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椎旁肌参数与退行性胸腰段后凸角度的相关性研究

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中华骨科杂志 2024年第11期44卷 771-777页

作者：臧泽桐吴文凯王玲段芳芳王任先郭安忆郎昭肖斌刘亚军首都医科大学附属北京积水潭医院(国家骨科医学中心)脊柱外科北京100035 首都医科大学附属北京积水潭医院放射科北京100035 首都医科大学附属北京积水潭医院临床流行病学研究中心北京100035 北京市创伤骨科研究所北京100035

目的分析椎旁肌参数与退行性胸腰段后凸角度的相关性。方法回顾性分析2021年11月至2023年4月于北京积水潭医院脊柱外科接受手术治疗的腰椎退行性疾病的女性患者90例,年龄(67.62±4.98)岁(范围60~80岁),身高(1.58±0.05)m(范围1.48~1.70... 详细信息

目的分析椎旁肌参数与退行性胸腰段后凸角度的相关性。方法回顾性分析2021年11月至2023年4月于北京积水潭医院脊柱外科接受手术治疗的腰椎退行性疾病的女性患者90例,年龄(67.62±4.98)岁(范围60~80岁),身高(1.58±0.05)m(范围1.48~1.70)m,体重(63.79±9.13)kg(范围47~90 kg),体质指数(25.48±3.35)kg/m^(2)(范围18.37~36.05 kg/m^(2))。胸腰段后凸角为6.65°±10.38°(范围-17.34°~9.34°)。疾病诊断:腰间盘突出症32例、腰椎管狭窄症58例。摄站立位胸腰段正侧位X线片测量胸腰段后凸角度;摄胸腰段定量CT并采用Osirix软件测量T_(12)、L_(3)、L_(5)水平椎旁肌参数,包括椎旁肌横截面积、骨骼肌面积和组织密度、脂肪浸润比例和身高矫正的骨骼肌面积指数。分析椎旁肌参数与胸腰段后凸角度之间的相关性,采用多重线性回归分析影响胸腰段后凸角度的因素。结果相关性分析结果显示胸腰段后凸角与T_(12)骨骼肌组织密度(r=-0.303,P=0.004)和L_(5)骨骼肌组织密度(r=-0.219,P=0.038)呈负相关。年龄与T_(12)骨骼肌组织密度(r=-0.263,P=0.012)、T_(12)身高矫正的骨骼肌面积指数(r=-0.221,P=0.036)、T_(12)椎旁肌横截面积(r=-0.280,P=0.007)、L_(3)骨骼肌组织密度(r=-0.266,P=0.011)和L_(5)骨骼肌组织密度(r=-0.290,P=0.006)呈负相关。骨密度与椎旁肌参数无相关性(P>0.05)。多重线性回归显示T_(12)骨骼肌组织密度(β=-1.125,P<0.001)、T_(12)脂肪浸润比例(β=-0.849,P=0.001)、L_(3)骨骼肌组织密度(β=0.996,P<0.001)和L_(3)脂肪浸润比例(β=0.496,P=0.020)是影响胸腰段后凸角的独立因素。结论T_(12)和L_(3)椎旁肌密度和脂肪浸润比例是影响胸腰段后凸角的独立因素。T_(12)椎旁肌密度和脂肪浸润比例越小、L_(3)椎旁肌密度和椎旁肌脂肪浸润比例越大,胸腰段后凸角度越大。

关键词：脊柱后凸背部肌肉脂肪组织数据相关性

机器人辅助Magerl螺钉内固定术治疗上颈椎疾病

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北京生物医学工程 2024年第3期43卷 280-284,313页

作者：郎昭袁强范明星张琦何达刘亚军首都医科大学附属北京积水潭医院脊柱外科北京100035

目的经寰枢关节螺钉(Magerl螺钉)内固定技术是上颈椎疾病的主要手术方式之一。传统方法技术要求高,学习曲线陡峭,由于螺钉错位造成的神经血管并发症发生率高。随着机器人辅助脊柱手术的不断开展,机器人技术的高精确性为Magerl螺钉安全... 详细信息

