计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

栗威赵劲民

【摘要】目的讨论计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery，CAOS）在创伤骨科的应用及其意义。方法分析CAOS在创伤骨科应用的现状，总结其应用的价值及相关问题。结果目前CAOS在创伤骨科主要应用于脊柱、四肢骨折内固定物的植入和人工髋、膝关节置换以及膝关节交叉韧带的重建等，而在骨折复位方面的应用很少且技术不成熟，但已显示明显的优越性。在CAOS应用过程中应注意其缺点、临床医学评价、手术医生的地位、正确的微创观念等相关问题。结论CAOS在创伤骨科手术微创化进程中有重要意义和无可替代的价值，应处理好一些相关的问题，促进其更好地发展。

【关键词】计算机辅助骨科手术创伤骨科导航

中图分类号： R687 TP391.7 文献标志码：A

APPLICATION OF COMPUTER ASSISTED ORTHOPEDIC SURGERY IN ORTHOPEDIC TRAUMA SURGERY/ LI Wei, ZHAO Jinmin. Department of Orthopedic Trauma and Hand Surgery, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning Guangxi,530021, P. R. China. Corresponding author: ZHAO Jinmin, E-mail: zhaojinmin@ 【Abstract】 Objective To investigate the appl ication and significance of computer assisted orthopedic surgery(CAOS) in orthopedic trauma surgery. Methods In orthopedic trauma surgery, the application status of CAOS was analysed and the related problems were summarized. Results At present, CAOS is seldom used to reduce fractures but fre-quently used to insert internal fixation devices and reconstruct the cruciate ligament in orthopedic trauma surgery. And the studies have shown its superiority. During CAOS application, surgeons should pay attention to some problems such as the disadvantages, clinical evaluation, the roles of the surgeons and correct micro-traumatic concept. Conclusion CAOS is very important and cannot be replaced in orthopedic trauma minimal invasion surgery and surgeons should pay attention to some important related problems to make it develop successfully in the study of CAOS.

【Key words】 Computer assisted orthopedic surgery Orthopedic trauma surgery Navigation

20世纪90年代初，医学界意识到可利用自动化控制系统的感知、推理和行动3个基本原则，在内、外科操作中使用数字化医学影像资料[1]。随着医学影像技术和计算机技术的发展，促生了计算机辅助外科手术系统。此系统早期仅用于神经外科等高风险、高难度的手术领域。近10余年来，一方面由于技术的发展及系统的改进，另一方面由于骨组织具有一种刚性结构，其数字影像较为准确、丰富，易于三维重建，特别适用于计算机辅助下手术，故计算机辅助骨科手术（com-puter assisted orthopedic surgery，CAOS）应运而生 [2]。

1概述

1.1CAOS基本工作原理及组成

CAOS基本工作原理是将患者术前数字影像信息输入计算机工作站中，并与患者本体的标志数据资料进行配准，手术过程中，跟踪器实时跟踪，监控手术工

作者单位：广西医科大学第一临床医学院创伤骨科手外科（南宁，530021）

通讯作者：赵劲民，教授，博士导师，研究方向：骨创伤修复、骨组织工程，E-mail: zhaojinmin@ 具或骨折段达到要求部位从而实施手术。此外术者也可在影像基础上进行术前计划[3]。其主要由主处理系统、成像显示系统、立体定位系统、导航工具等部分组成。1.2CAOS分类

CAOS有如下分类方法[1-2，4]：①按照立体定位的方法分为光学定位、电磁定位、超声波定位及机械手定位，光学定位在骨科应用最广。②按照交互方式的不同，将手术导航系统分为被动式、半主动式及主动式，被动式目前在临床使用最广泛。③按照影像建立的基础和对图像的依赖程度分为图像依赖导航、X线透视导航及非图像依赖导航，X线透视导航在骨科应用最多。

2CAOS在创伤骨科的应用

2.1在脊柱方面的应用

CAOS在骨科领域中较早应用于脊柱外科。上世纪90年代初，Foley等[5-6]首先分别进行了导航系统在脊柱外科应用的尝试。Nolte等[7]最早开始在实验室进行计算机辅助下的椎弓根植入术实验。此后实验研究和临床应用报道逐渐增多。近年出现大宗病例的应用报道，如Ebmeier等[8]应用导航系统将365个椎