目的

脊柱外科手术近年由于工业技术的进步得到了很大的发展，但是脊柱由于本身特点或后 天因素，在部分病例结构复杂，固定和减压手术仍然难度和危险性很高。我们在 2002 年引进 了红外线主动诱导计算机辅助三维导航系统。到 2004 年 6 月已经实施各种复杂脊柱外科手术 9 0 例。使得手术部位的确定变得简单，手术时间缩短，手术的安全性明显提高。

材料和方法

2002 年 12 月至 2004 年 6 月，我们共施行红外线主动诱导计算机辅助三维导航下脊柱外科 手术 90 例。手术选择：环枢椎固定手术 16 例，颈椎椎弓根钉固定手术 37 例（ 224 枚螺钉）， 上胸椎椎弓根固定手术 9 例，胸腰椎后凸畸形矫正手术 16 例，多次腰椎手术后再手术等复杂 结构的脊柱外科手术 12 例。男性 53 例，女性 37 例。年龄： 12 ～ 70 岁，平均年龄 46 岁。手术方 法：腰椎由于椎弓根较粗，术中透视比较容易，除非畸形明显，正侧 X 线片判断位置困难的 病例外，均使用 2 维导航技术，其余使用 3 维导航技术。

使用 2 维导航的病例，在术中暴露棘突和椎板后，先将患者示踪器牢固固定在合适的棘 突上，并注册各种示踪工具，用 C 型臂拍摄正侧位片，并分别采集到导航设备里，撤除 C 型臂 。即可开始手术。用示踪器确认椎弓根在正位和侧位的准确位置后，按照一般的椎弓根方法 打开通道，只是锥子和开路器均是带失踪器的特殊器械。整体操作比一般方法要快，更重要 的是能够在正常参考结构消失或无法辨认的困难病例，显示威力，迅速找到准确位置。

使用 3 维技术的病例，术前进行螺旋 CT 扫描，对需要固定的手术部位都要包括在内。尽 可能的断层薄一些，这样重建的图象比较细致准确。术中进行每个示踪器注册，然后进行 3 ～ 4 个关键点注册，再进行 30 个点以上的面注册。成功比较容易而快速。

颈椎的病例术后均进行了 CT 的检查，并和过去进行的用单纯 G 型或 C 型臂透视下先后进行 了 272 枚颈椎椎弓根螺钉固定结果进行对比。

结果

除一例因为患者示踪器术中位置移动，导致导航失败，其余病例无论是两维，还是三维 导航的临床准确率都达到 100％ 。位置误差率 0.23 ～ .56mm （导航仪自动计算）。我们曾经使 用单纯 G 型或 C 型臂透视下先后进行了 272 枚颈椎椎弓根螺钉固定，其中有 29 枚（ 10.7％ ）位置 不满意，本次的颈椎椎弓根病例 37 例 224 枚螺钉只有 4 枚不满意（ 1.7％ ），相比之下得到满意 结果。

讨论

1. 导航的方法和意义

1955 年出现了第一台立体定向仪。 1992 年出现了首台机器人显微镜手术导航仪。 1995 年 Amiot 等人发表了计算机导航下的椎弓根固定术。

生活空间没有绝对的坐标系，三维空间确定位置，必须有参考点，根据参考点确定对象 的相对关系。由此原理发展的技术如：巡航导弹的卫星定位技术就是利用地面固定标志作为 参考点，将实际地形和预先储存的虚拟地形图通过卫星进行照合，使导弹能够进行三维空间 的精确打击。脊柱外科的导航是根据这一原理发展而来的技术，因此就有基准点的建立，多 点参考点的照合，实时红外线跟踪等相同要素。

现在的计算机手术导航系统主要使用的是红外线光学导航，主要是因为分辨准确，可以 三维定位，不受手术室内其他设备的干扰，但是也有一定局限性，需要有观感设备随时交换 信息，不能直接面对阳光。另外也有尝试电磁导航，但是由于位置精确度不高，易受外界电 磁场干扰，不能进行三维导航，因此临床可用性不高。导航仪一般有两大基本功能：

（ 1 ）三维 CT 影像下的导航（ computed tomography-based navigation system ）。

（ 2 ） C 型臂透视下的导航 (fluoroscopy-based navigation system) 。

他们各有优缺点。我们的体会总的来说，三维导航主要用于胸椎以上的复杂结构或是脊 柱的各种畸形。而二维导航主要用于腰椎的手术特别是多次手术后的病例，局部结构已经不 清楚，导航可以省时和准确。

表 1 三维 CT 和 X 线双向透视下的导航比较

2. 使用体会

我们使用的导航仪由于是新一代的主动红外线跟踪导航，比起过去的导航有很多优点： （ 1 ）单向主动红外线跟踪。改变了过去的需要从跟踪仪发射光束，在示踪器上反射后获得 信息的复杂方式。（ 2 ）全自动识别手术器械。（ 3 ）自我诊断检测，可以方便知道导航的精 确度。（ 4 ）无线软件遥控，步骤的操纵迅速简便。（ 5 ）万用手术器械注册站可以使自己的 手术器械变成导航示踪器。使得手术更加实用。（ 6 ）智能大视野摄像跟踪系统让操作的限 制明显减少。

在使用导航时，我们体会有以下注意点：

（ 1 ）高位颈椎，颈椎椎弓根或其他复杂畸形的固定最好使用三维导航。腰椎可以使用 二维导航。

（ 2 ）术