目的经寰枢关节螺钉(Magerl螺钉)内固定技术是上颈椎疾病的主要手术方式之一。传统方法技术要求高,学习曲线陡峭,由于螺钉错位造成的神经血管并发症发生率高。随着机器人辅助脊柱手术的不断开展,机器人技术的高精确性为Magerl螺钉安全精确置入带来了新的希望。本研究回顾性分析机器人辅助Magerl螺钉内固定手术的安全性及螺钉置入精确性。方法纳入2017年8月至2022年7月于北京积水潭医院行TiRobot机器人辅助Magerl螺钉内固定手术的上颈椎疾病患者18例。记录螺钉安全性及精确性指标。安全性指标包括手术时间、出血量、螺钉相关神经血管并发症情况,以及随访1年时神经功能改善情况、颈部疼痛变化及植骨融合情况。精确性指标包括使用术中C臂锥形束CT图像的叠加技术计算螺钉置入精确性,并根据术后CT对螺钉是否侵犯骨皮质的情况进行分级。结果18例患者共置入Magerl螺钉36枚。平均手术时间为(186.1±61.9)min,平均失血量为(352.8±133.4)mL,无螺钉相关神经血管并发症。术后1年随访时,所有存在脊髓压迫症状的患者神经功能均有改善,患者颈部疼痛症状好转,所有患者均实现植骨融合。螺钉置入的平均平移和角度误差分别为(1.47±0.30)mm和2.30°±0.47°。术后CT判断Ⅰ类螺钉占88.9%(32/36),Ⅱ类螺钉占11.1%(4/36),无Ⅲ类螺钉。结论机器人辅助Magerl螺钉内固定技术治疗上颈椎疾病是安全和精确的。

关键词：机器人寰枢椎 Magerl螺钉安全性精确性

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机器人辅助超声磨钻牛脊柱椎体骨磨削参数研究

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中华医学杂志 2022年第5期102卷 370-377页

作者：郎昭王祺龙何达刘亚军田伟北京积水潭医院脊柱外科北京100035

目的研究超声磨钻参数设置对牛椎体磨削部位最高温度和穿透时间的影响,确定最佳参数,实现脊柱手术中基于机器人辅助的高效安全的超声磨钻磨削。方法将5头成年牛胸腰椎标本(T10-L6)用切割机切成10 mm厚切片,共获得50个切片,其中30个切片... 详细信息

目的研究超声磨钻参数设置对牛椎体磨削部位最高温度和穿透时间的影响,确定最佳参数,实现脊柱手术中基于机器人辅助的高效安全的超声磨钻磨削。方法将5头成年牛胸腰椎标本(T10-L6)用切割机切成10 mm厚切片,共获得50个切片,其中30个切片用于松质骨实验,20个切片用于皮质骨实验。松质骨实验中,将切片随机分为3组,每组10个切片,对应不同的进给速率(0.8、1.6和2.4 mm/s)。在切片的松质骨部位用不同的输出功率进行9次磨削,输出功率从20%(48 W)增加到100%(120 W)。皮质骨实验中,将切片随机分为2组,每组对应不同的进给速率(0.8 mm/s和1.6 mm/s)。在切片皮质骨部位进行4次磨削,分别对应输出功率从70%(84 W)增加到100%(120 W)。实验在室温25℃下进行,用红外热像仪记录磨削部位的最高温度,并记录穿透时间。比较松质骨及皮质骨在不同输出功率和不同进给速率下磨削最高温度及穿透时间的变化情况。结果相同进给速率时松质骨磨削部位的最高温度随着输出功率的增加而降低,输出功率120 W时最高温度同24 W时差异有统计学意义(61.2℃±9.4℃比70.9℃±5.7℃、59.2℃±7.1℃比69.5℃±10.7℃、55.5℃±5.5℃比69.2℃±9.3℃,均P0.05)。皮质骨在0.8 mm/s进给速率下,最高温度随输出功率增加而降低,输出功率120 W时最高温度显著低于84 W时(P=0.048);但在1.6 mm/s进给速率下,增加输出功率不能显著降低最高温度(P>0.05)。在相同输出功率情况下,进给速率1.6 mm/s时的最高温度比0.8 mm/s时均显显降低(均P0.05),但随进给速率增加而减少(均P0.05);1.6 mm/s进给速率下,输出功率120 W时穿透时间最短,显著低于96 W时(P=0.008)。在相同输出功率下,进给速率1.6 mm/s时的穿透时间比0.8 mm/s时缩短(均P0.05)。松质骨在输出功率48 W及以上时,皮质骨在输出功率108 W和120 W时,穿透失败率均为0。结论磨削最高温度椎体松质骨受输出功率影响,皮质骨受进给速率影响;穿透时间松质骨受进给速率影响,皮质骨同时受进给速率和输出功率影响。松质骨最佳磨削参数为输出功率120 W,进给速率2.4 mm/s;皮质骨为输出功率120 W,进给速率1.6 mm/s。

