角度控制椎弓根螺钉置入工具结合 3D 模型及导板辅助置钉的精准度

doi:10.12307/2026.059

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (15): 3906-3912.doi: 10.12307/2026.059

• 骨科植入物Orthopedic implants • 上一篇下一篇

角度控制椎弓根螺钉置入工具结合 3D 模型及导板辅助置钉的精准度

杨镇源1，张继伟1，张凯东2，马冰清1，张彦军1，李军杰1

1甘肃省中医院，甘肃省兰州市 730050；2兰州市骨伤科医院，甘肃省兰州市 730030

接受日期:2025-03-19 出版日期:2026-05-28 发布日期:2025-11-07
通讯作者: 杨镇源，硕士，副主任医师，甘肃省中医院，甘肃省兰州市 730050
作者简介:杨镇源，男，1978年生，陕西省府谷县人，汉族，2010年陕西中医学院毕业，硕士，副主任医师，主要从事脊柱疾患中西医结合诊治方面的研究。
基金资助:
兰州市科技计划项目(2019-ZD-119)，项目负责人：杨镇源

Angle control pedicle screw implantation tool in conjunction with a 3D model and guide plate to assist in accuracy of screw implantation

Yang Zhenyuan1, Zhang Jiwei1, Zhang Kaidong2, Ma Bingqing1, Zhang Yanjun1, Li Junjie1

1Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730050, Gansu Province, China; 2Lanzhou Orthopedic Hospital, Lanzhou 730030, Gansu Province, China

Accepted:2025-03-19 Online:2026-05-28 Published:2025-11-07
Contact: Yang Zhenyuan, MS, Associate chief physician, Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730050, Gansu Province, China
About author:Yang Zhenyuan, MS, Associate chief physician, Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730050, Gansu Province, China
Supported by:
Lanzhou Science and Technology Plan Project, No. 2019-ZD-119 (to YZY)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

角度控制椎弓根螺钉置入工具：该工具由作者课题组自主研发并应用于临床，是可显著提高置钉精确度的组合式椎弓根螺钉置入工具(专利号：ZL201420307008.8)。
3D模型及导板：基于患者个体的置钉目标椎体节段的三维CT数据，导入计算机，并使用3D打印技术打印出实体模型，结合“快速成型技术”和“逆向工程原理”为理论基础的3D打印导航模板以辅助置钉。

摘要
背景：椎弓根螺钉目前广泛应用于脊柱外科临床，其精准置入为关注焦点。此次研究探寻了一种新的椎弓根螺钉置入方法，以期提高临床置钉的准确率。
目的：观察应用自主研制的角度控制椎弓根螺钉置入工具结合3D模型及导板在辅助椎弓根螺钉置入中的应用价值。
方法：选择2023年3月至2024年6月接受椎弓根螺钉内固定治疗的患者共计96例，随机分成2组，辅助组和徒手组各48例。辅助组使用角度控制椎弓根螺钉置入工具配合3D模型和导板辅助螺钉置入，徒手组则依赖C型臂X射线机进行定位，徒手置入螺钉。所有患者均进行CT检查以评估两种方式下单枚螺钉置入时间及精确度，另外对比C型臂X射线机使用频率。
结果与结论：①辅助组共置入286枚螺钉，置钉用时(2.51±1.26) min/枚，精确置入成功率达到95.8%，C型臂透视次数为(1.45±2.12)次/枚；徒手组共置入螺钉264枚，置入用时为(3.27±1.54) min/枚，精确置入成功率为87.2%，C型臂透视次数是(2.19±1.73)次/枚；②相较而言，辅助组在这3个指标上均表现出显著优势：单枚螺钉置入时间更短，置钉准确率更高，且C型臂透视次数也相对较低，与徒手组相比差异有显著性意义(P < 0.05)；③提示在实施脊柱椎弓根钉置入时，利用角度控制的椎弓根螺钉置入工具配合3D模型和导板能有效提升置钉的精确度，降低所需时间，并且减少辐射暴露的风险，这无疑具备极高的临床实用意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 椎弓根螺钉, 内固定, 角度控制, 3D模型, 导板, 置钉

