计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

摘要:近些年,随着计算机技术的飞速发展,诸多行业看中了计算机的高效性和精确性,利用计算机辅助技术提高作业效能。医学也逐渐重视计算机辅助骨科手术在骨科的应用,如今计算机辅助技术广泛推广,本研究从脊柱、关节、四肢等方面进行了阐述计算机辅助的应用。 关键词
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  摘要:近些年,随着计算机技术的飞速发展,诸多行业看中了计算机的高效性和精确性,利用计算机辅助技术提高作业效能。医学也逐渐重视计算机辅助骨科手术在骨科的应用,如今计算机辅助技术广泛推广,本研究从脊柱、关节、四肢等方面进行了阐述计算机辅助的应用。


  关键词:计算机辅助骨科手术;创伤骨科;应用


  前言:计算机辅助骨科手术简称CAOS,是利用计算机系统对数字化医学影像进行高效的处理,借助虚拟的手术环境为骨科主治医生提供技术上的支持,从而提高手术的安全性、准确性以及微创性。近年来,计算机辅助骨科手术在提高手术定位精度,减少手术微创,提高手术成功率方面都有较大突破,虽然计算机辅助骨科手术技术开展时间不长,但其发展速度以及临床的适应性受到了医学界的关注。本研究从计算机辅助骨科手术在脊柱、关节、四肢等方面的应用阐述计算机辅助技术的发展及其发展战略


  1计算机辅助技术的简介


  1.1工作原理及其结构


  计算机辅助骨科手术技术是在手术开始前到结束始终检测着患者的身体状况,并以数据的形式呈现出来,针对患者身体状况出现的异常情况进行追踪,查到异常部位,然后进行局部有针对的保护治疗。计算机辅助骨科手术系统的主要结构中央处理系统、显示报告系统、定位系统以及导航系统。


  1.2计算机辅助技术的种类


  由于计算机辅助技术的种类很多,所以不同的分类方法其类别也不同。首先,按照定位的方法,其分为光学定位、电磁定位、机械定位、超声波定位;依据图像类型来分,图像依赖导航、非图像依赖导航以及X透视图像导航技术;而按照交互方式分,计算机辅助技术则有主动式、半主动式、被动式。不同的技术类别在应用上各有其局限性,其中光学定位、X线透视导航以及被动式用的范围较广。


  2计算机辅助技术在骨科应用


  2.1计算机辅助技术在脊柱方面应用


  计算机辅助技术最先应用于医学界就是在脊柱方面的应用,最先是由20世纪90年代,Foley和Nolte实施的计算机辅助的医学实验,通过对计算机辅助导航技术在脊柱方面的尝试以及实施在计算机辅助的条件下进行椎弓根植入的手术实验,证明了计算机辅助技术可以逐渐完善后应用于脊柱外科。随着对CAOS在创伤骨科实验的研究,实验的成果也逐渐增多,技术也更加娴熟。据相关资料记录,利用计算机辅助导航技术将弓根螺丝植入患者胸椎中,其实验结果植入结果不理想的只占总体6.3%,定位不准确的占总体11.5%,相较于传统的弓根螺丝植入的方法,传统方法不理想或者定位不准确的占10%-40%,明显可以看出计算机导航技术的先进性。目前,国内对弓根螺丝植入的手术研究较多,而针对医学上椎骨损伤以及齿突骨折技术方案较少也不太成熟,随着计算机辅助技术应用的广泛性提高,其有待于进一步完善和全面。


  2.2计算机辅助技术在关节方面应用


  当下,计算机辅助技术在关节方面的应用主要还是在髋、膝关节的置换以及对膝关节交叉带韧带的重建等方面。然而需要髋关节和膝关节进行置换的患者主要是骨病患者,大多数人在关节受创后很少选择置换手术,但这并不影响计算机辅助在关节方面突出成绩。据相关文献,美国人Taylor最早开发了Robodoc系统,随着应用广泛程度的提高,jenny对传统方法置换关节和计算机辅助技术置换关节进行比较,实验表明,传统方法置换的成功率为15%左右,而计算机辅助技术试验成功率在30%左右,成功率后者比前者高出一倍左右。另外还有实验证明,计算机导航技术的应用在关节置换手术中将下肢力线偏差控制到3%以内,而传统的方法相差很大。在通过用计算机辅助图像导航和传统方法对患者进行髋臼周截骨,并进行两年的临床研究,发现计算机辅助图像导航组无骨坏死和副损伤现象。计算机辅助技术在膝关节交叉韧带重建的应用,实验中,Dessenne最早将计算机辅助技术应用到对交叉韧带的重建上,实验结果令人满意,在Klos介绍计算机辅助技术精确定位移植交叉韧带时,计算机辅助技术相较于传统方式更安全。


  2.3计算机辅助技术在四肢方面应用


  就我国国内计算机辅助技术在四肢方面的应用而看,技术相对还不够完善,相较于计算机辅助技术在其他领域的应用,其在四肢方面应用的成熟度也不够。计算机辅助技术在四肢方面应用技术不够成熟的主要原因,首先是四肢相较于其他部位,骨折情况更为复杂,其解决上必定会有一些影响。再有就是计算机辅助技术自身的局限性,导致其在四肢方面的应用有很大的缺陷。当然也有成功的案例,Viant利用计算机辅助技术在髓内钉远端锁钉实验就是成功的案列。实验表明在计算机辅助技术的帮助下,其可以缩短手术的时间并且减少射线的照射,甚至可以说进行四肢骨折治疗手术时,可以不用X线透视机透视。还有一个实验是Mayman利用计算机辅助技术行髋部骨折螺钉植入治疗,实验结果表明计算机辅助组植入骨折螺钉具有更高的精密度和准确度,而且减少了手术的副损伤,增加了效率使得放射线暴露的时间也减少,免于患者有其他副作用。计算机辅助技术在四肢方面的应用有待于更多的实验来证实。


  3计算机辅助技术的发展战略


  面对着计算机辅助技术操作麻烦,软硬件不完善的情况,我们应当认识到计算机辅助技术在创伤骨科的应用的重要性,但我们不能过度的依赖它,只能把计算机辅助技术当做外科的助手,而不是手术的主导。另外,在上文中提到,计算机辅助技术在椎骨损伤以及齿突骨折技术不太成熟,随着计算机辅助技术应用的广泛性提高,其有待于进一步完善和全面。计算机辅助技术在四肢方面的应用由于自身的局限性和四肢的复杂性,导致计算机辅助技术在四肢方面的研究不够成熟和完善,有待更多实验证明其在四肢方面应用的先进性。


  4结语


  随着社会的发展,人们对医学的要求程度也逐渐增加,开始重视骨科手术在创伤骨科的安全性和微创性,计算机辅助技术的逐渐发展让人们离手术微创性更近了一步。本研究阐述计算机辅助技术的技术原理和类别,计算机辅助技术在脊柱、关节、四肢方面的应用以及计算机辅助技术的发展战略,随着科学技术的发展,计算机辅助技术必将不断完善。本文来自《中华创伤骨科》杂志

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