论文部分内容阅读
【摘要】 目的：探讨3D打印技术在滑脱腰椎椎体中椎弓根钉置入过程中的应用价值。方法：选取本院2014年7月-2015年6月间因腰椎滑脱施行手术的40例患者分为两组，每组各20例。手术方案均采用传统腰椎后路椎板切除椎管减压椎间植骨融合椎弓根钉内固定术（PLIF）手术，传统徒手穿刺组采用传统徒手穿刺完成椎弓根钉置入，3D打印组术前进行3D实体腰椎模型的打印，记录两组在滑脱椎体椎弓根钉置入过程中的工作时间、穿刺次数，均在术后复查CT以判断椎弓根钉置入的准确性。结果：应用3D打印组在滑脱椎体中置入单个椎弓根的平均时间为（5.60±1.85）min，明显短于传统徒手穿刺组的（8.10±1.63）min；穿刺次数平均为（1.20±0.20）次，少于传统徒手穿刺组的（1.80±0.50）次；术后CT平扫提示3D打印组的38枚（95.00%）椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，准确率明显高于传统徒手组的80.00%，两组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：应用3D打印技术有助于椎弓根螺钉置入术前计划的制定，在滑脱腰椎椎体椎弓根钉的置入过程中可有效减少置钉时间并且明显提高置钉的准确性。
【关键词】 3D打印； 腰椎滑脱； 椎弓根螺钉技术
【Abstract】 Objective：To discuss the value of the 3D Printing Technology in lumbar spondylolisthesis pedicle screws.Method：40 patients with lumbar spondylolisthesis were selected in our hospital from July 2014 to June 2015，they were divided into two groups，20 cases in each group.All patients were instrumented with posterior lumber interbody fusion（PLIF），the conventional hand puncture group was treated by traditional method of pedicle screws，the 3D printing group was treated by the help of 3D printing technology. The finish time of single pedicle screw and the number of replacement times were recorded， all the position of perdicle screw of spondylolisthesis were observed by CT scan to evaluate the screw placement accuracy.Result：The finish time of single screw in 3D printing group was （5.60±1.85）min，which was shorter than（8.10±1.63）min of conventional hand puncture group；the number of replacement times in 3D printing group was （1.20±0.20）times，which was less than（1.80±0.50）times of conventional hand puncture group；according to the CT results， the excellent rate of pedicle screw position in 3D printing group was 95.00%，which was higher than 80.00% of the conventional hand puncture group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Conclusion：Application of 3D printing technology is helpful to the development of the pedicle screw placement plan，can effectively reduce the time of the pedicle screw placement in the course of the pedicle screw placement and improve the accuracy of the screw placement.