Abstract: BACKGROUND: Pedicle screws are widely used in spine surgery, and their precise placement is the focus of attention. In this study, a new pedicle screw placement method was explored to improve the accuracy of clinical nail placement.
OBJECTIVE: To observe the application value of the self-developed angle control pedicle screw implantation tool combined with 3D model and guide plate in auxiliary pedicle screw implantation.
METHODS: Totally 96 patients with spinal surgery who received pedicle screw internal fixation from March 2023 to June 2024 were selected and divided into two groups by random sampling method, namely the assisted group and the freehand group, with 48 patients in each group. The assisted group used an angle-controlled pedicle screw implantation tool with 3D model and guide plate to assist screw implantation, while the freehand group relied on C-arm X-ray machine for positioning and freehand screw implantation. All patients underwent CT examination to evaluate the differences in the time, accuracy, and frequency of C-arm X-ray machine use between the two methods.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) A total of 286 screws were implanted in the assisted group, with an implantation time of (2.51±1.26) min/screw and an accurate implantation success rate of 95.8%, while (1.45±2.12) times/screw were required by using C-arm fluoroscopy equipment; 264 screws were implanted in the freehand group, with an implantation time of (3.27±1.54) min/screw, an accurate implantation success rate of 87.2%, and the number of C-arm fluoroscopy was (2.19±1.73) times/screw. (2) In comparison, the assisted group showed significant advantages in these three indicators: shorter single screw implantation time, higher screw placement accuracy, and lower C-arm fluoroscopy times, which were significantly different from those in the freehand group (P < 0.05). (3) It is concluded that the use of angle-controlled pedicle screw implantation tools, combined with 3D model and guide plate assist, in pedicle screw implantation surgery can significantly enhance accuracy, shorten the time needed for placement, as well as reduce radiation exposure, all of which have clinical applications.

Key words: ">pedicle screw, internal fixation, angle control, 3D model, guide plate, nail placement

中图分类号:

杨镇源, 张继伟, 张凯东, 马冰清, 张彦军, 李军杰. 角度控制椎弓根螺钉置入工具结合 3D 模型及导板辅助置钉的精准度[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3906-3912.

Yang Zhenyuan, Zhang Jiwei, Zhang Kaidong, Ma Bingqing, Zhang Yanjun, Li Junjie. Angle control pedicle screw implantation tool in conjunction with a 3D model and guide plate to assist in accuracy of screw implantation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(15): 3906-3912.

