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脊柱微创外科(minimally invasive spine surgery,MISS):指经非传统手术途径,并借助医学影像及显微内窥镜等特殊手术器械和仪器对脊柱疾患进行诊断和治疗的微创技术和方法。如何实现MISS手术治疗?本研究第一部分通过术前三维可视化(Three Dimensional Visualization,TDV)重建实现精准诊断、术前虚拟仿真获取手术参数指导术中精细化操作;第二部分采用术前虚拟手术参数结合自制的经皮脊柱微创定位器(The Guider of Percutaneous Minimally Invasive Spine Surgery,GPMISS)术中辅助穿刺引导精细操作,实现微创手术治疗。第一部分MIMICS软件的三维可视化技术研究目的:探究Mimics三维可视化技术在脊柱手术术前计划中的初步应用。方法:采用在我院行脊柱部位的CT(computerizedtomography,CT)断层扫描或者MRI(magnetic resonance imaging,MRI)图像,导入Mimics19.0软件,完成病椎部位结构的三维可视化重建,在三维模型上进行术前虚拟仿真手术穿刺,获取穿刺操作定点、定向和定深、定直径(四定)的手术参数,进一步研究责任椎体的体积以评估其安全、精准的骨水泥量,设计可辅助复杂、畸形的脊柱外科手术的手术导板。结果:Mimics三维可视化重建,重建质量较高,责任椎体“个性化”可视化重建,实现术前精准诊断;通过术前虚拟仿真手术等技术获取手术参数,预估骨水泥剂量,形成手术导板等辅助、指导临床手术治疗。结论:Mimics三维可视化重建可多层次、多角度、全方位视觉观察责任椎体的“个性”特征,实现术前精准诊断,结合术前仿真规划,达到精准手术治疗。第二部分Mimics三维可视化技术结合GPMISS治疗OVCF的临床应用目的:评估Mimics三维可视化技术术前计划结合GPMISS治疗OVCF的应用价值。方法:2015年1月至2017年4月广州医科大学附属第三医院脊柱骨科的43例(47个椎体)胸椎、腰椎骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporoticvertebral compression fractures,OVCF)患者,采用经皮穿刺椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)/经皮穿刺后凸成形术(percutaneouskyphoplasty,PKP)治疗。43例OVCF患者依据抽签法随机分为:GPMISS组和徒手组。其中19例采用GPMISS辅助穿刺定位;24例采用徒手穿刺定位。GPMISS组通过三维可视化重建获取手术参数,结合GPMISS辅助穿刺定位治疗OVCF患者。统计分析两组穿刺时间、C形臂X线机透视次数、手术时间、影像学结果及骨水泥渗漏等手术并发症发生率。结果:43例患者均顺利完成手术,术中、术后无严重并发症。GPMISS与徒手两组穿刺定位时间分别为(7.57±1.63)min,(10.12±1.53)min,两组差异有统计学意义(P<0.05);GPMISS组单一椎体平均透视次数为(7.33±1.39)次,徒手组为(9.08±1.92)次,两组差异有统计学意义(P<0.05);两组穿刺优良率分别为90.48%,65.38%,两组差异有统计学意义(P<0.05);两组平均手术用时(59.42±16.68)min,(54.29±15.49)min,两组差异无统计学意义(P>0.05);两组骨水泥渗漏发生率分别为9.52%,15.38%,两组差异无统计学意义(P>0.05)。结论:Mimics三维可视化技术结合GPMISS治疗OVCF可明显缩短穿刺时间、降低术中透视次数以提高穿刺精准性,值得临床试验、技术革新。