Mimics及脊柱模型用于下颈椎椎弓根个体化置钉的应用研究

PAGE16PAGEMimics及脊柱模型用于下颈椎椎弓根个体化置钉的应用研究王远政1，田晓滨1，刘洋2，李波1，孙立1，张一1，王楠筑1（550002贵阳，贵州省人民医院骨科1；400010重庆，重庆医科大学附属第二医院骨科2）[摘要]目的利用快速成型技术及Mimics软件设计一种新的下颈椎椎弓根钉个体化置入技术，并探讨其临床应用意义。方法对16例成人下颈椎标本行CT扫描收集数据，导入Mimics软件对标本进行三维重建。利用Mimics相关功能在三维重建图像上寻找下颈椎椎弓根最佳轴线并测量椎弓根相关参数，制定椎弓根螺钉个体化置入方案。然后将三维重建图像以STL格式导入三维打印机，制作出下颈椎的实体模型，根据个体化置钉角度置入导向针。依照制定的个体化指定参数，并配合实体模型的直观指导，在标本上进行置钉。置钉后标本行CT扫描，判断置入准确性。利用上述方法对2例患者进行个体化置钉，术后通过CT扫描验证螺钉位置准确性。结果成功建立了与标本相似度极高的下颈椎三维重建图像和实物模型，通过测量结果设计了每个椎弓根的置钉参数。共在标本上置入148枚椎弓根螺钉，140枚位于椎弓根骨皮质之内，8枚稍穿破椎弓根骨皮质。对患者置入10枚椎弓根螺钉，CT示螺钉位置满意。结论用Mimics软件对下颈椎进行三维重建，制定个体化置钉参数，同时配合实物模型的直观指导，提供了一种下颈椎椎弓根钉个体化置钉的方法，利用该法能提高置钉安全性。[关键词]颈椎；椎弓根螺钉；Mimics软件；快速成型；三维重建[中图法分类号][文献标志码]AIndividualizationoflowercervicalpediclescrewfixationwithApplicationofrapidprototypingandMIMICSimicssoftwareinlowercervicalpediclescrewfixation

three-dimensional(3D)reconstructionmodelwasgeneratedwith

MIMICS

aworkstationrunning

MIMICS

10.01softwareWangYuanzheng1,TianXiaobin1,LiuYang2,LiBo1,SunLi1,ZhangYi1,WangNanzhu1(1DepartmentofOrthopaedicsSurgery,GuizZhouProvinceialPeople’sHospital,Guiyang,GuizhouProvince,550002，China;2DepartmentofOrthopaedicsSurgery,XinqiaoSecondaffiliatedHospital,ChongqingMedicalUniversity,Chongqing,400010,China)[Abstract]ObjectiveTodesignanewlowercervicalpediclescrewplacementbasedonstudytheapplicationofMimicssoftwareandrapidprototypingtechnologyandevaluateitsclinicalvalueinlowercervicalpediclescrewplacement,andexploreitsclinicapplication.MethodsCTscansscanningwasperformedofon16adultcadavericcervicalspecimens(C3to-C7).wereperformed.TheobtainedCTdatawereimportedintoaworkstationrunningMIMICSreverseengineeringsoftwareMimicstogenerateestablishcervicalthreedimensional(3D)reconstructionimageswhichsavedasSTLfiles.ThentheseSTLfileswereusedtomanufactureproducecervicalphysicalmodelsusingrapidprototypingtechnique.Theoptimaltrajectorypediclewasexploredandmarkedon3DimagesusingcomputerassistantaideddesignmoduleofMimics,andtherelatedparametersofcervicalpedicleweremeasuredusingmeasurementtoolsofMimics.Sotheindividualizedsurgeryplanofpediclescrewfixationwasdeterminedaccordingtothelocationofpedicletrajectoryandparameters.Thetrajectorypinsweredrilledintophysicalmodeltosupervisetheentrypointandorientationofpediclescrew.Withthevisualizedguidanceofphysicalmodel,pediclescrewswereinsertedincadavericspecimensinstrictaccordancewithindividualizedsurgeryplandeterminedpreviously.Pediclescrewfixationwasperformedintwo2patientswithcervicaldisordersrequiringinstrumentationusingthisindividualizedsurgerymethodasmentionedabove.ResultsThecervical3Dimageandphysicalmodelwerefoundtobeanatomicallysimilarwitheachotherandofgreatassistanceindesigningindividualizedsurgeryplanandsupervisingplacementofpediclescrew.TherewerepP148pediclescrewswereinsertedinthe16cervicalspecimens,.Amongthem,140wereinsertedinthepediclecortical,andtheleft8onlyoneofthembreachedthepediclecorticalmildly.CTscanningindicatedthatthe10pediclescrewsweresatisfyinglyinsertedinthe2patients.ConclusionCombinationof3DimagebyMimicsandintuitiveguidanceofphysicalmodelbyrapidprototypingtechniqueimprovetheaccuracyandsafetyoflowercervicalstereotaxy.[Keywords]cervicalvertebra;pediclescrew;Mimics;rapidprototyping;three-dimensionalreconstructionSupportedbytheTacklingProjectofScientificandTechnologyforSocialDevelopmentofGuizhouProvince([2010]3115).Correspondauthor:TianXiaobinTel:86-851-5600978,E-mail:txb6@[基金项目]贵州省社会发展科技攻关项目（黔科合SY[2010]3115号）[通信作者]田晓滨，电话：（0851）5600978，E-mail:txb6@thembreachedthepediclecortical.ConclusionsTheaccuracyoflowercervicalstereotaxycanbeimprovedwiththehelpofmeasurementof3DimageestablishedbyMimicsandintuitiveguidanceofphysicalmodelmanufacturedbyrapidprototypingtechnique.[Keywords]cervicalvertebra;pediclescrew;Mimics;rapidprototyping;three-dimensionalreconstructionSupportedbySocial

