2019年我國人工關節置換手術量已經超過了90萬例,且每年仍在以接近20%的速度增長。
根據第七次全國人口普查數據顯示,截止2020年底,我國60歲以上老年人口2.64億人,占比18.7%,即將進入中度老齡化社會。人口老齡化的不斷加劇,是人們對關節置換需求不斷增高的主要因素。
關節置換作為一項發展至今已有半個多世紀的手術技術,在國內外各大小醫院都已成熟開展。
傳統的手術操作,術中的截骨量、假體型號的選擇和假體放置的位置及角度等因素需借助術者的經驗來確定,每個步驟的精確度不足,這在一定程度上造成術后患者功能鍛煉難度增加,疼痛癥狀不易緩解,最終導致了其滿意度下降。
人工智能(AI)三維術前規劃操作系統,成功地解決難題。
正是認識到這一點,蘇州明基醫院骨科團隊在楊同其教授的主導下,近1年來通過術前的AI(artificial intelligence,人工智能)規劃引導手術操作,為數十例關節終末期疾病的患者解決了問題,術后滿意度均較高。
近兩周,蘇州明基醫院骨科數字化微創研究中心再次成功完成兩例人工智能(AI)術前規劃操作系統輔助下的人工關節置換手術。
一位是30歲的雙側髖關節置換,一位是69歲的左膝關節置換。
30歲長期飲酒,雙側股骨頭無菌性壞死
近一年來,孫先生時常發覺雙側髖關節疼痛,未予特殊處理,最近一段時間癥狀逐漸加重,并伴有雙髖關節活動受限,呈搖擺步態,到醫院檢查X片提示“雙側股骨頭無菌性壞死,髖關節骨性炎”!
股骨頭壞死一般被認為是老年病,才30歲怎么會中招呢?
問及生活習慣史得知,孫先生有喝酒的習慣,10年的飲酒史,且主要以白酒為主。酒,就是導致股骨頭壞死的主要因素!
酒精長期刺激股骨頭周圍的小動脈,導致血管變性及粥樣硬化,進而引發股骨頭局部缺血缺氧,最終發生無菌性壞死。所以說長期飲酒的人需警惕股骨頭壞死。
考慮到患者雙髖關節均已活動受限且患者尚年輕,及早地接受治療對其日后的高質量生活尤為重要,遂建議其進行雙側人工髖關節的置換。
精確到0.1°、0.1mm,AI術前規劃輔助關節置換
為確保髖關節手術高質量完成,蘇州明基醫院骨科數字化微創技術研究中心主任楊同其教授決定應用人工智能(AI)術前精準規劃系統對患者髖關節進行三維重建及解剖模擬。
首先在該系統中輸入患者雙側髖關節高精度CT掃描數據,系統就能自動進行三維重建和精準圖像分割、解剖位點識別,并根據股骨的解剖形態,智能匹配合適的假體型號、最佳安放位置和截骨厚度,數據精確到0.1°、0.1mm。
最終形成交互式的規劃報告機模擬手術結果,讓醫生對假體放置的位置、角度一目了然。
當然術者還可根據患者實際情況對關節假體型號,規劃安放位置等參數進行微調,實現個性化定制手術方案。
手術由楊同其教授主刀,在術前計劃的輔助下,所用假體型號、角度與術前設計規劃中完全一致。
AI術前規劃模擬手術效果
實際手術后X光影像
雙側髖關節置換手術一般需要三個小時左右,傳統的雙側髖關節置換因為要同時對兩側髖進行手術,對術者的技術能力和耐心尤為考驗,有了人工智能(AI)的術前規劃,手術中減少了反復對比調節假體的次數,手術時間明顯縮短,兩小時內手術即完成,出血量也明顯減少。
同樣,69歲的周阿伯也是人工智能(AI)術前規劃的受益者。
阿伯左膝關節疼痛10余年,加重2年,內側關節間隙狹窄,膝關節嚴重內翻畸形,關節軟骨損傷,長期保守治療效果不佳,影響生活質量,至蘇州明基醫院骨科尋求人工膝關節置換手術治療。
術前X光影像
AI術前規劃結果
成功置換術后
入院后第二天,人工智能(AI)術前規劃系統便根據輸入的CT掃描數據對患者的膝關節進行三維重建、智能分割、識別、測量,精準匹配假體及準確的截骨位置。第三天,完成手術。術后第七天,恢復0~90°正常屈膝后,患者出院。
蘇州明基醫院骨科進入數字化、精準化微創時代
近1年來,人工智能(AI)技術輔助關節置換在蘇州明基醫院的逐步開展,標志著蘇州明基醫院進入了“數字化”和“精準化”的新時代。而人工智能輔助術前設計系統所提供的精確個體化手術規劃,有效減少了經驗性的誤差,縮短了手術時間,保證了手術療效,對患者而言更是一大福音。
到目前為止,蘇州明基醫院骨科通過AI技術輔助手術,為眾多患有嚴重髖、膝關節疾病的患者完美解決了問題,受益者中,有侏儒癥患者,有因感染導致關節強直肢體嚴重短縮的患者,有復雜的重度關節發育不良的患者……