用人工智能術(shù)前規(guī)劃 為髖關(guān)節(jié)置換術(shù)增添“精準(zhǔn)武器”

2019年10月14日，包頭市第四醫(yī)院關(guān)節(jié)外科與北京長木谷有限公司簽訂了人工智能關(guān)節(jié)輔助診療系統(tǒng)的技術(shù)合作協(xié)議，這項新技術(shù)對于關(guān)節(jié)置換手術(shù)的術(shù)前精準(zhǔn)規(guī)劃和術(shù)中精準(zhǔn)操作有著重要的意義。

協(xié)議簽訂后，關(guān)節(jié)外科醫(yī)療團(tuán)隊就利用人工智能三維重建技術(shù)成功完成了首例髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。人工智能在手術(shù)中發(fā)揮了怎樣的作用，又能為患者帶來哪些好處？今天，小編特意邀請包頭市第四醫(yī)院關(guān)節(jié)外科副主任裴曉東來詳細(xì)介紹。

髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中劃線定位

髖部疼痛再次入院

在我國，骨關(guān)節(jié)疾病患者高達(dá)1.5億，作為關(guān)節(jié)疾病的終極治療手段，人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)量近年來呈現(xiàn)爆發(fā)性增長，2018年我國人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)量近70萬臺，包頭市第四醫(yī)院關(guān)節(jié)外科平均每天就有一例關(guān)節(jié)置換或者翻修手術(shù)。

58歲的市民劉女士十年前就出現(xiàn)了雙髖部疼痛的現(xiàn)象，先后在我市及周邊地區(qū)的各大醫(yī)院問診，均被診斷為雙側(cè)骨頭缺血性壞死。2015年3月，劉女士在包頭市第四醫(yī)院關(guān)節(jié)外科接受了左側(cè)人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，術(shù)后恢復(fù)良好。去年8月份，劉女士的右髖關(guān)節(jié)開始出現(xiàn)疼痛的癥狀，嚴(yán)重的時候只能臥床，于是家人又將她送到了關(guān)節(jié)外科就診。

檢查結(jié)果顯示，劉女士髖關(guān)節(jié)右側(cè)屈90度，伸0度，外展15度。左側(cè)屈110度，伸5度，外展45度，被確診為“右側(cè)股骨頭缺血性壞死”，醫(yī)生建議進(jìn)行全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)治療。

劉女士術(shù)前髖部X光片

術(shù)前精準(zhǔn)規(guī)劃

裴主任介紹，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)作為髖關(guān)節(jié)疾病終末期的有效治療方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床，可供骨科醫(yī)師選擇的手術(shù)入路及方法較多。直接前方入路是從自然肌肉解剖間隙進(jìn)入，不需離斷髖部任何肌肉即可顯露髖關(guān)節(jié)，對肌肉組織損傷小，被稱作前方入路微創(chuàng)髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（DAA）。

術(shù)前制定精準(zhǔn)的手術(shù)方案是關(guān)節(jié)置換手術(shù)成功與否的關(guān)鍵因素。如果按照以往人工放置關(guān)節(jié)的方法，手術(shù)難度大，只能用尺子、鉛筆或膠片模板在X線片上測量，二維規(guī)劃受膠片比例尺、患者體位等諸多因素影響，徒手截骨等操作有一定誤差，重要的三維數(shù)據(jù)也無法顯示。這種傳統(tǒng)手術(shù)方式極其依賴醫(yī)生的經(jīng)驗，手術(shù)難度大、風(fēng)險高。

通過引進(jìn)AI人工智能，將AI與DAA結(jié)合，術(shù)前規(guī)劃假體的類型與型號，確定截骨位置，使人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)更加精準(zhǔn)。

“我們術(shù)前對患者髖關(guān)節(jié)，上至髂前上棘—下至小粗隆下15厘米進(jìn)行CT掃描，將所得的CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入AIHIP軟件中進(jìn)行術(shù)前解剖學(xué)測量和假體類型及型號選擇，使全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)截骨更精準(zhǔn)，假體的匹配更適合，手術(shù)更加精準(zhǔn)?！迸嶂魅握f。

劉女士髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)前AI精準(zhǔn)規(guī)劃

術(shù)中損傷小，術(shù)后康復(fù)快

DAA具有極少的軟組織和肌肉損傷等重要優(yōu)勢，手術(shù)入路通過自然的解剖間隙沒有切斷相應(yīng)的肌肉組織，與后外側(cè)入路相比，DAA未對髖關(guān)節(jié)運動功能起重要作用的外展肌群造成損傷。

裴主任指出，DAA作為一種微創(chuàng)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)，手術(shù)切口小，軟組織破壞少，可以有效減少術(shù)中出血量，減少術(shù)后鎮(zhèn)痛藥物的使用，達(dá)到快速康復(fù)、縮短住院時間的目的。

有學(xué)者對DAA術(shù)后六周，三月，六月，進(jìn)行統(tǒng)計研究，實驗結(jié)果表明；DAA早期恢復(fù)更快，患者可以早期下地，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。DAA可以減少手術(shù)創(chuàng)傷，患者可在早期負(fù)重活動，減少下肢深靜脈血栓、肌肉萎縮等并發(fā)癥的發(fā)生，達(dá)到快速康復(fù)的目的。

劉女士術(shù)后髖部X光片

脫位發(fā)生率低

DAA在術(shù)中沒有對髖關(guān)節(jié)周圍的肌肉組織進(jìn)行切斷或過度分離，有利于髖關(guān)節(jié)周圍肌肉的力量平衡，增強了髖關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。

Tamaki等對790例行DAA術(shù)式的患者進(jìn)行隨訪，平均隨訪7.8年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后脫位率僅為0.92%，與性別無明顯關(guān)系，可能與年齡、BMI（身體質(zhì)量指數(shù)）、及髖臼杯的前傾及外展角度是否在安全范圍有關(guān)。也有研究表明DAA術(shù)式具有較低的術(shù)后脫位率，軟組織的張力是影響術(shù)后脫位的重要因素，研究還發(fā)現(xiàn)應(yīng)用直徑較大的股骨頭假體可以與髖臼形成更好的銜接，也可以降低術(shù)后脫位率。另外，DAA作為手術(shù)位置比較表淺的手術(shù)入路能夠很好地暴露髖關(guān)節(jié)，DAA平臥位時骨盆位置固定，不受側(cè)臥位時髖臼拉鉤牽拉導(dǎo)致骨盆位置變化對于假體置入角度的影響，容易取得較好的假體植入位置。

裴主任表示，人工智能輔助的微創(chuàng)DAA技術(shù)從肌肉間隙入路進(jìn)行手術(shù)操作對軟組織、肌肉的損傷較小，并且它相比傳統(tǒng)術(shù)式具有脫位率低、疼痛低、可以早期活動恢復(fù)髖關(guān)節(jié)功能等優(yōu)點，而且花費較少，對于老年及家庭貧困的患者是非常好的選擇。

DAA并發(fā)癥的發(fā)生通常與手術(shù)醫(yī)師的經(jīng)驗關(guān)系密切，通過對手術(shù)醫(yī)師的加強培訓(xùn)和手術(shù)器械的改良，術(shù)中透視技術(shù)及人工智能相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以最大限度地減少相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生。總之，與傳統(tǒng)入路相比，DAA更加微創(chuàng)，早期療效更突出，相信DAA會越來越受到認(rèn)可。