图/表（结果） 3

参考文献

[1] GAUTSCHI OP, SCHATLO B, SCHALLER K, et al. Clinically relevant complications related to pedicle screw placement in thoracolumbar surgery and their management: a literature review of 35 630 pedicle screws. Neurosurg Focus. 2011;31(4):E8.
[2] 王雅辉,刘正蓬,褚立,等.3D打印技术在椎弓根螺钉置入过程中的应用价值[J].实用医学杂志,2019,35(6):931-935.
[3] 甘肃省中医院.一种椎弓根螺钉置入方法: CN202011519200.X[P] 2021-04-09.
[4] 杨镇源,邓强,陈文,等.角度控制组合式椎弓根螺钉置入工具的临床应用[J].临床骨科杂志,2018,21(5):545-548.
[5] 杨镇源,邓强,史文宇,等.角度控制组合式椎弓根螺钉置入工具的设计研发[J].中国中医骨伤科杂志,2015,23(7):71-72．
[6] 张啟维,张耀南,孙常太,等.计算机导航下椎弓根置钉与徒手置钉的对比[J].中国组织工程研究,2013,17(9):1579-1585.
[7] BOHL MA, ZHOU JJ, MOONEY MA, et al. The Barrow Biomimetic Spine: effect of a 3-dimensional-printed spinal osteotomy model on performance of spinal osteotomies bymedical students and interns. J Spine Surg. 2019;5(1):58-65.
[8] 刘运潮,侯树勋,张宇鹏.脊柱椎弓根螺钉置钉技术研究进展[J].中国骨与关节杂志,2016,5(8):596-601.
[9] 潘呈,严荣爽,费德锐,等.徒手与辅助技术对于下颈椎椎弓根螺钉置入准确性比较的Meta分析[J]. 昆明医科大学学报,2023,44(9): 32-38.
[10] SMITH JS, SHAFFREY CI, AMES CP, et al. Treatment of adult thoracolumbar spinal deformity:past,present,and future. J Neurosurg Spine. 2019;30(5):551-567.
[11] MASON A, PAULSEN R, BABUSKA JM, et al. The accuracy of pedicle screw placement using intraoperative image guidance systems. J Neurosurg Spine. 2014;20(2):196-203.
[12] KOKTEKIR E, CEYLAN D, TATARLI N, et al. Accuracy of ﬂuoroscopically-assisted pedicle screw placement: analysis of 1 218 screws in 198 patients. Spine J. 2014;14(8):1702-1708.
[13] 杨睿,李勇奇,张柯,等.天玑骨科机器人辅助椎弓根螺钉置入的临床应用及体会[J].实用骨科杂志,2019,25(10):892-897.
[14] 刘亚军,乐晓峰,郑山,等.计算机导航辅助颈椎椎弓根螺钉内固定技术[J].骨科临床与研究杂志,2018,3(3):182-187.
[15] 王雅辉,刘正蓬,褚立,等.3D打印技术在椎弓根螺钉置入过程中的应用价值[J].实用医学杂志,2019,35(6):931-935.
[16] COOL J, VAN SCHUPPEN J, DE BOER MA, et al. Accuracy assessment of pedicle screwinsertion with patient specific 3D‑printed guides through superimpose CT-analysis inthoracolumbar spinal deformity surgery. Eur Spine J. 2021;30(11):3216-3224.
[17] 杨阳,刘林,薛文,等.3D打印技术在重度僵硬性脊柱侧后凸畸形截骨矫形治疗中的辅助作用[J].中国组织工程研究,2018,22(31): 4959-4964.
[18] AILI A, MA Y, SUI J, et al. Application of 3D printed models in the surgical treatment ofspinal deformity. Am J Transl Res. 2022;14(9): 6341-6348.
[19] 刘爱国,陈朝辉,李东辉,等.下颈椎骨折并脱位手术中3D打印导航模板的有效性与安全性评价[J]. 深圳中西医结合杂志,2022, 32(6):6-9.
[20] 厉彦成,李磊,饶建伟,等.改良3D打印导航模板辅助颈椎后路经椎弓根置钉的效果观察[J]. 浙江临床医学,2023,25(1):89-92.
[21] YANG J, NI P, ZHANG L, et al. Clinical Application of a 3D-Printed Positioning Module and Navigation Template for Percutaneous Vertebroplasty. Surg Innov. 2022;29(6):760-768.
[22] 姜成浩. 脊柱侧凸后路手术中3D打印导航模板与徒手置钉技术的比较研究[D]. 合肥:安徽医科大学,2023.
[23] 牛建雄. 3D打印导航模板与骨科导航机器人辅助置钉在脊柱畸形矫形中的临床研究[D]. 兰州:甘肃中医药大学,2023.
[24] 徐震超,陈刚.3D打印技术在脊柱外科的应用进展[J].临床与病理杂志,2018,38(11):2513-2517.
[25] AZIMI P, YAZDANIAN T, BENZEL EC, et al. 3D-printed navigation template in cervical spine fusion: a systematic review and meta-analysis. Eur Spine J. 2021;30(2):389-401.
[26] XIONG X, CHEN YL, ZHAO L, et al. Individualized 3D-printed navigation template-assisted tension band wiring for olecranon fractures. J Orthop Surg Res. 2023;18(1):407.
[27] HU X, ZHONG M, LOU Y, et al. Clinical application of individualized 3D-printed navigation template to children with cubitus varus deformity. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):111.
[28] JI Z, JIANG Y, SUN H, et al. 3D-printed template and optical needle navigation in CT-guided iodine-125 permanent seed implantation. J Contemp Brachytherapy. 2021;13(4):410-418.
[29] HE K, DONG C, WEI H, et al. A Minimally Invasive Technique Using Cortical Bone Trajectory Screws Assisted by 3D-Printed Navigation Templates in Lumbar Adjacent Segment Degeneration. Clin Interv Aging. 2021;16:1403-1413.
[30] WAN Y, XUE P, YUE J, et al. Comparison of Computer-Assisted Navigation and 3D Printed Patient-Specific Template for the Iliosacral Screw Placement. Orthop Surg. 2023;15(11):2855-2863.
[31] GARCÍA-MATO D, OCHANDIANO S, GARCÍA-SEVILLA M, et al. Craniosynostosis surgery: workflow based on virtual surgical planning, intraoperative navigation and 3D printed patient-specific guides and templates. Sci Rep. 2019;9(1):17691.
[32] FAN M, WANG Y, PANG H, et al. Application of three-dimensional printed navigation templates to correct lower limb deformities in children by the guided growth technique. World J Pediatr Surg. 2022; 5(3):e000349.
[33] LIU D, LI Y, LI T, et al. The use of a 3D-printed individualized navigation template to assist in the anatomical reconstruction surgery of the anterior cruciate ligament. Ann Transl Med. 2020;8(24):1656.
[34] ZHANG W, MOU L, ZHANG S, et al. 3D-printed individualized navigation template versus the fluoroscopic guide to defining the femoral tunnel for medial patellofemoral ligament reconstruction: A retrospective study. Medicine (Baltimore). 2023;102(4):e32729.
[35] 杨镇源,张继伟,邓强.3D打印导板辅助经皮微创椎弓根螺钉置入治疗多节段腰椎骨折的疗效[J].实用医学杂志,2022,38(15):1930-1935.
[36] 杨镇源,史文宇.椎弓根螺钉置入导向装置研究现状[J].外科研究与新技术,2017,6(2):110-112.