development

of

scientificandtechnologicalproject

inGuizhouProvinceofChina([2010]3115).Correspondauthor:TianXiaobinTel:86-851-5600978,E-mail:txb6@下颈椎（C3～C7）伤病严重影响着人类健康，对下颈椎伤病的外科治疗，其目的可归结为:恢复颈椎的解剖序列、神经根或脊髓减压和重建颈椎稳定性。颈椎内固定是实现这些目的的有效手段。其中，颈椎椎弓根螺钉内固定系统在临床上应用越来越广泛，该内固定系统能够提供其他固定方式无法比拟的三维立体稳定性[1-3]，更有利于颈椎术后的稳定和骨性融合。但是，考虑到下颈椎解剖关系复杂，且与血管及神经等重要组织相毗邻，置钉失误可能导致严重后果，因此寻求一种安全的个体化置钉方法一直是临床应用十分关注的问题。本研究利用快速成型(rapidprototyping，RP)技术制作的颈椎实体模型和Mimics软件的三维重建、计算机辅助设计（computerassistantdesign，MeCAD）功能相结合，探索了一种新的下颈椎椎弓根钉个体化置钉方法。1资料与方法1.1标本制备成人尸体标本16例（重庆医科大学解剖教研室与贵阳医学院解剖教研室提供），从C2/C3及C7/T1水平离断，收集C3～C7节段颈椎标本。排除颈椎不稳、畸形及外伤标本。1.2颈椎三维重建图像的建立对标本以层厚0.65mm进行CT（美国GE-LightSpeed）扫描获取影像数据，以Dicom格式保存。在计算机上运行Mimics10.01软件（比利时Materialise公司），将数据导入软件。运用阈值选取技术(Thresholding)，获得颈椎原始蒙罩（Mask）后，在运用三维区域增长技术(3DRegionGrowing)对原始蒙罩进行修改，得到新蒙罩。随后采用Calculate3D功能，以软件默认的最佳重建质量对所选取的实体结构区域进行三维重建。最后进入Magics9.9界面，对三维重建图像进行平滑处理。将重建图像以STL格式导出。1.3下颈椎实体模型的制作将颈椎的STL文件导入Dimension三维打印机（成都泰捷系-苯乙烯共聚物为材料对下颈椎实体模型进行快速成型制作。1.4个体化手术参数的制定及虚拟置钉在Mimics中调整三维重建图像的透明度，全面观察椎弓根走形。利用软件的CAD功能，在透明化处理的重建图像中标记出椎弓根轴线。标记后以过该轴线的平面对椎弓根进行切割，了解并调整轴线的位置，使之处于椎弓根正中（图1A）。利用软件的测量工具测量椎弓根轴线长度L、椎弓根最窄处截面上下皮质骨高度H、椎弓根最窄处截面两侧皮质骨宽度W、椎弓根轴线在横断面上投影与椎体冠状面垂线成的内倾角α、椎弓根轴线在矢状面投影与椎体冠状面垂线所成的头/尾倾角β（图1B）。根据L决定椎弓根螺钉个体化长度、H和W中较小者决定螺钉直径、α和β决定螺钉置入的个体化角度（头倾角为正数角，尾倾角为负数角）。椎弓根轴线投射到侧块骨皮质表面的交点即为个体化进钉点。根据以上测量结果选取适当规格的虚拟螺钉，按照轴线置入椎弓根。置入后将重建图像实体化，观察虚拟螺钉是否穿破椎弓根（图1A）。如无穿破，即可确定个体化置钉方案的准确性。A:椎弓根轴线的标记及虚拟置钉;B:椎弓根径线及角度（L：椎弓根长度W：椎弓根宽度H：椎弓根高度α：椎弓根内倾角β：椎弓根头/尾倾角）图1下颈椎三维重建图像1.5颈椎椎弓根螺钉的定向置入通过比对颈椎的三维重建图像和实体模型，在实体模型上标记出进钉点，用电钻将克式针按照个体化置钉角度从进钉点钻入模型椎弓根，对置钉提供直观的指导（图2）。将颈椎标本固定在操作台上，暴露侧块后缘骨皮质，通过比对标本和已实体模型确定标本进钉点。在进钉点开孔，按照术前制定的个体化置钉参数和在实物模型的直观指导下置入螺钉（图2）。置钉后行CT扫描，评价置入准确性(图3)。A:标本模型预置椎弓根钉道；B:标本置钉术后图2下颈椎标本置钉图像A:冠状位；B:矢状位；C：横断面图3下颈椎标本置钉术后CT重建图像1.6临床应用本组为贵州省人民医院骨科于2011年8年至2011年11月收治的2例患者，均为男性；其中1例45岁，外伤后致颈6椎体骨折脱位并脊髓损伤（图4、5）；另1例患者51岁，外伤引起颈5椎体前脱位。两例患者术前均行CT扫描，收集Dicom数据。将数据导入Mimics对患者颈椎进行三维重建并设计个体化置钉参数；将三维重建图像以STL格式导入三维打印机，运用RP技术制作出患者颈椎的实体模型。术中根据个体化置钉参数决定螺钉直径、长度和进钉角度，同时配合实体模型的直观指导置入椎弓根螺钉（图4）。术后随访均行X线片及CT扫描，评估螺钉置入的准确性（图5）。A、B:患者下颈椎模型在术中与实体比对;C、D:术中模型预置最佳椎弓根钉道图4下颈椎脊柱模型在外伤后颈椎脱位手术中的运用A:术前MRI表现；B:术前CT表现；C:术后X线侧位片；D:术后CT横断面图5外伤后颈椎脱位患者手术前后影像学表现2结果2.1下颈椎三维重建和快速成型结果利用Mimics软件和快速成型技术对16例下颈椎标本进行了三维重建和实体模型的制作（图3）。三维重建图像形态逼真，在Mimics中可以任意旋转，从不同角度和平面观察椎弓根的形态和走形。通过直接观察，下颈椎实体模型与三维重建图像解剖形态几乎完全一致，并能提供比重建图像更加形象和直观的椎弓根解剖学信息。将实体模型与已暴露侧块后缘骨皮质的标本相比较，二者的后部的尺寸和形态亦完全一致。在快速成型模型的指导下进行手术操作，能保证椎弓根螺钉置入更加直观和准确。2.2重建图像测量及个体化置钉参数制定结果三维重建图像的椎弓根径线及角度测量结果见表1～2。