數(shù)字化技術(shù)在人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中假體型號(hào)預(yù)測(cè)的應(yīng)用價(jià)值

劉 遠(yuǎn)，郝 信，裴曉東

(包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040；2.包頭市第四醫(yī)院)

隨著我國(guó)老齡化進(jìn)程的加快，髖關(guān)節(jié)終末期疾病發(fā)病率逐年上升，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(total hip arthroplasty THA)是治療髖關(guān)節(jié)終末期疾病的最有效方法之一，也是骨科手術(shù)上巨大進(jìn)步[1-2]。全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)可利用假體恢復(fù)病損關(guān)節(jié)功能，以達(dá)到緩解疼痛、提高患者生活質(zhì)量的目的，常用于治療髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎、股骨頸骨折、股骨頭壞死、髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良等疾病。在THA中髖關(guān)節(jié)假體型號(hào)的選擇是決定術(shù)后臨床療效的關(guān)鍵因素[3]。現(xiàn)行骨科大多是通過(guò)透明模板在髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X線上進(jìn)行對(duì)比，但是由于極易受到放大比例，測(cè)量?jī)x器精準(zhǔn)度以及人為因素的影響，使測(cè)量的假體型號(hào)出現(xiàn)偏差[4]。數(shù)字化技術(shù)在THA中預(yù)測(cè)假體型號(hào)準(zhǔn)確率較高，能夠加強(qiáng)醫(yī)生術(shù)前的準(zhǔn)備工作，并且提高患者術(shù)后滿(mǎn)意度。本文主要就數(shù)字化技術(shù)在THA中預(yù)測(cè)假體型號(hào)準(zhǔn)確率的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行研究。

1 對(duì)象與方法

1.1臨床資料 選取具備THA手術(shù)指征的患者41例，男性21例，女性20例；年齡54～82歲，平均年齡(67.87±8.43)歲；體重52～83 kg，平均(67.34±6.85)kg；左髖22例，右髖19例，其中股骨頸骨折8例，股骨頭壞死22例，骨性關(guān)節(jié)炎8例，髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良3例。假體均采用強(qiáng)生公司corail柄，pinnacle髖臼杯。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn) (1)患者因髖關(guān)節(jié)終末期疾病行單側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)；(2)無(wú)手術(shù)及麻醉禁忌證；(3)既往無(wú)髖關(guān)節(jié)手術(shù)史；(4)病例資料完整。

1.3排除標(biāo)準(zhǔn) (1)伴有嚴(yán)重的心、腦、肺等重要臟器的基礎(chǔ)疾?。?2)對(duì)側(cè)髖關(guān)節(jié)功能及影像學(xué)檢查異常；(3)髖關(guān)節(jié)置換翻修患者；

1.4方法

1.4.1影像學(xué)檢查 患者掃描骨盆CT(上至髂前上棘，下至股骨中下段)，獲取髖關(guān)節(jié)的DICOM數(shù)據(jù)。

1.4.2建立數(shù)字化模型 將髖關(guān)節(jié)DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入重建AI-HIP軟件(北京長(zhǎng)木谷公司),在軟件上建立髖關(guān)節(jié)的三維數(shù)字化模型(圖1)。

圖1 股骨頸骨折術(shù)前重建三維模型

1.4.3模擬手術(shù)及選擇假體型號(hào) 通過(guò)多角度觀察及測(cè)量髖關(guān)節(jié)三維模型，將不同型號(hào)的假體與髖關(guān)節(jié)三維模型進(jìn)行匹配，模擬手術(shù)假體安裝(圖2，3)，選擇出最匹配的假體型號(hào)。

圖2 髖臼杯三維視圖

圖3 股骨柄三維視圖

1.4.4手術(shù) 所有手術(shù)均由同一組醫(yī)生在腰硬聯(lián)合麻醉下完成，所使用的假體和手術(shù)相關(guān)器械均由強(qiáng)生公司提供，手術(shù)均遵循傳統(tǒng)的后外側(cè)入路行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，記錄術(shù)中實(shí)際使用假體型號(hào)。

1.4.5評(píng)價(jià)指標(biāo) 將術(shù)前數(shù)字化技術(shù)預(yù)測(cè)假體型號(hào)與術(shù)中實(shí)際使用假體型號(hào)無(wú)差異記為優(yōu)，相差1號(hào)記為良，相差2號(hào)記為差[5]。采用Harris評(píng)分評(píng)價(jià)髖關(guān)節(jié)功能。

1.4.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用t檢驗(yàn)，pearson相關(guān)分析及Excel表格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

