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软件模拟骨科导航机器人定位肘关节屈伸轴准确性的研究
编辑人员丨4天前
目的 探讨不同医生在应用Mimics软件模拟三维导航机器人导航软件定位肘关节屈伸轴中是否存在误差,并且比较医生视觉定位屈伸轴与计算机辅助技术定位屈伸轴之间的差异.从而提出建议:机器人导航软件设计可以持续优化以减少误差,让机器人定位更广泛地应用于手术,并且定位更加准确.方法 在我院影像科数据库中随机抽取自2023年1月至2023年6月成人肘关节CT数据10例,导出后均在Mimics软件中操作,先进行三维重建,再由实验者确定肘关节屈伸参考轴后隐藏该轴及尺桡骨,3名受试者(分别为主治医师、副主任医师、主任医师)凭个人经验分别在软件中自定义这10个肘关节的虚拟屈伸轴并分别标明.最后实验者运用软件运算得出受试者各虚拟轴与实验者设定的参考轴的夹角数据和拟合的肱骨小头球体圆心、滑车切迹球体圆心与参考之间的直线距离数据并进行统计学分析.结果 医生视觉定位屈伸轴与计算机辅助技术定位屈伸轴之间的差异有统计学意义(P<0.01).3名受试医生视觉定位屈伸轴组内比较差异有统计学意义(P<0.01).结论 3名受试者根据在Mimics软件中模拟机器人导航软件进行肘关节屈伸轴的定位是存在差异性的,这增加了实际的定位误差.通过本实验提示,这与受试者对肘关节屈伸轴的认知和在软件中采用主观的视觉定位有关,也提示机器人导航软件的开发者应针对三维定位肘关节屈伸轴设计相应的辅助工具以减少医生规划屈伸轴存在的误差.
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编辑人员丨4天前
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本期导读
编辑人员丨4天前
肩肘损伤涉及创伤骨科和运动医学两大学科,治疗技术和理念更新迭代非常快,对于肩肘外科医生来说既是机遇也是挑战。如何在熟练掌握传统术式的基础上,将逐渐普及的关节镜技术、三维导航和骨科机器人等应用于肩肘损伤的诊断与治疗,是提高治疗效果的有效途径。本期特邀蒋协远教授组织一期"肩肘关节损伤"重点刊,旨在针对我国该领域目前最新的理念与研究进展进行探讨,以期进一步深化骨科医生对各类肩肘损伤特点的正确认识、掌握最新的诊疗技术和辅助工具,从而提高治疗效果,造福患者。
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编辑人员丨4天前
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骨科机器人辅助与徒手椎弓根螺钉置入技术对上颈椎手术安全性及准确性的影响
编辑人员丨4天前
目的:评估骨科机器人辅助及徒手椎弓根螺钉植入技术对上颈椎手术安全性及准确性的影响。方法:回顾性分析2017年1月至2023年3月63例上颈椎疾病患者的病历资料,依据置钉技术不同分为机器人辅助置钉组(41例)和徒手置钉组(22例)。机器人辅助置钉组行枕颈融合术9例和寰枢椎及以远椎体固定融合术32例,徒手置钉组分别为8例和14例。术后随访至少6个月,采用影像学参数、美国脊柱损伤协会(American Spinal Injury Association,ASIA)脊髓损伤分级、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)和日本骨科协会(Japanese Orthopaedic Association scores,JOA)评分评估术后疗效。比较两组患者的病程、手术时间、术中出血量、透视次数和辐射剂量、住院时间、治疗费用、并发症、椎弓根螺钉置入率、上颈椎椎弓根螺钉置入的准确性及影响因素。结果:机器人辅助置钉组中枕颈融合患者和寰枢椎及以远椎体固定融合患者的椎弓根螺钉置入率分别为100%和89.6%(138/154),超过徒手置钉组的43%(18/42)和78%(54/69),差异有统计学意义(χ 2=37.403, P<0.001;χ 2=5.128, P=0.024)。机器人辅助置钉组两类手术患者的透视辐射剂量和手术时间均超过徒手置钉组( P<0.05)。与徒手置钉组相比,机器人辅助置钉组C 1螺钉准确性由42%(11/26)提高至80%(51/64),差异有统计学意义(χ 2=13.342, P=0.004);C 2螺钉准确性由77%(33/43)提高至88%(63/72),差异无统计学意义(χ 2=2.863, P=0.413)。