根据以上测量结果，各节段下颈椎的椎弓根高度均大于宽度，因此椎弓根螺钉的直径主要取决于宽度的大小。将每侧椎弓根的宽度值减去约1.5mm即为个体化螺钉直径参考值；椎弓根轴线长度减去该轴线在椎体内长度的1/2即为螺钉长度参考值；椎弓根轴线的α和β角即为个体化置钉角度。表1颈椎三维重建图像椎弓根径线测量结果(EQ\*jc2\*hps10\o\ad(\s\up9(__),x)±s,n=16，mm）节段椎弓根长度L椎弓根宽度W椎弓根高度H左侧右侧左侧右侧左侧右侧C331.98±2.1532.31±1.674.94±1.185.01±0.877.37±0.697.25±1.02C432.58±1.9332.08±2.015.17±1.095.09±1.147.31±0.847.19±0.95C533.64±1.9232.42±1.725.83±1.425.69±1.317.29±1.177.38±1.13C633.25±1.8334.08±1.786.01±0.946.38±1.057.32±1.047.27±1.09C734.01±1.4633.81±1.317.03±1.157.11±0.927.24±1.167.42±0.99表2颈椎三维重建图像椎弓根角度测量结果(EQ\*jc2\*hps10\o\ad(\s\up9(__),x)±s,n=16，°）节段椎弓根内倾角α椎弓根头/尾倾角β左侧右侧左侧右侧C346.1±4.346.7±3.611.8±3.210.7±2.8C447.3±3.946.9±4.16.7±2.56.9±2.1C548.6±5.748.9±4.3-（2.1±1.9）-（1.8±1.6）C640.2±5.139.7±3.5-（7.1±2.9）-（6.4±2.6）C737.7±4.836.4±4.2-（10.5±3.5）-（11.1±3.3）2.3标本置钉结果16具下颈椎标本，按照上述方法设计的个体化参数和在实物模型的指导下，共置入148枚椎弓根螺钉（少部分标本节段骨质腐化，无法置钉）。置钉后标本行CT扫描（图4）显示：140枚椎弓根螺钉完全位于椎弓根内，8枚稍胀破椎弓根外侧骨皮质。2.4临床应用结果本组2例患者，置入颈椎椎弓根螺钉10枚，所有螺钉置入过程顺利，术中和术后均未出现血管和神经并发症。术后早期随访X线及CT扫描显示螺钉进钉部位和方向准确，在椎弓根内的位置良好，螺钉长度和直径选择合适（图5）。3讨论在下颈椎内固定方法中，后路手术较前路手术显露简单，便于安置内固定及植骨块，是临床上应用较多的手术方式。后路手术内固定方式主要有：棘突钢丝或椎板夹固定、Luque棒或环固定及颈椎侧块螺钉固定等，但其均存在生物力学稳定性差的缺点。自1994年颈椎椎弓根螺钉内固定技术的应用被报道以来[4]，它以其独特的三维立体稳定优势，在临床应用越来越广泛。下颈椎椎弓根置钉技术下颈椎椎弓根螺钉内固定技术由于相关解剖结构复杂，椎弓根毗邻重要神经血管，技术难度相对较高，容易引起多种并发症[5-6]。目前常用的置钉方法主要有Abumi法[4]、解剖标志定位法、椎板开窗法和导航引导法等。对于上述方法的置钉准确性，不同的学者得出的结论不同。Miller等[7]研究发现，Abumi法的准确性高于解剖标志定位法。一些学者利用计算机三维导航法对患者进行了置钉，结果显示置钉准确性令人满意[8-9]。Ludwig等[10]分别利用解剖标志定位法、椎板开窗法和计算机导航法对尸体颈椎标本进行了置钉比较，结果显示导航法较两外两种方法要高。Liu等[11]还使用Abumi法与计算机导航法作对比研究，结果显示两种方法的准确性分别为88%和82%，二者无统计学差异，他们得出计算机导航法并不比Abumi手法置钉的准确率高的结论。但是，其他的临床应用均报道导航技术降低了置钉过程中椎弓根壁的损伤率[12-13]，验证了该技术的有效性。计算机导航技术可以根据椎弓根形态选择螺钉型号和置入角度，使置钉过程变得直观，降低螺钉置入的危险性，但是该技术也存在一些缺点：术前采集的影像资料要求较高，并且与术中实际情况可能存在差异，导致置钉失败；术中设备一旦出现故障将不能继续使用；设备昂贵，不易大规模推广。由于解剖学上的个体差异，要求在置钉点和置钉方向的选择上不能干篇一律，而应考虑置钉的个体化。本研究利用Mimics软件和脊柱模型进行个体化置钉，为下颈椎椎弓根螺钉的置入提供了一种新方法。该方法与前述方法不同之处在于它既不过分依赖术中对于解剖标志的显露，不需作不必要的椎体后方软组织及骨性稳定结构的破坏；也不依赖术中对于昂贵的影像学设备的运用，在中小型医院也能开展。对于手术医生而言只需要在术前仔细测量置钉参数并制作个体化脊柱模型，因此临床应用方便可靠、定位准确、费用低廉、缩短了手术时间，同时真正做到了个体化，而不是依靠个人经验。利用该方法，我们在标本上置钉148枚，140枚完全在椎弓根内，8枚稍胀破外侧皮质，无直接穿破皮质进入椎管或椎动脉孔的情况出现，成功率达94%，可以看出其准确率明显高于以往置钉方法。2位临床患者置钉10枚，术后影像学结果显示位置均良好，螺钉长度、直径合适。当然，该手术方法在临床上还处于探索阶段，临床运用的病例数少，随访时间短，目前还不足以充分证明其优点。随着运用的深入、范围的扩大、时间的延长，可能会遇到一问题，我们将对患者长期追踪、总结、适时调整。3.2Mimics在个体化置钉方案设计中的应用下颈椎解剖结构独特，椎弓根变异性大且毗邻椎动脉和脊髓等重要组织，尤其是C3椎弓根最为细小，导致置钉危险性增高。因此，临床上必须强调对患者进行术前测量，做到手术设计的个体化，提高置钉准确性。成功的椎弓根螺钉置入由3个方面决定：进钉点定位、适当的置入角度以及适当的螺钉直径与长度。在本研究中，利用Mimics软件对椎体进行三维重建并通过椎弓根相关指标的测量能快速准确地设计个体化置钉参数。