一种腰椎手术体表透视定位架的研制与应用

2021-12-18唐文君

北京生物医学工程 2021年6期

唐文君

0 引言

目前，脊柱微创手术已经成为骨科常规手术。在进行腰椎前后路手术时，需要准确定位手术节段，确定手术切口的位置[1]。由于脊柱的解剖特点及定位工具的不完善，要实现术前准确定位的目的往往需要多次X线透视[2-3]。以斜外侧椎间融合术(oblique lumbar interbody fusion，OLIF)治疗腰椎退变性侧凸合并椎管狭窄症为例，手术过程是通过C形臂X射线对患者腰部进行透视，确定腰椎前路切口位置[4]。在进行透视时，需要在患者的腰部体表放置金属网格结构作为透视定位参考，透视影像显示金属网格与腰椎节数(L1～L5)的对应位置。为了解决术前准确定位手术节段、确定手术切口位置、减少定位时间和X射线反复透视的问题[5-6]，保证手术准确、顺利地完成，笔者设计了本文所述腰椎手术体表透视定位架，并已获得国家知识产权专利局实用新型专利授权(专利号：ZL 2018 2 1717863.0)。

1 透视定位架的设计与使用

1.1 设计思路

目前腰椎前后路手术常用的定位方法是克氏针定位法，即在患者腰部皮肤表面横向和纵向摆放多枚克氏针，形成简易的透视定位网格，如图1所示，在C型臂透视引导下网格与脊柱节段对应，从而确定手术切口的准确位置。由于每根克氏针之间无法牢固固定，因此网格容易变形且大小无法统一，影响透视定位的准确性；当克氏针位置发生偏移时，还需要反复调整，进而增加了定位时间，使医生反复暴露在X线辐射之下[7]。因此，需要研制一种使用方便、结构牢固的透视定位架，实现缩短术前定位时间，减少X射线辐射，准确定位的目的。

图1 简易克氏针透视定位网格Figure 1 Simple Kirschner wire positioning fluoroscopic grid

1.2 基本结构

此定位架由六格框架、三格框架、转轴、长轴套及短轴套组成，实物图如图2所示，结构示意图如图3所示。六格框架为方形框架，三格框架为矩形框架，六格框架上的长轴套平行嵌入三格框架上两个短轴套之间，转轴配合插入短轴套及长轴套中，形成紧固的铰链连接，实现翻折功能，三格框架围绕转轴转动后可覆盖在六格框架上，可与相邻六格框架的3个纵向空格完全重合，重合后变形为六格框架。单个空格尺寸长宽统一为30 mm×20 mm，定位架整体长宽为90 mm×60 mm。

1—六格框架；2—短轴套；3—转轴；4—三格框架；5—长轴套；6—六格框架金属横梁；7—六格框架金属纵梁；8—三格框架金属纵梁图3 腰椎手术体表透视定位架结构示意图Figure 3 Schematic diagram of the body surface fluoroscopic positioning frame for lumbar spine surgery

图2 腰椎手术体表透视定位架实物图Figure 2 Physical map of the body surface fluoroscopic positioning frame for lumbar spine surgery

1.3 使用方法

手术过程中使用定位架时，可将三格框架与六格框架转动折叠后，形成一个六格框架，平行放置在患者腰部体表，使用C形臂进行术中透视。当需要扩大透视面积时，则转动三格框架180°，与六格框架平行，展开成九格框架。手术中六格框架与九格框架灵活切换，满足术中透视要求。术中腰椎节段与定位架C形臂透视图见图4。

图4 术中腰椎节段与定位架C形臂透视图应用实例Figure 4 Example of fluoroscopic view for lumbar spine segment and positioning frame during operation in using C-arm

2 临床应用效果及分析

分析2018年5月—2020年1月在北京积水潭医院脊柱外科治疗的52例采用OLIF手术治疗腰椎退变性侧凸合并椎管狭窄症的患者资料，分为两组，其中使用定位架定位27例，使用克氏针定位25例，平均年龄(65.2±8.7)岁，患者取右侧卧位。采用定位架定位时，将定位架直接放置在患者腰部，预估融合椎间隙；采用克氏针定位时，如前文所述，在腰部表面交叉摆放多枚克氏针，形成简易透视网格，再进行定位。两种定位方法均采用C形臂进行X线透视，标记目标椎体上下节段(L1～L5)，插入导针(图4)。

分别记录两组的定位时间、透视次数、定位准确率，进行比较分析，定位准确率由术中探查及术后腰椎正侧位X光片进行验证。采用SPSS 23.0软件包加以处理，以P<0.05为差异有统计学意义。

定位架组与克氏组的定位时间分别为(1.92±0.68)min、(3.87±1.56)min；透视次数分别为(2.53±1.21)次、(4.78±1.57)次；两组间定位时间、透视次数差异有统计学意义(P<0.05)。定位准确率分别为97.2%、94.6%，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 定位架组和克氏针组术前定位时间、透视次数和准确率比较Table 1 Comparison of positioning time，fluoroscopic time and accuracy rate between the two groups

通过分析数据，定位架定位法与克氏针定位法相比，定位时间、透视次数显著减少，表明该定位架的实际应用效果比较理想，达到了设计目的；此外，经过与临床使用者反复交流、试验，将定位架设计成可折叠变换的结构，使用起来更加灵活、方便，满足了不同透视面积的需要。当然，此研究也存在不足之处，比如定位架采用金属不锈钢材质，虽然成本较低[8]，但不够柔软，后续需要在材质和贴合曲度等问题上进一步改进，使固定架更加符合人体工程学的特点。