引言

材料方法

1.1 设计 随机对照试验。计量资料釆用独立样本t检验；计数资料采用卡方检验(chi-square test)；不满足正态性分布或方差不齐时用非参数检验中的秩和检验(rank-sum test)或 t’检验。
1.2 时间及地点 病例来源于2023年3月至2024年6月在甘肃省中医院脊柱骨二科接受椎弓根螺钉内固定治疗的患者。

1.3 材料 此次研究使用的脊柱内固定系统均由天津正天医疗器械有限公司生产，型号JJX-Ⅱ，批准号：国械注准20153132083，为钛合金材质，产品表面经阳极氧化处理，耐腐蚀性强，人体免疫反应和炎症反应轻微，具有良好的组织相容性。见表1。

1.4 对象 根据PASS 15.0软件计算研究样本量，α=0.05。此次研究基于预试验数据，徒手组置钉准确率为87%，辅助组为95%，设定α=0.05(双侧)、β=0.2(功效80%)。通过SPSS 26.0软件计算，每组需42例，考虑10%脱落率后扩大至每组48例。因此实际纳入96例患者，以满足统计效能要求。
纳入标准：①具有明确的临床症状、体征，且影像学检查结果相符，非手术疗法无效；②患者知晓并同意治疗方案；③需行胸腰椎后路椎弓根螺钉内固定治疗的患者。
排除标准：①各种因素导致椎弓根骨折者；②有严重骨质疏松者；③有先天发育性椎弓根畸形或不良，不允许螺钉置入者。
收集2023年3月至2024年6月由甘肃省中医院脊柱骨二科完成胸腰椎后路椎弓根螺钉内固定手术的96例患者，其中腰椎间盘突出症47例，腰椎管狭窄症21例，腰椎滑脱症13例，腰椎失稳4例，腰椎骨折11例。按随机数字表法随机分为2组，分组采用分配隐藏，辅助组48例将3D模型、导板和角度控制椎弓根螺钉置入工具相结合以辅助置钉，徒手组48例采用C型臂透视辅助徒手置钉。所有患者的手术均由研究团队中临床技术娴熟的同一组医师完成。两组患者术前一般资料相比差异无显著性意义，具有可比性(P > 0.05)。
此次研究经甘肃省中医院医学伦理委员会批准(医院伦理批件号：2021-118-03，审批时间：2022-08-10)。所有患者均知情同意并自愿参与此次研究，均签署术前知情同意书并纳入病历中，归档后由医院病案室保存。
1.5 方法