考虑到CT机性能、扫描参数、Mimics软件的重建精度等因素均可能影响三维重建的质量，而个体化置钉参数都源自于对重建图像的测量结果，所以必须保证三维重建图像的精确性。在我们先前的研究中[14]，已经证实了利用Mimics建立的三维重建图像与实际标本间的椎弓根数据并无统计学差异。因此，利用Mimics对椎体进行三维重建，可以准确地反映标本的实际解剖结构，用其来设计个体化置钉方案是完全可靠的。在Mimics中能对三维重建图像进行任意角度地旋转和透明化处理，便于更好地观察椎弓根走行。在软件的CAD模块中能标记出三维图像的椎弓根轴线，再通过模拟手术功能沿轴线对椎弓根进行切割，可观察到轴线在椎弓根中的具体位置，最后通过调整使其处于最佳位置。该轴线与侧块后方骨皮质的交点即为个体化进钉点。笔者通过测量发现，C3～C7的椎弓根宽度均小于椎弓根高度，因此螺钉的直径必须小于椎弓根宽度的测量结果。研究[15]显示，C3～C7椎弓根最窄处内侧骨皮质厚度（1.65mm）大于外侧骨皮质厚度（0.65mm），因此将椎弓根宽度测量值减去约1.5mm定为螺钉直径参考值可保证置钉时螺钉能够进入椎弓根骨皮质，以获得最佳的生物力学稳定性。而为了进一步保证置钉安全性，最终选取稍小于该参考值的螺钉规格作为个体化螺钉直径。在确定螺钉长度时，将椎弓根轴线的总长度减去轴线在椎体内长度的1/2即为螺钉长度。该长度可以避免螺钉过长穿出椎体损伤周围重要组织，且不会影响螺钉的强度，因为椎弓根螺钉的稳定性主要依赖于椎弓根部分骨质[16]。其次，通过测量轴线的内倾角和头/尾倾角即可确定螺钉的个体化置入角度。因为椎弓根的内侧骨皮质较外侧骨质厚，导致置钉时容易穿破椎弓根外侧，所以实际置钉时一定要注意内倾角宁大勿小。此外，利用Mimics的相关功能在重建图像上进行虚拟置钉还可进一步提高个体化置钉参数的准确性。3.3脊柱模型在个体化置钉中的辅助作用利用基于离散、堆积成型原理的快速成型（RP）技术，能在计算机控制下根据CT/MRI影像学资料制作出患者的脊柱实体三维模型。Guarino等[17]的研究，表明脊柱实体模型对于术前规划和术中操作，十分有用。目前，脊柱模型在脊柱外科中，已广泛应用于术前规划、手术操作以及内固定装置的制定[18-19]。脊柱手术中，实体模型能够提供比CT和X线平片等医学影像资料更详细的解剖学信息[13]。虽然CT三维重建图像能展示椎体的各个部位，但最终还是以二维图像的形式呈现，缺乏实体模型的直观感、可触摸性和可视性。在本研究中，因下颈椎三维重建图像和实物模型均能准确反映椎弓根解剖形态[14]，故可在重建图像的进钉点设计完成后，通过二者的比对直接将进钉点标记在实体模型上。实际置钉时，仅需暴露椎体后缘的相应部分，通过与实物模型比对，即可方便地确定进钉点。并且，术前还可以通过测量进钉点到侧块外缘和下缘的距离，对其进行定位，以进一步确保进钉点的准确性。D′Urso等[20]利用脊柱实体模型对置钉过程进行了指导，同样认为术中通过比较手术椎体和模型的解剖结构，能容易地确定进钉点。作者认为利用本法置钉较目前的其它置钉方法有明显优势，首先，手术暴露范围较小，不需借助其他解剖结构定位，从而减少术中出血，降低手术难度和风险；其次，对于部分失去了正常颈椎解剖结构的特殊病例，如颈椎畸形、骨折脱位、骨质病理损害等，无法用传统方法确定进钉点，置钉角度很难掌握，此时脊柱实体模型的直观效果能让术者在术前就作好充分准备，制定不同的应对方案，且在术中也能给术者实际操作提供巨大帮助；再次，利用本方法术前即能在脊柱模型上确定进钉点并根据椎弓根个体化角度置入导向针，术中将已置入导向针的脊柱模型放置于与椎体相同的方向，通过术者术中即时的比对，能够对置钉角度提供直观和可视性的指导。此外，相比于仅依靠根据术前测量结果进行个体化置钉的方法，带导向针的实体模型还能提供参照平面，确保置钉能够按照个体化方案进行。本研究应用Mimics软件和脊柱模型探讨了一种新的下颈椎椎弓根钉个体化置入方法，该方法在术前和术中能准确地指导个体化置钉，提高了置钉成功率,但它目前尚处于临床运用的初步阶段，其实用性尚需进一步深入验证。参考文献:[1]罗飞，许建中，王序全，等．三种颈椎前路内固定装置对术后脊柱稳定性的作用[J]．中国临床康复，2003，7(20)：2830-2831.[2]LiuGY,XuRM,MaWH,etal.Biomechanicalcomparisonofcervicaltransfacetpediclescrewsversuspediclescrews[J].ChinMedJ(Engl),2008,121(15):1390-1393.[3]AbumiK,ItoM,SudoH.Reconstructionofthesubaxialcervicalspineusingpediclescrewinstrumentation[J].Spine(PhilaPa1976),2012,37(5):E349-E356.[4]AbumiK,ItohH,TaneichiH,etal.Transpedicularscrewfixationfortraumaticlesionsofthemiddleandlowercervicalspine:descriptionofthetechniquesandpreliminaryreport[J].JSpinalDisord,1994,7(1):19-28.[5]GautschiOP,SchatloB,SchallerK,etal.Clinicallyrelevantcomplicationsrelatedtopediclescrewplacementinthoracolumbarsurgeryandtheirmanagement:aliteraturereviewof35,630pediclescrews[J].NeurosurgFocus,2011,31(4):E8.