机器人辅助置钉组C 1和C 2椎弓根螺钉置入的准确性与导针置入顺序相关( r=0.580, P<0.001; r=0.369, P=0.001)。两组患者手术前后延髓角、Chamberlain线、McGregor线、Boogard角、Bull角、斜坡椎管角、枕颈角、后枕颈角、C 2~C 7角及寰齿前间隙的组间差异均无统计学意义( P>0.05);两组患者术后ASIA脊髓损伤分级均有不同程度提高,术前、术后及末次随访时的组间差异均无统计学意义( P>0.05);两组患者VAS评分和JOA评分术后及末次随访时较术前均改善( P<0.05),而术前、术后及末次随访时的组间差异均无统计学意义( P>0.05)。两组患者均未发生与置钉相关的并发症。 结论:骨科机器人辅助与徒手椎弓根螺钉置入技术治疗上颈椎疾病均取得满意的疗效。机器人辅助能减少透视辐射剂量,提高置钉准确性,但需避免优先导针置入产生的椎体位移。
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编辑人员丨4天前
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机器人辅助与常规全髋关节置换术早期疗效及患者满意度的比较
编辑人员丨4天前
目的:探讨机器人辅助全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)与常规THA术后早期疗效及患者满意度的差异。方法:回顾性分析北京大学第三医院骨科在2019年9月至2022年2月因骨关节炎、股骨头坏死等原因接受由同一名术者使用同一品牌假体单侧初次THA手术患者171例。根据手术方式分为机器人辅助组和常规手术组。术后摄骨盆正位及髋关节穿桌侧位X线片,观察两组患者总失血量、输血率、住院时间、术后并发症、术后髋臼假体前倾角及外展角、髋臼假体位于Lewinnek和Callanan安全区的比例、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、Harris髋关节功能评分、生活质量评分(quality of life,QOL)及患者满意度评分。结果:两组患者性别、年龄、身高、体重、体质指数、手术侧别、术前血容量及术前Harris髋关节功能评分的差异均无统计学意义( P>0.05)。2例患者因骨质疏松症导致机器人定位螺钉松动,术中改为常规手术。常规手术组87例术后随访时间为(19.7±6.8)个月,机器人辅助组84例为(18.6±5.4)个月,差异无统计学意义( t=1.16, P=0.249)。机器人辅助组的手术时间为(106.99±31.91)min,较常规手术组的(73.79±29.48)min延长,差异有统计学意义( t=7.07, P<0.001)。常规手术组住院时间为(6.40±2.40)d,机器人辅助组(6.49±1.95)d,差异无统计学意义( t=0.26, P=0.796);术后第3天时两组患者总失血量、输血率的差异无统计学意义( P>0.05)。常规手术组患者髋臼外展角为38.79°±6.93°、前倾角为14.81°±6.49°,机器人辅助组分别为39.41°±3.01°和13.33°±4.32°,差异无统计学意义( t=0.58, P=0.449; t=3.06, P=0.082)。机器人辅助组髋臼假体位于Lewinnek安全区的比例为96.4%,位于Callanan安全区为92.9%,高于常规手术组的73.6%和65.5%,差异均有统计学意义(χ 2=15.60, P<0.001;χ 2=17.61, P<0.001)。常规手术组与机器人辅助组患者术后VAS评分、Harris髋关节功能评分和QOL评分的差异均无统计学意义( P>0.05)。但是常规手术组Harris髋关节功能评分优良率为83.9%(73/87),低于机器人辅助组的95.2%(80/84),差异有统计学意义(χ 2=5.83, P=0.016)。机器人辅助组术后患者总体满意度优于常规手术组( Z=-3.47, P=0.001),其中机器人辅助组非常满意的患者占比95.2%(80/84),高于常规手术组的75.9%(66/87);机器人辅助组对疼痛缓解和提高休闲活动能力的满意度优于常规手术组( Z=-2.44, P=0.015; Z=-2.12, P=0.034),但两组患者对术后家务能力满意度的差异无统计学意义( Z=-0.49, P=0.626)。 结论:与常规THA相比,机器人辅助THA手术时间延长,但术后早期临床效果更佳,患者满意度更高。