【Key words】 3D Printing Technology； Lumbar spondylolisthesis； Pedicle screws
First-author’s address：The People’s Hospital of Ganzhou，Ganzhou 341000，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2015.35.019
目前腰椎滑脱症的手术治疗主要以后路PLIF手术为主，虽然在滑脱椎体的复位与否上目前存在一定争议，然而目前达成共识的观点都认为腰椎滑脱手术的目的在于解决滑脱椎体的失稳定，手术治疗的最终目的为实现腰椎滑脱节段的融合[1-2]。在传统脊柱融合技术当中，椎弓根钉棒系统是目前应用最多且最为重要的技术，其中椎弓根螺钉的置入准确性与否直接影响最终的手术治疗效果，由于滑脱椎体与正常椎体解剖标志差异较大，以往经验的定位方法常导致椎弓根钉置入的困难以及螺钉的穿出，并导致严重的神经损伤[3-4]。本科自2014年开始引进美国Makerbot公司的3D打印机及配套MakerBot Desktop 3.6软件，并在腰椎滑脱患者术前进行应用，结合腰椎滑脱节段打印出的实体模型制定相应的椎弓根钉置钉计划，取得了较好的置钉效果，现报道如下。 1 资料与方法
1.1 一般资料 选取2014年7月-2015年6月在赣州市人民医院脊柱外科手术治疗的腰椎滑脱患者40例，均为单节段滑脱，共计40个滑脱椎体，共80个椎弓根；其中退变性滑脱14例，真性滑脱26例；1度滑脱31例，2度滑脱7例，3度滑脱2例；年龄38～72岁，平均（52.40±6.80）岁；男17例，女23例；腰3椎体滑脱5例，腰4椎体滑脱24例，腰5椎体11例。根据术前计划是否引入3D打印技术，将所有病例分为传统徒手穿刺组与3D打印组，每组各20例，手术方式均为后路PLIF手术。传统徒手穿刺组术中椎弓根钉的置入依靠术前相关影像资料确定，术中根据经验手法穿刺；3D打印组选择术前通过三维CT资料导入软件建模，使用3D打印机进行实体模型打印。两组术中均采用C臂机透视进一步证实置钉的准确性。
1.2 方法 所有纳入患者术前均行64排螺旋CT检查对腰椎滑脱节段进行三维重建，传统徒手穿刺组根据CT及X线影像资料并结合Magerl定位方法确定滑脱椎体的穿刺方案，术中徒手进行穿刺；3D打印组将所得CT检查DICOM文件导入软件进行建模并进行滑脱椎体节段的实体打印，在实体标本及模拟对滑脱腰椎椎体进行椎弓根入钉点解剖标志的判定及定位，并确定置钉方向及深度。所有手术均由同一组手术团队施行，钛合金材质椎弓根螺钉系统均由天津正天医疗器械有限公司生产。患者均使用脊柱专用手术床摆放体位，全麻插管麻醉完成后取俯卧位，对腰背部手术区域进行常规消毒铺巾，对手术节段C臂机准确定位后取腰椎后正中入路，切开皮肤及筋膜层后沿棘突向两侧剥离椎旁肌群，充分暴露滑脱需固定节段的关节突关节。依据术前手术计划在椎体的上关节突上进一步确认椎弓根螺钉的入钉点以及方向并进行椎弓根穿刺，穿刺完成后通过C臂机进一步确认椎弓根穿刺方向及深度，如确认无误则随后植入椎弓根钉，随后临时连接钉棒系统并稍撑开椎间隙，对椎体的后方椎板部分进行切除以完成椎管减压。检查并松解双侧上位及下位神经根，保护好硬膜及神经根对滑脱节段的椎间盘进行切除，并对椎间隙充分松解后对滑脱节段进行复位，复位完成后对椎间隙进行植骨并置入椎间融合器，随后完成椎弓根钉棒系统的加压及锁定。主要记录椎弓根钉置入时间（穿刺开始到螺钉置入完毕时间）、穿刺次数（包含椎弓根穿刺调整次数），手术后行CT检查明确椎弓根螺钉置入后是否在椎弓根内，是否存在穿破皮质的情况。
1.3 统计学处理 使用SPSS 17.0统计软件进行分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用 字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