[6]NakashimaH,YukamaY,ImagamaS,etal.Complicationofcervicalpediclescrewfixationfornontraumaticlesion:amulticenterstudyof84patients[J].JNeurosurgSpine,2012,16(3):238-247.[7]MillerRM,EbraheimNA,XuR,etal.Anatomicconsiderationoftranspedicularscrewplacementinthecervicalspine.Ananalysisoftwoapproaches[J].Spine(PhilaPa1976),1996,21(20):2317-2322.[8]田伟，刘亚军，刘波，等．计算机导航系统和C臂机透视引导颈椎椎弓根螺钉内固定技术的临床对比研究[J].中华外科杂志,2006,44(20):1399-1402.[9]ItoY,SugimotoY,TomiokaM,etal.Clinicalaccuracyof3Dfluoroscopy-assistedcervicalpediclescrewinsertion[J].JNeurosurgSpine,2008,9(5):450-453.[10]LudwigSC,KramerDL,BalderstonRA,etal.Placementofpediclescrewsinthehumancadavericcervicalspine:comparativeaccuracyofthreetechniques[J].Spine(PhilaPa1976),2000,25(13):1655-1667.[11]LiuYJ,TianW,LiuB,etal.Comparisonoftheclinicalaccuracyofcervical(C2-C7)pediclescrewinsertionassistedbyfluoroscopy,computedtomography-basednavigation,andintraoperativethree-dimensionalC-armnavigation[J].ChinMedJ(Engl),2010,123(21):2995-2998.[12]ZhangHL,ZhouDS,JiangZS.Analysisofaccuracyofcomputer-assistednavigationincervicalpediclescrewinstallation[J].OrthopSurg,2011,3(1):52-56.[13]GelalisID,PaschosNK,PakosEE,etal.Accuracyofpediclescrewplacement:asystematicreviewofprospectiveinvivostudiescomparingfreehand,fluoroscopyguidanceandnavigationtechnique[J].EurSpineJ,2012,21(2):247-255.[14]刘洋，权正学，覃炜，等.Mimics及快速成型技术在寰枢椎椎弓根个体化置钉中的应用[J].中华创伤杂志，2010,26(9):817-821.[15]解京明，张漾杰，鲁宁，等.下颈椎经椎弓根螺钉内固定相关解剖学观察[J].脊柱外科杂志，2006,4(6):354-358.[16]ItoZ,HigashinoK,KatoS,etal.Pediclescrewscanbe4timesstrongerthanlateralmassscrewsforinsertioninthemidcervicalspine:abiomechanicalstudyonstrengthoffixation[J].JSpinalDisordTech,2012,[Epudaheadofprint][17]GuarinoJ,TennysonS,McCainG,etal.Rapidprototypingtechnologyforsurgeriesofthepediatricspineandpelvis:benefitsanalysis[J].JPediatrOrthop,2007,27(8):955-960.[18]MizutaniJ,MatsubaraT,FukuokaM,etal.Applicationoffull-scalethree-dimensionalmodelsinpatientswithrheumatoidcervicalspine[J].EurSpineJ,2008,17(5):644-649.[19]YamazakiM,OkawaA,AkazawaT,etal.Usefulnessof3-dimensionalfull-scalemodelingforpreoperativesimulationofsurgeryinapatientwitholdunilateralcervicalfracture-dislocation[J].Spine(PhilaPa1976),2007,32(18):E532-E536.[20]D’UrsoPS，WilliamsonOD，ThompsonRG.Biomodelingasanaidtospinalinstrumentation[J].Spine(PhilaPa1976),2005,30(24):2841-2845.（收稿：2012-03-05；修回：2012-04-09）（编辑王红）内容总结

