計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)展*

王宇桐 綜述 徐永勝 齊巖松 審校

(內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院骨科中心,呼和浩特 010017)

關(guān)節(jié)鏡手術(shù)存在鏡下可操作空間小、可視化和觸覺反饋差等局限性。為追求更小的侵襲性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的精確性,計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)被引入到關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中。導(dǎo)航作為一種可視化系統(tǒng),通過對(duì)手術(shù)器械、植入物、患者解剖等三維立體定位,以及相關(guān)影像學(xué)數(shù)據(jù)的處理分析和可視化技術(shù),從而輔助術(shù)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)追蹤[1]。理論上,計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)憑借自身優(yōu)勢(shì)可應(yīng)對(duì)視覺復(fù)雜的關(guān)節(jié)鏡下環(huán)境,但在實(shí)際應(yīng)用中卻存較大差距。目前,導(dǎo)航在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用主要集中在前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)重建中骨隧道的定位和股骨髖臼撞擊(femoroacetabular impingement,FAI)中對(duì)病變骨組織的切割,相較于骨科其他亞?？?還處于起步階段。本文對(duì)計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用與進(jìn)展進(jìn)行文獻(xiàn)總結(jié)。

1 關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)

21世紀(jì)以來,伴隨著數(shù)字化技術(shù)與臨床的緊密結(jié)合,成像技術(shù)的進(jìn)步使手術(shù)視野和患者解剖的三維可視化成為可能,計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了器械和植入物的實(shí)時(shí)跟蹤,這些創(chuàng)新技術(shù)的疊加,共同催生了計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)[2]。根據(jù)傳統(tǒng)定義,導(dǎo)航可分為兩大類:①基于透視、CT、MRI等圖像導(dǎo)航;②無圖像導(dǎo)航。最新研發(fā)的基于加速度計(jì)原理的便攜式導(dǎo)航,精度水平可靠,且成本更低,便攜性更高,已應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)置換中,具有廣闊的應(yīng)用前景[3,4]。目前,應(yīng)用最廣泛的是基于大型控制臺(tái)的光學(xué)計(jì)算機(jī)導(dǎo)航[5],通過計(jì)算機(jī)將手術(shù)與三維立體定位、圖像處理、可視化技術(shù)等相結(jié)合,動(dòng)態(tài)顯示植入物與解剖結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)位置信息。在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中,常用的導(dǎo)航系統(tǒng)也均是基于上述基本原理,新興導(dǎo)航如電磁導(dǎo)航、超聲導(dǎo)航、便攜式導(dǎo)航等在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中鮮有應(yīng)用。

2 計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在各類關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用

2.1 膝關(guān)節(jié)鏡

計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)最早應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù),并且主要集中于ACL重建中。目前,主要在以下2個(gè)方面:①骨隧道的定位;②ACL重建中的運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)估。