80个滑脱椎体经统计学分析，两组的性别与年龄比较差异无统计学意义（P>0.05）；3D打印组在滑脱椎体中置入单个椎弓根螺钉的平均时间为（5.60±1.85）min，明显短于传统手法穿刺组的（8.10±1.63）min，两组比较差异均有统计学意义（P<0.05）；3D打印组穿刺次数平均为（1.20±0.20）次，少于传统徒手穿刺组（1.80±0.50）次，两组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。术后CT平扫提示3D打印组38枚（95.00%）椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，2枚椎弓根螺钉部分穿破内侧壁（未产生神经症状体征），穿出率为5.00%，分别为腰5椎体3度滑脱单侧及腰4椎体2度滑脱单侧；传统徒手穿刺组32枚（80.00%）椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，8枚部分穿破内侧壁（未产生神经症状体征），穿出率为20.00%，分别为4例腰5椎体1度滑脱单侧、2例腰4椎体滑脱单侧以及2例腰4椎体2度滑脱双侧，3D打印组在椎弓根螺钉的准确性方面明显优于传统手法穿刺组，两组比较差异有统计学意义（P<0.05），典型病例见图1。
3 讨论
在腰椎滑脱症病例中，椎弓根钉的准确置入对于抵抗滑脱椎体的各个方向的剪切应力对实现椎体的滑脱顺利复位以及恢复椎体稳定性的过程起着至关重要的作用，椎弓根螺钉的准确植入是手术成功的基础，穿破椎弓根的螺钉对于邻近重要神经组织损伤将导致严重不良后果[5-6]。对于解剖结构复杂多变的滑脱椎体，由于长期慢性的炎症介质刺激，关节突关节严重增生，椎弓根的解剖结构存在巨大的变异性，人字嵴等传统定位解剖标识往往难以识别，甚至横突结构也存在一定的改变，传统椎弓根钉入钉点的确定更为困难，腰椎滑脱椎体植入椎弓根钉的准确性也难以得到保障。
目前虽有多种椎弓根螺钉置入的定位及穿刺办法，然而目前仅依靠解剖结构的定位，并没有哪一种穿刺定位手段可以达到高度准确的成功率。有学者提出手术者的经验在一定程度上决定着置钉的准确性，因此有部分学者提出在椎弓根钉的置入中应当采用个体化治疗的手段，可以在术前通过个体化的影像数据进行数字化技术处理，在术前模拟完成椎弓根钉置入的计划以提升置钉的准确性[7-9]。也有学者指出采用术中导航技术对椎弓根钉置入实现实时监控，可以大大提高椎弓根钉植入的准确程度[10]。然而由于导航设备的昂贵及操作的复杂程度，限制了该技术的进一步发展，可以确定的是，为了保证在椎弓根螺钉的置入中的准确率，应当采取个体化的原则。近年来3D打印技术逐渐运用于医疗，尤其在骨科学领域逐渐得到重视，在骨科手术的个体化诊断以及治疗中，有研究发现在椎弓根钉的植入方面可制作出专门的导板以进一步提高成功率，并有较多研究指出3D打印快速成型技术在指导创伤骨科手术以及关节置换等方面可以提高手术的效率以及准确性[11-15]。
本研究通过利用3D打印技术，对手术节段进行建模并打印出与实体1∶1等大的实体腰椎滑脱节段模型，在术前通过结合影像测量以及观察实体模型的方法，对滑脱椎体椎弓根钉的植入产生立体的概念及构型，并在术前可对实体模型进行模拟的椎弓根钉置入，确定准确的入钉点及相关标志、方向以及深度。在本次研究的实际运用中，使用了3D打印技术组的病例在置钉时间上明显短于传统徒手置钉组，穿刺的次数也比徒手组减少，术后的CT影像上穿破椎弓根皮质的情况也少于徒手置钉组。3D打印技术在术前的运用有助于提高腰椎滑脱椎体椎弓根钉植入的准确率，同时减少穿刺次数以及手术的时间，提高了置钉效率，并且减少了因穿刺次数增加的C臂透视所带来的射线暴露。分析其原因，笔者认为可能与下列原因有关：（1）传统的CT三维重建仅能提供虚拟的三维图像，医者对于疾病的评估仅能通过想象在脑中进行空间的三维图像再重建，而3D打印技术所形成的三维实体模型提供了传统二维图像以及虚拟三维图像所不能给予的直观感受，在术前提供更为宏观的模型有利于术者对手术节段的整体把握，3D打印实体模型有助于术者在术前滑脱节段进行全面的整体评估[16]。（2）3D打印模型在术前可以充分评估腰椎滑脱节段在手术中可能带来的难点及重点，对关节突关节增生导致的骨性标志的模糊充分评估，去伪存真，选择出正确的椎弓根钉置钉点，减少增生组织导致的误判，在术前即可形成良好的手术计划；然而椎弓根的置钉仍需要术者丰富的经验和技术作为支持，椎弓根钉植入的基本技术是椎弓根成功置入的根本。 由于3D打印技术在现阶段仍然存在一定的设计局限性，在打印模型的精确度上存在一定的误差，可能与本次研究中3D打印组出现2例滑脱程度较重的椎弓根钉有一定的相关性。在术前的计划中应充分考虑打印精度的不足所导致的误差，不能过度依靠3D打印模型，尽量在认真阅片的基础上选择更为明显的骨性标志物作为进针参照点，穿刺过程中，经验丰富的术者也可在一定程度上抵消设计精度的缺陷。术前详细作出置钉计划，利用3D打印技术软件重建腰椎滑脱节段的三维模型，立体的从各个角度、层面完成滑脱椎体及正常椎体的椎弓根钉方向及深度测量，减少螺钉置入失败几率以保证手术的安全性，同时也节省手术时间。尤其在结合微创技术置钉的过程中，由于微创切口小且暴露的组织结构有限，3D打印技术模型的运用可能将更有助于术者在术前的充分评估，依靠模型使用手指接触相关骨性标志进行模拟的置钉可能将进一步减少置钉的失败几率，术前3D实体模型的运用也更有利于年轻脊柱外科医生的学习。