1.5.1 手术方法两组患者均行腰椎后路椎弓根螺钉置入内固定术。常规术前准备、采集椎体三维CT数据并完成3D模型及导板设计与制备(图2)、全身麻醉、俯卧位，行后正中切口，显露棘突、椎板、关节突至横突根部，结合术前、术中影像及术中解剖标志判断置钉点。徒手组常规徒手准备钉道后，目测估计水平面角度和矢状面角度。辅助组彻底剥离椎旁肌，清晰显露进钉点后首先将消毒好的3D导板紧贴于进钉部位，由助手辅助固定，术者使用角度控制工具沿着3D导板孔径，开口、开路、攻丝、置钉，完成椎弓根螺钉置入。全程可通过角度控制工具的角度表读取水平面角度与矢状面角度，以控制置钉角度，避免偏移。见图3。

1.5.2 疗效评价术中、术后拍摄X射线片与CT片以评价螺钉置入情况。
评价螺钉位置[6]：①螺钉穿出椎弓根皮质，分为< 2 mm、2-4 mm、> 4 mm 3个亚组，术后若因螺钉偏差引起临床症状者，需即刻翻修调整；②螺钉完全中置在椎弓根内。
置钉准确率=完全在椎弓根内螺钉数量/椎弓根螺钉总数量×100%[7]。
单枚螺钉置入时间[8]：从显露完成置钉骨性解剖标志点后开始计时，至各枚螺钉均置入后止；同时记录椎弓根螺钉数。
单枚椎弓根螺钉置入平均时间=总时间/置入椎弓根螺钉数。
单枚螺钉平均透视次数[8]：每组所有椎弓根螺钉置入过程中透视总次数/置入椎弓根螺钉数。
1.6 主要观察指标 术中记录总体螺钉置入时间及螺钉数，以计算单枚螺钉置入平均时间；术中统计X射线拍摄次数及置入螺钉数以计算单枚螺钉平均透视次数；术中、术后拍摄X射线片及CT片以评估螺钉位置。

1.7 统计学分析 通过统计学软件SPSS 26.0对各项数据进行统计分析。计量资料以x±s形式表示，数据间比较行独立样本t检验(t-test)；计数资料采用卡方检验(chi-square test)；不满足正态性分布或方差不齐时用非参数检验中的秩和检验(rank-sum test)或 t’检验，置信区间取值范围为95%。P < 0.05表示两者之间的差异有显著性意义。文章统计学方法得到甘肃省中医院统计学专家审核。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

