近年来，随着现代建筑业及交通运输业的迅猛发展，颈椎损伤的发生率也随之明显上升。自1994年Goel等首次报寰枢椎椎弓根螺钉技术以来，该技术已成为治疗此类疾病最佳的复位、固定方法。但是，寰枢椎椎弓根螺钉内固定术损伤脊髓、椎动脉及神经根，引起灾难性并发症;此外，由于个体发育存在差异，进一步增加了该部位手术的风险，手术难度极大、风险极高;且手术疗效的好坏直接决定着患者的预后及功能。
华中科技大学协和医院骨科自主研发寰枢椎椎弓根螺钉导向器辅助寰枢椎椎弓根双置入，在手术过程中，均在导向器辅助下顺利置入C1C2椎弓根螺钉，未发生椎弓根螺钉损伤脊髓及椎动脉等严重并发症;经过中长期随访，本组患者在术后4~6个月均获得骨性融合，平均融合时间为4.8个月。术后影像学随访显示内固定固定确实，未发生骨折复位丢失及颈椎失稳等并发症;因为短节段固定，患者颈椎活动均得以保留，未发生颈椎活动明显受限等情况;末次随访，患者颈部疼痛等症状基本消失，ASIA92评分均得到显著提高
经验随访
2014年1月至2016年6月，华中科技大学协和医院共收治27例寰枢椎骨折并脱位患者，所有患者均在3D打印寰枢椎螺钉导向器辅助下寰枢椎螺钉植入+骨折复位内固定术;统计患者平均手术时间，术中平均出血量，以及术后感染、内固定松动、断裂、退出等并发症;术后定期行X线和CT检查，观察患者骨折愈合情况。临床疗效按国际脊髓损伤神经分类标准(ASIA92)对患者的感觉运动功能进行评分。
数据采集及虚拟手术
在医院PACS系统获得数据寰枢椎骨折/脱位患者颈椎CT扫描数据基础上,使用数字可视化骨科3D设计打印工作平台，绘制寰枢椎螺钉并使用移动，旋转，分离，合并，镜像及叠加减功能，可以模拟真实手术步骤中复位，融合，减压等手术步骤等。在虚拟空间中获得满意的骨折复位后，使用绘制工具或导入已有的植入物数字文件进行虚拟固定。模拟手术置钉，确定寰枢椎椎弓根螺钉置入长度深度及方向完成虚拟手。
寰枢椎导向器制备及模拟手术
骨折模型及导向器打印完毕后手动去除模型支撑，将二者进行匹配，使用寰枢椎骨折椎弓根钉手术器械进行模拟手术，确认置钉安全性，准确性及匹配性评估。术前使用低温等离子对导向器及骨折模型进行消毒便于术中导向使用。
手术方法
所有患者均采用全麻，麻醉成功俯卧位，行术中大重量颅骨牵引，行骨折复位并维持稳定性。常规后正中切口，暴露椎体后部，彻底剔除骨质表面的软组织，先后置入C1、C2导向模板，置入导向针，术中透视确认后，拧入椎弓根螺钉；制定完毕后，直接提拉椎体或利用预弯固定棒对寰枢椎提拉复位，锁定，固定；然后用磨钻打磨椎体表面骨皮质，植骨，放置引流管1根。
随访结果
本组27例患者中，21例行3D打印寰枢椎螺钉导向器辅助下寰枢椎螺钉植入+骨折复位内固定术。在手术过程中，均在导向器辅助下顺利置入C1C2椎弓根螺钉，未发生椎弓根螺钉损伤脊髓及椎动脉等严重并发症;平均手术时(168+54)min，术中平均出血量为(356+196)ml;术后未发生感染、内固定松动、断裂、退出等并发症。
本组21患者中，17例均获得随访，其余4例失访；随访时间为6~36个月，平均为13.5个月；本组患者在术后4~6个月均获得骨性融合，平均融合时间为4.8个月。术后影像学随访显示内固定固定确实，未发生骨折复位丢失及颈椎失稳等并发症；因为短节段固定，患者颈椎活动均得以保留，未发生颈椎活动明显受限等情况;末次随访，患者颈部疼痛等症状基本消失，ASIA92评分均得到显著提高(见表1)。
典型病例分享(一)
患者男，67岁，寰枢椎骨折脱位
术前X线
术前MRI+CT
模拟手术及术中X线透视