術(shù)前規(guī)劃：本次研究中術(shù)前數(shù)字化預(yù)測(cè)股骨柄假體型號(hào)9～15號(hào)，平均(11.59±1.41)，術(shù)中實(shí)際使用9～15號(hào)，平均(11.76±1.51)；符合優(yōu)者33/41，符合率為80.49 %，符合良者3/41，符合率為7.32 %，符合差者5/41，符合率為12.20 %。見(jiàn)表1。術(shù)前數(shù)字化預(yù)測(cè)股骨柄與術(shù)中實(shí)際使用股骨柄有良好的相關(guān)性(r=8.82P<0.01)。見(jiàn)圖4。髖臼杯術(shù)前數(shù)字化預(yù)測(cè)44～56號(hào)，平均(50.93±2.97)；術(shù)中實(shí)際使用44～56號(hào)，平均(5.93±3.00)；符合優(yōu)者37/41，準(zhǔn)確率為85.37 %；符合良者2/41，符合率為 4.88 %，符合差者2/41，符合率為 4.88 %。見(jiàn)表2。術(shù)前數(shù)字化預(yù)測(cè)髖臼杯與術(shù)中實(shí)際使用髖臼杯有良好的相關(guān)性(r=0.93P<0.01)，見(jiàn)圖5。

圖4 數(shù)字化技術(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)股骨柄假體型號(hào)與術(shù)中實(shí)際使用情況對(duì)比圖(n=41)

圖5 數(shù)字化技術(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)髖臼杯假體型號(hào)與術(shù)中實(shí)際使用情況對(duì)比圖(n=41)

表1 數(shù)字化技術(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)股骨柄假體與術(shù)中實(shí)際應(yīng)用符合情況(n=41)

表2 數(shù)字化技術(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)髖臼杯假體與術(shù)中實(shí)際應(yīng)用符合情況(n=41)

臨床療效：患者術(shù)中均未出現(xiàn)髖臼及股骨骨折，術(shù)后隨訪中均未發(fā)生感染、假體下沉、脫位等并發(fā)癥。Harris評(píng)分術(shù)前(47.95±15.72)分，術(shù)后3個(gè)月(91.05±3.37)分，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=16.19，P<0.05)。

3 討論

本研究中髖臼杯完全符合率為85.37 %，股骨柄完全符合率為80.49 %，表明數(shù)字化技術(shù)在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中預(yù)測(cè)假體型號(hào)的準(zhǔn)確性較高。所有患者術(shù)后未出現(xiàn)脫位、感染、股骨柄松動(dòng)等并發(fā)癥。因此將患者數(shù)據(jù)使用數(shù)字化技術(shù)完成術(shù)前規(guī)劃及假體匹配，提供髖關(guān)節(jié)解剖參數(shù)及相關(guān)角度，然后進(jìn)行充分的假體型號(hào)及類(lèi)型準(zhǔn)備，可以讓術(shù)者在術(shù)前對(duì)術(shù)后結(jié)果有比較準(zhǔn)確的預(yù)估。術(shù)前良好的規(guī)劃可以減少手術(shù)時(shí)間，降低術(shù)中出血量，進(jìn)一步提高術(shù)中假體植入的準(zhǔn)確性，減少術(shù)后并發(fā)癥的出現(xiàn)，改善患者術(shù)后康復(fù)效果[6]。

骨科醫(yī)生現(xiàn)行的方法大多是應(yīng)用透明模板在術(shù)前進(jìn)行假體預(yù)估或者直接根據(jù)X線片經(jīng)驗(yàn)性的選擇，往往容易受到各種主客觀因素的影響，例如模板放大比例以及人的肉眼觀察能力等。因此傳統(tǒng)透明模板在預(yù)測(cè)假體型號(hào)的準(zhǔn)確率方面存在一定的誤差[7]。

利用數(shù)字化技術(shù)重建三維模型可充分了解髖關(guān)節(jié)周?chē)那闆r，從多個(gè)角度觀察和測(cè)量髖關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以在髖關(guān)節(jié)三維模型上模擬假體匹配及安裝，為假體安放角度及位置提供了依據(jù)[8]。Hassani等[9]研究中數(shù)字化技術(shù)在髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中股骨柄及髖臼杯的假體預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率均超過(guò)了90 %。數(shù)字化技術(shù)能提高術(shù)者在實(shí)際手術(shù)中對(duì)假體選擇及截骨的準(zhǔn)確性，降低假體脫位及關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、骨折、感染等并發(fā)癥的發(fā)生率[10-11]。而在本次研究中股骨柄假體的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率低于髖臼杯預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率，考慮與股骨的解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)以及股骨柄在植入過(guò)程中需要進(jìn)行擴(kuò)髓處理，導(dǎo)致股骨柄的選擇存在一定的差異。因數(shù)字化技術(shù)比較復(fù)雜，軟件的不能熟練應(yīng)用造成誤差，額外的影像學(xué)檢查增加了患者的醫(yī)療費(fèi)用，雖然數(shù)字化技術(shù)在骨科手術(shù)中可取得良好的手術(shù)效果，也存在著一定的弊端[12-13]。

本研究的局限：(1)樣本數(shù)量較少，后續(xù)研究應(yīng)增加樣本數(shù)據(jù)。(2)本次研究病例均來(lái)自包頭市第四醫(yī)院，可能存在選擇偏倚。(3)未進(jìn)行更長(zhǎng)期隨訪及相關(guān)性研究，后續(xù)應(yīng)繼續(xù)對(duì)病例進(jìn)行隨訪。