2.1.1 骨隧道的定位

盡管ACL重建是骨科中最常見的手術(shù)之一,但仍有1.8%～12.3%的失敗率[6],其中70%～80%的原因是由骨隧道的非解剖定位引起的[7]。在ACL重建中,影響骨隧道定位的因素很多,如醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)、鏡下的視野以及與解剖標(biāo)志相關(guān)的正確隧道規(guī)劃,即使在有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生中,隧道位置也存在合理的變異性[8]。Tampere等[9]的生物力學(xué)研究表明,解剖重建更有利于恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性,且比等距重建效果更好,因此,準(zhǔn)確的獲得骨隧道解剖位置成為影響手術(shù)成功的關(guān)鍵。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在諸多研究中證明其準(zhǔn)確性。1995年Dessenne等[10]進(jìn)行了首次計(jì)算機(jī)輔助ACL重建的臨床試驗(yàn),他們使用一臺(tái)工作站和三維光學(xué)定位器構(gòu)建的系統(tǒng),在8具尸體試驗(yàn)中測(cè)得的誤差均<2 mm,同時(shí)測(cè)量12例患者的股骨隧道位置,誤差范圍1.5～6.8 mm,平均3.0 mm。這些初步結(jié)果增強(qiáng)了人們對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的興趣。Kawakami等[11]比較19例導(dǎo)航輔助與18例傳統(tǒng)手術(shù)在術(shù)后矢狀位平片上脛骨和股骨隧道的位置,導(dǎo)航組骨隧道位置明顯更接近于術(shù)前規(guī)劃的位置,提高了骨隧道放置的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。在提高脛骨隧道準(zhǔn)確性方面,在一項(xiàng)60例的隨機(jī)對(duì)照研究中,Plaweski等[12]比較國(guó)際膝關(guān)節(jié)文獻(xiàn)委員會(huì)(International Knee Documentation Committee,IKDC)評(píng)分、脛骨隧道位置的影像學(xué)數(shù)據(jù)(ATB值):導(dǎo)航組膝關(guān)節(jié)松弛度的變異性明顯小于常規(guī)組,且常規(guī)組中平均ATB值為-0.2,導(dǎo)航組為0.4(ATB負(fù)值提示移植物的髁間撞擊),即傳統(tǒng)的隧道放置有更大的錯(cuò)位風(fēng)險(xiǎn)從而導(dǎo)致更高的失敗率。Mauch等[13]驗(yàn)證導(dǎo)航為正確放置脛骨隧道提供良好的支持。Hart等[14]的一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究導(dǎo)航組(40例)和傳統(tǒng)手術(shù)組(40例)術(shù)后骨隧道放射學(xué)數(shù)據(jù)顯示,導(dǎo)航組股骨側(cè)隧道中心位置更精確(P<0.01)。邱洪九等[15]也得出相似的結(jié)果。相比脛骨隧道,股骨隧道定位不準(zhǔn)更容易導(dǎo)致手術(shù)失敗,因此,準(zhǔn)確獲得股骨隧道位置十分重要[16]。

隨著一期ACL重建數(shù)量的增加,翻修ACL重建術(shù)隨之增加[17],導(dǎo)航技術(shù)在ACL翻修中也有令人滿意的表現(xiàn)。Nakagawa等[18,19]使用三維透視導(dǎo)航,憑借其能夠增強(qiáng)術(shù)中可視化的優(yōu)勢(shì),先后在翻修ACL脛骨隧道和股骨隧道中,提高隧道定位準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。Plaweski等[20]在52例失敗的ACL重建中使用導(dǎo)航輔助翻修ACL重建并對(duì)新、舊隧道的位置、手術(shù)前后松弛度變化以及生物力學(xué)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果顯示基于傳統(tǒng)放射學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的骨隧道位置中,36例移植物測(cè)量結(jié)果不佳,脛骨、股骨隧道位置正確率分別是64%和48%,嚴(yán)重低估了移植物的生物力學(xué);新移植物在導(dǎo)航輔助下進(jìn)行了最佳定位,等距(3.2±0.7)mm,術(shù)前、術(shù)后整體旋轉(zhuǎn)松弛度分別為37°±7°(28°～52°)和24°±5°(18°～30°),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

雖然在諸多研究中導(dǎo)航的加入提高了隧道位置的準(zhǔn)確性,但對(duì)于能否獲得更佳的術(shù)后效果仍存爭(zhēng)議。Eggerding等[21]的薈萃分析納入5項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究(366例),主要指標(biāo)為IKDC評(píng)分、Lysholm評(píng)分、膝關(guān)節(jié)功能相關(guān)指標(biāo)等,次要指標(biāo)為膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、隧道位置等,結(jié)果顯示導(dǎo)航輔助與傳統(tǒng)ACL重建的結(jié)果無差異。Margier等[22]的一項(xiàng)多中心隊(duì)列研究顯示,導(dǎo)航用于ACL重建的可行性和潛在利益,從醫(yī)院的角度來看,目前尚不具有成本效益。當(dāng)然上述研究存在樣本量較少,隨訪時(shí)間較短等局限性。同時(shí),不同研究基于不同的導(dǎo)航系統(tǒng)和理論方法,在尸體標(biāo)本、模型或患者膝關(guān)節(jié)上進(jìn)行,使結(jié)果和結(jié)論的可比性變得復(fù)雜。

