约翰·霍普金斯医学研究所的研究人员报告称，他们设计的计算机程序可以帮助外科医生在实时手术过程中识别和标记脊柱节段，并避免在错误的节段上手术所造成的代价高昂且可能使人衰竭的后果。

目前的研究建立在 之前所描述的算法 基础上，该算法被称为 “LevelCheck”，发表于 2015 年 4 月 和 2016 年 3 月。LevelCheck 由约翰·霍普金斯大学医学院生物医学工程、计算机科学和放射学教授 Jeffrey Siewerdsen 博士设计和开发，是其外科成像、疗法、放射学实验室的创始人。有关 目前研究结果 的详情，于在线发表在 Annals of Biomedical Engineering。

“在脊柱的错误部位进行手术是罕见的，但对于患者和外科医生来说，即使一次错误也会带来可怕的后果，” Amir Manbachi 博士说。在该研究完成时，他是 Siewerdsen 实验室的研究员，现在他是约翰·霍普金斯医大学生物医学工程系的一位助理研究教授。“LevelCheck 旨在帮助使此类错误 '永不' 发生。”

研究人员表示，根据目前的估计，脊柱外科医生每 3100 例手术中只有一次对错误的脊柱节段进行手术。然而，错误的手术带来的后果是严重的，可能导致瘫痪、额外的外科手术，以及医疗保健费用大幅增加。

大多数人具有相同数量的脊柱节段，被标记为 L1、L2 等。目前，外科医生在手术时通过在手术室中使用患者的 X 光片来识别其正确的脊柱节段，并在 X 光片对脊柱节段向上计数或向下计数，以识别和验证正确的节段。

然而，由于 X 光片的图像质量差，患者的位置或体重或非典型脊柱构造等原因，这些有时 X 光片难以在手术现场看清。诸如椎间盘突出等状况都可能导致外科医生在识别正确的脊柱节段时出现错误。

LevelCheck 程序使用患者在手术前拍摄的即时 MRI 或 CT 扫描图像。通过将影像数据输入到 Level Check 计算机程序中，工程师使用数学算法来比较解剖标志，将它们排成一行，并将术前扫描的每个脊柱节段的数字标签转存到手术室拍摄的数字 X 光片。

然后将经过 LevelCheck 验证的脊柱节段提供给外科医生，以告知他们对正确脊柱节段的评估。

对于目前的研究，科学家们建立了一个模拟手术室。他们选择在 2012 年至 2016 年期间在约翰•霍普金斯医院进行的 364 例脊柱手术中的 62 例涉及长节段脊柱的手术，特别选择了最难以看清和标记的 X 光片图像。

所有 X 光片已经事先由一位神经放射学家正确地标记了，以确定图像上正确的手术部位的位置。

随后，研究人员要求五位外科医生以两种方式在同一 X 光片作标记：1. 使用 LevelCheck 辅助标记片段，2. 在没有程序帮助的情况下标记片段，然后确认其标记是否正确。

他们还多次向外科医生随机提出一些相同的病例，以考虑疲劳或注意力减弱的症状。 

在没有 LevelCheck 帮助的情况下，外科医生在这些具有挑战性的病例中标记患者的脊柱节段，结果是 46 次试验中错了 14 例。

然而，如果外科医生在标记片段之前或之后使用 LevelCheck，平均错误率在 46 次试验中降至 1 例。

随后，约翰•霍普金斯医院的外科医生在没有 LevelCheck 的帮助下标记了患者的脊柱节段之后，研究人员在 20 个实时手术中测试了 LevelCheck 的标记功能。外科医生的初始标记和 LevelCheck 的标记结果在所有 20 个手术中都正确，这些手术并没有特别选择疑难病例，目标是确定他们是否可以将 LevelCheck 结合到实际手术中。

“外科医生可能会说 ‘我不需要这个；我不可能做错，’” 杰弗里·谢弗森说，他是约翰•霍普金斯大学医学院生物医学工程、计算机科学和放射学教授，该研究的高级创始人。“这种算法事实上提高了外科医生的正确率。”

虽然研究人员表示 LevelCheck 尚在开发阶段，还不能确定其成本，但他们表示需要一台带有显卡的计算机和工程师来操作该软件。他们希望进一步使系统自动化，以便外科医生可以在没有工程师在场的情况下使用它。