计算机导航辅助髋臼肿瘤精确切除与重建

目的 探索髋臼恶性肿瘤精确切除与重建的有效方法,评价其临床治疗效果.方法 利用图像融合、逆向工程、计算机辅助设计与制造等技术,建立髋臼恶性肿瘤精确切除与重建的治疗流程,完成术前规划并制备个体化定制髋臼假体,利用计算机导航系统辅助手术实施,实现肿瘤的精确切除及假体安装.自2010年12月至2012年5月,采用该流程治疗3例髋臼恶性肿瘤患者,软骨肉瘤2例、原始神经外胚层肿瘤1例,均累及骨盆Ⅱ+Ⅲ区.采用国际骨肿瘤协会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)功能评分评价患肢功能,统计并发症发生情况.结果 3例患者均成功获得精确的肿瘤切除与髋臼重建.1例患者术后因搬动失误发生髋关节脱位,予以闭合复位;该例患者术后出现下肢深静脉血栓形成,对症治疗后治愈.术后3例患者均获得随访,随访时间10～21个月.至末次随访时3例患者均无瘤生存,未见感染、假体松动、螺钉断裂等并发症.MSTS评分为18～26分.结论 计算机导航辅助肿瘤切除和个体化定制髋臼假体重建能够满足髋臼肿瘤精确切除和重建的要求,肿瘤切除彻底、髋臼重建满意、并发症发生率低、近期效果良好,是外科治疗恶性髋臼肿瘤的一种有效方法,其远期疗效有待于进一步观察.     

髋臼后部骨折顺行拉力螺钉固定进钉导航模板的可行性研究

 目的 探讨导航模板辅助顺行拉力螺钉固定髋臼后部骨折的可行性与实用性。方法 收集40例正常成人骨盆的螺旋 CT 扫描数据,导入Mimics　10.01软件重建骨盆三维模型。选取左侧半骨盆模型,经过坐骨结节沿着髋臼后柱纵轴置入虚拟圆柱体。调整圆柱体位置,确定最佳进钉点,分别测量进钉点到弓状缘、骶髂关节最前缘的最短距离、圆柱体与冠状面夹角α、四方区与髂翼所在平面的夹角β。以stl格式导出模型,UG 6.0软件打开骨盆三维模型,定位参考平面。根据测量得到的进钉解剖学参数,确定后柱螺钉的最佳钉道。提取方形区及髂窝的表面解剖学形态,建立与方形区解剖学形态一致的模板。设计出带有3个进钉孔的左侧髋臼导航模板模型,运用UG软件镜像功能生成右侧髋臼导航模板模型,利用快速成形技术生成实体模型。取16具(男7例、女9例)干燥的人体左侧骨盆标本,模拟从不同的进钉孔进行髋臼后柱螺钉的置入,验证导航模板辅助进钉的准确性。结果 成功地设计并制作出与四方区解剖结构较一致的导航模板。不同的进钉孔进钉成功率：进钉孔1,6.3％(1具)准确定位、75％(12具)良好定位、18.7%(3具)失败;进钉孔2,81.3％(13具)准确定位、18.7％(3具)良好定位;进钉孔3,37.5％(6具)准确定位、62.5％(10具)失败。结论　根据髋臼后柱拉力螺钉进钉解剖学参数设计的导航模板可以准确地辅助拉力螺钉的置入。     

计算机导航辅助下髋臼骨折的微创治疗

目的 探讨计算机导航辅助下对髋臼骨折采用经皮或有限切开复位微创治疗的疗效.方法 2006年6月至2009年10月对17例髋臼骨折患者根据骨折类型和患者一般情况采取闭合或有限切开复位,髋臼前后柱螺钉固定.其中男12例,女5例;年龄19～66岁,平均45.6岁.所有固定柱的空心螺钉均在导航系统指导下置入.术后第2天开始下肢功能锻炼.计算平均置入1枚髋臼前后柱螺钉所需时间、透视次数及新鲜髋臼骨折手术出血量. 结果 本组患者共置入29枚螺钉,平均置入1枚螺钉所需时间为34min,透视次数为29次.新鲜骨折中示切开复位患者出血量低于50 mL,有限切开复位患者出血量平均为350 mL.所有患者术后随访6～60个月,平均30个月.按照Matta功能评分平均为16.1分,优良率为82.4％.按照Matta放射评分优良率为941％.无神经、血管损伤并发症发生. 结论 计算机导航辅助下对髋臼骨折实施闭合复位或者有限切开复位,空心螺钉固定的微创治疗,疗效满意,同时大大减少手术相关并发症.     