2.1.2 ACL重建中的運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)估

即使導(dǎo)航技術(shù)在骨隧道定位中的實(shí)際臨床效果存在爭(zhēng)議,但因其能提供對(duì)膝關(guān)節(jié)松弛程度進(jìn)行多維度的定量評(píng)估,被更多地用于評(píng)估ACL重建中的運(yùn)動(dòng)學(xué)和不同手術(shù)方法獲得的穩(wěn)定性。Nakamae等[23]使用導(dǎo)航評(píng)估ACL殘留物對(duì)膝關(guān)節(jié)松弛度的影響,并提出保留殘存的ACL重建可能有利于生物力學(xué)的穩(wěn)定。在一項(xiàng)回顧性研究中,Signorelli等[24]納入100例導(dǎo)航ACL重建,并對(duì)膝關(guān)節(jié)松弛情況進(jìn)行分析,結(jié)果顯示即使ACL重建很成功,術(shù)前如果呈現(xiàn)高松弛度的患者術(shù)后仍保持較高的松弛程度。Yamamoto等[25]使用導(dǎo)航量化軸移試驗(yàn)中的脛骨后復(fù)位(posterior tibial reduction,PTR)和拉赫曼實(shí)驗(yàn)中的脛骨前移(anterior tibial translation,ATT),以評(píng)估膝關(guān)節(jié)松弛程度,100例ACL重建,術(shù)前松弛程度越高,術(shù)后越容易發(fā)生軸移(術(shù)后發(fā)生軸移患者術(shù)前PTR、ATT均值分別為9.8、15.8 mm,未發(fā)生術(shù)后軸移患者分別為5.0、11.9 mm)。

除評(píng)估膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性外,用導(dǎo)航來量化雙束ACL重建中的生物力學(xué)是另一重要方向,且對(duì)于雙束重建是否優(yōu)于單束重建存在爭(zhēng)議。Koga等[26]納入11例雙束ACL重建,術(shù)中將前內(nèi)側(cè)束和后外側(cè)束暫時(shí)固定在移植物張力系統(tǒng)上,在不同移植物固定角度中,20°固定前內(nèi)側(cè)束,20°或45°固定后外側(cè)束,比單獨(dú)重建前內(nèi)側(cè)束或后外側(cè)束的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性更好。Nakamae等[27]測(cè)量15例雙束ACL重建前內(nèi)側(cè)束和后外側(cè)束在被固定前、后的膝關(guān)節(jié)前后和旋轉(zhuǎn)松弛度,結(jié)果顯示在控制脛骨旋轉(zhuǎn)方面,前內(nèi)側(cè)束固定與后外側(cè)束固定在運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)無顯著差異(膝關(guān)節(jié)屈曲角度20°～60°,P>0.05)。雙束重建僅在膝關(guān)節(jié)屈曲角度為20°和25°時(shí)能夠顯著控制脛骨旋轉(zhuǎn)(手術(shù)前后脛骨內(nèi)旋角度均值分別為11.3° vs. 21.3°和15.2° vs. 22.3°,P<0.05)。在一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究中,Ikuta等[28]比較17例單束和雙束重建的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù),二者在膝關(guān)節(jié)屈曲20°～50°的脛骨前移和脛骨總旋轉(zhuǎn)角度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,認(rèn)為單束重建在生物力學(xué)和膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性方面與雙束重建具有可比性?？梢?計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崟r(shí)獲取所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),正逐漸成為量化膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和更好地了解復(fù)合損傷對(duì)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)影響的重要工具,對(duì)提高ACL重建效果和了解生物力學(xué)帶來很大幫助。

2.2 髖關(guān)節(jié)鏡

髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)是治療FAI的有效方法。由于髖關(guān)節(jié)周圍有較大的軟組織包裹,使其可視化和空間意識(shí)很差,導(dǎo)致關(guān)節(jié)鏡下的手術(shù)區(qū)域受到限制。在矯正FAI時(shí),評(píng)估FAI的原因及骨切除的區(qū)域范圍和充分性十分重要,切除不足癥狀會(huì)復(fù)發(fā),過度切除可能導(dǎo)致股骨頸骨折、股骨頭缺血性壞死或是因髖關(guān)節(jié)吸力密封環(huán)境被破壞引起生物力學(xué)改變[29]。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)因能在術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中動(dòng)態(tài)顯示個(gè)體患者的病理解剖結(jié)構(gòu),在近些年成為輔助髖關(guān)節(jié)鏡下治療FAI的潛在可能。

