计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的可行性、疗效与并发症的临床研究

作     者：叶程 

作者单位：中国人民解放军海军军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨立利

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主      题：颈椎后纵韧带骨化 经椎间隙精准切除OPLL 计算机辅助设计 术后并发症 回顾性分析研究 

摘      要：研究背景颈椎后纵韧带骨症(Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament,OPLL)是指由于颈椎后纵韧带异位骨化压迫脊髓、神经根等,并诱发与之相关的临床症状和体征,其起病方式隐匿,特异性不高,易被患者忽视,错过最佳手术时机,易导致肌力在短期内快速下降甚至瘫痪等严重后果。颈椎后纵韧带骨化症的病理机制为后纵韧带的异位骨化,其骨化因素受到遗传因素、非遗传因素影响。目前,关于OPLL的部分易感基因及其他可能导致OPLL的危险因素已被发现探究,但其准确的病理生理机制尚未研究清楚。手术治疗OPLL是解除脊髓压迫最直接有效的方式,但由于骨化累及的节段往往较长,且常见多节段跳跃式生长,为手术节段设计带来一定困难;骨化韧带质地坚硬,严重压迫脊髓,且易造成术中大量出血,手术风险大、患者出血量较多、术后并发症较多、骨化可能无法完全切除、术后需长期随访等弊端,其手术方式的选择与后纵韧带骨化累及的节段、脊髓受压迫的程度、患者的手术耐受程度、术者的手术水平和习惯有关系。目前临床手术主要的方式有前路直接减压和后路间接减压,但其术后出现的各种并发症仍值得我们学习和警惕,这不仅是患者在术前最为关心和焦虑的原因,也是临床医生在评估患者可能的预后及并发症时需要谨慎考虑和选择的。本研究团队术前通过计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)软件绘制手术操作示意图,并使用Python语言编码自动分析手术可行性,测算最优手术切除范围,通过Web网页实现实时交互,术中根据测算结果,通过椎间隙有效减压并直接切除骨化物,取得了良好的临床疗效。为了更科学地分析评估计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的手术疗效及术后并发症的影响,本研究通过对计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL可行性进行阐述分析,并通过中期随访,从OPLL分型分布、手术前后JOA、NDI等改善率、颈椎曲度改善率、吞咽困难、邻近椎间盘退变、术后伤口血肿、伤口感染、脑脊液漏、脊髓功能改善程度等方面与ACCF术式进行对比,探究计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的中期疗效及影像学变化,以更全面地认识、评价计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的有效性、安全性及适用性。第一部分基于CAD、Python等计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL可行性、最优方案测算分析与可视化交互研究目的对术前通过计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的研究背景、理论依据、研究流程及临床意义进行阐述,并通过临床案例验证该技术的可靠性及匹配度,阐述该技术对精准、微创、个体化治疗OPLL的临床意义及下一步研究方向。研究方法分别对CAD技术构建二维手术模型、基于Excel软件算法逻辑自动测算分析、利用Python语言程序系统通过Web浏览器实现数据与图形实时交互的原理及构建流程分别进行阐述。通过对OPLL患者术前数据采集,对比计算机自动分析测算得出的最佳手术方案与术后影像学资料测得数据参数,探讨该技术的临床匹配性和可靠性。应用SPSS 23.0进行数据处理、统计分析。本研究所涉及的研究资料有定性资料及定量资料。定量资料包括颈椎X线正侧位、CT+三维重建上测量颈椎椎体高度、椎体矢状径、椎间隙距离、椎体后缘OPLL高度;记录术后颈椎植骨融合面矢状径、V型切除减压角度、颈椎植骨融合面矢状径与椎体矢状径百分比的测定结果。定性资料包括OPLL节段分布及类型等。研究结果通过参考中国国人颈椎解剖相关参数,运用CAD绘制软件,可快速、准确地完成了绘制二维手术模型绘制;通过对中国国人颈椎解剖相关数据的收集分析并导入Excel软件进行算法逻辑构建,可实现数据可行性分析及最优手术方案自动测算功能;而在此基础上利用Python编程语言进行数据处理、运算,直接分析手术可行性及对最优手术方案自动求解,并通过Web浏览器实现数据和图形实时呈现,其数据经过临床病例初步检测,可靠性较高,匹配度良好。结论经实践检测,OPLL患者术前经CAD软件绘制手术操作示意图,利用Python编程自动测算分析手术可行性分析及个体化制定最优手术切除范围,并通过Web实现可视化交互界面,为临床提供直观、精准、清晰的模型参考和快速理论依据支持,术中以微创理念尽可能减少切除过多椎体,减少了术后并发症发生,术后患者椎间融合良好。未来基于患者影像学Dicom数据利用3D绘制软件构建OPLL精准3D可视化模型,结合Python语言实现自动化数据录入及精准测算分析以及相关配套手术操作器械的研发,是我们需要继续研究的方向。第二部分计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除OPLL的疗效与并发症临床研究研究目的通过回顾性分析对照研究,比较计算机辅助设计经颈椎椎间隙精准切除和ACCF两种手术治疗OPLL的临床疗效及术后