关键词：脊柱机器人超声磨钻最高温度穿透时间

斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板与联合后路椎弓根螺钉内固定治疗腰椎退行性疾病的半年随访

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中国组织工程研究 2022年第33期26卷 5364-5369页

作者：郎昭葛腾辉吴静晔张宁田伟孙宇庆北京积水潭医院脊柱外科北京市100035

背景:斜外侧腰椎椎间融合技术治疗腰椎退行性疾病的优势受到术后融合器沉降的影响。内固定辅助可以提供更高的生物力学稳定性,可能减少沉降的发生,其中斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板固定避免了后方切口的损伤。目的:分析斜外侧腰椎椎... 详细信息

背景:斜外侧腰椎椎间融合技术治疗腰椎退行性疾病的优势受到术后融合器沉降的影响。内固定辅助可以提供更高的生物力学稳定性,可能减少沉降的发生,其中斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板固定避免了后方切口的损伤。目的:分析斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板治疗腰椎退行性疾病的早期临床和影像学结果,并与联合双侧椎弓根螺钉比较,分析融合器沉降程度是否存在差异。方法:14例(17个节段)斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板内固定患者(侧方钢板组);12例(15个节段)斜外侧腰椎椎间融合联合双侧椎弓根螺钉内固定患者(双侧椎弓根螺钉组)。收集患者术前、术后3 d及术后6个月临床及影像学数据;临床评估患者腰痛及下肢痛目测类比评分和Oswestry残障指数评分(Oswestry disability index,ODI);影像学评估椎间隙高度、节段性脊柱前凸角,并测量融合器沉降程度。结果与结论:①两组患者在年龄、性别、体质量指数、定量CT骨密度、术前诊断方面无统计学差异;双侧椎弓根螺钉组手术时间显著长于侧方钢板组(P=0.025);侧方钢板组术后并发症发生率43%,双侧椎弓根螺钉组为33%;两组在手术节段、出血量及并发症发生率上差异无显著性意义;②两组间术前及术后6个月腰痛、下肢痛目测类比评分及术前ODI评分差异无显著性意义,术后6个月双侧椎弓根螺钉组ODI评分显著低于侧方钢板组(P=0.007);两组术后6个月相比术前在腰痛及下肢痛目测类比评分、ODI评分上均有显著改善(P<0.05);③两组术后3 d相比术前椎间隙高度和节段性脊柱前凸角均有显著性提高;术后6个月相比术后3 d椎间隙高度均出现显著性丢失(P<0.05);术前及术后3 d两组椎间隙高度差异无显著性意义,术后6个月侧方钢板组椎间隙高度显著小于双侧椎弓根螺钉组(P=0.044);④两组间节段性脊柱前凸角差异无显著性意义;⑤两组术后6个月融合器沉降率差异无显著性意义,侧方钢板组融合器重度沉降2例,双侧椎弓根螺钉组无重度沉降病例;⑥治疗腰椎退行性疾病时,斜外侧腰椎椎间融合联合侧方钢板内固定比联合双侧椎弓根螺钉内固定融合器早期沉降更加明显;对疼痛的缓解效果两者相似,但在生活质量评价上联合双侧椎弓根螺钉内固定优于联合侧方钢板内固定。

关键词：腰椎前外侧椎间融合术腰椎退行性疾病侧方钢板椎弓根螺钉融合器沉降

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骨科冲击波治疗的智能化发展现状及趋势分析

山东大学学报（医学版） 2023年第3期61卷 7-13页

作者：刘亚军郎昭郭安忆刘文勇北京积水潭医院国家骨科医学中心北京100035 北京市创伤骨科研究所北京100035 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100083 北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100083

体外冲击波治疗以其安全无创的临床优势在骨科得到了广泛应用,但传统治疗手段普遍存在的主观经验决策和手动长时操作等问题限制了该方法的推广和进一步发展。智能技术已经开始进入骨科冲击波治疗领域,并发展迅速。本文总结了计算机导航... 详细信息