Brunner等[30]的前瞻性研究比較導(dǎo)航組(25例)和傳統(tǒng)手術(shù)組(25例)治療凸輪型FAI患者的手術(shù)前后Alpha角的改善情況、疼痛視覺模擬評(píng)分、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍等,結(jié)果顯示:Alpha角由平均76.5°(57°～110°)改善至54.2°(40°～84°)。2組均有6例(24%)矯正不充分,導(dǎo)航組也未能改善Alpha角矯正不足的比率,這可能是因?yàn)槲催M(jìn)行術(shù)前計(jì)劃,沒有詳細(xì)了解撞擊區(qū)域和切除的骨量。Almoussa等[31]使用相同的導(dǎo)航系統(tǒng),利用術(shù)前CT和導(dǎo)航生成術(shù)前計(jì)劃,由外科醫(yī)生使用帶有標(biāo)記序列的指針來繪制矯正區(qū)域,以確保按照術(shù)前計(jì)劃進(jìn)行切除,在模型試驗(yàn)中,導(dǎo)航組Alpha角中位數(shù)大于傳統(tǒng)手術(shù)組(71.0° vs. 58.6°,P=0.05),明顯改善了Alpha角,同時(shí)讓新手醫(yī)生可以同專家一樣實(shí)現(xiàn)相同的股骨成形精度,從而能夠降低學(xué)習(xí)曲線。在一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究中,Van Houcke等[32]比較導(dǎo)航(15例)和傳統(tǒng)手術(shù)(14例)治療凸輪型FAI骨切除的精確度,與常規(guī)組相比,導(dǎo)航組平均最大α角明顯改善(55° vs. 66°,P=0.023),特別是在12點(diǎn)鐘位置(45° vs. 60°,P=0.041),同時(shí)導(dǎo)航組術(shù)后的模擬骨骼活動(dòng)范圍也有明顯改善;與傳統(tǒng)手術(shù)相比,輻射暴露量大、安裝時(shí)間長(zhǎng)是導(dǎo)航的主要缺點(diǎn)。同樣,Kobayashi等[33,34]借助導(dǎo)航生成三維圖像,協(xié)助術(shù)前計(jì)劃并提供術(shù)中導(dǎo)航支持,評(píng)估20例接受導(dǎo)航輔助治療患者的骨切除面積輪廓,所有的凸輪切除均在預(yù)定區(qū)域,切除深度誤差在3 mm以內(nèi)者占91.3%,過度切除占3.6%,切除不足占5.1%,證明計(jì)算機(jī)導(dǎo)航可提高髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療FAI的精確度。在治療FAI中,導(dǎo)航讓術(shù)前計(jì)劃更加完善,從而能更充分地評(píng)估切除范圍,指導(dǎo)術(shù)中做到精確切割,從現(xiàn)有的研究中來看較傳統(tǒng)手術(shù)效果更好,證明其在髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用前景。