由于现阶段医学领域3D打印技术的迅速发展，其成本及实用性、门槛在不断下降，也有利于该技术的进一步普及。3D打印技术充分体现了骨科手术的个体化治疗的趋势及原则，在个体化的椎弓根钉置入方面不失为一种好的方法。
参考文献
[1] Shufflebarger H L，Geck M J.High-grade isthmic dysplastic spondylolisthesis：monosegmental surgical treatment[J].Spine，2005，30（Suppl 6）：S42-S48.
[2]赵新建，谭家驹，廖绪强，等.腰椎滑脱的减压、内固定与融合术[J].中华骨科杂志，2002，22（2）：72-75.
[3] Cheh G，Bridwell K H，Lenke L G，et al.Adjacent segment disease followinglumbar/thoracolumbar fusion with pedicle screw instrumentation：a minimum 5-year follow-up[J].Spine，2007，32（20）：2253-2257.
[4] Fernández-Fairen M，Sala P，Ramírez H，et al.A prospective randomized study of unilateral versus bilateral instrumented posterolateral lumbar fusion in degenerative spondylolisthesis[J].Spine，2007，32（4）：395-401.
[5] He B，Yan L，Guo H，et al.The difference in superior adjacent segment pathology after lumbar posterolateral fusion by using 2 different pedicle screw insertion techniques in 9-year minimum follow-up[J].spine（Phila Pa 1976），2014，39（14）：1093-1098.
[6] Amir A，Sean V，Mundis G M，et al.Minimally invasive lateral retroperitoneal transpsoas interbody fusion for L4-5 spondylolisthesis： clinical outcomes[J].J Neurosurg Spine，2013，19（3）：314-320.
[7] Mason A，Paulsen R，Babuska J M，et al.The accuracy of pedicle screw placement using intraoperative image guidance systems[J].J Neurosurg Spine，2014，20（2）：196-203.
[8] Tian N F，Huang Q S，Zhou P，et al.Pedicle screw insertion accuracy with different assisted methods： a systematic review and meta-analysis of comparative studies[J].Eur Spine J，2011，20（6）：846-859.
[9]许世兵，单乐天，金红婷，等.3D打印技术在骨科的应用进展[J].中华创伤杂志，2015，31（1）：10-14.
[10]于海龙，刘军，陈语，等.腰椎骨折伤椎置钉中椎弓根螺钉可视化技术的应用[J].中国组织工程研究，2014，18（4）：547-552.
[11]宁金沛，吴卫东，覃求，等.3D打印个体化导航模板在胸椎和颈椎椎弓根螺钉植入的临床应用[J].实用骨科杂志，2015，21（5）：385-389.
[12]李鑫，张强，赵昌松，等.椎弓根置钉导板导航治疗严重脊柱侧凸手术八例临床观察[J].中华医学杂志，2014，94（11）：840-843.
[13]涂强，丁焕文，王虹，等.三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断与治疗中的应用[J].实用医学杂志，2010，26（19）：3560-3562.