计算机辅助技术在髋臼周围恶性肿瘤治疗中的应用研究

目的探讨计算机辅助技术在髋臼周围肿瘤手术中的应用研究及临床效果。方法应用CT数据及快速成型技术,模拟髋臼周围肿瘤切除术,设计手术切除范围,确定截骨面,模拟修复重建,制造病变髋臼精确模型和个体化假体后,进行手术治疗。2003年6月到2007年6月,共有8位患者应用计算机辅助技术进行了髋臼肿瘤切除重建术,其中男3例,女5例,骨巨细胞瘤4例,脊索瘤1例,软骨肉瘤2例,骨肉瘤1例。根据Enneking骨盆肿瘤分区：Ⅱ区3例,同时累及Ⅱ区和Ⅲ区5例。随访时间为2—6年。结果手术中病变切除彻底,假体安装顺利,术中平均出血5700ml。术后有2例（25％）患者复发,其中骨肉瘤1例,术后18个月死于双肺转移;软骨肉瘤1例,术后13个月局部复发,术后17个月死亡;1例术后2年时出现螺钉松动,并发股动脉损伤,行动脉修复术后,患者可持拐行走,其余5例患者假体无松动。肢体功能评分参照人工全髋关节置换术后Harris评分标准,60～69分1例,70～79分5例,80～90分2例。结论应用计算机辅助技术参与髋臼周围肿瘤的模拟切除重建,保证了手术的顺利进行和精确的假体重建,临床效果优良,有着良好的应用前景。     

透视导航下髋臼前柱骨折术中参考图像的可靠性研究

目的 探讨透视导航下髋臼前柱骨折术中参考图像的可靠性,为采集并选用可靠性较高、符合术中螺钉置入要求的X线图像提供依据. 方法 采用8个人工骨盆模型,逆行钻人克氏针于髋臼前柱中,共80次,每次按照骨盆正位、入口位、出口位、同侧闭孔斜位和出口-闭孔斜位采集图像,并加以组合,A组:骨盆正位、入口位和出口位;B组:入口位、出口位和闭孔斜位;C组:骨盆正位、入口位、出口位和闭孔斜位;D组:骨盆正位、入口位、出口位和出口-闭孔斜位;E组:骨盆正位、入口位、闭孔斜位和出口-闭孔斜位;F组:骨盆正位、出口位、闭孔斜位和出口-闭孔斜位;G组:入口位、出口位、闭孔斜位和出口-闭孔斜位.分别根据单幅透视图像或图像组合,做出克氏针是否进入髋关节的判断,并明确其与真实位置的一致性. 结果 单幅透视图像符合率比较差异有统计学意义(x<'2>=18.286,P=0.001),其中出口-闭孔斜位符合率最高,为72.50%.图像组合A、B、C、D组之间符合率比较差异有统计学意义(X<'2>=17.891,P=0.001),其中图像组合D组(骨盆正位、出、入口位和出口-闭孔斜位)符合率最高,为85.00%.图像组合C、D、E、F、G组之间符合率比较差异有统计学意义(X<'2>=14.553,P=0.006),其中图像组合D组符合率最高,为85.00%. 结论 透视导航下髋臼前柱骨折术中出口-闭孔斜位片和图像组合骨盆正位、出、入口位和出口-闭孔斜位的可靠性较高.     

经皮逆行髋臼前柱螺钉内固定的计算机辅助应用解剖学研究

[目的]测量经皮逆行髋臼前柱螺钉内固定的应用解剖参数。[方法]收集本院2015年6月~2016年1月完整骨盆CT扫描数据男女各15例(男女各30侧半骨盆),应用Mimics计算机辅助外科软件,重建骨盆三维模型。模拟手术逆行置入髋臼前柱虚拟螺钉,调整好螺钉位置后测量螺钉长度、进钉点、进钉方向;通过软件的重切割功能,制作35层髋臼前柱系列截面,测量截面中螺钉所通过位置(即钉道)的直径。[结果]髋臼前柱可置入螺钉的最大工作长度男女分别为(119.79±8.71)mm、(104.10±5.84)mm;进钉点(P)到耻骨上支上缘(A)、耻骨联合(B)的垂直距离男性分别为(19.69±2.79)mm、(18.80±3.35)mm,女性分别为(18.27±2.13)mm、(22.92±3.34)mm;螺钉与冠状面、矢状面、横切面的夹角男性依次为(16.18±5.37)°、(41.76±4.78)°、(43.30±5.55)°,女性依次为(17.16±5.53)°、(43.12±3.90)°、(41.36±4.59)°;螺钉长度和PB男女之间的差异具有统计学意义(P<0.05),进钉方向和PA男女之间的差异无统计学意义(P>0.05)。前柱钉道最狭窄处位于第5层,该层截面中钉道直径男女分别为(11.43±1.24)mm、(8.75±0.95)mm,男女之间差异具有统计学意义(P<0.05)。[结论]作者建议国人男性使用直径为6.5 mm的螺钉,女性使用直径为5.5 mm的螺钉;进钉点男女稍有不同,在螺钉经过耻骨上支的中部和髂窝平面处两个狭窄地方时,应加强监视。     