（1）Mimics及脊柱模型用于下颈椎椎弓根个体化置钉的应用研究

王远政1，田晓滨1，刘洋2，李波1，孙立1，张一1，王楠筑1（550002贵阳，贵州省人民医院骨科1

（2）rapidprototyping

附录资料:不需要的可以自行删除中西药养护技术与方法药品养护-药品养护的概念

药品养护是运用现代科学技术与方法，研究药品储存养护技术和储存药品质量变化规律，防止药品变质，保证药品质量，确保用药安全、有效的一门实用性技术科学。

药品养护-药品养护的基本要求

各种药品的功能是由药物本身性质所决定的，每种药物的内在成分与其他物质一样，时刻在不断运动和变化，这就构成了它在贮藏期间引起变化的内在因素，加上自然条件的影响，必然发生物理、化学以及生物学等变化。而这些相互影响又互为关联的变化，要求人们不仅要了解掌握药品内在质变的形式。同时还需要了解自然条件（如温度、湿度、空气等）变化的规律。

药品养护的各项工作内容都应围绕保证药品储存质量为目标。其主要工作内容有：检查控制在库药品的储存条件，对药品进行定期质量检查，对发现的问题及时采取有效的处理措施。

药品养护是一项涉及到质量管理、仓储保管、业务经营等方面的综合性工作，按照工作性质及岗位职责的不同，要求各相关岗位必须相互协调与配合，保证药品养护工作的有效开展。

质量管理人员负责对药品养护人员进行业务指导，审定药品养护工作计划，确定重点养护品种，对药品养护人员上报的质量问题进行分析并确定处理措施，对养护工作的开展情况实施监督考核。

养护人员负责指导保管人员对药品进行合理储存，定期检查在库药品储存条件及库存药品质量，针对药品的储存特性采取科学有效的养护方法，定期汇总、分析和上报药品养护质量信息，负责验收养护储存仪器设备的管理工作，建立药品养护档案。

药品的储存质量是受储存环境和药品性状的制约和影响。在实际工作中，应根据经营药品的品种结构、药品储存条件的要求、自然环境的变化、监督管理的要求，在确保日常养护工作有效开展的基础上，将部分药品确定为重点养护品种，采取有针对性的养护方法。

重点养护品种范围一般包括：主营品种、首营品种、质量性状不稳定的品种、有特殊储存要求的品种、储存时间较长的品种、近期内发生过质量问题的品种及药监部门重点监控的品种。

养护员按照“三三四”原则，每月对在库药品质量（药店陈列药品）进行巡回检查，并做好养护检查记录。

（三三四原则全称应该叫做：三三四药品质量循环检查法。方法是将在库药品分为A、B、C3类，每类分别占总库存的30%、30%、40%左右，然后每个月检查一类，3个月就可将在库药品检查完一遍，总计1年检查4遍。）

中药的采购与贮藏与养护

第一节中药饮片的采购和验收

验收药品应当做好验收记录，包括药品的通用名称、剂型、规格、批准文号、批号、生产日期、有效期、生产厂商、供货单位、到货数量、到货日期、验收合格数量、验收结果等内容。验收人员应当在验收记录上签署姓名和验收日期。

中药材验收记录应当包括品名、产地、供货单位、到货数量、验收合格数量等内容。中药饮片验收记录应当包括品名、规格、批号、产地、生产日期、生产厂商、供货单位、到货数量、验收合格数量等内容，实施批准文号管理的中药饮片还应当记录批准文号。