[14]李健伟，佘黎平，周世梅，等.3D打印技术在踝关节骨折手术中的应用[J].中国骨科临床与基础研究杂志，2014，6（6）：333-338.
[15]张伟，金玉林.3-D打印技术在全膝关节置换术中临床应用[J].中国医学创新，2014，11（24）：130-134.
[16]高方友，王曲，刘窗溪，等.个体化3D打印模型辅助后路螺钉内固定治疗颅颈交界区畸形[J].中华神经外科杂志，2013，29（9）：896-901.
（收稿日期：2015-09-23） （本文编辑：周亚杰）
【关键词】 3D打印； 腰椎滑脱； 椎弓根螺钉技术
【Abstract】 Objective：To discuss the value of the 3D Printing Technology in lumbar spondylolisthesis pedicle screws.Method：40 patients with lumbar spondylolisthesis were selected in our hospital from July 2014 to June 2015，they were divided into two groups，20 cases in each group.All patients were instrumented with posterior lumber interbody fusion（PLIF），the conventional hand puncture group was treated by traditional method of pedicle screws，the 3D printing group was treated by the help of 3D printing technology. The finish time of single pedicle screw and the number of replacement times were recorded， all the position of perdicle screw of spondylolisthesis were observed by CT scan to evaluate the screw placement accuracy.Result：The finish time of single screw in 3D printing group was （5.60±1.85）min，which was shorter than（8.10±1.63）min of conventional hand puncture group；the number of replacement times in 3D printing group was （1.20±0.20）times，which was less than（1.80±0.50）times of conventional hand puncture group；according to the CT results， the excellent rate of pedicle screw position in 3D printing group was 95.00%，which was higher than 80.00% of the conventional hand puncture group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Conclusion：Application of 3D printing technology is helpful to the development of the pedicle screw placement plan，can effectively reduce the time of the pedicle screw placement in the course of the pedicle screw placement and improve the accuracy of the screw placement.
【Key words】 3D Printing Technology； Lumbar spondylolisthesis； Pedicle screws
First-author’s address：The People’s Hospital of Ganzhou，Ganzhou 341000，China
doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2015.35.019
