2024年8月9日
本文提出了一种用于经皮椎体成形术的“九宫格区域划分法”。选取一例L1椎体压缩性骨折患者作为案例研究。
我们的研究涉及PVP手术中的穿刺技术。我们致力于探讨如何在PVP手术中提高操作准确性,并尽量减少与穿刺相关的并发症。随着新技术的出现,各种穿刺技术正在迅速发展,例如导航系统生成的导向模板等。
学习使用医学影像软件存在一定的学习曲线。此外,还需开展更大规模的研究,以验证该发现的可靠性和实用性。通过采用这一方法,外科医生可减少术中透视的剂量,并缩短为调整穿刺针骨性进针点所必需的手术时间,最终提高手术的效率和效果。
首先,在医学影像处理软件中,单击“新建项目”以导出患者身体水平面和矢状面角度的断层扫描图像,格式为 DICOM。选择用于重建受压椎体的目标图像切片。利用阈值分割工具,将目标椎体的阈值范围调整至 125 到 3071 Hounsfield 单位,以生成掩膜。
使用复制掩膜功能生成两个独立的掩膜,即掩膜A和掩膜B。接着,使用掩膜编辑功能从掩膜A中擦除目标椎体。随后,利用布尔运算工具将掩膜A从掩膜B中减去,生成一个新的掩膜,即掩膜C。激活三维计算功能,使用掩膜C重建目标椎体。将此三维模型命名为L1。在对象界面中,右键点击“新建”,然后选择“绘制”并选择圆柱体。将圆柱体的尺寸设置为与穿刺针相同,长度为12.5毫米,半径为1.25毫米。使用移动和旋转功能调整圆柱体的位置,以达到理想位置。
在整个模拟过程中,穿刺针必须穿过椎弓根,最好位于其上半部分,在侧位视图中,针尖应理想地位于椎体前1/3区域内。现在,在对象界面中右键单击L1,选择“导出STL”以将文件导出为STL格式。单击“导入”以将导出的椎体实体文件导入软件中。
使用网格修复功能消除模型中的畸变和尖峰。仔细检查粗略模型是否存在内部空隙,因为网格修复功能可能会将正常的解剖结构误识别为畸变或尖峰。应适当填充这些结构。
使用精确表面功能将实体模型转换为三角网格曲面,并选择有机几何材质。等待自动曲面构建过程完成后,以STP格式导出文件。在通过计算机断层扫描图像建立三维模型后,单击“打开”以将精确表面文档的STP格式导入三维建模设计软件中。
使用切面视图功能,在水平、矢状和冠状方向上观察椎弓根的形态。在切面视图面板中,调整切面角度以获得最佳可视化效果。利用透明化切面结构观察椎弓根最狭窄处,并在左侧面板中记录切面一的角度参数。
通过点击插入、特征、移动和复制功能,并选择平移和旋转按钮,调整脊柱模型的角度。返回到截面视图面板,将第一截面中的视图角度参数调整为零。微调第一截面面板中的位移参数,以获得满意的椎弓根截面视图。
调整方向以获得更佳的观察视角,查看椎弓根切面。在面板中记录已确认的移位参数。使用移动和复制功能来调整椎体模型的位置。
在左侧面板中指定位移参数。使用角矩形工具,框选整个椎体。接下来,进入“特征”、“参考几何体”、“基准面”,并将剖面视图指定为第一个参考。
调整偏移距离参数,将新创建的平面移至椎体前三分之一处。在该平面上创建草图,并在椎体中点处绘制一个点,表示穿刺的终止点。使用拉伸切除功能对模型进行切割。
将生成的矩形草图指定为选定的轮廓。调整方向和深度,将椎体模型分割为椎体半侧和椎板半侧。将工程文件保存为 SLDPRT 格式。
打开包含椎体部分的文件。然后基于截面平面创建草图。使用转换实体功能,将左侧椎弓根的投影转换为曲线草图。
对右侧椎弓根投影重复相同操作,以获得另一幅曲线草图。使用填充曲面功能,将左右侧椎弓根投影的曲线草图转换为曲面,其中曲线草图作为边界。隐藏椎骨后,显示生成的曲面。
在特征面板中,选择“放样凸台”或“基体”功能。利用左侧椎弓根表面的精确定位,将穿刺终点指定为轮廓,以创建一个锥形结构,用于界定椎弓根穿刺的路径。接下来,使用缩放功能放大双侧锥形结构。
将质心设为缩放中心点,并应用2倍的缩放比例。使用移动和复制部件功能,单独重新定位圆锥形结构。在配合设置面板中,选择结构的顶点和穿刺终点,并将匹配模式设置为重合。
使用删除或保留椎体功能去除椎体。将包含双侧椎弓根穿刺路径的双锥形结构以SLDPRT格式保存。使用插入零件功能,将椎板部分和椎体部分与椎弓根穿刺组件重新装配。
按“确定”以自动将插入位置与原点对齐。使用组合体功能对组件执行布尔运算。从层压板的一半中减去穿刺组件,同时保留所有层压板组件。
强调理想的骨穿刺区域包括左侧的区域一、区域四和区域七。
本研究介绍了用于经皮椎体成形术(PVP)的“九宫格区域划分法”,旨在提高手术准确性并减少并发症。文中报道了一例L1椎体压缩性骨折患者的病例研究。
经皮椎体成形术(PVP)中准确确定骨穿刺区域对于减少手术并发症和优化手术效果至关重要。九宫格区域划分法利用先进的影像技术和三维建模,标准化穿刺点的选择,从而降低操作者间的差异性和辐射暴露。该方法在基于设备的肌肉骨骼介入手术的关键转折点上,有助于提高预测的可靠性与操作效率。
九宫格区域划分法融入了从解剖建模到临床前验证的设备发现全过程,支持迭代优化和跨团队标准化。