黑科技|首例混合现实+3D打印引导膝关节骨性关节炎-胫骨高位截骨手术在301完成!
2019/1/4 大医精诚
2018年12月22日，301医院第一医学中心骨科关节病区应用混合现实+3D打印技术，完成了膝关节骨性关节炎患者的胫骨高位截骨手术一例。这标志的混合现实技术在关节矫形外科领域中的应用又完成了一次新的探索。
胫骨高位截骨术是治疗膝关节骨性关节炎的一种常见手术方案，主要是通过矫正膝关节力线和增加关节的稳定性来改善膝关节功能，减轻疼痛症状并延缓关节退行性改变的进程。随着老龄化社会的加剧，膝关节骨性关节炎患病率的大幅度提升，胫骨高位截骨术对于早期膝关节骨性关节炎的防治发挥了越来越重要的作用。本次手术的患者是一名长期忍受膝关节疼痛的中年女性，胫骨存在明显的内翻畸形，手术团队计划将其胫骨进行高位截骨，矫正下肢力线，改善膝关节的压力分布。
胫骨高位截骨术成败关键在于截骨角度的设计与实施。事实上，尽管这个手术在骨科并不算高难度手术，但每一例患者的关节情况都不尽相同，截骨角度的术前设计和术中实施都依赖于术者的经验，对术者的临床实践能力要求高。目前，截骨角度的规划设计的主流方法仍然是应用二维平面的X线进行计算。术者需要将平面的影像在脑海中转化为三维的结构进行操作，由于手术视野和患者体位的限制，如何在每一例手术中都能精确的完成术前的计划，对于即便是有着丰富经验的术者来说，依然是一个挑战。在本次手术中，301医院骨科关节外科陈继营、李想、李志锐手术团队应用北京维卓致远公司的“混合现实技术+3D打印技术”进行术前虚拟手术规划和术中三维引导定位，精准完成了截骨和内固定的植入，而术后患者的功能和影像学评价均证明了该技术的价值。这项新的技术有望进一步提高该手术的精准性和安全性。
混合现实技术(MR)是近年来最为前沿的可视化技术，这种技术通过将虚拟三维模型的全息影像融合在现实环境中，三维模型同时兼具了虚拟世界中可计算、可量化和物理世界直观、立体、真实的多重优势。术者不再在需要将复杂的结构信息在脑海中进行重构，可以通过直觉式的观察和操作去理解复杂的解剖结构。而对于尚处于学习过程中年轻医生而言，这项技术还可以大大缩短学习新手术方法的学习曲线。目前混合现实技术在临床医学的不少领域已有成熟的应用，例如耳鼻喉科、神经外科、泌尿外科等。本次手术将混合现实技术与3D打印技术进行了结合，两种技术互为验证，进一步提高了术前设计和手术过程的精确性。
通过混合现实手术术前计划和术中引导，手术进展顺利。本次手术的术者李想副主任医师利用混合现实技术，在术中佩戴3-D可穿戴目镜，对截骨线位置、截骨的方向与深度与术前计划进行一一验证，所有手术操作均可以与视野内的三维模型进行比对，当出现偏差时还可以使用符合人体工程学的操作手势加以调整。截骨后进行的撑开操作同样使用混合现实技术进行目标设定与位置鉴定，最终，当撑开距离与三维图像完全吻合后植入内固定。
李想副主任医师在手术后表示，混合现实技术对于主刀医师在术中精确实现术前计划有非常大的帮助，之前医生需要通过脑海中的“想象”、反复透视、并进行二维与三维之间的“转化”来反复验证，以确定截骨的方向，而现在通过更加直观的“观看”来引导手术的进行，进一步保证了手术的安全性和精确性，也让手术技术更为标准化，更具有可重复性。本次手术虚拟规划的设计者李志锐主治医师则对未来混合现实技术在外科领域的应用提出了自己的观点。他认为，未来关节手术一定会从经验化走向参数化。手术经验是非量化的，只有数学和参数才是精确的，可复制、可量化的。因此未来手术要实现进一步精准化，只能依靠参数而并非依赖经验。
科技，正在全方位改变整个世界。301医院第一医学中心骨科关节外科主任陈继营教授认为，以混合现实、人工智能、机器人等技术为代表的前沿科技的飞速发展正在逐步改变着我们的生活，也正在改变我们对医疗这个传统的行业的认知，301医院关节外科团队不断的致力于这些新型领域的研究和应用，造福广大患者。
外科手术从开放走向微创化、智能化是必然趋势，相信随着技术的迭代和飞跃，未来手术的场景一定会突破我们的想象。
专家简介：
李想，解放军总医院(301医院)骨科副主任医师，临床医学博士。
主攻方向为关节外科，擅长人工关节置换、翻修及关节周围截骨矫形手术。先后赴欧洲最大的人工关节中心Endo-Clinic、德国柏林BUCH、瑞士伯尔尼大学医学院、美国RUSH-Dupage关节翻修中心等机构学习人工关节置换和翻修技术。
AAHKS(美国髋膝外科学会)国际会员；中华关节外科杂志(电子版)通讯编委；海峡两岸医药卫生交流协会老年医学专委会青年委员。承担或参与国家863项目子课题、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、解放军总医院创新苗圃基金等8项课题，获2项国家专利。共发表学术论文33篇，其中SCI收录8篇，并多次在国际大会上发言进行国内外交流。参与翻译、编写《坎贝尔骨科手术学》、《关节外科教程》等专著。针对人工关节周围感染的系列研究获解放军总医院医疗成果一等奖，其最新研究成果改善了人工关节感染的诊断和治疗效果。
专家门诊：周一上午；周三上午；中国人民解放军总医院(301医院)门诊大楼5层，骨科区17诊室。
人工关节置换，是个什么鬼？
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