目前腰椎滑脱症的手术治疗主要以后路PLIF手术为主，虽然在滑脱椎体的复位与否上目前存在一定争议，然而目前达成共识的观点都认为腰椎滑脱手术的目的在于解决滑脱椎体的失稳定，手术治疗的最终目的为实现腰椎滑脱节段的融合[1-2]。在传统脊柱融合技术当中，椎弓根钉棒系统是目前应用最多且最为重要的技术，其中椎弓根螺钉的置入准确性与否直接影响最终的手术治疗效果，由于滑脱椎体与正常椎体解剖标志差异较大，以往经验的定位方法常导致椎弓根钉置入的困难以及螺钉的穿出，并导致严重的神经损伤[3-4]。本科自2014年开始引进美国Makerbot公司的3D打印机及配套MakerBot Desktop 3.6软件，并在腰椎滑脱患者术前进行应用，结合腰椎滑脱节段打印出的实体模型制定相应的椎弓根钉置钉计划，取得了较好的置钉效果，现报道如下。 1 资料与方法
1.1 一般资料 选取2014年7月-2015年6月在赣州市人民医院脊柱外科手术治疗的腰椎滑脱患者40例，均为单节段滑脱，共计40个滑脱椎体，共80个椎弓根；其中退变性滑脱14例，真性滑脱26例；1度滑脱31例，2度滑脱7例，3度滑脱2例；年龄38～72岁，平均（52.40±6.80）岁；男17例，女23例；腰3椎体滑脱5例，腰4椎体滑脱24例，腰5椎体11例。根据术前计划是否引入3D打印技术，将所有病例分为传统徒手穿刺组与3D打印组，每组各20例，手术方式均为后路PLIF手术。传统徒手穿刺组术中椎弓根钉的置入依靠术前相关影像资料确定，术中根据经验手法穿刺；3D打印组选择术前通过三维CT资料导入软件建模，使用3D打印机进行实体模型打印。两组术中均采用C臂机透视进一步证实置钉的准确性。
1.2 方法 所有纳入患者术前均行64排螺旋CT检查对腰椎滑脱节段进行三维重建，传统徒手穿刺组根据CT及X线影像资料并结合Magerl定位方法确定滑脱椎体的穿刺方案，术中徒手进行穿刺；3D打印组将所得CT检查DICOM文件导入软件进行建模并进行滑脱椎体节段的实体打印，在实体标本及模拟对滑脱腰椎椎体进行椎弓根入钉点解剖标志的判定及定位，并确定置钉方向及深度。所有手术均由同一组手术团队施行，钛合金材质椎弓根螺钉系统均由天津正天医疗器械有限公司生产。患者均使用脊柱专用手术床摆放体位，全麻插管麻醉完成后取俯卧位，对腰背部手术区域进行常规消毒铺巾，对手术节段C臂机准确定位后取腰椎后正中入路，切开皮肤及筋膜层后沿棘突向两侧剥离椎旁肌群，充分暴露滑脱需固定节段的关节突关节。依据术前手术计划在椎体的上关节突上进一步确认椎弓根螺钉的入钉点以及方向并进行椎弓根穿刺，穿刺完成后通过C臂机进一步确认椎弓根穿刺方向及深度，如确认无误则随后植入椎弓根钉，随后临时连接钉棒系统并稍撑开椎间隙，对椎体的后方椎板部分进行切除以完成椎管减压。检查并松解双侧上位及下位神经根，保护好硬膜及神经根对滑脱节段的椎间盘进行切除，并对椎间隙充分松解后对滑脱节段进行复位，复位完成后对椎间隙进行植骨并置入椎间融合器，随后完成椎弓根钉棒系统的加压及锁定。主要记录椎弓根钉置入时间（穿刺开始到螺钉置入完毕时间）、穿刺次数（包含椎弓根穿刺调整次数），手术后行CT检查明确椎弓根螺钉置入后是否在椎弓根内，是否存在穿破皮质的情况。
1.3 统计学处理 使用SPSS 17.0统计软件进行分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用 字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
80个滑脱椎体经统计学分析，两组的性别与年龄比较差异无统计学意义（P>0.05）；3D打印组在滑脱椎体中置入单个椎弓根螺钉的平均时间为（5.60±1.85）min，明显短于传统手法穿刺组的（8.10±1.63）min，两组比较差异均有统计学意义（P<0.05）；3D打印组穿刺次数平均为（1.20±0.20）次，少于传统徒手穿刺组（1.80±0.50）次，两组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。术后CT平扫提示3D打印组38枚（95.00%）椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，2枚椎弓根螺钉部分穿破内侧壁（未产生神经症状体征），穿出率为5.00%，分别为腰5椎体3度滑脱单侧及腰4椎体2度滑脱单侧；传统徒手穿刺组32枚（80.00%）椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，8枚部分穿破内侧壁（未产生神经症状体征），穿出率为20.00%，分别为4例腰5椎体1度滑脱单侧、2例腰4椎体滑脱单侧以及2例腰4椎体2度滑脱双侧，3D打印组在椎弓根螺钉的准确性方面明显优于传统手法穿刺组，两组比较差异有统计学意义（P<0.05），典型病例见图1。