髋臼后柱骨折经皮逆行拉力螺钉固定的三维重建模型研究

目的 为髋臼后柱骨折经皮逆行拉力螺钉固定提供应用解剖学基础. 方法 收集60个正常成人骨盆的螺旋CT扫描数据,重建骨盆三维模型.模拟逆行拉力螺钉固定,在髋臼后柱置入虚拟三维圆柱体.计算其最大直径、长度、置入角度以及置入点(A)到坐骨结节远端(B)的距离.同时在相同的三维重建骨盆模型上,垂直髋臼内侧面对后柱进行重切,每间隔1 cm取一个截骨面,测量每个截骨面的内外径和上下径. 结果 男性半骨盆58个,女性半骨盆62个.虚拟三维圆柱体的平均最大直径为(13.16±1.45)mm,虚拟三维圆柱体与水平面、冠状面和矢状面的夹角分别为72.02°±6.05°、14.71°±6.98°和8.61°±3.96°,置入点位于坐骨结节内外侧缘的中线上,AB间距离为(15.18±1.97)mm.平均最小内外径和上下径分别为20.11 mm、19.19 mm,明显大于虚拟三维圆柱体的平均最大直径.虚拟三维圆柱体的直径、长度、与矢状面的夹角在男女之间的差异有统计学意义(P＜0.001). 结论 髋臼后柱可容纳7.3 mm的拉力螺钉,但男女的进针角度不同.螺钉的直径不能仅仅靠截骨面的直径确定.     

计算机导航辅助脊柱外科手术

计算机导航辅助手术（computer—assisted surgery，CAS）于20世纪90年代开始被应用于脊柱外科领域。简单来说，它是通过导航定位系统（目前应用最广及精度较高的是光学定位系统，如红外线照像机）来识别患者的解剖结构、手术置入物和手术仪器的相互空间关系，计算机可实时提供内固定物在体内位置的多个方向上的虚拟图像。这样可以帮助术者明确内固定物在体内的位置，如螺钉在椎体内的位置。[第一段]     

髋臼移位骨折的手术治疗

目的 探讨手术治疗髋臼移位骨折的最佳时机、入路选择、复位方法及导致二期关节置换的原因. 方法 1978年9月～2003年12月手术治疗72例有移位的髋臼骨折患者,根据Letournel分型:前柱骨折6例,前壁骨折3例,后壁骨折19例,后柱+后壁骨折3例,后柱骨折7例,横行骨折10例,横行+后壁骨折4例,双柱骨折20例.手术入路:髂腹股沟入路22例,Kocher-Langenbeck(K-L)入路40例,联合人路10例.内固定方法:单纯螺钉固定髋臼后壁大块骨折12例,钢板固定60例. 结果术后X线片诊断(Matta标准):解剖复位53例(73.6%),满意复位10例(13.8%),不满意复位9例(12.5%).随访2～23年(平均7年),髋关节功能依据d'Aubigne标准评定:临床优良率为75.0%,可13.9%,差11.1%.依据Epstein标准X线片示优良率为72.0%,可15.2%,差12.5%.异位骨化按Brooker标准:髂腹股沟入路无异位骨化,K-L入路I～Ⅱ度5例,Ⅲ度1例.7例患者二期行髋关节置换术.结论 正确地掌握手术时机、手术入路和骨折复位方法是取得理想复位的关键,而理想的复位是获得满意疗效的基础.     