2.3 肩關(guān)節(jié)鏡

目前,關(guān)于導(dǎo)航輔助肩關(guān)節(jié)鏡的相關(guān)研究并不多見,在有限的報(bào)道中展現(xiàn)了其在肩關(guān)節(jié)鏡中的應(yīng)用潛力。在治療肩鎖關(guān)節(jié)損傷中,關(guān)節(jié)鏡下重建喙鎖韌帶是其常規(guī)手段。重建喙鎖韌帶時(shí)需要在喙突上鉆孔建立骨道,當(dāng)需要多次嘗試才能找到最佳鉆孔位置時(shí),可能會(huì)發(fā)生喙突骨折,從而導(dǎo)致手術(shù)失敗或預(yù)后不良。Theopold等[35]報(bào)道導(dǎo)航輔助肩關(guān)節(jié)鏡下喙鎖韌帶重建35例,術(shù)前患側(cè)肩喙鎖平均距離為22.6 mm,術(shù)后平均距離為8.8 mm;隨訪期間患側(cè)肩喙鎖的平均差值為4 mm,與健側(cè)肩關(guān)節(jié)差異無顯著性 (P=0.06)?？梢?導(dǎo)航能夠提高喙鎖韌帶骨隧道定位的精確度,有效降低相對(duì)于傳統(tǒng)手術(shù)中多次鉆探帶來的骨折風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)減少了術(shù)中輻射暴露。Hoffmann等[36]使用自主研發(fā)的電磁導(dǎo)航,在16具尸體上骨隧道均成功放置,且15例定位在理想的中心位置。在肩袖修補(bǔ)中,為檢驗(yàn)導(dǎo)航輔助下縫合錨插入的準(zhǔn)確性和可靠性,Micic等[37]對(duì)5名新手外科醫(yī)生在肩關(guān)節(jié)模型上進(jìn)行測(cè)試:無導(dǎo)航和有導(dǎo)航的平均角度誤差分別為17°和2°(P<0.05),平移誤差分別為15、3 mm(P<0.05),導(dǎo)航的使用確實(shí)讓誤差更小,縫合錨固定的更準(zhǔn)確可靠,并且其提供的解剖位置的多平面可視化,能夠幫助外科醫(yī)生更好地了解周圍的解剖結(jié)構(gòu),在術(shù)前規(guī)劃中更好地決定縫合錨的角度和位置。同時(shí),對(duì)于Bankart損傷修復(fù),適合的縫合錨放置位置十分重要。Pan等[38]對(duì)20例進(jìn)行初步研究(導(dǎo)航組10例,傳統(tǒng)組10例),將關(guān)節(jié)盂分為4個(gè)區(qū),比較2組在每個(gè)區(qū)域內(nèi)縫合錨的穿透率:在3區(qū),傳統(tǒng)組和導(dǎo)航組穿透率分別為40.9%和15.7%(P=0.077),在4區(qū)二者穿透率分別為11.1%和16.6%,雖然差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.657),但導(dǎo)航輔助縫合錨準(zhǔn)確性有提高的趨勢(shì),驗(yàn)證了導(dǎo)航在肩關(guān)節(jié)鏡下關(guān)節(jié)囊修復(fù)術(shù)中的適用性。

2.4 其他關(guān)節(jié)鏡的應(yīng)用及進(jìn)展

在踝關(guān)節(jié)鏡中,為避免植入螺釘時(shí)距骨內(nèi)部發(fā)生碰撞,Park等[39]自主研發(fā)一種外固定器和中空螺釘構(gòu)建的三維導(dǎo)航鉆頭導(dǎo)向器,該技術(shù)可在螺釘插入之前預(yù)測(cè)螺釘軌跡,從而防止了螺釘碰撞,并在踝關(guān)節(jié)模型上進(jìn)行插入螺釘測(cè)試中取得良好效果,展現(xiàn)出其在輔助踝關(guān)節(jié)融合術(shù)經(jīng)皮螺釘固定的可行性。Shigi等[40,41]的初步研究中,利用導(dǎo)航提供的對(duì)手術(shù)器械和骨撞擊損傷部位的實(shí)時(shí)跟蹤,可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)病變部位的按計(jì)劃切除,3位醫(yī)生在15個(gè)3D打印的肘關(guān)節(jié)炎模型上使用導(dǎo)航輔助關(guān)節(jié)鏡下關(guān)節(jié)清理,整個(gè)肘關(guān)節(jié)的空間誤差為1.13 mm,切除體積比計(jì)劃平均多8%,計(jì)劃面積的85%被切除。Zemirline等[42]開發(fā)和評(píng)估了一臺(tái)用于腕關(guān)節(jié)鏡檢查的基于電磁傳感器的導(dǎo)航系統(tǒng),該系統(tǒng)由關(guān)節(jié)鏡圖像采集裝置、電磁定位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理裝置組成,能夠在關(guān)節(jié)鏡視圖上精確的顯示器械的理論位置,將對(duì)腕關(guān)節(jié)鏡手術(shù)有很大幫助。

