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椎体成形术的有效性、微创性和安全性己在世界范围内形成基本共识,但仍有文献认为重度骨质疏松性椎体压缩骨折(Severe Osteoprotic Vertebral Compression Fractures,SOVCFs)是椎体成形术治疗的绝对或相对禁忌证。穿刺技术是椎体成形术的核心和关键技术,关系到手术的成败。随着技术的发展,学者在穿刺入路、辅助定位装置、导航及影像设备等方面做出富有成效的探索,使近年来椎体成形术治疗重度压缩性骨折的文献报道数有所增加。但与轻、中度压缩骨折相比,此类患者穿刺困难、骨水泥渗漏率高,术中危险性更大,学者不得不采取双侧椎弓根穿刺方法,从而增加手术时间、放射暴露及医疗费用,且鲜有高质量的前瞻性随机对照临床研究。本研究利用3D打印及数字化手段,围绕穿刺困难这一核心难题,依次进行了解剖学与临床研究,试图改良穿刺技术。首先数字化测量获得关键相关参数,完善单侧椎弓根外穿刺的方法,并进一步在3D打印数字技术的辅助下,结合中医治疗,形成改良椎体成形术,探索此改良椎体成形术治疗SOVCFs的有效性及安全性,为临床提供一个中西医结合新思路和新方案。第一部分:单侧椎弓根外入路胸椎经皮椎体成形术关键参数的数字化测量目的:通过数字化测量获得单侧椎弓根外入路经皮椎体成形术的关键参数,为临床操作提供参考。1.探讨胸椎单侧椎弓根外入路行椎体成形术的可行性;2.研究老人T5-T10解剖特点,探讨椎体成形术的最佳穿刺角度及安全操作范围;3.建立以椎弓根为参照物的确定骨性穿刺进针点方法,为胸椎椎体成形术准确穿刺提供依据。方法:对30例老人的胸椎进行CT扫描,将所得数据导入计算机,通过Mimics软件建立胸椎三维模型。利用软件测量经椎弓根外入路组(观察组)和经椎弓根入路组(对照组)的穿刺点至椎体中线的距离、最大外展角、最小外展角、外展角安全范围、矢状面上倾角、穿刺成功值以及穿刺成功率。同时也测量在保证穿刺成功前提下的最内侧穿刺点(最佳穿刺点)至中线的距离。1.比较两组穿刺点至椎体中线的距离、最大外展角、最小外展角、外展角安全范围、矢状面上倾角、穿刺成功值以及穿刺成功率等参数。2.计算出最佳穿刺点至椎弓根入路穿刺点的距离(EF)及椎弓根外入路穿刺点至椎弓根入路穿刺点的距离(EG),行左右侧参数比较。3.比较左右侧穿刺点至椎体中线的距离、最大外展角、最小外展角、外展角安全范围、矢状面上倾角、穿刺成功值以及穿刺成功率。结果:1.观察组的最大外展角变化幅度为35.39～43.63°,最小外展角变化幅度为13.30～21.52°,外展角安全范围变化幅度为20.27～22.55°,对照组的最大外展角变化幅度为10.68～13.49°,最小外展角变化幅度为5.99～8.99°,外展角安全范围变化幅度为2.97～7.50°。观察组各节段相关参数均大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。左右侧比较,除T10左右侧外展角安全范围有差异(P<0.05),其余各观察指标左右侧均无显著差异(P>0.05)。2.观察组穿刺点至椎体中线的距离GM为24.64～26.88mm,对照组的穿刺点至椎体中线的距离EM为13.08～15.61mm,两者差异有统计学意义(P<0.05)。左右比较无显著差异(P>0.05)。3.观察组穿刺成功值为45.32～54.80,穿刺准成功率为96.67%～100%,对照组的穿刺成功值为-26.59～-10.15,穿刺准成功率为23.33%～26.67%,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。左右侧比较无显著差异(P>0.05)。4.EF左侧为4.29～5.78mm,右侧为3.78～5.50mm,左右侧比较。无显著差异(P>0.05);EG左侧为9.03～13.32mm,右侧为9.32～12.98mm,左右侧比较。无显著差异(P>0.05)。5.矢状面上倾角左侧为20.37～27.45°,右侧为20.97～27.19°,左右侧比较,T5、T6、T7及T10无显著差异(P>0.05);T8及T9有显著性差异(P<0.05)。结论:1.T5-T10行单侧椎弓根外入路椎体成形术是安全可行的。2.