第二节中药的质量变异现象

一、饮片贮存中常见的质量变异现象

1.虫蛀：含淀粉、糖、脂肪、蛋白质

大黄、白芷、桑螵蛸、北沙参、娑罗子、前胡

虫蛀大白纸，桑蛸杀娑湖

2.泛油：含挥发油：当归、丁香

含脂肪油：柏子仁、桃仁、杏仁

含糖：牛膝、麦冬、天冬、熟地、黄精

白（柏）杏归香桃，二冬赎（熟）精牛

3.霉变：陈皮、独活、前胡、佛手

4.变色

由浅变深：泽泻、白芷、山药、天花粉

由深变浅：黄芪、黄柏

由鲜艳变暗淡：红花、菊花、金银花、腊梅花

5.气味散失：肉桂、沉香、豆蔻、砂仁

6.风化：胆矾、硼砂、芒硝

7.潮解：青盐、咸秋石、芒硝

8.粘连：芦荟、没药、乳香、阿魏、鹿角胶、龟甲胶

9.腐烂：鲜类药

二、中成药贮存中常见质量变异现象

虫蛀：蜜丸、水丸、散剂、茶曲剂

霉变：蜜丸、膏滋、片剂

酸败：合剂、酒剂、煎膏剂、糖浆剂、软膏剂

挥发：芳香水剂、酊剂

沉淀：药酒、口服液、针剂

第三节引起中药质量变异的因素

一、自身因素（6个）

1.水分高：虫蛀、霉烂、潮解、软化、粘连

低：风化、走味、泛油、干裂、脆化

2.淀粉虫蛀、霉变

3.黏液质发霉、生虫

4.油脂产生异味：桃仁、杏仁

引起酸败现象：刺猬皮、狗肾

5.挥发油气味散失：白芷、当归、荆芥、薄荷、肉桂、樟脑、姜黄、山奈

6.色素发霉变色：月季花、玫瑰花

二、环境因素（8个）

1.温度生虫、发霉；水分蒸发；气味散失；成分变化；酸败泛油；黏结成块

2.湿度贮存仓库的相对湿度最好控制在70%以下

高：吸潮变质；低：风化

3.日光变色、气味散失、挥发、风化、泛油

4.空气泛油、虫蛀、霉变

5.霉菌霉变、腐烂变质

6.害虫虫蛀

7.包装容器

8.贮存时间

第四节中药的贮存与养护

一、中药材和饮片的贮藏

■饮片库房室温控制在25℃以下，相对湿度75%以下

■阴凉干燥处：含挥发油类（薄荷、当归、川芎、荆芥）

■凉爽处：矿物类（硼砂、芒硝）

■石灰保存：牛黄、人参

■易燃物品：硫黄、火硝、樟脑

■毒性药品：单独存放

■密封保存：动物类、矿物类

二、中药材和饮片的养护

1.传统养护技术（6个）

清洁养护法、除湿养护法、密封（密闭）养护法、低温养护法、对抗同贮法、高温养护法

■清洁养护法：清洁卫生是防止仓虫入侵的最基本和最有效的方法

■除湿养护法：

1.通风法

2.吸湿防潮法：生石灰块、无水氯化钙

■密封（密闭）养护法：是贮藏的基本方法

■低温养护法：2～10℃，具有防霉、防虫、防变色、防走油，主要用于贵重药材保存，如哈蟆油、银耳、人参、菊花、陈皮、山药、枸杞子（＜-4℃可使害虫致死）

■高温同贮法：可有效防治虫害的侵袭。高于40℃害虫停止发育，高于50℃，害虫将在短时间死亡。含挥发油的饮片烘烤温度不宜超过60℃

对抗同贮法

2.现代养护技术（8个）

干燥养护技术

气调养护技术

60Co-γ射线辐射杀虫灭菌养护技术

包装防霉养护法

气幕防潮养护技术

蒸气加热养护技术

气体灭菌养护技术

中药挥发油熏蒸防霉技术

三、中成药的养护

应密闭贮存：散剂、胶剂、膏药、软膏、鼻用制剂、栓剂、凝胶剂

应密封贮存：丸剂、片剂、煎膏剂、合剂、颗粒剂、胶囊剂、糖浆剂、注射剂、酒剂、露剂

温度低于30℃的剂型：胶囊剂、栓剂

遮光：软膏剂、注射剂、酊剂、流浸膏与浸膏剂、凝胶剂、眼用制剂

四、中国药典凡例

遮光：用不透光的容器包装

密闭：防止尘土及异物进入

密封：防止风化、吸潮、挥发或异物进入

熔封或严封：防止空气和水分侵入，防止污染

阴凉处：不超过20℃

凉暗处：避光并不超过20℃

冷处：2～10℃

常温：10～30℃

检查日期、药品名称、剂型、规格、单位、数量、生产厂家、批号、批准文号、有效期、质量状况、养护措施、处理结果。

养护员：

表格中除：检查日期、质量状况、养护措施、处理结果、养护员栏要手工填写外，其余电脑自动可生成。

检查日期：从打印时间开始填写至下月几号为止，看有多少页平均后连续填写时间也可，但不能填写一样的时间；

质量状况：填写“无异常”；

养护措施：可填写“效期催销”、“翻垛”、“通风”等，视具体需要养护情况而定；

处理结果：“继续销售”；

养护员：要签完整名字。

二）养护工作的具体实施

1、养护储存的合理性

药品养护员在日常管理过程中，应对在库药品的分类储存、货垛码放、垛位间距、色标管理等工作内容进行巡查，及时纠正发现的问题，确保药品按规定的要求合理储存。

2、仓储条件监测与控制

药品仓储条件的监测与控制内容主要包括：库内温湿度、药品储存设备的适宜性，药品避光和防鼠等措施的有效性、安全措施的运行状态。

为保证各类库房的温、湿度符合规定的要求，仓库保管人员要在养护员的指导下，有效地对库房温、湿度条件进行动态监测和管理，发现库房温湿度超出规定范围或接近临界值时，或接近临界值时，应及时采取通风、降温、除湿、保温等措施进行有效调控，并予以记录。对库房的温、湿度条件应定时进行观察记录，一般每日上、下午各一次。