体外冲击波治疗以其安全无创的临床优势在骨科得到了广泛应用,但传统治疗手段普遍存在的主观经验决策和手动长时操作等问题限制了该方法的推广和进一步发展。智能技术已经开始进入骨科冲击波治疗领域,并发展迅速。本文总结了计算机导航、机器学习和机器人三类智能技术在骨科冲击波治疗中的研究现状及应用特点,表明:现阶段,计算机导航可以有效辅助医生完成冲击波探头的准确定位,机器学习方法能够辅助实现冲击波治疗能量参数的自动预测;机器人已经表现出了显著的潜在临床效能,尤其是能够大幅降低医师操作强度;三类技术分别从“眼”“脑”“手”的角度,为提升骨科冲击波治疗智能化水平提供全面支持。在此基础上,本文从临床治疗机制与量效关系、方案规划智能化与临床适宜性、治疗操作自动化与机器人辅助等方面,展望了未来发展趋势。

关键词：体外冲击波治疗骨科计算机导航机器学习医用机器人

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进一步促进骨磨削技术在脊柱外科的应用

中华医学杂志 2015年第13期95卷 961-964页

作者：田伟郎昭北京积水潭医院脊柱外科 100035

脊柱手术中需要在神经血管周围对骨组织进行大量操作。既往脊柱外科医生常用骨刀、咬骨钳、刮匙、环锯等器械对脊柱骨进行处理，但是由于脊柱骨组织不规则，且毗邻重要神经血管组织，手术难度和危险性很高，使用上述工具由于对骨组织振... 详细信息

脊柱手术中需要在神经血管周围对骨组织进行大量操作。既往脊柱外科医生常用骨刀、咬骨钳、刮匙、环锯等器械对脊柱骨进行处理，但是由于脊柱骨组织不规则，且毗邻重要神经血管组织，手术难度和危险性很高，使用上述工具由于对骨组织振动冲击较大易造成重要结构损伤，组织创伤大。

关键词：脊柱外科骨组织应用磨削血管周围外科医生血管组织手术难度

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滞变非线性随机振动的分数阶等价线性化方法

滞变非线性随机振动的分数阶等价线性化方法

作者：郎昭哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在土木工程中,由于激励、结构特性的随机性,使得在实际工程中存在着大量的随机振动现象。结构一般会暴露在各种不确定的荷载之下,如车辆荷载,风荷载,地震等等,由于外部荷载不确定性和结构材料的非线性等原因,使得在实际工程中出现难以... 详细信息

在土木工程中,由于激励、结构特性的随机性,使得在实际工程中存在着大量的随机振动现象。结构一般会暴露在各种不确定的荷载之下,如车辆荷载,风荷载,地震等等,由于外部荷载不确定性和结构材料的非线性等原因,使得在实际工程中出现难以准确预计的安全问题。传统随机等价线性化简化模型往往在解释结构滞变体系方面存在误差较大、精确度不高、计算复杂等问题,因此需要研究一种等价线性化方法,使得在计算结构响应方面更加精确简便具有重要意义。本文基于分数阶微积分理论和随机振动理论,考虑到随机不确定性和滞变非线性的复杂性,通过将分数阶理论与等价线性化理论相结合,提出了分数阶等价线性化方法,简化了数值计算步骤,同时算例表明该方法计算结果的精确度较高,兼顾了计算效率和保证了计算结果的精确性,在土木工程领域中求解结构滞变非线性问题上提供了有益的参考。具体研究内容归纳如下:(1)提出了分数阶等价线性化方法,提高了结构随机振动响应的计算精度,使得计算结果更加精确,误差更小;提出了针对杜芬振子的分数阶等价线性化方法,推导出杜芬振子在高斯白噪声下位移响应方差公式,该方法大大提高了计算结果的精度;(2)提出了双线性滞回模型的分数阶等价线性化方法,利用该方法建立了刚塑性滞回模型和滑移刚塑性滞回模型的等价线性方程,解决了随机等价线性化方法存在较大误差的问题;针对于Bouc-Wen滞回模型,通过引入描述函数和分数阶微积分理论,建立了光滑滞变模型的分数阶等价线性化方法,通过算例表明,该方法具有较好的精确度,计算效率更高。

关键词：随机振动滞变非线性分数阶微积分光滑滞回模型分数阶等价线性化方法

130例锥形束CT影像腰椎椎弓根螺钉自动规划的初步分析

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山东大学学报（医学版） 2023年第3期61卷 80-89页

作者：刘亚军袁强吴静晔韩晓光郎昭张勇北京积水潭医院脊柱外科北京100035 北京市创伤骨科研究所北京100035 北京天智航医疗科技股份有限公司天玑实验室北京100192

