激光扫描多平面动态测量评价下颈椎椎间高度对椎间孔地影响.pdf

激光扫描三维重建}F价下颈椎椎问高度对椎问孔的影响 引 言 I．计算机三维重建与三维激光扫描 70年代以来，随着计算机断层扫描(Computed Resonance 共振成像(Magnetic Imaging)等医学成像技术的产生和发展， 人们可以得到人体及其内部器官的二维数字断层图像序列。但是，二 维断层图像只是表达某一截面的解剖信息，仅有二维断层图像，人们 很难建立起三维空间的立体结构。为将断层图像序列转变成为具有直 观立体效果的图像，展现人体器官的三维结构与形态，从而提供若干 用传统手段无法获得的解剖结构和测量信息，人们提出了医学图像三 维重建与可视化技术，因此该技术迅速得到大量研究与广泛应用。三 维重建的方法很多，根据三维模型的性质可以把三维重建方法分为表 面重建和实体重建。激光三维扫描所得图像即为基于表面的三维重建 模型；通过CT和MIu的断层扫描获得包括物体表面和实质连续的二 维图像，构建出的三维图像即为实体重建。 目前医学领域的三维重建图像多是以二维断层图像为基础建立起 来的，其精确度与在单位长度内获得二维图像的数量有关。由于仪器 精度的限制，无论用哪种方法获得的二维图像，在图像制作与采集过 程中均难免会产生移位、旋转等误差，从而影响重建图像的准确度。 激光扫描技术是三维结构造型方面的新技术”】，三维激光扫描仪为 计算机信息输入的前端设备，它能够测得物体表面点的三维空问坐标， 原理与根据二维图像数据进行的图像重建有着根本的不同，把从物体 不同方位扫描获得的多幅图像，经专业软件拼接处理即可得到实物表 面结构的立体模型。从这个意义上说，它实质上属于一种立体测量技 术，与传统技术相比，它能完成复杂形体的点、线、面的三维测量， 激光扫描三蛙重建评阶下颈摊推间高度对惟阃孔[|勺影啊 且具有速度快、精度高的优点。所以它在许多领域可以发挥重要作用， 如虚拟现实领域、逆向二r=程领域、文物保护领域等。目前激光扫描仪 的扫描精度可达0．0l毫米，因此此技术完全可以满足仿真和测量人 体骨骼结构的要求。 2．颈椎间孔的测量方法 颈椎椎间孔是一个三维管道结构，较难准确测量它的大小。颈椎 问孔的测量方法较多，可分为直接测量和间接测量。直接测量误差大， 现己较少应用。间接测量包括贯穿探针法、拍照法、电阻电流法、双 斜位x光法、常规CT斜位扫描法、MRI扫描法和螺旋CT三维重建 法，其中螺旋CT三维重建的容积显示(VR)和多平面重建(MPR) 对椎间孔大小的测量可以作为目前诸多方法中的“金标准”【，】。然而，在 螺旋CT的T作站测量时，因其需要用鼠标沿椎间孔边缘手动勾画孔的 轮廓，所以单人测量可重复性差，精度不高。而且，在操作过程中不 能较为客观地测量变化中的同一椎问孑L某一固定截面，影响实验精度。 3．颈椎退变引起相应椎间孔的变化与颈椎撑开植骨高度的选择 神经根型颈椎病在颈椎病各型中发病率最高，占50—60％，椎问孔 狭窄是根本因素。一些学者在颈椎退变对椎问孔影响方面做了相关研 究【3_j，但只考虑了椎问高度丢失，未考虑颈椎屈度减小，而且均未考 虑到椎间高度存在个体差异性而采用绝对值作为丢失高度值。这样不 能合理地模拟退变，不能体现个体差异，对临床的参考意义有限。 大量临床实践和研究表明颈椎前路减压后必须进行椎体问的撑开 植骨融合。而在实际工作中临床医生大多根据自己的经验和术中情况 决定取骨植骨的大小，其结果容易造成植骨块偏小、延迟融合甚至脱 出等问题；椎问高度恢复不理想，直接影响手术效果。另一方而，过 激光扫描三维熏建评价下颈椎椎问高度对椎问孔的影响 引言 高的植骨块置入困难，且容易造成韧带和关节囊的撕裂甚至脊髓损伤； 对上下终板纵向压应力的增加，术后出现植骨块塌陷、上下终板骨折 等并发症的机率加大。由此可见，植骨高度是影响手术效果的重要原 因之一。那么应该选择多高的植骨块为理想，椎间高度应该恢复多少? 目前尚无统一的标准。 恢复颈椎问孔的大小，解除神经根的压迫刺激，缓解根性症状是 颈椎前路减压撑开植骨融合的重要目标之一。而椎间孔的大小与椎问 高度存在一定的相关性，所以椎间孔的大小，是作为选择植骨高度的 重要参考指标之一。既往在此方面的相关研究[s,6j亦采用绝对值作为植 骨高度，没有考虑术前椎问高度的个体差异，且测量方法陈旧，较难 准