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编辑人员丨4天前
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智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统在骨盆骨折治疗中的初步应用
编辑人员丨4天前
目的:探讨智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统辅助治疗骨盆骨折的近期疗效。方法:回顾性分析2021年3月至2022年12月在北京积水潭医院创伤骨科接受智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统辅助治疗的49例骨盆骨折患者病历资料。男30例、女19例;年龄(51.51±18.71)岁(范围20~92岁)。骨盆骨折Tile分型:B1型2例、B2型7例、B3型3例、C1型30例、C2型7例。受伤至手术时间为6(5,10) d(范围2~22 d)。患者均在智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统辅助下完成骨盆骨折复位内固定手术,术前、术后均行骨盆正位、入口位、出口位X线及骨盆CT检查,根据X线图像测量骨折移位及复位情况,采用Matta复位标准评估骨折复位质量。记录手术时间、术中出血量、骨折固定方式及术后随访时间,功能评价采用Majeed评分系统。结果:48例患者在智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统辅助下完成微创骨盆骨折复位内固定手术,另1例因复位失败改行切开复位内固定手术。手术时间为(206.5±7.1) min(范围105~420 min),术中出血量为100(20,100) ml(范围10~600 ml)。根据Matta复位标准评估术后骨盆后环移位的骨折复位质量:优30例、良8例,优良率为93%(38/41);骨盆前环分离移位的复位质量:优45例、良3例,优良率为100%(48/48)。48例患者获得11.0(3.0,18.8)个月随访(范围3~23个月),末次随访时Majeed功能评分为(81.9±17.0)分(范围42~100分),其中优27例、良11例,优良率为79%(38/48)。结论:智能化骨盆骨折复位手术导航定位系统辅助治疗骨盆骨折具有精确完成复位及内固定的优势,可以获得良好的骨折复位质量和近期疗效。
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编辑人员丨4天前
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基于骨折闭合复位技术的新型骨盆骨折数字化分型系统的提出与验证
编辑人员丨4天前
目的:提出一种基于闭合复位技术的新型骨盆骨折数字化分型系统(JST分型),并探讨该分型的一致性和可行性。方法:回顾性收集2021年3月至2023年3月期间北京积水潭医院创伤骨科根据JST分型手术治疗的63例骨盆骨折患者资料。根据骨盆骨折的部位和移位情况对骨盆骨折进行数字化归纳,首先将骨盆分为4个部分:左半骨盆、右半骨盆和骶骨Denis Ⅲ区、耻骨联合,其中左、右对称的骶骨Denis Ⅰ区和Denis Ⅱ区也被归入左/右半骨盆。随后半骨盆被分为4个区域并用大写的英文字母分别标记:骶骨区(sacrum area,包括Denis Ⅰ区和Denis Ⅱ区,记作S)、骶髂关节区(sacroiliac joint area,记作J)、髂骨区(iliac area,记作I)、耻骨区(pubic area,记作P),为区分右/左侧采用R和L作为前缀;不对称的2个部分同样以英文字母标记:骶骨Denis Ⅲ区(记作Sac)、耻骨联合(pubic symphysis,记作C)。之后用数字对各区域的骨折线形态和移位情况进行标记,形成完整的JST分型。JST分型系统的观察者间和观察者内可靠性(Fleiss'和Cohen's Kappa系数)由3名具有10年以上骨盆骨折治疗经验的观察者进行测试。结果:分型结果的一致性分析中,组间差异Kappa为0.818(0.658~0.946, P均<0.001),组内差异Kappa为0.873(0.674~1.000, P均<0.001),均呈现强一致性。根据分型结果,术中在罗森万相智能化骨科手术机器人系统的辅助下成功闭合复位59例,成功率93.7%(59/63)。 结论:本研究建立的JST分型组间和组内的一致性强。由于对各个骨折部位和关键骨块进行标记,对智能化骨折机器人的深度学习和术中操作功能有重要的意义。