双平面骨科机器人辅助骶髂关节螺钉置入系统精度测试及尸体应用的研究

目的 测试双平面骨科机器人辅助骶髂关节螺钉置入系统的定位精度,探讨应用双平面骨科机器人系统辅助骶髂关节螺钉置入的临床可行性. 方法 本研究包括系统定位精度实验和尸体应用实验两部分内容.①在导航机器人的底板上固定两根尖克氏针,测量其尖端的坐标真值.应用机器人导航系统得到其坐标的计算值,然后计算测量真值与计算值之间的距离作为系统的定位误差.实验共测量10组数据,得出精度结果 .②在原有对4具尸体骨盆标本置入12枚骶髂关节螺钉实验的基础上,对一具新鲜成年男性尸体进行机器人辅助骶髂关节螺钉置入的临床模拟手术,在其一侧S1椎体内置入2枚螺钉.通过透视和CT图像来评价螺钉的置入位置,同时记录手术时间和透视次数,作为临床评价指标. 结果 通过定位精度实验,本系统的定位精度在2 mm以内,可以满足临床应用的需要.术中导针置入位置与规划螺钉位置有极佳的一致性.术后的透视及CT图像显示,2枚骶髂关节螺钉均位于S1"安全区"内.从采集图像完成到螺钉置入的手术操作时间:第一枚螺钉用时10′36″,第二枚螺钉用时6′48″.置入2枚螺钉(包括术中和术后验证)共透视11次. 结论 本系统能够精确而高效地辅助骶髂关节螺钉置入,并且在提供精确导航的同时,大大减少了术中对患者和手术人员的辐射伤害.     

Vista系统联合Sextant-R系统微创治疗单间隙腰椎退行性滑脱症

目的 探讨Vista系统联合Sextant-R系统微创治疗单间隙腰椎退行性滑脱的临床疗效。方法 回顾性分析2015年7月至2016年5月间接受Vista系统联合Sextant-R系统微创治疗的单间隙腰椎退变型疾病25例的临床资料。其中,男10例,女15例;年龄为48~79岁,平均（61.0±5.5）岁。L_4/5滑脱12例,L₅/S₁滑脱13例。根据Meyerding分级：Ⅰ度滑脱23例,Ⅱ度滑脱2例。采用疼痛视觉模拟量表（visual analogue scale, VAS）及日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Association, JOA）腰椎功能评分对病人术前、术后3 d（出院时）、末次随访的腰椎功能进行评估,并计算JOA改善率,采用Suk标准评价植骨融合率。结果 25例病人均获得随访,随访时间为6~13个月,平均（9.5±2.5）个月。术前VAS评分为（7.13±0.73）分,术后3 d为（1.58±0.51）分,末次随访为（1.21±0.31）分;术前JOA评分为（9.55±0.71）分,出院3 d为（19.32±2.21）分,末次随访为（27.57±2.38）分,术后3 d、末次随访时的VAS、JOA评分与术前比较,差异均有统计学意义（均P＜0.05）。1例病人由于伴有骨化,骨化组织与硬脊膜粘连,出现脑脊液漏,术后经过持续引流、伤口加压等处理。所有病人伤口均一期愈合,均无神经根或脊髓损伤情况。滑脱均得到一定程度复位,植骨均骨性融合,内固定位置良好。结论 Vista系统联合Sextant-R系统微创治疗单间隙腰椎退变型滑脱临床效果确切,切实可行。     

Disc-FX系统辅助下经皮髓核钳夹术并射频消融术治疗椎间盘源性腰痛

目的观察Disc-FX系统辅助下经皮髓核钳夹术、射频消融术治疗椎间盘源性腰痛的的临床疗效。方法 2010年6月~2011年5月,采用Disc-FX系统辅助下经皮髓核钳夹术、射频消融术治疗并获得随访椎间盘源性腰痛53例,男24例,女29例;年龄29~56岁,中位年龄38岁。对术前和术后1周、6个月、12个月、18个月及24个月随访采用疼痛视觉模拟量表(visual analogue scales,VAS)评分和Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)评价临床疗效。末次随访按改良Macnab标准评价临床疗效。结果术后1周、6个月、12个月及24个月ODI和VAS评分与术前相比,差异均有统计学意义(P0.05)。结论 Disc-FX系统辅助下采用经皮髓核钳夹、射频消融等综合技术治疗椎间盘源性腰痛疗效良好。     

Computer assisted orthopaedic surgical system for insertion of distal locking screws in intra-medullary nails: a valid and reliable navigation system

The insertion of distal locking screws is a difficult task in intra-medullary (IM) nailing operations of long bones and contributes a significant proportion to the overall operating time. The current technique to insert these screws uses numerous fluoroscopic images and depends on the skills and expertise of the surgeon. The Computer Assisted Orthopaedic Surgical System (CAOSS) was developed to assist orthopaedic surgeons in these operations. The laboratory based test results for insertion of distal locking screws in IM nailing procedures are presented and discussed in terms of accuracy and as part of the validation process to introduce new CAOS procedures into clinical use. This study shows that CAOSS in IM nailing is robust and reliable. Positional accuracy was shown to be within 0.3 mm and angular accuracy within 0.2 degrees with femoral IM nail. CAOSS was also shown to be very reliable and accurate at different angles of distal screws in fluoroscopic image space.