典型病例分享(二)
患者女，24岁，C2骨折脱位
术中在导向器指引下置入右侧C2椎弓根导向针+椎弓根螺钉
在导向器辅助下置入对侧椎弓根导向针+2椎弓根螺钉
术中透视及术后复查示双侧椎弓根螺钉置入满意，较好的复位固定骨折块
手术经验体会
影响寰枢椎后路置钉的因素有：(1)寰枢椎后方骨性解剖标志不像胸腰椎那么明显，徒手置钉常常很难确定准确的进钉点和进钉角度，即便是在透视下确定矢状面的角度，内倾角也会随着进钉点的偏移而变化；(2)颈椎椎体在置钉过程中，因受压力、扭转力及周围软组织的潜力，在手术置钉过程中容易旋转和偏移，可导致术中置钉不准；(3)寰枢椎解剖变异，如椎动脉骑跨，术中易损伤，术前常规行CT检查了解椎动脉走形；(4)寰枢椎解剖结构原本已经很复杂，受创伤所致骨折脱位的影响，使原本以非常复杂的结构变得更加的混乱。术中安全、精准的置钉技术是手术能否成功的关键。因此，提供一种准确安全、操作简便的置钉方法，为手术保驾护航，有重要的临床应用价值及意义。
近年来，数字骨科技术凭其可视化、精确性、实时定位等优势，在脊柱外科中得到广泛的应用。早期，通过3D打印技术制作寰枢椎骨折脱位1：1三维实体模型，可置管到了解骨折脱位情况及毗邻组织结构间的关系，体外模拟术中内植物置入位置、方向及角度;通过数据测量，可以获得术中椎弓根最佳进针点、进针方向及角度，利于术前置钉最佳的手术方案。此外，3D打印模型置管形象，可根据术中有限的暴露来预知整体的三维构象，提高置钉的准确性。
随着增材制造技术与外科技术的飞速发展及多学科间的联合，3D打印导板辅助置钉技术应运而生。通过获得患者的CT资料，计算机三维建模及虚拟设计，采用3D打印技术可快速制作出辅助螺钉精确置入的导向模板，实现了术中外科手术精准螺钉，为寰枢椎后路内固定术提供新的思路。对于寰枢椎骨折患者，利用3D技术制备导板辅助螺钉及内固定材料准确植入，可以把手术时间缩短，减少术后并发症发生，提高手术的效果。3D打印导向模遵循个性化定制的原则，可以显著降低术中椎动脉损伤、脊髓神经损伤的发生率。寰枢椎3D打印导向模板由基板余导向管构成，其目的是为了实现术中精准置钉，降低置钉相关并发生的发生；3D基板必须与椎体表面的骨面有较高的匹配度，此外，导管的精度也会直接影响到置钉的准备性，差之毫厘，失之千里。本研究中，我们设计打印的寰枢椎椎弓根螺钉导向器基板与椎体表面高度压配，在整个操作过程中均能维持足够的稳定性，操作简单，安全性高，无严重并发症发生。
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述评
脊柱外科微创化、数字化当下的现实需求和发展方向。为使手术更精准、安全，3D打印技术应运而生。寰枢椎椎弓根螺钉技术具有固定节段短，可操作性强，术中复位好，稳定可靠，融合率高，尽可能保留了颈椎的活动度等优点，提高了患者的生活质量，目前多数学者认为寰枢椎椎弓根螺钉系统是治疗寰枢椎骨折脱位的首选方案之一。个性化3D打印技术和颈椎内固定技术，两者相互渗透，相辅相成，为颈椎外科技术的发展与进步提供了强有力的动力。本技术设计制备出寰枢椎螺钉导向器，精准度高，操作简便，造价低廉;可以克服目前国内该技术领域瓶颈，大幅度提高手术精确性并降低手术风险，为寰枢椎手术保驾护航，具有重大的科研价值和临床使用前景。3D打印技术不能使差的外科医生变成好的外科医生，但可以使好的外科医生变得更优秀。
华中科技大学协和医院 吴星火
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