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编辑人员丨4天前
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机器人辅助髓芯减压联合植骨治疗早期股骨头坏死
编辑人员丨4天前
目的:探讨骨科机器人辅助髓芯减压联合植骨治疗早期股骨头坏死的临床疗效。方法:回顾性分析2019年8月至2021年2月于西安交通大学第二附属医院骨关节外科就诊的49例(84髋)国际骨循环研究会(Association Research Circulation Osseous,ARCO)Ⅱ期股骨头坏死接受髓芯减压联合植骨术的患者资料,其中采用常规髓芯减压植骨术(常规手术组)30例(54髋),男19例、女11例,年龄(44.3±5.4)岁(范围21~59岁);采用骨科机器人导航系统辅助手术(机器人辅助组)的患者19例(30髋),男12例、女7例,年龄(41.4±7.2)岁(范围20~58岁)。所有患者入院时术者告知患者常规手术及机器人手术方案,由患者自主选择,所有操作由同一组医生完成。统计两组患者的基线资料、单侧手术时间、单侧X线透视次数、术后及末次随访时的Harris髋关节功能评分、疼痛视觉模拟评分(visual analog score,VAS)、末次随访时的股骨头塌陷率。结果:共41例患者(70髋)获得随访,随访时间为(14.6±4.8)个月(范围3~21个月),其中常规手术组24例(42髋)、机器人辅助组17例(28髋)。至末次随访时,共13例(13髋)出现了股骨头表面塌陷,其中常规手术组11例、机器人辅助组2例,两组股骨头塌陷率的差异有统计学意义( P=0.045)。常规手术组单侧髋关节手术时间为(21.3±5.4) min,大于机器人辅助组的(16.8±3.3) min,差异有统计学意义( t=3.94, P<0.001)。常规手术组单侧髋关节X线透视次数为(14.4±3.8)次,大于机器人辅助组的(9.6±2.1)次,差异有统计学意义( t=6.08, P<0.001)。常规手术组术前Harris髋关节功能评分为(68.4±4.5)分,末次随访时升高至(85.1±3.8)分;机器人辅助组术前Harris髋关节功能评分为(67.2±3.9)分,末次随访时升高至(86.5±4.4)分。两组患者末次随访时Harris髋关节功能评分均较术前改善,但组间差异无统计学意义( t=1.09, P=0.283);常规手术组术前髋关节VAS为(4.8±1.7)分,末次随访时降低至(1.7±0.8)分;机器人辅助组术前髋关节VAS为(5.1±1.5)分,末次随访时降低至(0.9±0.3)分。两组末次随访时VAS较术前降低,且组间差异有统计学意义( t=3.92, P<0.001)。 结论:髓芯减压联合植骨治疗ARCOⅡ期股骨头坏死疗效确切。与常规手术相比,骨科机器人辅助手术可以获得更满意的短期疗效和保头率。
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编辑人员丨4天前
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骨科手术机器人安全策略的研究进展
编辑人员丨4天前
目前,机器人辅助手术是医学领域的研究热点。全面的安全策略可大大增加手术精确度与安全性,“操作型”机器人手术也需要更完善的安全策略设计。规划术前方案设计、感知术中多元信息、人-机反馈与补正算法均是机器人安全策略的重要部分,平衡性能与经济性也需要对策略进行了解。本文回顾文献总结目前骨科手术机器人安全策略的研究进展,涵盖骨科机器人辅助手术的安全需求、基于术前准备的安全策略、基于术中多元信息的安全策略(包括基于声学信号的参数分析、基于光学信号的参数分析、基于电磁信号的参数分析、基于力学信号的参数分析、基于术中算法补正的安全策略等)等方面内容,以期为研究者深入现有研究和研发“操作型”骨科机器人提供思路。
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编辑人员丨4天前
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机器人辅助下前柱螺钉与前环内置外固定架治疗不稳定骨盆骨折的疗效比较