椎弓根入路穿刺至理想靶点的成功率低,而椎弓根外入路穿刺成功率高。3.术中以椎弓根投影为参照物,确定椎弓根外入路穿刺进针点,简单,安全,穿刺准确性高,可操作性强。4.对于重度压缩骨折,以椎弓根投影的下缘旁开6-9mm处为进针点,并适当调整上倾角和外展角,可顺利完成穿刺。第二部分:3D打印数字技术辅助的改良椎体成形术治疗重度骨质疏松性椎体压缩骨折的临床疗效目的:探讨3D打印数字技术辅助的改良椎体成形术在重度骨质疏松性椎体压缩骨折治疗中的应用价值。1.观察3D打印数字技术辅助对手术时间、透视次数、渗漏率及骨水泥分布等影响。2.明确手法复位对椎体压缩率和椎体高度恢复率的影响。3.观察中药强骨胶囊对骨密度、功能状态及术后新发椎体骨折发生率的影响。方法:60例胸、腰椎单椎体严重骨质疏松性压缩骨折患者,采用随机数字表法分成两组:两组均在穿刺前行过伸手法复位。对照组(30例)采用常规的经皮穿刺方法行椎体成形术式(Percutaneous Verteroplasty,PVP)。术后服用钙尔奇D、骨化三醇及阿仑膦酸钠抗骨质疏松治疗。观察组(30例)术前在mimics软件上三维重建骨折椎体,设计最佳穿刺路径,并3D打印椎体模型,行预操作。术中按照术前设计的该路径进行穿刺操作。术后除西药外,加用强骨胶囊治疗。比较两组患者的性别、年龄、骨折部位、骨密度、骨折类型。比较两组的手术时间、术中X线透视次数及骨水泥量。术后采用疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scale,VAS)及Oswestry功能障碍指数(Oswestry Disability Index,ODI)评估两组的临床疗效。采用椎体高度压缩率、椎体高度恢复率、骨水泥在椎体内的分布及骨密度评估两者的影像学结果。采用骨水泥渗漏率及新发骨折情况来评估并发症及远期情况。结果:1.比较两组患者的性别、年龄、骨折部位、骨密度、骨折类型,无显著性统计学差异(P>0.05),两组之间有可比性。2.观察组与对照组穿刺定位时间分别为(7.42±3.29)min、(14.82±5.8)min;观察组术中透视次数(9.41 ±2.58)次,对照组为(14.37±3.72)次,观察组术中骨水泥注入量为(3.78±0.55)ml,对照组(3.02±1.22)ml。以上三个指标两组之间比较差异有统计意义(P<0.05)。3.60例患者均顺利完成手术,临床症状得到明显缓解。两组术后VAS评分及ODI指数均有明显下降,与术前比较有统计学差异(P<0.05)。两组间的VAS评分及ODI指数比较,术后1天有统计学意义(P<0.05),术后1个月无统计学意义(P>0.05),术后12个月VAS评分无统计学意义,术后12个月ODI指数有统计学意义(P<0.05)。4.两组在术前、手法复位后、术后1天和术后12个月的椎体高度压缩率差异无明显差异(P>0.05)。两组组内比较:手法复位后与术前椎体高度压缩率比较,差异有统计学意义(P<0.05),手法复位后与术后1天椎体高度恢复率差异无统计学意义(P<0.05)。5.观察组出现1例不良穿刺定位,单侧分布率为3.33%;对照组出现8例不良穿刺定位,单侧分布率为26.67%;两组之间差异比较有统计学意义(P<0.05)。6.骨密度组间比较,两组患者术前和术后1个月的骨密度值无统计学意义(P>0.05);术后12个月观察组的骨密度高于对照组(P<0.05)。组内比较:术前与术后1个月比较,两组均无统计学意义(P>0.05),术前与术后12个月比较,两组均有统计学意义(P<0.05)。7.对照组骨水泥渗漏率高于观察组(渗漏率分别为80.0%与56.7%),差异有统计学意义(P<0.05)。渗漏以向椎间盘内渗漏为主。8.在随访期间,观察组有2例病人出现了新发脊柱压缩性骨折,发生率6.7%。对照组有6例病人出现新发脊柱压缩性骨折,发生率为20.0%,其中邻近节段的椎体压缩骨折1例。两组新发骨折发生率差异有统计学意义(P<0.05)。结论:1.在PVP中应用3D打印数字技术辅助,可明显缩短手术操作时间、降低术中透视次数、减少放射性损伤、提高骨水泥双侧分布率、减少骨水泥渗漏。2.手法复位可以部分恢复椎体高度。但3D打印数字技术对椎体高度恢复无明显优势。3.中药强骨胶囊可以提高骨密度,改善远期功能状态。4.观察组新发骨折率低,可能与中药和数字技术的使用有关。