椎弓根螺钉置入技术的发展经历了从最初的徒手操作到现代的导航辅助手术。早期的椎弓根螺钉置入主要依赖于医生的技巧与经验，由脊柱外科医生根据解剖标志和临床经验进行徒手螺钉置入，产生了较高的误置率及较多的并发症，导致0.8%-2%的患者出现了永久性神经损伤[7]。但随着科技的发展，现在的椎弓根螺钉置入已经可以实现精确定位和操作。目前常用于临床的螺钉置入方法有X射线机辅助下的徒手置入法、导航设备辅助、3D打印模板以及机器人辅助技术[8]，以上各种辅助技术较徒手技术对于置入椎弓根螺钉均在一定程度和范围内提高了准确性[9]。SMITH等[10]关于骨科机器人导航辅助组与徒手置钉组的对比研究显示，骨科机器人导航辅助组的置钉准确率达94.5%，两组相比具有统计学差异。然而，X射线机辅助下的徒手置钉仍是目前的主流，其置钉准确率尚可[11]，但也存在不可忽视的缺陷[12]：①易受术者状态及经验影响，且学习曲线较长；②术中反复的透视增加了患者及术者的射线暴露；③X射线机操作过程中，角度、位置、患者体位的偏移均会导致椎弓根影像变形，误导术者，进而造成置钉误差。虽然各种导航技术能够实时检测螺钉置入，提高了置钉的准确性[13-14]，但也存在如下缺点：①设备价格高昂，难以广泛推广，尤其是基层医疗机构；②术中一次或多次的螺旋CT扫描增多了医患的射线暴露，同时增加了手术时间。
依据“快速成型技术”和“逆向工程原理”为理论基础的3D模型及导板辅助螺钉置入法是近年来备受关注的研究热点[15]。3D打印技术出现于20世纪90年代，又被称为快速成型技术，是一项相对较新的技术，通常将患者术前CT平扫所得影像数据输入计算机，制造出符合患者真实情形的同比例大小的实体模型[16]。3D打印技术现已被较广泛地应用于脊柱外科临床，如脊柱畸形矫形术及颈椎手术中，该技术主要流程包括脊柱CT扫描和三维重建，并打印3D实体模型用于严重畸形。首先对患者完成脊柱CT扫描，将扫描所获得的CT数据以DICOM格式保存。其次将数据导入Mimics软件，然后设定Mimics软件的阈值，此过程主要目的是将低于骨密度的组织剔除，以便更好地构建出椎体模型。椎弓根螺钉置入需要最佳进钉点与角度，规划出精准的进钉路径。为了提高精准度，对于拟制作导航模板的患者，还需在软件中构建出与椎体紧密贴合的反向模板，将反向模板与进针通道叠合在一起构建出个体化的导航模板。最后，将这些数据以STL格式输入快速成型机，脊柱模型及导板就被制作成外科医生可以直观看到、感觉到和可用于模拟手术操作的1∶1实体模型[17-18]。在当今临床中3D模型及导板因其个体化、精准化的优势，已被较为广泛应用于椎弓根螺钉的辅助置入，尤其是脊柱畸形矫形手术及颈椎手术中。
3D模型及导板在脊柱外科领域种类多样、应用广泛，已被证实为一种安全、有效的辅助手段，值得临床推广。在下颈椎骨折并脱位治疗中，3D打印导航模板的应用可以提高螺钉置入准确性，降低并发症，安全性较高。目前的快速成形技术变形误差在0.1 mm，符合对脊柱椎弓根螺钉的技术要求[19]。改良3D打印导航模板可显著提高颈椎椎弓根螺钉置钉准确率，减少置钉误差，降低术中置钉导致的椎动脉、脊髓、神经损伤的风险[20]。3D打印模型与导板不仅用于传统开放手术，也有学者应用于经皮辅助定位。YANG等[21]在一项研究中对骨质疏松性椎体压缩骨折患者完成经皮椎体成形术，试验组采用3D打印导板辅助定位穿刺，徒手组采用徒手穿刺，结果提示3D打印导板组患者平均穿刺时间、术中透视次数均少于徒手组，且有效降低了手术穿刺
难度。
3D模型及导板在脊柱外科领域作为一种椎弓根螺钉辅助置钉工具，目前尚无规范化的临床使用指征。由于3D打印模型及导板的设计、制作会在一定程度上增加额外的医疗支出，增加患者的经济压力；另外从导板的构建、制作到消毒后备用，需要花费一两天的时间，故急诊手术使用受限。因此有学者推荐使用导板的指征有：①上颈椎手术；②脊柱畸形矫形手术；③胸椎手术，尤其是上段及中段胸椎；④基础情况相对较差者，需要尽快结束手术者；⑤术前检查预手术椎体存在明显解剖变异，徒手置钉风险较大者；⑥患者及其家属同意使用者[22]。3D模型及导板与徒手技术相比，已被证明可以显著降低外科医生的辐射暴露[7]。3D模型及导板与骨科导航机器人相比，在手术时间、置钉时间方面具有优势，在费用方面优于骨科导航机器人，但是在术前等待天数及住院时间上不具优势[23]。当然在不具备骨科手术导航及导航机器人等高精设备的医院，3D模型及导板是一种安全且相对经济的选择。但3D打印导航模板在应用中发现存在如下问题[24-34]：①在顺导板通道置入螺钉时，术者对方向的控制性差，影响准确性；②在严重退变的病例中存在导板与椎体贴合困难及贴合稳定性差。另外，作者自主研发的角度控制工具在应用中也并非能完全避免螺钉的穿出，受到多种影响因素，如在手术中C臂角度偏移、患者体位因操作不慎而发生移动或摆放不能完全中立均会影响置钉操作。
针对以上椎弓根螺钉置入方式中存在的问题，作者课题组探索了一种新的螺钉置入方式，即使用课题组自主研发并经临床研究应用证实的角度控制组合式椎弓根螺钉置入工具与3D打印导板结合的方法[17，35]，国内外尚未见类似研究及报道。此次研究根据螺旋CT扫描获得目标椎体相关数据，利用3D打印技术获得目标椎体模型和导板，并在椎体模型上进行椎弓根螺钉置入预手术，从而获得最佳的置钉点、置钉角度(外展角预手术中测得，头、尾倾角配合术中C臂透视测得)和所需螺钉的规格；术中将目标椎椎板上的软组织彻底剥离，以确保与导板精准紧密贴合，防止漂移；使用角度控制组合式椎弓根螺钉置入工具控制置钉角度，完成螺钉置入。结果显示，该技术在螺钉置入准确度、耗时、透视次数方面均具有优势。角度控制组合式椎弓根螺钉置入工具与3D打印导板结合的技术操作简便、价格低廉，在复杂椎弓根螺钉置入方面具有较大的应用价值[36]，值得推广应用。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