编辑人员丨4天前
目的:比较骨科机器人辅助下微创置入前柱螺钉与前环内置外固定架(INFIX)内固定治疗不稳定骨盆骨折的临床疗效。方法:采用回顾性队列研究分析2018年6月至2021年12月贵州省人民医院收治的42例不稳定骨盆骨折患者的临床资料,其中男25例,女17例; 年龄16~68岁[(41.8±3.2)岁]。前柱螺钉组(22例)采用骨科机器人辅助下前柱螺钉固定骨盆前环骨折;INFIX组(20例)采用INFIX固定骨盆前环骨折。骨盆后环损伤均采用闭合复位经皮骶髂螺钉内固定。比较两组骨盆前环手术时间、术中出血量、术中透视次数、患者负重时视觉模拟评分(VAS)<3分的下床活动时间、骨折愈合时间。术后2 d按Matta评分标准评定骨盆骨折复位质量。末次随访时采用Majeed功能评分评估功能情况。观察两组术中及术后并发症情况。结果:患者均获随访6~24个月[(11.3±0.5)个月]。前柱螺钉组骨盆前环手术时间为(33.4±2.6)min,INFIX组为(30.2±2.9)min( P>0.05)。前柱螺钉组术中出血量为(15.9±3.1)ml,INFIX组为(41.4±6.2)ml( P<0.01)。前柱螺钉组术中透视次数为(12.2±2.4)次,INFIX组为(14.7±2.5)次( P>0.05)。前柱螺钉组负重时VAS<3分的下床活动时间为(3.2±0.4)周,INFIX组为(6.6±1.2)周( P<0.01)。前柱螺钉组骨折愈合时间为(12.7±1.4)周,INFIX组为(16.2±1.9)周( P<0.01)。根据Matta评分标准:两组骨盆后环复位质量优良率均为100%;前柱螺钉组骨盆前环复位质量优16例,良6例,优良率为100%,而INFIX组优11例,良7例,可2例,优良率为90.0%( P<0.05)。末次随访时前柱螺钉组Majeed功能评分优16例,良4例,可2例,优良率为90.9%;INFIX组优10例,良6例,可4例,优良率为80.0%( P<0.05)。两组术中均未出现血管、神经、精索等重要组织损伤。前柱螺钉组术后未出现感染、精索损伤及内固定断裂等并发症。INFIX组术后发生切口脂肪液化2例,股外侧皮神经症状4例,异位骨化1例;未出现内固定断裂情况。 结论:与前环INFIX内固定比较,骨科机器人辅助下前柱螺钉治疗不稳定骨盆骨折具有出血量少、下地时间早、骨折愈合快、骨折复位质量良好、术后功能恢复满意、并发症少等优点。
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编辑人员丨4天前
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膝单髁置换术中胫骨平台后倾角测量和定位方法的研究进展
编辑人员丨4天前
目的:总结膝单髁置换术(UKA)中胫骨平台后倾角(PTS)的测量及定位方法的研究进展。方法:在中国知网、万方数据、PubMed等数据库,以“膝关节单髁置换术”“胫骨平台后倾角”以及“unicompartmental knee arthroplasty”“posterior tibial slope”等为中、英文关键词,检索2017年1月—2023年7月发表的相关文献共87篇,剔除其中内容不符、质量较低、重复研究、证据等级不高、无法获取全文者,最终纳入37篇文献,对PTS在UKA术中的意义、PTS测量及其术中定位方法的相关研究成果进行归纳总结。结果:在UKA术中获得良好的PTS对患者术后膝关节软组织平衡、关节活动度的恢复具有较大意义。MRI和CT是测量PTS最为准确的方式,而基于X线片的胫骨近端解剖轴(TPAA)参照法、前皮质切线(ATC)参照法和后皮质切线参照法由于经济便捷在临床使用更多,其中TPAA参照法最佳,可作为统一的测量方法,ATC法可作为随访及髓外引导时的首选方法。传统UKA术中PTS定位多依靠髓外定位杆进行经验测量,但准确性较低。其改进方法,如新型截骨导向杆参照法、前内侧胫骨平台参照法及探针法等,有效提高了术中PTS定位的精准性;另外,数字骨科技术如增强现实技术、计算机导航、机器人辅助及个性化截骨导板等,也能提高PTS定位准确性,是未来精准医疗的方向。结论:在UKA术中恢复患者原始PTS具有重要意义。通过术前精准测量与定位、术中应用先进方法进行截骨,能够有效提高手术精确性与临床效果。
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编辑人员丨4天前