目的利用深度学习技术开发一种基于锥形束CT(CBCT)影像的椎弓根螺钉自动规划系统,验证和评估其在腰椎椎弓根螺钉规划中的有效性和效率。方法回顾性分析2017年1月至2019年12月行单中心机器人辅助腰椎椎弓根螺钉内固定术中所用CBCT引导影... 详细信息

目的利用深度学习技术开发一种基于锥形束CT(CBCT)影像的椎弓根螺钉自动规划系统,验证和评估其在腰椎椎弓根螺钉规划中的有效性和效率。方法回顾性分析2017年1月至2019年12月行单中心机器人辅助腰椎椎弓根螺钉内固定术中所用CBCT引导影像和椎弓根螺钉规划信息患者130例,其中脊椎分割和椎弓根螺钉自动规划训练100例,算法验证30例。通过Dice系数和定性评估来评价分割结果;基于Ravi分级和Zdichavsky分级评价椎弓根螺钉自动规划结果;基于Babu方法评估椎弓根螺钉上关节突侵犯情况;利用Kappa分析评估观察者间一致性。结果10例分割定量评估中,Dice值为0.99。30例分割定性评估中,专家对于分割结果的平均可接受率为94.9%,平均满意率为80.5%。共计自动规划了300枚椎弓根螺钉,298枚(99%)为Ravi 1级,300枚(100%)为Zdichavsky IA级。2枚(1%)为Ravi 2级(突破皮质<2 mm),均为向外侧偏出皮质。评估椎弓根螺钉侵犯关节突的情况,300枚螺钉中,294枚(98%)为0级,共计6枚侵犯上关节突,其中3枚(1%)为1级,2枚(0.67%)为2级,1枚(0.33%)为3级。Kappa分析显示,观察者间具有良好一致性(K=0.71~0.94;一致率90%~96%)。运行速度评估时,自动分割完成平均所需时间为3.52 s,特征点提取所需时间为3.81 s,总的平均运行时间为7.33 s。结论基于CBCT影像的椎弓根螺钉自动规划系统可实现良好的自动分割和规划效果,对于辅助医生手术规划和改善脊柱外科手术机器人导航流程具有潜在临床应用价值。

关键词：椎弓根螺钉深度学习锥形束CT 自动规划图像分割脊柱外科手术机器人

采用经斜侧方入路椎体间融合术联合后方内固定治疗腰5椎体滑脱症疗效观察

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中国临床医生杂志 2023年第9期51卷 1077-1080页

作者：秦世强孙宇庆郎昭倪文卓北京朝阳中西医结合急诊抢救医院骨二科北京100022 北京积水潭医院脊柱外科北京100035

目的探讨采用经斜侧方入路椎体间融合术(oblique lumbar interbody fusion,OLIF)联合后方经肌肉间隙内固定治疗腰5椎体滑脱症疗效观察。方法选择2019年7月至2022年4月北京朝阳中西医结合急诊抢救医院诊断腰5椎体滑脱症患者27例,根据手... 详细信息

目的探讨采用经斜侧方入路椎体间融合术(oblique lumbar interbody fusion,OLIF)联合后方经肌肉间隙内固定治疗腰5椎体滑脱症疗效观察。方法选择2019年7月至2022年4月北京朝阳中西医结合急诊抢救医院诊断腰5椎体滑脱症患者27例,根据手术方式不同分为OLIF手术组10例和经椎间孔入路椎间融合术(transforminal lumbar interbody fusion,TLIF)手术组17例。比较两组手术时间、术中出血量、术后48h、引流量、下地时间、平均住院时间;采用Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)及视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)评价两组患者生活质量及腰腿痛改善情况;测量两组术前及术后骶骨角、腰椎前凸角、矢状面躯干偏移水平评价脊柱-骨盆参数改变情况。结果两组手术时间、术中出血量、术后48h引流量、下地时间差异有显著性(P0.05)。两组末次随访VAS评分、ODI指数与术前比较,差异有显著性(P<0.05);术后骶骨角、腰椎前凸角、矢状面躯干偏移水平与术前比较,差异有显著性(P<0.05);两组间并发症发生率差异有显著性(P<0.05)。结论采用OLIF技术治疗腰5椎体滑脱症,与TLIF技术临床效果相似,围术期并发症少,还可改善脊柱-骨盆参数,但应严格掌握其手术适应证,避免血管神经损伤。

关键词：经斜侧方入路椎体间融合术经椎间孔入路椎间融合术腰椎滑脱症内固定