角度控制椎弓根螺钉置入工具结合 3D 模型及导板辅助置钉的精准度

Angle control pedicle screw implantation tool in conjunction with a 3D model and guide plate to assist in accuracy of screw implantation

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 3

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	程旗圣, 居来提·买提肉孜, 肖扬, 张陈伟, 帕尔哈提·热西提. 新型变径螺钉在腰椎改良皮质骨轨迹中的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(9): 2162-2171.
[2]	史耀洲, 贾方林, 张鹤龄, 宋汉林, 高浩然, 高啸, 孙伟, 冯虎. 颈椎后路全椎板减压侧块螺钉内固定后轴性症状预测模型的建立与验证[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(9): 2269-2277.
[3]	赵非凡, 曹玉净. 股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折内固定失效的危险因素与应对策略[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(9): 2323-2333.
[4]	张先绪, 马忠, 刘欣, 黄磊, 沈文翔, 罗志强. 腰椎融合联合单侧固定治疗腰椎退行性疾病：生物力学、技术演化及临床应用[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(9): 2334-2342.
[5]	尚德鹏, 魏海宇, 杨帆. 三种不同螺钉内固定治疗L1椎体严重骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 537-545.
[6]	余新林, 陈辉宇, 王盈盈, 郭卫中, 冯彬, 林成寿, 林旺 . 新型股骨外髁逆行髓内针内固定治疗股骨远端A2 型骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 546-552.
[7]	徐新宝, 陈飞扬, 陈银兵, 章飞翔, 吕书军, 崔海东, 陈志刚. 股骨颈骨折空心钉内固定后颈短缩的单变量及多变量回归分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 620-625.
[8]	廖龙, 赵泽鹏, 李宗原, 余庆龙, 张滔, 唐晋元, 叶楠, 许瀚, 石波. Logistic回归及SHAP分析法建立股骨颈骨折内固定后股骨头坏死模型并验证[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 626-633.
[9]	王鹏, 李志军, 张少杰, 吴一民. 腰椎后路动态内固定后的椎间盘再水化[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 711-720.
[10]	朱寅, 王黎明, 沙卫平, 宋锦程, 林小龙, 曹泽, 盛晓磊. 个性化3D打印导板引导下胸腰椎手术皮质骨轨迹螺钉置入准确性[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3862-3870.
[11]	玉苏甫·热合曼 , 木塔力普·斯拉木江 , 阿里木江·玉素甫 , 张子义 , 冉建 . 内侧支撑钢板联合固定 Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折伴后内侧骨缺损的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3760-3771.
[12]	向浩, 李豫皖, 徐志, 李贵川, 廖维, 蔡鹏, 朱成行, 鄢陵. Sanders Ⅱ-Ⅳ型跟骨骨折两种内固定方式：2年临床随访和有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3791-3800.
[13]	欧阳汉斌, 林可伟, 张欣, 张梓维, 冯柏淋, 钟环, 黄华军. 对侧皮质锁定钢板长度对股骨远端骨折内固定生物力学的影响[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(15): 3832-3838.
[14]	张天蔚, 韩兴元, 张佃明, 李荣华, 赵德伟. 基于回归分析的生物可降解锌合金接骨板结构设计和有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(14): 3485-3493.
[15]	陈曦, 汤涛, 陈铜兵, 李青, 张文. 不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(9): 1783-1788.