3 讨论
在腰椎滑脱症病例中，椎弓根钉的准确置入对于抵抗滑脱椎体的各个方向的剪切应力对实现椎体的滑脱顺利复位以及恢复椎体稳定性的过程起着至关重要的作用，椎弓根螺钉的准确植入是手术成功的基础，穿破椎弓根的螺钉对于邻近重要神经组织损伤将导致严重不良后果[5-6]。对于解剖结构复杂多变的滑脱椎体，由于长期慢性的炎症介质刺激，关节突关节严重增生，椎弓根的解剖结构存在巨大的变异性，人字嵴等传统定位解剖标识往往难以识别，甚至横突结构也存在一定的改变，传统椎弓根钉入钉点的确定更为困难，腰椎滑脱椎体植入椎弓根钉的准确性也难以得到保障。
目前虽有多种椎弓根螺钉置入的定位及穿刺办法，然而目前仅依靠解剖结构的定位，并没有哪一种穿刺定位手段可以达到高度准确的成功率。有学者提出手术者的经验在一定程度上决定着置钉的准确性，因此有部分学者提出在椎弓根钉的置入中应当采用个体化治疗的手段，可以在术前通过个体化的影像数据进行数字化技术处理，在术前模拟完成椎弓根钉置入的计划以提升置钉的准确性[7-9]。也有学者指出采用术中导航技术对椎弓根钉置入实现实时监控，可以大大提高椎弓根钉植入的准确程度[10]。然而由于导航设备的昂贵及操作的复杂程度，限制了该技术的进一步发展，可以确定的是，为了保证在椎弓根螺钉的置入中的准确率，应当采取个体化的原则。近年来3D打印技术逐渐运用于医疗，尤其在骨科学领域逐渐得到重视，在骨科手术的个体化诊断以及治疗中，有研究发现在椎弓根钉的植入方面可制作出专门的导板以进一步提高成功率，并有较多研究指出3D打印快速成型技术在指导创伤骨科手术以及关节置换等方面可以提高手术的效率以及准确性[11-15]。
本研究通过利用3D打印技术，对手术节段进行建模并打印出与实体1∶1等大的实体腰椎滑脱节段模型，在术前通过结合影像测量以及观察实体模型的方法，对滑脱椎体椎弓根钉的植入产生立体的概念及构型，并在术前可对实体模型进行模拟的椎弓根钉置入，确定准确的入钉点及相关标志、方向以及深度。在本次研究的实际运用中，使用了3D打印技术组的病例在置钉时间上明显短于传统徒手置钉组，穿刺的次数也比徒手组减少，术后的CT影像上穿破椎弓根皮质的情况也少于徒手置钉组。3D打印技术在术前的运用有助于提高腰椎滑脱椎体椎弓根钉植入的准确率，同时减少穿刺次数以及手术的时间，提高了置钉效率，并且减少了因穿刺次数增加的C臂透视所带来的射线暴露。分析其原因，笔者认为可能与下列原因有关：（1）传统的CT三维重建仅能提供虚拟的三维图像，医者对于疾病的评估仅能通过想象在脑中进行空间的三维图像再重建，而3D打印技术所形成的三维实体模型提供了传统二维图像以及虚拟三维图像所不能给予的直观感受，在术前提供更为宏观的模型有利于术者对手术节段的整体把握，3D打印实体模型有助于术者在术前滑脱节段进行全面的整体评估[16]。（2）3D打印模型在术前可以充分评估腰椎滑脱节段在手术中可能带来的难点及重点，对关节突关节增生导致的骨性标志的模糊充分评估，去伪存真，选择出正确的椎弓根钉置钉点，减少增生组织导致的误判，在术前即可形成良好的手术计划；然而椎弓根的置钉仍需要术者丰富的经验和技术作为支持，椎弓根钉植入的基本技术是椎弓根成功置入的根本。 由于3D打印技术在现阶段仍然存在一定的设计局限性，在打印模型的精确度上存在一定的误差，可能与本次研究中3D打印组出现2例滑脱程度较重的椎弓根钉有一定的相关性。在术前的计划中应充分考虑打印精度的不足所导致的误差，不能过度依靠3D打印模型，尽量在认真阅片的基础上选择更为明显的骨性标志物作为进针参照点，穿刺过程中，经验丰富的术者也可在一定程度上抵消设计精度的缺陷。术前详细作出置钉计划，利用3D打印技术软件重建腰椎滑脱节段的三维模型，立体的从各个角度、层面完成滑脱椎体及正常椎体的椎弓根钉方向及深度测量，减少螺钉置入失败几率以保证手术的安全性，同时也节省手术时间。尤其在结合微创技术置钉的过程中，由于微创切口小且暴露的组织结构有限，3D打印技术模型的运用可能将更有助于术者在术前的充分评估，依靠模型使用手指接触相关骨性标志进行模拟的置钉可能将进一步减少置钉的失败几率，术前3D实体模型的运用也更有利于年轻脊柱外科医生的学习。
由于现阶段医学领域3D打印技术的迅速发展，其成本及实用性、门槛在不断下降，也有利于该技术的进一步普及。3D打印技术充分体现了骨科手术的个体化治疗的趋势及原则，在个体化的椎弓根钉置入方面不失为一种好的方法。
参考文献
[1] Shufflebarger H L，Geck M J.High-grade isthmic dysplastic spondylolisthesis：monosegmental surgical treatment[J].Spine，2005，30（Suppl 6）：S42-S48.
