, 段仁鹏, 李晓锋. 国人胆道三维重建解剖变异应用研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 1-4.
[2]	郭红志, 王瑜, 张加琪, 梁海彬, 马梓玮, 冯伟, 吴忧, 司子燚. 血管铸型结合CT三维模型评估先兆子痫胎盘血管结构[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 5-10.
[3]	李佳伟, 张静, 李灿然, 兰文杰, 籍庆余, 郭志勇, 张云凤, 刘启, 陈清威, 李筱贺. 蒙古族人群股骨近端解剖参数X线测量[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 11-16.
[4]	李琨, 张燕, 郭冉, 郝咪咪, 吴轩宇, 徐艺芳, 王超群, 马文童, 张灵淇, 杨宏宇, 李志军, 张少杰, 王星. 儿童及青少年枕颈角与后枕颈角数字化测量及其临床意义[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 17-20.
[5]	李文, 杨思艺, 黄蕾, 卿霁雯, 蒋松涛, 张磊. 基于MRI探讨Lisfranc韧带的形态学特点及临床意义[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 21-25.
[6]	李凡凡, 徐阳, 王晓旭. 紫草素调节Nrf2/HO-1信号通路对实验性大鼠肉芽肿性小叶性乳腺炎的治疗作用研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 26-32.
[7]	王兴航, 丁佳媛, 李放, 包翠芬, 阎丽菁. 人参皂苷Rg1通过抑制NLRP3炎症小体途径减轻氧糖剥夺/复供后小胶质细胞炎症反应[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 33-41.
[8]	程莹莹, 武建军, 蔡海燕, 焦旭文, 马江波, 丁银秀. 体外炎性诱导星形胶质细胞激活及功能分析[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 42-46.
[9]	祁志, 杨力, 贾秋叶, 陈浩伦, 段兆达, 吴春云. 依达拉奉经MAPKs通路对脂多糖激活的小胶质细胞Sirt3表达调控[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 47-53.
[10]	张晶晶, 王洪新. 黄芩苷通过PDGF/P38 MAPK信号通路对肺动脉高压大鼠的保护作用[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 54-58.
[11]	乐钦, 陈荣丽, 熊婧熙, 王婷怡, 蔡志恒, 易秋实, 曾心怡. 白芨多糖对大鼠跨区皮瓣choke区的影响[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 59-64.
[12]	李笑予, 张磊, 付磊, 李东波, 汪国友. 三步接骨法治疗Sanders Ⅱ型跟骨骨折的有限元研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 65-70.
[13]	吴研飞, 马剑雄, 卢斌, 王颖, 柏豪豪, 靳洪震, 马信龙. CT后处理技术重建CT值与终板抗压强度的相关性研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 71-76.
[14]	庄万强, 唐毅, 骆勇刚, 张辉. 关节镜联合胫骨高位截骨术对髌骨位置及髌股关节功能影响的早中期回顾性研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 77-82.
[15]	罗鹰, 窦伟誉, 吴小杭, 陈璟昆, 彭昌贵, 潘剑英 . 微创海马钢板内固定治疗跟骨骨折并发症的影响因素[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 83-88.

计算机3D建模在个体化寰枢椎椎弓根钉最佳进钉方式的研究

Computer simulation of the 3D modeling to study the best screw channel in Atlantoaxial pedicle

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