青少年脊柱椎弓根置钉关键技术的数字化研究及其应用

地区:上海市 宝山区

关键词:内蒙古医科大学;内蒙古自治区人民医院;赤峰市医院

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000002167

成果描述:

青少年脊柱椎弓根螺钉内固定术是脊柱外科领域中发展最为迅速的技术之一,用于诊治脊柱创伤、畸形、退变、肿瘤、结核、骨质疏松等导致的不稳,它通过脊柱椎弓根这个力学核心达到三维立体固定。多年来国内外多集中于成人脊柱节段性研究,而该技术在上世纪末才开始应用于青少年,十余年的临床实践证明该技术具有潜在的应用价值,而少儿脊柱随年龄变化四个弯曲的逐渐形成、骨发育形态规律、“力学核心”椎弓根的结构特性与力学变化、钉-棒固定年龄界限及种族、年龄、性别、节段、退变等的差异,国内外文献仅见少儿椎弓根零散的节段性临床影像资料。该研究首先通过结合数字化脊柱三维重建与尸体标本测量青少年脊柱颈、胸、腰、骶段分6-12岁,13-18岁年龄段研究全部椎弓根形态结构变化规律,并与成年人测量数据比较发现,6-12岁组脊柱三节段相关参数均小于12-18岁和成人组,青少年脊椎椎弓根相关值与成人有较大差异,且13-18岁组与6-12岁组存在较大差异,6-18岁椎弓根测量数值变化趋势与成人一致,国内首次系统总结归纳了6-12青少年脊柱各节段椎弓根发育变化规律,为该年龄段椎弓根固定手术的安全开展提供了理论支持,也为其手术设计和厂家生产提供基础理论依据;其次,深入地研究了青少年脊柱内固定临床应用解剖学与影像学参数,其主要包括青少年颈椎Luschca关节增龄变化规律与青少年颈椎病相关性分析;青少年脊柱胸段经肋椎单元内固定的手术参数测量;青少年颈椎后路固定导航模板置钉安全性分析;内窥镜下后路椎间融合治疗腰椎失稳的临床与应用解剖学研究;腰椎终板角与腰椎间盘突出的相关性研究;后路截骨矫形-内固定在胸腰段僵硬性角状后凸畸形应用研究和腰神经后支影像解剖学定位研究及其意义等系列研究,为寻找青少年脊柱疾患病因,探求新的手术内固定方法,保证手术内固定的成功率及脊柱微创治疗提供基础实验和临床证据。再次,通过脊柱生物力学研究方法中的计算机数字化有限元法,从现有脊柱内固定内植物出发,研究其对脊柱内固定的效果,应力分布集中部位、集中应力大小与固定材料屈服强度的关系,应变变化范围与患者脊柱生理活动适应性,分析临床内固定失败或断钉断棒的本质原因,科学地提出内植物改进的意见。最后,研究了除经椎弓根固定以外其他固定方式的临床应用解剖学数据,如观察和测量了全胸椎椎体肋凹与横突类肋凹的形态学特征,并针对胸椎椎体侧前方固定手术参数的设计提供方案;测量了青少年椎板、上下关节突、椎体、椎管等相关解剖学参数,为临床螺钉经椎板-关节突-椎体固定提供参考数据。总之,通过该项研究基本确定了国人6-18岁青少年颈、胸、腰、骶椎的椎弓根形态特征及解剖毗邻关系;提供了青少年颈、胸、腰、骶椎椎弓根内固定术中各椎骨螺钉进钉点、进钉方向(角度)、螺钉最佳直径及进钉深度等相关资料和数据,直接为临床置钉提供参数,其数据已在临床应用,并取得良好的疗效;为创建该年龄段国人青少年颈、胸、腰、骶椎椎弓根螺钉固定术技术的标准、理论依据和最佳方案积累了数据和基础实验经验;其数据为厂家设计、生产和改进钢板、螺钉内固定系统提供了科学依据。
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