增强现实技术有助于椎弓根螺钉的准确植入

美国约翰斯霍普金斯大学医学院神经外科的Timothy F. Witham等首次报告通过AR辅助的头戴式显示器，连续放置205颗椎弓根螺钉的经验，文章发表在2021年10月的《J Neurosurg Spine》在线。

——摘自文章章节

【Ref: Liu A, et al. J Neurosurg Spine. 2021 Oct 8;1-7. doi: 10.3171/2021.2.SPINE202097. [Epub ahead of print]】

研究背景

传统的椎弓根螺钉植入由手术者根据解剖标志确定进入点和植入轨迹，徒手完成。据报道徒手螺钉植入准确率达98.3%，但一旦螺钉错位则导致严重的并发症，包括神经、硬膜、血管和内脏损伤等。近年来，X线透视引导、CT引导和机器人辅助等成像引导以及导航技术应用已降低螺钉偏移的发生率，然而，这些技术也有视线中断、注意力转移等局限性。

增强现实技术（Augmented Reality，AR）将计算机生成的影像投射到术者的真实世界视野中，当其应用于脊柱手术时，能实时地提供目标位置及角度信息，有助于高效、安全和准确地植入脊柱治疗器械。美国约翰斯霍普金斯大学医学院神经外科的Timothy F. Witham等首次报告通过AR辅助的头戴式显示器（head-mounted display，HMD），连续放置205颗椎弓根螺钉的经验，文章发表在2021年10月的《J Neurosurg Spine》在线。

研究方法

研究者对28例AR辅助下椎弓根螺钉置入的患者进行回顾性分析。每个椎弓根螺钉植入的准确性由一位独立的神经放射学家单盲评估，使用Gertzbein-Robbins 量表进行分级评定。

研究结果

28例患者在AR辅助下分别行胸椎、腰椎或骶椎椎弓根螺钉植入术（图1）。患者中位年龄62.5岁（IQR 13.8岁），中位体重指数31kg/m2（IQR 8.6kg/m2）。临床症状有，26例（93%）腰痛，19例（68%）下肢神经根痛，10例（36%）下肢无力。手术适应证包括，12例（43%）退行性疾病、12例（43%）畸形矫正、3例（11%）肿瘤和1例（4%）创伤。28例共连续植入205颗螺钉，包括腰椎112颗（55%）、胸椎67颗（33%）和S1 26颗（13%）。胸椎螺钉的放置准确率为98.5%，腰椎/S1螺钉的准确率为97.8%，总体准确率为98.0%。

图1. 从头戴式显示器中所见术中实时图像，导航信息直接重叠于术野之上。

研究结论

研究者认为，由新颖独特的HMD显像的AR导航能辅助椎弓根螺钉的准确植入。该研究报道的在AR辅助下连续放置的205颗胸椎、腰椎和骶椎椎弓根螺钉，按Gertzbein-Robbins A或B级标准，准确率达到98.0%。

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