[2]赵新建，谭家驹，廖绪强，等.腰椎滑脱的减压、内固定与融合术[J].中华骨科杂志，2002，22（2）：72-75.
[3] Cheh G，Bridwell K H，Lenke L G，et al.Adjacent segment disease followinglumbar/thoracolumbar fusion with pedicle screw instrumentation：a minimum 5-year follow-up[J].Spine，2007，32（20）：2253-2257.
[4] Fernández-Fairen M，Sala P，Ramírez H，et al.A prospective randomized study of unilateral versus bilateral instrumented posterolateral lumbar fusion in degenerative spondylolisthesis[J].Spine，2007，32（4）：395-401.
[5] He B，Yan L，Guo H，et al.The difference in superior adjacent segment pathology after lumbar posterolateral fusion by using 2 different pedicle screw insertion techniques in 9-year minimum follow-up[J].spine（Phila Pa 1976），2014，39（14）：1093-1098.
[6] Amir A，Sean V，Mundis G M，et al.Minimally invasive lateral retroperitoneal transpsoas interbody fusion for L4-5 spondylolisthesis： clinical outcomes[J].J Neurosurg Spine，2013，19（3）：314-320.
[7] Mason A，Paulsen R，Babuska J M，et al.The accuracy of pedicle screw placement using intraoperative image guidance systems[J].J Neurosurg Spine，2014，20（2）：196-203.
[8] Tian N F，Huang Q S，Zhou P，et al.Pedicle screw insertion accuracy with different assisted methods： a systematic review and meta-analysis of comparative studies[J].Eur Spine J，2011，20（6）：846-859.
[9]许世兵，单乐天，金红婷，等.3D打印技术在骨科的应用进展[J].中华创伤杂志，2015，31（1）：10-14.
[10]于海龙，刘军，陈语，等.腰椎骨折伤椎置钉中椎弓根螺钉可视化技术的应用[J].中国组织工程研究，2014，18（4）：547-552.
[11]宁金沛，吴卫东，覃求，等.3D打印个体化导航模板在胸椎和颈椎椎弓根螺钉植入的临床应用[J].实用骨科杂志，2015，21（5）：385-389.
[12]李鑫，张强，赵昌松，等.椎弓根置钉导板导航治疗严重脊柱侧凸手术八例临床观察[J].中华医学杂志，2014，94（11）：840-843.
[13]涂强，丁焕文，王虹，等.三维重建与快速成型在骨盆骨折诊断与治疗中的应用[J].实用医学杂志，2010，26（19）：3560-3562.
[14]李健伟，佘黎平，周世梅，等.3D打印技术在踝关节骨折手术中的应用[J].中国骨科临床与基础研究杂志，2014，6（6）：333-338.
[15]张伟，金玉林.3-D打印技术在全膝关节置换术中临床应用[J].中国医学创新，2014，11（24）：130-134.
[16]高方友，王曲，刘窗溪，等.个体化3D打印模型辅助后路螺钉内固定治疗颅颈交界区畸形[J].中华神经外科杂志，2013，29（9）：896-901.
（收稿日期：2015-09-23） （本文编辑：周亚杰）