近些年,伴隨著組織工程、逆向工程、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)導(dǎo)航也不僅以單一輔助技術(shù)存在。Liu等[43]將3D打印技術(shù)與導(dǎo)航結(jié)合應(yīng)用于ACL重建中,對(duì)20例常規(guī)手術(shù)和23例3D打印導(dǎo)航模板的比較結(jié)果顯示:與導(dǎo)航組相比,常規(guī)組股骨隧道位置更下、更淺,脛骨隧道位置更靠近脛骨平臺(tái)前、內(nèi)側(cè)邊緣,股骨止點(diǎn)深度超出推薦范圍,并且3D打印的導(dǎo)航模板可以直接定位骨隧道中心點(diǎn),從而縮短術(shù)中定位時(shí)間,證明了3D打印導(dǎo)航模板具有良好的定位精度,可以改善骨隧道位置個(gè)體化差異的問題。Chen等[44]針對(duì)二維關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中手眼協(xié)調(diào)困難,以及小切口對(duì)于手術(shù)視野限制等問題,提出一種具有增強(qiáng)關(guān)節(jié)鏡信息的新型原位增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)。通過關(guān)節(jié)鏡圖像獲得術(shù)中解剖位置,基于組織屬性的模型變形方法,利用解剖位置信息對(duì)三維膝關(guān)節(jié)模型進(jìn)行更新,并將更新后的模型進(jìn)一步渲染為無需眼鏡的真實(shí)3D顯示,從而實(shí)現(xiàn)AR視圖。該AR導(dǎo)航能夠準(zhǔn)確反映關(guān)節(jié)內(nèi)的結(jié)構(gòu)信息,平均誤差為0.32 mm。同時(shí),與2D關(guān)節(jié)鏡導(dǎo)航相比,在膝關(guān)節(jié)模型和離體豬膝關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)中使用此導(dǎo)航系統(tǒng)分別降低了2.10、2.70 mm的定位誤差,這將有助于提高關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的精確度。

3 局限性

現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用種類較少,領(lǐng)域較窄,除在ACL重建和FAI的治療外,其他多停留在模型或尸體試驗(yàn)中,還未廣泛應(yīng)用于臨床,仍需大量的臨床試驗(yàn)來積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),并且缺乏對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)期隨訪研究。與任何應(yīng)用到臨床中的新技術(shù)一樣,其終極目標(biāo)是反映在患者身上臨床效果的改善。在ACL重建中使用導(dǎo)航系統(tǒng)可以獲得更準(zhǔn)確和更具解剖學(xué)意義的骨隧道位置,但導(dǎo)航重建和傳統(tǒng)重建的臨床結(jié)果相似,同樣的問題也存在于其他關(guān)節(jié)鏡的應(yīng)用當(dāng)中。關(guān)于其能否帶來更好的臨床效果,仍需要更加長(zhǎng)期和大量的臨床研究加以佐證。目前,導(dǎo)航系統(tǒng)仍存在包括術(shù)中難以注冊(cè)、操作復(fù)雜性、不十分可靠的準(zhǔn)確性等自身技術(shù)問題需要解決。導(dǎo)航需要提前安裝調(diào)試,甚至有些需要額外的操作來植入標(biāo)志物,不僅延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間,也提高手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[1,45,46]。同時(shí),導(dǎo)航設(shè)備是昂貴的,我們必須考慮購(gòu)買和維護(hù)設(shè)備的成本和效益問題。就像任何一項(xiàng)新的技術(shù),由于自身不成熟性和術(shù)者經(jīng)驗(yàn)等原因,存在手術(shù)效果提升并不顯著,成本效益不高等問題也是合理的,相信隨著技術(shù)的升級(jí)再加上一定手術(shù)量的積累,以上問題會(huì)得到改善。

4 小結(jié)

目前,計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中的應(yīng)用尚未成熟。但不可否認(rèn)的是,導(dǎo)航的加入為關(guān)節(jié)鏡手術(shù)的發(fā)展帶來更多的選擇和益處:完善術(shù)前規(guī)劃,術(shù)中實(shí)時(shí)追蹤反饋,提供更高的精確度和三維可視化,降低學(xué)習(xí)曲線等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能高速發(fā)展與臨床的結(jié)合愈加緊密,更高精度和更微創(chuàng)的個(gè)性化手術(shù)需求不斷增長(zhǎng),相信計(jì)算機(jī)導(dǎo)航輔助手術(shù)會(huì)被越來越多的骨科、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科醫(yī)生采用,使廣大患者受益。