为确保仓库温湿度条件的全天候监控，药品控制企业在节假日也应安排值班人员，对仓库的储存条件进行监控。

3、库存药品质量的循环检查

养护员应按照规定的方法和要求，定期对库存药品的质量状况进行循环检查，循环养护检查一般按季度进行。购进药品应在入库后三个月起进行第一次库存药品检查。养护时应做好养护记录，对养护中的药品质量状况进行准确的记录。

当气候条件出现异常变化，遇高温、严寒、雨季或发现药品有质量变化迹象时，应由质量管理部组织有关人员或全面检查；为避免漏查，应严格规定检查顺序，如：按每个货架、货垛顺时针检查等；主要检查内容包括包装情况、外观性状，对易变质药品、储存期较长、近效期不足一年的药品或其它应检查的药品，应按规定的程序和要求进行有效的管理。

4、养护中发现质量问题的处理

药品养护中发现的问题一般包括技术操作、设施设备、药品质量等方面的内容，养护员应对发现的问题进行认真的分析，及时上报质量管理部核实、处理，按照质量管理部的要求，采取措施对质量管理过程实施改进，从而有效地控制药品储存质量。

养护员对养护过程中发现的药品质量问题，应悬挂醒目的黄色标牌，并暂停发货，上报质量管理机构进行处理。

（三）药品养护档案与信息

为给药品养护工作提供系统、全面的管理依据，不断提高药品养护的技术水平，企业应针对重点养护品种建立药品养护档案，收集、分析、传递养护过程中的信息资料，从而保证药品养护质量系统的有效运行。

1、药品养护档案

企业应结合仓储管理的实际，本着"以保证药品质量为前提，以服务业务经营需要为目标"的原则，针对重点养护品种建立药品重点养护品种建立药品养护档案。药品养护档案是在一定的经营周期内，对药品储存质量的稳定性进行连续观察与监控，总结养护经验，改进养护方法，积累技术资料的管理手段。其内容包括药品的基本质量信息、观察周期内对药品储存质量的追踪记录、有关问题的处理情况等。药品养护档案的品种应根据业务经营活动的变化，及时调整，一般应按年度调整确定。

2、养护质量信息

按照GSP规定，药品养护人员应定期汇总、分析和上报养护检查、近效期或长时间储存的药品的质量信息。以便质量管理部门和业务部门及时、全面地掌握储存药品质量信息，合理调节库存药品的数量，保证经营药品符合质量要求，其报告内容应汇总该经营周期内经营品种的结构、数量、批次等项目，统计并分析储存养护工程中发现的质量问题的相关指标，如质量问题产生的原因、比率，进而提出养护工作改进的措施及目标。

（四）、影响药品质量的因素

1、影响药品质量的内在因素

a、易水解的药品当药品的化学结构中含有酯、酰胺、酰肼、醚、苷键时，易发生水解反应。如青霉素的分子中含有β-内酰胺环，在酸性、中性或碱性溶液中易发生分解反应和分子重排反应，其分解产物与分子重排物均无抗菌作用。故青霉素只能制成粉末，严封于容器中贮藏。

b、易被氧化的药品当药品的化学结构中含有酚羟基、巯基、香胺、不饱和碳键、醇、醚、醛、吡唑酮、吩噻嗪等基团时，易发生氧化反应。如氯丙嗪属于吩噻嗪类化合物，在日光、空气、湿气的作用下易变质失效，故应遮光，密封保存。

2、药品的物理性质与质量的关系

a、挥发性系指液态药品能变为气态扩散到空气中的性质。具有挥发性的药品如果包装不严或贮存时的温度过高，可造成挥发减量，如乙醇、薄荷等在常温下即有强烈的挥发性，还可以引起燃烧和爆炸。

b、吸湿性系指药品自外界空气中不同程度地吸附水蒸气的性质。药品的吸湿性并不限于水溶性药品，某些高分子药品和水不溶性药品同样可以吸湿,但当含有少量的氯化镁等杂质时，则表现出显著的吸湿性。

c、吸附性药品能够吸收空气中的有害气体或特殊臭气的性质被称为药品的吸附性。例如淀粉、药用碳、滑石粉等因表面积大而具有显著的吸附作用从而使本身具有被吸附气体的气味，亦称"串味"。

d、冻结性以水或乙醇作溶剂的一些液体药品遇冷可凝结成固体，这种固体会导致药品的体积膨胀而引起容器破裂。

e、风化性有些含结晶水的药品在干燥空气中易失去全部或部分结晶水，变成白色不透明的晶体或粉末，称为"风化"。风化后的药品的药效虽然未变，但影响使用的准确性,尤其是一些毒性较大的药品可因此而超过剂量，造成医疗事故。

f、色、嗅、味药品色、嗅、味是药品重要的外观性状，也是药品的物理性质之一，当色、嗅、味发生变化时，经常意味着药品性质发生了变化，所以它们是保管人员实施感官检查的重要根据。如维生素C片由白变黄，是由于发生了氧化反应；阿司匹林片出现针状结晶或浓厚的醋酸味，是由于因吸湿而发生水解反应，产生了水杨酸和乙酸；某些药品的异臭、异味可能是微生物所引起发酵、腐败等。

此外，药品的熔化性、溶解性等均是影响药品质量的内在因素。